BR102013012179B1

BR102013012179B1 - Célula de bateria

Info

Publication number: BR102013012179B1
Application number: BR102013012179-7A
Authority: BR
Inventors: Ji Won Yun
Original assignee: Samsung Sdi Co., Ltd
Priority date: 2012-06-08
Filing date: 2013-05-16
Publication date: 2021-08-17
Also published as: US20130330586A1; EP2672542B1; EP2672542A3; EP2672542A2; CN103490038B; BR102013012179A2; US9401504B2; CN103490038A; KR102028173B1; KR20130138113A

Abstract

célula de bateria trata-se de uma célula de bateria (100a, 100b, 100c) que inclui um conjunto de eletrodos (110); uma porção de fita (130, 230, 330) sobre o conjunto de eletrodos (110), sendo que a porção de fita (130, 230, 330) inclui uma primeira camada adesiva (133, 233, 333) na superfície externa do conjunto de eletrodos (110), uma primeira camada de base (132, 232, 332) na primeira camada adesiva (133, 233, 333) e uma segunda camada de base (131, 231, 331) na primeira camada de base (132, 232, 332); e um estojo (120) que recebe o conjunto de eletrodos (110).

Description

REFERÊNCIA CRUZADA COM PEDIDO RELACIONADO

[001] Este pedido reivindica prioridade e benefício sobre Pedido Provisório n° U.S. 61/657.498, depositado em 8 de junho de 2012 na Repartição de Patentes e Marcas Registradas dos Estados Unidos, cujo total conteúdo é incorporado ao presente documento a título de referência.

CAMPO DA INVENÇÃO

[002] Aspectos de realizações da presente invenção referem-se a uma célula de bateria.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003] Ultimamente, células de bateria têm sido usadas de diversas maneiras como uma fonte de energia para dispositivos eletrônicos portáteis. Além disso, os dispositivos eletrônicos portáteis têm sido usados em vários campos e, como uma consequência, a demanda pela célula de bateria tem aumentado rapidamente. Como a célula de bateria pode ser reusada várias vezes através de carregamento e descarregamento, ela é eficaz em termos econômicos e ambientais. Portanto, o uso da célula de bateria tem sido encorajado.

[004] Adicionalmente, de acordo com a demanda por miniaturização e leveza do dispositivo eletrônico, a miniaturização e leveza da célula de bateria são desejadas. No entanto, como a célula de bateria contém um material que tem alta reatividade, como lítio, tem havido uma limitação na fabricação da célula de bateria de tamanho pequeno e de peso leve por razões de estabilidade. Portanto, têm sido conduzidos estudos de uma tecnologia para desenvolvimento de uma célula de bateria que possa ser miniaturizada e de peso leve que, ao mesmo tempo, tenha estabilidade aprimorada.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[005] De acordo com um aspecto de realizações da presente invenção, uma célula de bateria tem tamanho pequeno e peso leve e tem também estabilidade aprimorada. De acordo com outro aspecto de realizações da presente invenção, uma célula de bateria tem resistência a impacto aprimorada.

[006] De acordo com uma realização da presente invenção, uma célula de bateria inclui: um conjunto de eletrodos; uma porção de fita sobre o conjunto de eletrodos, sendo que a porção de fita inclui uma primeira camada adesiva na superfície externa do conjunto de eletrodos, uma primeira camada de base sobre a primeira camada adesiva e uma segunda camada de base sobre a primeira camada de base; e um estojo que recebe o conjunto de eletrodos.

[007] Em uma realização, uma dentre a primeira camada de base ou a segunda camada de base tem um alongamento maior que um alongamento da outra dentre a primeira camada de base ou a segunda camada de base e a uma dentre a primeira camada de base ou a segunda camada de base tem uma resistência à deformação menor que uma resistência à deformação da outra dentre a primeira camada de base ou a segunda camada de base.

[008] A uma dentre a primeira camada de base ou a segunda camada de base pode ser a primeira camada de base e a outra dentre a primeira camada de base ou a segunda camada de base pode ser a segunda camada de base.

[009] O alongamento da uma dentre a primeira camada de base ou a segunda camada de base pode ser maior que 139,5% e a resistência à deformação da outra dentre a primeira camada de base ou a segunda camada de base pode ser maior que 21.246,4 N/cm2.

[010] A porção de fita pode envolver a superfície externa do conjunto de eletrodos.

[011] O conjunto de eletrodos pode incluir uma placa de catodo, um separador e uma placa de anodo enrolados e que definem uma extremidade de enrolamento e a porção de fita pode cobrir a extremidade de enrolamento.

[012] A primeira camada de base pode incluir pelo menos um dentre poliimida, sulfeto de poliparafenileno (PPS) ou polipropileno e a segunda camada de base pode incluir pelo menos um dentre poliimida, sulfeto de poliparafenileno (PPS) ou tereftalato de polietileno (PET).

[013] A primeira camada de base pode incluir polipropileno e a segunda camada de base pode incluir tereftalato de polietileno (PET).

[014] A porção de fita pode incluir adicionalmente uma segunda camada adesiva entre a primeira camada de base e a segunda camada de base.

[015] A primeira camada de base e a segunda camada de base podem ser unidas uma à outra por calor.

[016] A segunda camada de base pode incluir as primeiras porções de saliência em uma superfície externa da segunda camada de base voltadas para o sentido oposto à primeira camada de base e as primeiras porções de ranhura entre as primeiras porções de saliência.

[017] As primeiras porções de ranhura podem se estender ao redor uma direção circunferencial da superfície externa do conjunto de eletrodos.

[018] As primeiras porções de saliência podem entrar em contato com uma superfície interna do estojo.

[019] As primeiras porções de saliência podem ter áreas de seções transversais substancialmente retangulares.

[020] As primeiras porções de saliência podem incluir segundas porções de saliência sobre as superfícies externas das primeiras porções de saliência voltadas para o sentido oposto à primeira camada de base, e segundas porções de ranhura entre as segundas porções de saliência.

[021] As segundas porções de ranhura podem se estender ao redor uma direção circunferencial da superfície externa do conjunto de eletrodos.

[022] As segundas porções de saliência podem entrar em contato com uma superfície interna do estojo.

[023] A segunda camada de base pode entrar em contato com uma superfície interna do estojo.

[024] O estojo pode ter uma seção transversal de formato substancialmente retangular.

[025] De acordo com outra realização da presente invenção, uma célula de bateria inclui: um conjunto de eletrodos; uma porção de fita que envolve uma superfície periférica externa do conjunto de eletrodos e que inclui uma primeira camada adesiva posicionada na superfície periférica externa do conjunto de eletrodos, uma primeira camada de base posicionada em uma superfície periférica externa da primeira camada adesiva, uma segunda camada de base posicionada na superfície periférica externa da primeira camada de base; e um estojo que recebe o conjunto de eletrodos envolvido pela porção de fita, em que uma dentre a primeira camada de base ou a segunda camada de base tem um alongamento maior que aquela da outra e tem uma resistência à deformação menor que aquela da outra.

[026] A primeira camada de base pode conter polipropileno e a segunda camada de base pode conter tereftalato de polietileno (PET).

[027] O conjunto de eletrodos pode incluir uma placa de catodo, um separador e uma placa de anodo sequencialmente enrolados e a porção de fita pode envolver uma linha de extremidade de enrolamento na qual os enrolamentos terminam.

[028] A segunda camada de base pode ter as primeiras porções de ranhura e as primeiras porções de saliência formadas em uma superfície periférica externa da segunda camada de base.

[029] A primeira porção de saliência pode entrar em contato com uma superfície periférica interna do estojo.

[030] A primeira porção de saliência pode ter uma segunda porção de ranhura e uma segunda porção de saliência.

[031] A segunda porção de saliência pode entrar em contato com a superfície periférica interna do estojo.

[032] O estojo pode ser um recipiente de formato geralmente quadrangular ou retangular.

[033] A primeira camada de base pode ter um alongamento maior que aquela da segunda camada de base e a segunda camada de base pode ter uma resistência à deformação maior que aquela da primeira camada de base.

[034] A primeira camada de base e a segunda camada de base pode incluir uma segunda camada adesiva entre as mesmas para fixar a primeira camada de base à segunda camada de base.

[035] A primeira camada de base e a segunda camada de base podem ser unidas uma à outra por calor.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[036] Os desenhos anexos, juntamente com o relatório descritivo, ilustram algumas realizações exemplificativas da presente invenção e, juntamente com a descrição, servem para explicar princípios e aspectos da presente invenção.

[037] A Figura 1 é uma vista em perspectiva explodida de uma célula de bateria de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção; A Figura 2 é uma vista em perspectiva de um conjunto de eletrodos da célula de bateria da Figura 1 e uma porção de fita que envolve o conjunto de eletrodos, de acordo com uma realização da presente invenção; A Figura 3 é uma vista em corte transversal parcial da célula de bateria da Figura 1; A Figura 4 é uma vista em corte transversal da porção de fita da Figura 2; A Figura 5 é uma vista em corte transversal parcial de uma célula de bateria de acordo com outra realização exemplificativa da presente invenção; A Figura 6 é uma vista em corte transversal de uma porção de fita da célula de bateria da Figura 5, de acordo com uma realização da presente invenção; A Figura 7 é uma vista em corte transversal parcial de uma célula de bateria de acordo com outra realização exemplificativa da presente invenção; e A Figura 8 é uma vista em corte transversal de uma porção de fita da célula de bateria da Figura 7, de acordo com uma realização da presente invenção.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[038] Na descrição detalhada abaixo, certas realizações exemplificativas da presente invenção são mostradas e descritas simplesmente a título de ilustração. Conforme aqueles versados na técnica perceberão, as realizações descritas podem ser modificadas de vários modos, tudo sem sair do escopo ou âmbito da presente invenção. Consequentemente, os desenhos e a descrição deverão ser considerados ilustrativos em natureza e não restritivos.

[039] Vários objetivos, vantagens e recursos da presente invenção se tornarão aparentes a partir da seguinte descrição detalhada e realizações exemplificativas quando levadas em consideração em conjunto com os desenhos anexos. No relatório descritivo, pela adição de numerais de referência aos componentes por todos os desenhos, deve ser observado que numerais de referência semelhantes designam componentes semelhantes mesmo que os componentes sejam mostrados em desenhos diferentes. Adicionalmente, os termos usados no relatório descritivo, como "primeiro", "segundo", etc. podem ser usados para descrever vários componentes, mas os componentes não devem ser considerados como sendo limitados aos termos.

[040] Doravante no presente documento, algumas realizações exemplificativas da presente invenção são descritas em maiores detalhes com referência aos desenhos anexos.

[041] A Figura 1 é uma vista em perspectiva explodida de uma célula de bateria 100a de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção. A célula de bateria 100a de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção é descrita abaixo com referência à Figura 1.

[042] Conforme mostrado na Figura 1, a célula de bateria 100a de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção inclui um conjunto de eletrodos 110, uma porção de fita 130 que envolve uma superfície periférica externa do conjunto de eletrodos (mostrada na Figura 2), um estojo 120 que recebe o conjunto de eletrodos 110 e um conjunto de tampas 10 que fecha uma abertura do estojo 120. A porção de fita 130 em uma realização pode incluir uma primeira camada adesiva 133, uma primeira camada de base 132 e uma segunda camada de base 131 (mostrada na Figura 2).

[043] O estojo 120 é um membro que recebe o conjunto de eletrodos 110.

[044] Em uma realização, o estojo 120 recebe o conjunto de eletrodos 110 através de uma abertura, de modo que o conjunto de eletrodos 110 possa ser protegido de impacto externo. Em uma realização, o estojo 120 pode ser fabricado a partir de um material de metal com uso de uma técnica de estampagem profunda. Uma seção transversal horizontal do estojo pode ter um formato geralmente retangular com bordas arredondadas. No entanto, o formato do estojo 120 não é limitado a esse, mas pode ser implantado em um formato retangular ou um formato oval, por exemplo.

[045] De acordo com outras realizações da presente invenção, o estojo 120 pode ter formato substancialmente quadrangular ou formato circular.

[046] Em uma realização, o conjunto de tampas 10, que é um membro que fecha uma abertura do estojo 120, pode incluir uma placa de tampa 50, um terminal de eletrodo 60, uma placa de isolamento 40, uma placa terminal 30 e uma vedação 61. O conjunto de tampas 10 em uma realização pode ser acoplado ao estojo 120 da célula de bateria 100a por uma técnica de encaixe forçado e pode ser fabricado a partir de um alumínio ou liga de alumínio, por exemplo.

[047] Em uma realização, durante o momento de acoplagem do conjunto de tampas 10 com o estojo 120, a placa de tampa 50 pode fechar uma abertura do estojo 120 para formar uma superfície do estojo 120. Em uma realização, a placa de tampa 50 pode ser acoplada ao estojo 120 com uso de um método como soldagem. Em uma realização, a placa de tampa 50 pode ser eletricamente conectada a uma das derivações de eletrodo 114 estendidas através de orifícios atravessantes condutores 21 de um estojo de isolamento 20. A placa de tampa 50 pode ser formada com um primeiro orifício terminal 51 para acoplamento da vedação 61 com o terminal de eletrodo 60 e um orifício de injeção de eletrólitos 52 para ser usado como uma passagem para injeção de solução de eletrólito. Após a injeção da solução de eletrólito através do orifício de injeção de eletrólitos 52, o orifício de injeção de eletrólitos 52 pode ser fechado com uma tampa 53.

[048] A vedação 61 prende o isolamento entre o terminal de eletrodo 60 e a placa de tampa 50 e pode ser posicionada entre as mesmas. A vedação 61 pode ter um orifício em uma posição que corresponde ao primeiro orifício terminal 51 da placa de tampa 50, de modo que o terminal de eletrodo 60 possa ser acoplado à vedação 61 e à placa de tampa 50 através do orifício e do primeiro orifício terminal 51.

[049] A placa de isolamento 40 é colocada entre a placa de tampa 50 e a placa terminal 30 para isolamento entre as mesmas. A placa de isolamento 40 pode ter um segundo orifício terminal 41 em uma posição que corresponde ao primeiro orifício terminal 51 e ao terminal de eletrodo 60 que passa através do primeiro orifício terminal 51 e um orifício da vedação 61 pode também penetrar através do segundo orifício terminal 41.

[050] Em uma realização, o terminal de eletrodo 60 pode penetrar um terceiro orifício terminal 31 formado sobre a placa terminal 30, de modo que o terminal de eletrodo 60 possa ser eletricamente conectado à placa terminal 30. Além disso, a placa terminal 30 pode ser eletricamente conectada a uma dentre as derivações de eletrodo 114 que não se encontra conectada à placa de tampa 50. Em uma realização, a placa de tampa 50 é eletricamente conectada a uma derivação de catodo 115 das derivações de eletrodo 114 e a placa terminal 30 é conectada a uma derivação de anodo 116 das derivações de eletrodo 114, fornecendo, desse modo, uma conexão elétrica entre o terminal de eletrodo 60 e a derivação de anodo 116.

[051] A célula de bateria 100a de acordo com uma realização da presente invenção inclui adicionalmente o estojo de isolamento 20 colocado entre o conjunto de eletrodos 110 e o conjunto de tampas 10.

[052] Em uma realização, o estojo de isolamento 20 é posicionado entre o conjunto de eletrodos 110 e a placa terminal 30 a fim de impedir ou substancialmente impedir o conjunto de eletrodos 110, a placa de tampa 50, a placa terminal 30 ou similares de entrarem eletricamente em curto-circuito. O estojo de isolamento 20 pode ser posicionado em uma porção superior do estojo 120 e pode ser fabricado a partir de uma resina plástica dura que tenha excelentes propriedades de isolamento elétrico. Portanto, no caso de inserção do estojo de isolamento 20 no estojo 120, pode haver pequena deformação devido à solução de eletrólito e o isolamento entre o conjunto de eletrodos 110 e o conjunto de tampas 10 pode ser facilmente preso.

[053] Já no caso de uso da resina plástica dura como o estojo de isolamento 20, é difícil acoplar o estojo de isolamento 20 ao estojo 120 devido à baixa elasticidade, em uma realização, o estojo de isolamento 20 é configurado de uma porção de base 22 e uma porção de apoio 23 para ser, assim, acoplado de modo estável ao estojo 120. A porção de base 22 pode ser uma superfície inferior do estojo de isolamento 20 e a porção de apoio 23 é uma superfície lateral externa do estojo de isolamento 20. A porção de base 22 do estojo de isolamento 20 pode ser formada como uma placa que tem uma espessura (por exemplo, uma espessura predeterminada) e pode ser formada em um formato similar ao formato da seção transversal horizontal do estojo 120 e, em particular, ao formato da seção transversal de um espaço restante após receber o conjunto de eletrodos 110. Em uma realização, a porção de base 22 do estojo de isolamento 20 tem uma área ligeiramente maior que aquela da seção transversal do espaço restante a fim de ser encaixada por força ou encaixada por pressão ao estojo 120. A porção de base 22 do estojo de isolamento 20 descrita acima pode ser formada com o orifício de injeção de eletrólitos e os orifícios atravessantes condutores.

[054] O conjunto de eletrodos 110 é um membro que tem derivações de eletrodo em um lado e produz energia eletroquímica através da migração de elétrons ou íons.

[055] Em uma realização, o conjunto de eletrodos 110 pode ser formado por uma placa de catodo 113, uma placa de anodo 111 e um separador 112 que são enrolados em um estado em que o separador 112 se encontra entre a placa de catodo 113 e a placa de anodo 111. A placa de catodo 113 e a placa de anodo 111 podem ser fabricadas por calda de revestimento e secagem em uma folha fina de metal de alumínio e uma folha fina de metal de cobre, respectivamente. A calda pode conter um material ativo de cada da placa de anodo 111 e um material de fixação que fixa o material ativo à folha fina de metal. No caso da bateria secundária de lítio, o óxido com lítio pode ser usado como a placa de catodo material ativo e um dentre carbono duro, carbono macio, grafita ou um material de carbono pode ser usado como a placa de material ativo de anodo. No entanto, a presente invenção não é limitada à bateria secundária de lítio.

[056] A derivação de catodo 115 pode ser acoplada à placa de catodo 113 para se projetar para cima do conjunto de eletrodos 110 e a derivação de anodo 116 pode ser acoplada à placa de anodo 111 para se projetar para cima do conjunto de eletrodos 110. No conjunto de eletrodos 110, a derivação de catodo 115 e a derivação de anodo 116 são afastadas uma da outra por uma distância (por exemplo, uma distância predeterminada), de modo que possam ser eletricamente separadas uma da outra. Além disso, a derivação de catodo 115 e a derivação de anodo 116 podem ser eletricamente conectadas à placa de catodo 113 e à placa de anodo 111 do conjunto de eletrodos 110, respectivamente, e serem estendidas em uma direção aberta do estojo 120. Em uma realização, a derivação de catodo 115 e a derivação de anodo 116 penetram através de cada orifício atravessante condutor 21 do estojo de isolamento 20 fixado à porção superior do conjunto de eletrodos no estojo 120, de modo que possam ser conectados ao estojo 120, à placa de tampa 50 ou à placa terminal 30.

[057] Em uma realização, as porções da derivação de catodo 115 e da derivação de anodo 116 estendidas a partir do conjunto de eletrodos 110 podem ser enroladas por uma fita de laminação 117. A fita de laminação 117 pode bloquear o calor gerado na derivação de anodo 116 e impedir ou substancialmente impedir que o conjunto de eletrodos 110 seja pressionado por uma borda da derivação de catodo 115 ou da derivação de anodo 116.

[058] A Figura 2 é uma vista em perspectiva do conjunto de eletrodos 110 da célula de bateria 100a e da porção de fita 130 que envolve o conjunto de eletrodos 110, de acordo com uma realização da presente invenção; a Figura 3 é uma vista em corte transversal parcial da célula de bateria 100a da Figura 1; e a Figura 4 é uma vista em corte transversal da porção de fita 130. A porção de fita 130 de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção é descrita abaixo com referência às Figuras 2 a 4.

[059] Conforme mostrado na Figura 2, a porção de fita 130 de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção pode envolver a superfície periférica externa do conjunto de eletrodos 110 e, em uma realização, pode envolver uma linha de extremidade de enrolamento 118 em que os enrolamentos da extremidade do conjunto de eletrodos 110 terminam. Portanto, de acordo com uma realização da presente invenção, os problemas em que, quando o conjunto de eletrodos 110 que têm a placa de catodo 113, o separador 112 e a placa de anodo 111 enrolados são inseridos no estojo 120, os enrolamentos podem de outra forma ficar frouxos ou ser difícil receber o conjunto de eletrodos 110 no estojo 120 devido ao atrito com uma superfície interna do estojo 120, pode ser impedido ou substancialmente impedido. Além disso, a porção de fita 130 juntamente com o estojo 120 pode proteger o conjunto de eletrodos 110 de um impacto externo.

[060] Quando uma célula de bateria é usada, um caso em que a célula de bateria sofre um impacto de um membro externo (por exemplo, um membro de entalhe do qual uma extremidade distal é afiado e pontiagudo) pode ocorrer. Se o membro externo tivesse que penetrar através do estojo e de uma porção de fita da célula de bateria e entrar em contato com o conjunto de eletrodos, um curto-circuito entre o membro de entalhe e a placa de catodo ou a placa de anodo pode ocorrer, de modo que a célula de bateria não possa realizar sua função apropriadamente. No entanto, na célula de bateria 100a de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção, a porção de fita 130 é implantada como um material que tem alto alongamento e resistência à deformação e o membro externo pode não passar através da porção de fita 130, quando poderia de outra forma penetrar através da célula de bateria, desse modo, impedindo ou substancialmente impedindo que a célula de bateria 100a e o membro externo sofram um curto-circuito um com o outro.

[061] Em uma realização, a porção de fita 130 descrita acima inclui a primeira camada de base 132 e a segunda camada de base 131.

[062] A primeira camada adesiva 133 é um membro que é posicionado na superfície periférica externa do conjunto de eletrodos 110 para fixar a primeira camada de base 132 à superfície periférica externa do conjunto de eletrodos 110. Portanto, um fenômeno em que os enrolamentos do conjunto de eletrodos 110 ficam frouxos pode ser impedido ou substancialmente impedido devido à primeira camada adesiva 133.

[063] A primeira camada de base 132 é um membro que é posicionado na superfície periférica externa da primeira camada adesiva 133 fixado à superfície periférica externa do conjunto de eletrodos 110.

[064] Em uma realização, a primeira camada de base 132 é fabricada a partir de um material que tem alongamento maior que o de um material do qual a segunda camada de base 131 é fabricada. Portanto, mesmo no caso em que um membro externo (por exemplo, um membro de entalhe que tenha uma extremidade distal afiada e pontiaguda) possa penetrar através da célula de bateria 100a a partir do lado de fora, devido ao alto alongamento da primeira camada de base 132, a primeira camada de base 132 pode somente ser alongada pelo membro externo e pode ser difícil para a primeira camada de base 132 ser penetrada pelo membro externo. Em uma realização, o material da primeira camada de base 132 pode ser, por exemplo, poliimida (PI), sulfeto de poliparafenileno (PPS) ou polipropileno (PP), que são listados sequencialmente do alto para o baixo alongamento, ou similares. Em uma realização, levando em consideração um custo ou similares, a primeira camada de base 132 pode ser fabricada a partir de polipropileno (PP).

[065] A segunda camada de base 131 é um membro que é posicionado em uma superfície periférica externa da primeira camada de base 132 fixado à primeira camada adesiva 133.

[066] Em uma realização, a segunda camada de base 131 pode ser fabricada a partir de um material diferente de um material do qual a primeira camada de base 132 é fabricada. Em uma realização, a segunda camada de base 131 pode ser fabricada a partir de um material que tem resistência à deformação maior que a de um material do qual a primeira camada de base 132 é fabricada. Portanto, mesmo no caso em que o membro externo pode penetrar através da célula de bateria 100a a partir do lado de fora, devido à alta resistência à deformação da segunda camada de base 131, pode ser difícil para a segunda camada de base 131 ser penetrada pelo membro externo. Quando a resistência à deformação aumenta, mesmo que o membro externo impacte a segunda camada de base 131 para aplicar, desse modo, tensão à segunda camada de base 131, a segunda camada de base 131 pode suportar a tensão. Portanto, é difícil para a segunda camada de base 131 ser penetrada pelo membro externo. Em uma realização, o material da segunda camada de base 131 pode ser, por exemplo, tereftalato de polietileno (PET), poliimida (PI), sulfeto de poliparafenileno (PPS) ou similares. Em uma realização, levando em consideração um custo ou similares, a segunda camada de base 131 pode ser fabricada a partir de tereftalato de polietileno (PET).

[067] Em uma realização, a segunda camada de base 131 pode ser empilhada com a primeira camada de base 132 por junção por calor ou união por calor. Em uma realização, a segunda camada de base 131 pode ser empilhada com a primeira camada de base 132 com uma camada adesiva entre as mesmas, conforme descrito mais tarde no presente documento com referência à Figura 6.

[068] De acordo com uma realização da presente invenção, já que a primeira camada de base 132 tem alto alongamento e a segunda camada de base 131 tem alta resistência à deformação, no caso em que a primeira camada de base 132 e a segunda camada de base 131 são empilhadas uma sobre a outra para formar uma porção de fita 130 é mais difícil para um membro externo (por exemplo, um membro de entalhe) penetrar a porção de fita 130. Isso é devido ao fato de que o alto alongamento e a resistência à deformação da porção de fita 130 aumentam uma força exigida para penetração do membro externo. Assim, de acordo com realizações da presente invenção, uma resistência a impacto é aumentada.

[069] De acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção, embora a primeira camada de base 132 seja descrita como o membro que tem alongamento relativamente grande e a segunda camada de base 131 seja descrita como o membro que tem resistência à deformação relativamente grande, a realização exemplificativa da presente invenção não é limitada à mesma. Por exemplo, em uma realização, a primeira camada de base 132 pode ser fabricada a partir de um membro que tem resistência à deformação relativamente grande e a segunda camada de base 131 pode ser fabricada a partir de um membro que tem alongamento relativamente grande.

[070] A Figura 5 é uma vista em corte transversal parcial de uma célula de bateria 100b de acordo com outra realização exemplificativa da presente invenção; e a Figura 6 é uma vista em corte transversal de uma porção de fita 230 da célula de bateria 100b, de acordo com uma realização da presente invenção. A célula de bateria 100b de acordo com outra realização exemplificativa da presente invenção é descrita abaixo com referência às Figuras 5 e 6. Os numerais de referência semelhantes serão usados para descrever componentes semelhantes ou correspondentes e a descrição adicional de componentes previamente descritos é omitida.

[071] Conforme mostrado na Figura 5, a célula de bateria 100b de acordo com outra realização exemplificativa da presente invenção inclui o conjunto de eletrodos 110, uma porção de fita 230 que envolve uma superfície periférica externa do conjunto de eletrodos 110, o estojo 120 que recebe o conjunto de eletrodos 110 e o conjunto de tampas 10 que fecham uma abertura do estojo 120 e a porção de fita 230 inclui uma primeira camada adesiva 233, uma primeira camada de base 232, uma segunda camada adesiva 238 e uma segunda camada de base 231 sequencialmente empilhadas e a segunda camada de base 231 tem uma pluralidade de primeiras porções de ranhura 234 e as primeiras porções de saliência 235.

[072] Conforme mostrado nas Figuras 5 e 6, a porção de fita 230 inclui a segunda camada adesiva 238 entre a primeira camada de base 232 e a segunda camada de base 231 para fixar a primeira camada de base 232 à segunda camada de base 231. No entanto, em outra realização, a segunda camada adesiva 238 pode ser omitida e a primeira camada de base 232 pode ser unida por calor à segunda camada de base 231, por exemplo.

[073] Em uma realização, a segunda camada de base 231 tem uma pluralidade de ranhuras para formar as primeiras porções de ranhura 234 que se encontram em uma posição relativamente mais baixa e as primeiras porções de saliência 235 que se encontram em uma posição relativamente mais alta. Isto é, a superfície externa da segunda camada de base 231 pode ter as primeiras porções de ranhura 234 e as primeiras porções de saliência 235 alternadamente. Em uma realização, conforme mostrado na Figura 5, as primeiras porções de saliência 235 entram em contato com uma superfície periférica interna do estojo 120 e as porções de ranhura 234 não podem entrar em contato com o estojo 120. Como um resultado, no momento de inserção do conjunto de eletrodos 110 no estojo 120, o atrito é reduzido, desse modo, tornando possível inserir facilmente o conjunto de eletrodos 110. Em um caso em que o atrito é alto em um momento de inserção de um conjunto de eletrodos em um estojo, o atrito entre uma superfície externa do conjunto de eletrodos ou uma porção de fita e o estojo pode fazer com que a inserção do conjunto de eletrodos seja difícil e um fenômeno em formato de U em que uma porção central do conjunto de eletrodos é curvada pode ocorrer. No entanto, na porção de fita 230 de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção, somente as primeiras porções de saliência 235 geram atrito com a superfície periférica interna do estojo 120, desse modo, reduzindo a resistência ao atrito. Portanto, o fenômeno em formato de U descrito acima pode ser impedido ou substancialmente impedido. Além disso, no momento de inserção do conjunto de eletrodos 110 um fluxo de ar pode ser gerado nas primeiras porções de ranhura 234, desse modo, tornando possível inserir facilmente o conjunto de eletrodos 110. Em uma realização, as primeiras porções de ranhura 234 podem se estender em uma direção circunferencial de uma superfície externa do conjunto de eletrodos 110 ou em uma direção perpendicular a um eixo geométrico de enrolamento do conjunto de eletrodos 110. No entanto, em outra realização, as primeiras porções de ranhura 234 podem se estender em uma direção de comprimento do conjunto de eletrodos 110 ou em uma direção paralela a um eixo geométrico de enrolamento do conjunto de eletrodos 110.

[074] A Figura 7 é uma vista em corte transversal parcial de uma célula de bateria 100c de acordo com outra realização exemplificativa da presente invenção; e a Figura 8 é uma vista em corte transversal de uma porção de fita 330 da célula de bateria 100c, de acordo com uma realização da presente invenção. A célula de bateria 100c de acordo com outra realização exemplificativa da presente invenção é descrita abaixo com referência às Figuras 7 e 8. Numerais de referência semelhantes serão usados para descrever componentes semelhantes ou correspondentes e a descrição adicional de componentes previamente descritos é omitida.

[075] Conforme mostrado na Figura 7, a porção de fita 330 da célula de bateria 100c de acordo com outra realização da presente invenção inclui uma primeira camada adesiva 333, uma primeira camada de base 332 e uma segunda camada de base 331 sequencialmente empilhadas e a segunda camada de base 331 tem uma pluralidade de primeiras porções de ranhura 334 e as primeiras porções de saliência 335 e a primeira porção de saliência 335 é formada com uma segunda porção d e ranhura 336 e uma segunda porção de saliência 337.

[076] Em uma realização, a primeira porção de saliência 335 da segunda camada de base 331 da porção de fita 330 é formada adicionalmente com a segunda porção de ranhura 336 e a segunda porção de saliência 337. Isto é, a segunda camada de base 331 tem ranhuras formadas duas vezes. Portanto, conforme mostrado na Figura 7, uma região da segunda camada de base 331 que entra em contato com a superfície interna do estojo 120 pode ser limitada à segunda porção de saliência 337, de modo que uma área da porção de fita 330 que entra em contato com a superfície interna do estojo seja reduzida, desse modo, reduzindo a força de atrito com o estojo 120 no momento de inserção do conjunto de eletrodos 110 no estojo 120. Consequentemente, o fenômeno em formato de U em que a porção central do conjunto de eletrodos 110 é curvada pode ser impedido ou substancialmente impedido. Em uma realização, as primeiras porções de ranhura 334 e as segundas porções de ranhura 336 podem se estender em uma direção circunferencial de uma superfície externa do conjunto de eletrodos 110 ou em uma direção perpendicular a um eixo geométrico de enrolamento do conjunto de eletrodos 110. No entanto, em outra realização, as primeiras porções de ranhura 334 e as segundas porções de ranhura 336 podem se estender em uma direção de comprimento do conjunto de eletrodos 110 ou em uma direção paralela a um eixo geométrico de enrolamento do conjunto de eletrodos 110.

[077] Conforme descrito acima, de acordo com realizações exemplificativas da presente invenção, uma célula de bateria pode ter tamanho pequeno e peso leve, ao mesmo tempo em que tem estabilidade aprimorada, pelo envolvimento de um conjunto de eletrodos recebidos em um estojo por uma porção de fita.

[078] Além disso, de acordo com realizações exemplificativas da presente invenção, a porção de fita inclui uma porção de base que tem um alto alongamento e uma porção de base que tem uma alta resistência à deformação e a resistência ao impacto da porção de fita é aprimorada, aprimorando, desse modo, a estabilidade da célula de bateria.

[079] Além disso, de acordo com realizações exemplificativas da presente invenção, uma célula de bateria tem uma força de atrito reduzida devido às porções de ranhura e às porções de saliência em uma segunda camada de base impedindo ou substancialmente impedindo, portanto, um fenômeno em formato de U em que uma porção central do conjunto de eletrodos é curvada.

[080] Embora algumas realizações exemplificativas da presente invenção tenham sido descritas no presente documento com propósitos ilustrativos, uma célula de bateria de acordo com a presente invenção não é limitada à mesma, mas, em vez disso, aqueles versados na técnica verificarão que várias modificações, adições e substituições são possíveis, sem se afastar do espírito e escopo da invenção, conforme revelado nas reivindicações anexas.

[081] Embora a presente invenção tenha sido descrita em conexão com certas realizações exemplificativas, deve ser entendido que a presente invenção não é limitada às realizações reveladas, mas, pelo contrário, se destina a cobrir várias modificações e disposições equivalentes incluídas no espírito e escopo das reivindicações anexas e equivalentes das mesmas.

Claims

1. CÉLULA DE BATERIA (100a) compreendendo: um conjunto de eletrodos (110); um estojo (120) que recebe o conjunto de eletrodos (110); uma porção de fita (130, 230, 330) envolvendo uma superfície periférica externa do conjunto de eletrodos (110), sendo que a porção de fita (130, 230, 330) compreende: uma primeira camada adesiva (133, 233, 333) posicionada no conjunto de eletrodos (110); uma primeira camada de base (132, 232, 332) posicionada na primeira camada adesiva (133, 233, 333); e uma segunda camada de base (131, 231, 331) posicionada na primeira camada de base (132, 233, 332); caracterizada pela primeira camada de base (132, 232, 332) ter um alongamento maior que o alongamento da segunda camada de base (131, 231, 331), e pela segunda camada de base (131, 231, 331) ter uma resistência à deformação maior que a resistência à deformação da primeira camada de base (132, 232, 332).

2. CÉLULA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo alongamento ser maior que 139,5%.

3. CÉLULA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizada pela resistência à deformação ser maior que 21.246,4 N/cm2.

4. CÉLULA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pela primeira camada de base (132, 232, 332) ser feita de um dentre polipropileno (PP), poliimida (PI) ou sulfeto de poliparafenileno (PPS).

5. CÉLULA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pela segunda camada de base (131, 231, 331) ser feita de um dentre tereftalato de polietileno (PET), poliimida (PI) ou sulfeto de poliparafenileno (PPS).

6. CÉLULA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo conjunto de eletrodos (110) compreender uma placa de catodo (113), um separador (112) e uma placa de anodo (111) sequencialmente enrolados, e em que a porção de fita (130) envolve uma linha de extremidade de enrolamento na qual os enrolamentos terminam.

7. CÉLULA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pela segunda camada de base (231, 331) compreender porções de ranhura (234, 334, 336) e porções de saliência (235, 335, 337) formadas em uma superfície periférica externa da segunda camada de base (231, 331).

8. CÉLULA, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pela segunda camada de base (331) compreender primeiras porções de ranhura (334) e primeiras porções de saliência (335) e em que as primeiras porções de saliência (335) são formadas com segundas porções de ranhura (336) e segundas porções de saliência (337) na superfície periférica externa da segunda camada de base (331).

9. CÉLULA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo estojo (120) possuir um formato retangular ou oval.

10. CÉLULA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pela porção de fita (330) incluir uma segunda camada adesiva (231) formada entre a primeira camada de base (332) e a segunda camada de base (331).

11. CÉLULA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 8, caracterizada pelas porções de saliência (235, 337) entrarem em contato direto com uma superfície interna do estojo (120).