BR102016003739A2 - conjunto de baterias - Google Patents
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Abstract
um conjunto de baterias, incluindo uma célula de bateria incluindo uma aba de eletrodo; um portador de célula, através do qual a aba de eletrodo é inserida; e uma aba de conexão incluindo uma primeira porção de aba de conexão e uma segunda porção de aba de conexão confrontando uma à outra e acopladas à aba de eletrodo com a aba de eletrodo estando entre elas.
Description
“CONJUNTO DE BATERIAS” REFERÊNCIA CRUZADA PARA PEDIDO RELACIONADO
[001] O Pedido de Patente Coreano No. 10-2015-0026748, depositado no Escritório de Propriedade Intelectual Coreano, e intitulado "Battery Pack", é aqui incorporado por referência em sua totalidade. 1. Campo [002] Uma ou mais modalidades exemplificativas referem-se a um conjunto de baterias. 2. Descrição da Técnica Relacionada [003] Ao contrário de baterias primárias, baterias secundárias podem ser recarregáveis. Baterias secundárias podem ser usadas como fontes de alimentação de dispositivos tais como dispositivos móveis, veículos elétricos, veículos elétricos híbridos, bicicletas elétricas e fontes de alimentação ininterruptíveis. Baterias secundárias de célula única ou baterias secundárias multicélulas (conjuntos de baterias secundárias) nas quais uma pluralidade de células de batería é eletricamente conectada podem ser usadas de acordo com os tipos de dispositivos externos usando as baterias secundárias.
SUMÁRIO
[004] Modalidades podem ser realizadas provendo um conjunto de baterias, incluindo uma célula de bateria, incluindo uma aba de eletrodo; um portador de célula através do qual a aba de eletrodo pode ser inserida; e uma aba de conexão incluindo uma primeira porção de aba de conexão e uma segunda porção de aba de conexão confrontando uma à outra e acopladas à aba de eletrodo com a aba de eletrodo estando entre elas.
[005] A aba de eletrodo e a aba de conexão podem ser acopladas por soldagem.
[006] O conjunto de baterias pode incluir uma pluralidade de células de bateria e a aba de conexão pode ser acoplada a abas de eletrodo de uma primeira célula de bateria e uma segunda célula de bateria, vizinhas uma da outra em uma direção de arranjo das células de bateria.
[007] As abas de eletrodo da primeira e segunda células de bateria podem estar entre a primeira e segunda porções de aba de conexão e podem não se sobrepor uma à outra.
[008] Uma seção transversal de uma porção de acoplamento entre as abas de eletrodo e a aba de conexão pode ter um máximo de três camadas, incluindo a primeira e segunda porções de aba de conexão e a aba de eletrodo da primeira ou segunda célula de bateria.
[009] A aba de conexão pode incluir um material diferente de um material incluído na aba de eletrodo de pelo menos uma dentre primeira e segunda células de bateria.
[0010] As abas de eletrodo da primeira e segunda células de bateria incluem diferentes materiais.
[0011] A primeira e segunda porções de aba de conexão podem incluir um mesmo material.
[0012] A primeira porção de aba de conexão pode incluir um furo de aba, a aba de eletrodo pode se estender através do furo de aba e a segunda porção de aba de conexão pode cobrir uma porção da aba de eletrodo que pode estar exposta através do furo de aba.
[0013] A aba de eletrodo estendendo-se através do furo de aba pode ser curvada em uma direção paralela à primeira e segunda porções de aba de conexão e pode estar em contato de superfície com a primeira e segunda porções de aba de conexão.
[0014] A primeira porção de aba de conexão pode incluir primeiro e segundo furos de aba através dos quais as abas de eletrodo da primeira e segunda células de bateria podem se estender, e as abas de eletrodo da primeira e segunda células de bateria podem ser curvadas para confrontar uma à outra e podem estar em contato de superfície com a primeira e segunda porções de aba de conexão.
[0015] A primeira porção de aba de conexão pode incluir primeiro e segundo furos de aba através dos quais as abas de eletrodo da primeira e segunda células de batería podem se estender, e uma distância entre o primeiro furo de aba e um lado da primeira porção de aba de conexão pode ser igual a uma distância entre o segundo furo de aba e o lado da primeira porção de aba de conexão.
[0016] A lateral da primeira porção de aba de conexão pode se estender em uma direção paralela à direção de arranjo das células de batería.
[0017] A primeira porção de aba de conexão pode incluir primeiro e segundo furos de aba através dos quais as abas de eletrodo da primeira e segunda células de bateria podem se estender, e uma distância entre o primeiro furo de aba e um lado da primeira porção de aba de conexão podem ser diferentes a partir de uma distância entre o segundo furo de aba e o lado da primeira porção de aba de conexão.
[0018] A primeira porção de aba de conexão pode incluir primeiro a quarto furos de aba através dos quais as abas de eletrodo da primeira à quarta células de bateria podem se estender, e uma distância entre o primeiro furo de aba e um lado da primeira porção de aba de conexão pode ser igual a uma distância entre o segundo furo de aba e o lado da primeira porção de aba de conexão, uma distância entre o terceiro furo de aba e o lado da primeira porção de aba de conexão pode ser igual a uma distância entre o quarto furo de aba e a lateral da primeira porção de aba de conexão, e a distância entre o primeiro furo de aba e o lado da primeira porção de aba de conexão pode ser diferente da distância entre o terceiro furo de aba e o lado da primeira porção de aba de conexão.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0019] Recursos se tomarão aparentes aos versados na técnica, descrevendo em detalhe modalidades exemplifícativas com referência aos desenhos anexos, nos quais: a Figura 1 ilustra uma vista de um conjunto de baterias de acordo com uma modalidade exemplifícativa; a Figura 2 ilustra uma vista em perspectiva de células de bateria exibidas na Figura 1; a Figura 3 ilustra uma vista em perspectiva explodida do conjunto de baterias exibido na Figura 1; as Figuras 4 e 5 ilustram vistas em perspectiva explodidas de uma estrutura de conexão do conjunto de baterias; a Figura 6 ilustra uma vista em corte transversal tomada ao longo de uma linha de corte na Figura 5; a Figura 7 ilustra uma vista plana de uma estrutura superior do conjunto de baterias; a Figura 8 ilustra uma vista de um conjunto de bateria, de acordo com uma modalidade exemplifícativa; a Figura 9 ilustra uma vista em perspectiva explodida do conjunto de baterias exibido na Figura 8; e as Figuras 10 e 11 ilustram uma vista em perspectiva e uma vista plana de uma estrutura de conexão de um conjunto de baterias, de acordo com uma modalidade exemplifícativa, DESCRIÇÃO DETALHADA
[0020] Modalidades exemplifícativas serão agora descritas mais plenamente a seguir, com referência aos desenhos que as acompanham; entretanto, estas podem ser realizadas em formas diferentes e não deveríam ser interpretadas como limitadas às modalidades aqui estabelecidas. Ao invés disso, estas modalidades são providas de tal modo que esta descrição será direta e completa, e conduzirá plenamente implementações exemplifícativas aos versados na técnica.
[0021] Nas figuras dos desenhos, as dimensões dos recursos podem ser exageradas para clareza da ilustração. Numerais de referência igual referem-se diretamente a elementos iguais.
[0022] Conforme usado aqui, o termo "e/ou" inclui qualquer e todas as combinações de um ou mais dos itens listados associados. Expressões tais como "pelo menos um de" quando precedendo uma lista de elementos, modifica a lista inteira de elementos e não modifica os elementos individuais da lista.
[0023] Conjuntos de batería serão agora descritos em detalhe com referência aos desenhos anexos, nos quais modalidades exemplificativas são mostradas.
[0024] Figura 1 ilustra uma vista de um conjunto de baterias de acordo com uma modalidade exemplificativa. Figura 2 ilustra uma vista em perspectiva de células de batería exibidas na Figura 1. Figura 3 ilustra uma vista em perspectiva explodida do conjunto de baterias exibido na Figura 1.
[0025] Referindo-se à Figura 1, o conjunto de baterias pode incluir pelo menos duas células de batería C e um portador de célula 110 ao qual as células de batería C podem ser acopladas. As células de batería C podem incluir células de batería de íon de lítio. Cada uma das células de batería C pode incluir uma montagem de eletrodo apresentando uma estrutura empilhada formada pelas primeira e segunda placas de eletrodo apresentando polaridades diferentes e um separador disposto entre a primeira e segunda placas de eletrodo. Uma pluralidade da primeira e segunda placas de eletrodo e uma pluralidade de separadores podem ser empilhados na montagem de eletrodo para aumentar a potência de saída e capacidade da célula de bateria C.
[0026] Referindo-se à Figura 2, as células de bateria C podem incluir recipientes 13 para selar as montagens de eletrodo. As células de bateria C podem ser células de bateria do tipo bolsa, incluindo recipientes 13 relativamente flexíveis, ao invés de recipientes metálicos. Cada uma das células de bateria C pode incluir abas de eletrodo 10 eletricamente conectadas às montagens de eletrodo e estendendo-se para fora dos recipientes 13. Cada uma das células de batería C inclui primeira e segunda abas de eletrodo 11 e 12, fazendo respectivamente conexão elétrica com a primeira e segunda placas de eletrodo, e tendo polaridades diferentes. Nesta especificação, o termo "aba(s) de eletrodo 10" refere-se a uma ou ambas dentre a primeira e segunda abas de eletrodo 11 e 12. As células de batería C podem incluir plataformas 15 a partir das quais as abas de eletrodo 10 se estendem para fora.
[0027] Referindo-se à Figura 3, as células de batería C podem ser acopladas ao portador de célula 110. As células de batería C podem ser acopladas ao portador de célula 110 de tal maneira que as abas de eletrodo 10 das células de batería C são expostas sobre uma superfície superior do portador de célula 110. O portador de célula 110 pode suportar e manter as células de batería C e as células de batería C podem ser mantidas em posições adequadas quando inseridas no portador de célula 110.0 portador de célula 110 pode combinar estruturalmente as células de batería C como um único módulo.
[0028] O portador de célula 110 pode incluir uma pluralidade de furos de aba 110' correspondendo às células de batería C. As abas de eletrodo 10 estendendo-se a partir das células de bateria C podem ser inseridas através dos furos de aba 110' e expostas para o lado externo. Os furos de aba 110' podem ser pareados de tal modo que a primeira e segunda abas de eletrodo 11 e 12 estendendo-se a partir de cada uma das células de bateria C podem ser inseridas através de um par de furos de aba 110'. Por exemplo, a primeira e segunda abas de eletrodo 11 e 12 estendendo-se a partir de uma das células de bateria C podem ser inseridas através de um par de furos de aba 110' e então a primeira e segunda abas de eletrodo 11 e 12 podem ser curvadas para frente e para trás em direções opostas para fazer a conexão elétrica com células de bateria vizinhas C dispostas nas direções frontal e posterior.
[0029] Células de bateria C vizinhas uma da outra em uma direção da frente para trás podem ser eletricamente conectadas uma à outra através de abas de conexão 120 sobrepostas à primeira e segunda abas de eletrodo 11 e 12 das células de bateria. As células de bateria C arranjadas na direção da frente para trás podem ser modularizadas estrutural mente pelo portador de célula 110 e então podem ser eletricamente modularizadas pelas abas de conexão 120.
[0030] As abas de conexão 120 podem ser sobrepostas às abas de eletrodo 10 que se estendem do portador de célula 110 através dos furos de aba 110'. Então, as abas de conexão 120 podem ser acopladas às abas de eletrodo 10, por exemplo, por soldagem.
[0031] As abas de conexão 120 podem incluir um par de primeira e segunda porções de abas de conexão 121 e 122, por exemplo, primeira e segunda porções de abas de conexão 121 e 122, e cada par de primeira e segunda porções de abas de conexão 121 e 122 pode ser disposto em lados inferior e superior das abas de eletrodo 10, para colocar as abas de eletrodo 10 entre elas. Conforme descrito acima, as abas de eletrodo 10 podem ser prensadas entre a primeira e segunda porções de abas de conexão 121 e 122 das abas de conexão 120 dispostas nos lados superior e inferior das abas de eletrodo 10, e a conexão elétrica entre as abas de eletrodo 10 e as abas de conexão 120 podem ser feitas mais suavemente. A área de contato elétrico entre as abas de conexão 120 e as abas de eletrodo 10 pode ser aumentada e, ainda mais, a força do acoplamento entre as abas de conexão 120 e as abas de eletrodo 10 pode ser melhorada.
[0032] Em uma modalidade exemplificativa, as abas de conexão 120 e as abas de eletrodo 10 podem ser acopladas umas às outras por soldagem. Em um exemplo comparativo, as abas de conexão 120 e as abas de eletrodo 10 podem ser acopladas umas às outras por soldadura. Soldadura pode ser um processo manual que pode utilizar uma grande quantidade de solda, a qualidade da soldadura pode não ser uniforme e o acoplamento entre as abas de conexão 120 e as abas de eletrodo 10 pode ser rompido em um ponto fraco. A solda pode se difundir para uma outra parte condutora a partir de uma porção de acoplamento e pode ocorrer um curto-circuito. Devido, por exemplo, a propriedades de um material usado para formar as abas de eletrodo 10, as abas de eletrodo 10 podem apresentar características de união pobres. Por exemplo, as abas de eletrodo 10 podem ser formadas de um material de alumínio, e erros de união podem surgir, devido, por exemplo, a corrosão galvânica. Em uma modalidade exemplifícativa, pode ser utilizada soldagem, o processo de automação pode ser possível e a qualidade de acoplamento pode ser mantida uniformemente sem erros de conexão elétrica ou curto-circuito.
[0033] O portador de célula 110 pode incluir arestas de suporte 115 projetando-se na direção das células de bateria C. As arestas de suporte 115 podem se projetar para baixo na direção das células de bateria C. As arestas de suporte 115 podem suportar porções das células de bateria C, por exemplo, as plataformas 15 das células de bateria C. Por exemplo, as células de bateria C podem ser acopladas ao portador de célula 110 através de um lado inferior do portador de célula 110, as arestas de suporte 115 podem evitar que as plataformas 15 das células de bateria C colidam com uma superfície inferior do portador de célula 110 e possam manter uma distância adequada entre o portador de célula 110 e as plataformas 15 das células de bateria C, e as abas de eletrodo 10 podem ser impedidas de serem danificadas durante um processo de soldagem. As arestas de suporte 115 podem se projetar a partir do portador de célula 1 10 na direção das plataformas 15 das células de bateria C, a altura de acoplamento das células de bateria C pode ser regulada para manter uma distância adequada entre o portador de célula 110 e as células de bateria C, e o portador de célula 110 pode ser menos danificado por colisão e as abas de eletrodo 10 podem ser menos danificadas durante a soldagem.
[0034] Figuras 4 e 5 ilustram vistas em perspectiva explodidas de uma estrutura de conexão do conjunto de baterias. Figura 6 ilustra uma vista em corte transversal tomada ao longo de uma linha de corte na Figura 5. Figura 7 ilustra uma vista plana de uma estrutura superior do conjunto de baterias.
[0035] Referindo-se às Figuras 4 a 6, a primeira e segunda abas de conexão 121 e 122 podem confrontar cada uma com as abas de eletrodo 10 entre elas. As primeiras abas de conexão 121 podem incluir furos de aba 121' de tal modo que as abas de eletrodo 10 podem se estender através dos furos de aba 12Γ. As segundas abas de conexão 122 podem cobrir as abas de eletrodo 10 expostas através dos furos de aba 121'. Por exemplo, as abas de eletrodo 10 estendendo-se a partir das células de batería C podem ser inseridas através dos furos de aba 110' do portador de célula 110 e os furos de aba 121' das primeiras abas de conexão 121 e expostos sobre superfícies superiores das primeiras abas de conexão 121 e as segundas abas de conexão 122 podem ser sobrepostas às superfícies superiores das primeiras abas de conexão 121 nas quais as abas de eletrodo 10 são expostas. As abas de eletrodo 10 podem ser inseridas através dos furos de aba 121' das primeiras abas de conexão 121 e podem ser curvadas em direção paralela com a primeira e segunda abas de conexão 121 e 122 para efetuar contato de superfície com a primeira e segunda abas de conexão 121 e 122. As primeiras abas de conexão 121, as abas de eletrodo 10 e as segundas abas de conexão 122 que são sobrepostas uma na outra podem ser acopladas uma à outra por soldagem.
[0036] Referindo-se à Figura 4, as abas de conexão 120 podem conectar a primeira e segunda células de batería Cl e C2 arranjadas em uma direção de arranjo de célula de batería. Por exemplo, as abas de eletrodo 11 e 12 da primeira e segunda células de batería Cl e C2 inseridas através de diferentes furos de aba 121' das primeiras abas de conexão 121 podem ser curvadas para confrontar uma com a outra e podem ser trazidas em contato com a primeira e segunda abas de conexão 121 e 122. Então, as abas de eletrodo 11 e 12 podem ser acopladas à primeira e segunda abas de conexão 121 e 122, por soldagem.
[0037] Conforme mostrado na Figura 6, as abas de eletrodo 10 da primeira e segunda células de bateria Cl e C2 podem ser dispostas entre a primeira e segunda abas de conexão 121 e 122. As abas de eletrodo 10 da primeira e segunda células de bateria Cl e C2 podem se estender em paralelo com a primeira e segunda abas de conexão 121 e 122 e as extremidades das abas de eletrodo 10 podem ser separadas uma da outra de uma distância predeterminada. As abas de eletrodo 10 da primeira e segunda células de bateria Cl e C2 podem ser dispostas entre a primeira e segunda abas de conexão 121 e 122 em um estado no qual as abas de eletrodo 10 não se sobrepõem uma à outra, mas mantém uma distância predeterminada uma da outra. Esta estrutura pode ser empregada para limitar um número de camadas de porções de acoplamento entre as abas de eletrodo 10 e as abas de conexão 120 em três, por exemplo, três ou menos. Se as abas de eletrodo 10 da primeira e segunda células de bateria Cl e C2 são dispostas entre as primeira e segunda abas de conexão 121 e 122 para se sobrepor uma à outra, as porções de acoplamento entre as abas de eletrodo 10 e as abas de conexão 120 podem ter uma estrutura de quatro camadas. Consequentemente, a espessura das porções de acoplamento pode ser aumentada, e pode ser difícil obter um grau suficiente de rigidez de acoplamento. Portanto, em uma modalidade exemplifícativa, as abas de eletrodo 10 da primeira e segunda células de bateria Cl e C2 podem ser dispostas para não se sobrepor uma à outra, de modo a limitar o número de camadas das porções de acoplamento entre as abas de eletrodo 10 e as abas de conexão 120, a três ou menos.
[0038] A abas de conexão 120 e as abas de eletrodo 10 podem ser acopladas uma à outra por soldagem. Por exemplo, o par da primeira e segunda abas de conexão 121 e 122 podem ser soldadas juntas com as abas de eletrodo 10 sendo dispostas entre elas para obter um alto grau de força de acoplamento entre as abas de eletrodo 10 e as abas de conexão 120 que são formadas de materiais diferentes.
[0039] Por exemplo, as abas de conexão 120 podem ser conectadas às abas de eletrodo 10 da primeira e segunda células de bateria Cl e C2 e as abas de conexão 120 podem ser conectadas às primeira e segunda abas de eletrodo 11 e 12 formadas de materiais diferentes. Por exemplo, as primeiras abas de eletrodo 11 podem ser formadas de cobre ou níquel, e as segundas abas de eletrodo 12 podem ser formadas de alumínio ou níquel. As abas de conexão 120 podem ser formadas de níquel. Por exemplo, o par da primeira e segunda abas de conexão 121 e 122 pode ser formado do mesmo material, tal como níquel.
[0040] Por exemplo, as abas de conexão 120 podem conectar a primeira e segunda células de bateria C1 e C2 em série, e as abas de conexão 120 e as abas de eletrodo 10 de pelo menos uma dentre a primeira e segunda células de bateria Cl e C2 podem ser formadas de materiais diferentes. Por exemplo, as abas de conexão 120 podem ser formadas de níquel diferente de cobre usado para formar as abas de eletrodo 10. O par da primeira e segunda abas de conexão 121 e 122 pode ser disposto dos lados inferior e superior das abas de eletrodo 10 formadas de cobre, de modo a garantir um grau suficiente de rigidez de soldagem entre materiais diferentes.
[0041] As abas de conexão 120 podem conectar as abas de eletrodo 10 da primeira e segunda células de bateria Cl e C2 e as primeiras abas de eletrodo 11 apresentando a mesma polaridade podem ser conectadas uma à outra, ou as segundas abas de eletrodo 12 apresentando a mesma polaridade podem ser conectadas uma a cada outra. As abas de conexão 120 podem conectar as abas de eletrodo 10 formadas do mesmo material. Por exemplo, as abas de conexão 120 formadas de níquel podem conectar as primeiras abas de eletrodo 11 formadas de cobre.
[0042] Em uma modalidade exemplificativa, as abas de conexão 120 podem incluir o par da primeira e segunda abas de conexão 121 e 122 dispostas sobre os lados inferior e superior das abas de eletrodo 10 e a qualidade de soldagem pode ser melhorada. Entretanto, se as abas de conexão 120 possuem uma estrutura única, por exemplo, as abas de conexão 120 incluem somente as primeiras abas de conexão 121, as abas de eletrodo 10 podem ser expostas nas superfícies superiores das primeiras abas de conexão 121 e, neste estado, a soldagem pode ser efetuada. A qualidade da soldagem pode ser diminuída, de acordo com propriedade de um material usado para formar as abas de eletrodo 10. Por exemplo, se as abas de eletrodo 10 são formadas de cobre e um processo de soldagem de resistência elétrica é realizado, a qualidade de soldagem pode ser insuficiente porque o cobre tem baixa resistência e característica de resfriamento rápido e, se as abas de eletrodo 10 são formadas de cobre e é realizado um processo de soldagem a laser, pode ser consumida uma grande quantidade de energia devido à alta refletividade do cobre. Se as abas de eletrodo 10 são formadas de alumínio, resistência mecânica suficiente pode não ser obtida, e porções de acoplamento com as abas de conexão 120 apresentando uma estrutura única podem apresentar resistência pobre à tração.
[0043] Se as abas de conexão 120 apresentam uma estrutura única, defeitos de retorno de gotículas podem ser causados devido à concentração de energia de soldagem. Por exemplo, furos de soldagem podem ser formados em um lado posterior de uma porção de acoplamento, de modo que dificuldades no gerenciamento de processo e gerenciamento de qualidade podem ser causados. Em uma modalidade exemplificativa, as abas de eletrodo 10 podem ser dispostas entre o par de primeira e segunda abas de conexão 121 e 122, a energia de soldagem pode ser uniformemente distribuída e defeitos de retomo de gotículas em furos de soldagem podem ser evitados.
[0044] As porções de acoplamento entre as abas de eletrodo 10 e as abas de conexão 120 podem formar um trajeto de corrente de carga e descarga das células de bateria C através do qual a corrente de carga ou descarga flui.
As porções de acoplamento sendo pontos de contato elétrico das células de batería C podem ser relativamente estreitas, e a resistência total do trajeto de corrente de carga e descarga pode ser notadamente afetada pelas porções de acoplamento. Se as abas de conexão 120 possuem uma estrutura única, o trajeto da corrente de carga e descarga pode ser restrita conforme descrito acima, a perda na resistência pode ser aumentada tanto quanto a restrição, e a potência de saída elétrica do conjunto de bateria pode ser reduzida.
[0045] Em uma modalidade exemplificativa, o par da primeira e segunda abas de conexão 121 e 122 pode ser disposto dos lados inferior e superior das abas de eletrodo 10, e as abas de eletrodo 10 podem não ser diretamente expostas, e a deterioração da qualidade de soldagem causada, por exemplo, por propriedades do material das abas de eletrodo 10 pode ser evitada. As porções de acoplamento entre as abas de eletrodo 10 e as abas de conexão 120 podem ter um grau melhorado de resistência à tração mecânica e um grau reduzido de resistência elétrica, e a qualidade de soldagem global pode ser melhorada.
[0046] As abas de conexão 120 e as abas de eletrodo 10 podem ser acopladas através de um processo de soldagem a laser. Os lados inferior e superior das abas de eletrodo 10 apresentando uma espessura relativamente fina podem ser cobertas com o par da primeira e segunda abas de conexão 121 e 122 das abas de conexão 120 e as abas de eletrodo 10 podem ser suavemente soldadas, embora uma grande quantidade de calor seja inserida durante o processo de soldagem a laser. Furos de soldagem podem ser formados nas abas de conexão 120 e a soldagem a laser pode ser efetuada através dos furos de soldagem.
[0047] Em uma modalidade exemplifícativa, as abas de conexão 120 e as abas de eletrodo 10 podem ser acopladas uma à outra por soldagem. Em um exemplo comparativo, as abas de conexão 120 e as abas de eletrodo 10 podem ser acopladas uma à outra por soldadura. Soldadura pode ser um processo manual que pode utilizar uma grande quantidade de solda, a qualidade da soldadura pode não ser uniforme e o acoplamento entre as abas de conexão 120 e as abas de eletrodo 10 pode ser rompido em um ponto fraco. A solda pode se difundir para uma outra parte condutora a partir de uma porção de acoplamento e pode ocorrer um curto-circuito. Devido, por exemplo, a propriedades de um material usado para formar as abas de eletrodo 10, as abas de eletrodo 10 podem apresentar características de união pobres. Por exemplo, as abas de eletrodo 10 podem ser formadas de um material de alumínio, e erros de união podem surgir, devido, por exemplo, a corrosão galvânica. Em uma modalidade exemplificativa, pode ser utilizada soldagem, o processo de automação pode ser possível e a qualidade de acoplamento pode ser mantida uniformemente sem erros de conexão elétrica ou curto-circuito.
[0048] As células de um par de células de bateria C podem ser eletricamente conectadas uma à outra pelas abas de conexão 120. Polos do par de células de bateria C possuindo a mesma polaridade ou polaridade opostas podem ser eletricamente conectados um ao outro.
[0049] Conforme mostrado na Figura 4, polos de um par de células de bateria C vizinhas apresentando polaridades opostas podem ser eletricamente conectados para formar conexão em série. As células do par de células de bateria C vizinhas podem ser orientadas opostas em uma direção da esquerda para a direita de tal modo que a primeira e segunda abas de eletrodo 11 e 12 das células de bateria C podem ser dispostas em posições cruzadas. Por exemplo, a primeira aba de eletrodo 11 da primeira célula de bateria C1 pode confrontar a segunda aba de eletrodo 12 da segunda célula de bateria C2. A primeira aba de eletrodo 11 da primeira célula de bateria Cl pode ser conectada à segunda aba de eletrodo 12 da segunda célula de bateria C2 através de uma aba de conexão 120 e a primeira aba de eletrodo 11 da segunda célula de bateria C2 pode ser conectada a uma segunda aba de eletrodo 12 de uma terceira célula de batería C3 através de outra aba de conexão 120. Referindo-se à Figura 7, os primeiro e segundo furos de aba 120Γ e 1202' podem ser formados nas abas de conexão 120 para receber as abas de eletrodo 10 da primeira e segunda células de batería Cie C2, podem estar localizados a distâncias diferentes (d) dos lados 120S das abas de conexão 120. Os lados 120S podem ser lados das abas de conexão 120 estendendo-se paralelos à direção de arranjo das células de batería C.
[0050] Polos de um par de células de batería C vizinhas apresentando a mesma polaridade podem ser eletricamente conectados para forma conexão paralela. O par de células de batería C vizinhas pode ser orientado de tal modo que a primeira e segunda abas de eletrodo 11 e 12 das células de batería C podem ser dispostas dos lados esquerdo e direito. Por exemplo, a primeira aba de eletrodo 11 da primeira célula de bateria Cl pode confrontar a primeira aba de eletrodo 11 da segunda célula de bateria C2. A primeira aba de eletrodo 11 da primeira célula de bateria Cl pode ser conectada à primeira aba de eletrodo 11 da segunda célula de bateria C2 através de uma aba de conexão 120 e a segunda aba de eletrodo 12 da primeira célula de bateria Cl pode ser conectada à segunda aba de eletrodo 12 da segunda célula de bateria C2 através de outra aba de conexão 120. O primeiro e segundo furos de aba 120Γ e 1202' formados nas abas de conexão 120 para receber as abas de eletrodo 10 da primeira e segunda células de bateria Cl e C2 podem estar localizados à mesma distância (d) dos lados 120S das abas de conexão 120. Os lados 120S podem ser lados das abas de conexão 120 estendendo-se paralelos à direção de arranjo das células de bateria C.
[0051] Conforme mostrado na Figura 2, as abas de eletrodo positiva e negativa das células de bateria C, por exemplo, a primeira e segunda abas de eletrodo 11 e 12 das células de bateria C podem ser assimétricas com respeito a uma linha central CL das células de bateria C. A primeira e segunda abas de eletrodo 11 e 12 podem ser predispostas para a esquerda ou direita com respeito à linha central CL das células de bateria C. Em conexão em série, células de bateria C vizinhas podem ser opostamente orientadas na direção da esquerda para a direita e, na conexão paralela, células de bateria C vizinhas podem não ser orientadas opostamente na direção esquerda para direita. Quando as células de bateria C são conectadas em série, o primeiro e segundo furos de aba 1201' e 1202' recebendo as abas de eletrodo 10 das células de bateria C podem ser localizados a distâncias diferentes (d) dos lados 120S das primeiras abas de conexão 121 na direção da esquerda para a direita e, quando as células de bateria C são conectadas em paralelo, o primeiro e segundo furos de aba 1201' e 1202' recebendo as abas de eletrodo 10 das células de bateria C podem ser localizados à mesma distância (d) a partir dos lados 120S das primeiras abas de conexão 121 na direção da esquerda para a direita.
[0052] Por exemplo, quando as células de bateria C são conectadas em série, as células de bateria C arranjadas na direção do arranjo podem ser orientadas opostamente na direção da esquerda para a direita. Quando o conjunto de baterias é montado manualmente, as células de bateria C podem ser incorretamente orientadas na direção da esquerda para a direita, devido a características de um processo de montagem manual. Entretanto, devido ao primeiro e segundo furos de aba 1201' e 1202' das abas de conexão 120, tais erros de orientação podem ser evitados. Por exemplo, se as células de bateria C são identicamente orientadas na direção da esquerda para a direita em um processo para conectar as células de bateria C em série, o primeiro e segundo furos de aba 1201' e 1202' das primeiras abas de conexão 121 e as abas de eletrodo 10 das células de bateria C podem não estar alinhadas e um trabalhador pode detectar um erro de orientação.
[0053] Em uma modalidade exemplifícativa, a potência de saída do conjunto de baterias pode ser aumentada, aumentando o número de células de bateria C. Por exemplo, o conjunto de bateria pode ser expandido arranjando repetidamente conjuntos unitários, cada um sendo um grupo de células de batería C.
[0054] Figura 8 ilustra uma vista de um conjunto de baterias, de acordo com uma modalidade exemplificativa. Figura 9 ilustra uma vista em perspectiva explodida do conjunto de baterias exibido na Figura 8.
[0055] Referindo-se à Figura 8, o conjunto de baterias pode incluir um primeiro conjunto unitário NI e um segundo conjunto unitário N2 acoplados um ao outro. Conforme descrito mais tarde, o conjunto de baterias pode ser constituído somente por um dentre o primeiro e segundo conjuntos unitários NI e N2 ou acoplando o primeiro e segundo conjuntos unitários NI e N2 de acordo com uma potência de saída ou nível de capacidade requerido. Conforme descrito mais tarde, o primeiro e segundo conjuntos unitários N1 e N2 podem ter substancialmente a mesma estrutura.
[0056] Em uma modalidade exemplifícativa, o primeiro e segundo conjuntos unitários NI e N2 apresentando substancialmente a mesma estrutura podem ser conectados juntos para dobrar a potência de saída ou capacidade do conjunto de baterias. O primeiro e segundo conjuntos unitários N1 e N2 podem ter substancialmente a mesma estrutura e várias exigências de desempenho podem ser manuseadas de modo flexível. Por exemplo, o conjunto de baterias pode ser constituído por um único conjunto unitário tal como o primeiro conjunto unitário NI ou o segundo conjunto unitário N2 para aplicações requerendo níveis de potência relativamente baixos ou pode ser constituído conectando o primeiro e segundo conjuntos unitários NI e N2 para aplicações requerendo níveis de potência relativamente altos. O conjunto de baterias pode ser constituído de acordo com exigências de potência por um ou mais conjuntos apresentando substancialmente a mesma estrutura, a eficiência do processo para fabricar o conjunto de baterias pode ser aumentada e, pode não ser necessário investir em projetos e equipamento de produção para produzir conjuntos de batería apresentando estruturas e níveis de potência de saída diferentes.
[0057] Em uma modalidade exemplifícativa, o primeiro e segundo conjuntos unitários NI e N2 podem ter substancialmente a mesma estrutura. A expressão "substancialmente a mesma estrutura" significa que, embora o primeiro e segundo conjuntos unitários NI e N2 não apresentem completamente a mesma estrutura, o primeiro e segundo conjuntos unitários N1 e N2 tem estruturas quase idênticas. Por exemplo, os projetos do primeiro e segundo conjuntos unitários NI e N2 podem ser idênticos, exceto por algumas partes, tais como partes de conexão de expansão NC (descritas mais tarde).
[0058] Referindo-se à Figura 9, portadores de célula 210 podem incluir partes de conexão de expansão NC. As partes de conexão de expansão NC podem ser usadas para conectar o primeiro e segundo conjuntos unitários NI e N2. As partes de conexão de expansão NC podem ser formadas em porções de borda ou outras porções dos portadores de célula 210 e as partes de conexão de expansão NC do primeiro e segundo conjuntos unitários NI e N2 podem ser acopladas uma à outra. Por exemplo, o portador de célula 210 do primeiro conjunto unitário NI pode incluir partes de conexão de expansão NI a e Nlb para acoplar com o portador de célula 210 do segundo conjunto unitário N2, e o portador de célula 210 do segundo conjunto unitário N2 pode incluir partes de conexão de expansão N2a e N2b para acoplar com o portador de célula 210 do primeiro conjunto unitário N1.
[0059] Referindo-se à Figura 9, os portadores de célula 210 podem incluir arestas de suporte 215 projetando-se para baixo a partir dos portadores de célula 210 para suportar plataformas 15 das células de bateria C. As arestas de suporte 215 podem ser trazidas em contato direto com as plataformas 15 das células de bateria C. As abas de conexão 220 para conectar eletricamente as células de bateria C podem incluir a primeira e segunda abas de conexão 221 e 222. A primeira e segunda abas de conexão 221 e 222 podem ser dispostas nos lados inferior e superior das abas de eletrodo 10 das células de batería C, de tal modo que as abas de eletrodo 10 podem ser prensadas entre a primeira e segunda abas de conexão 221 e 222.
[0060] Em uma modalidade exemplificativa, as células de batería C vizinhas uma da outra podem ser conectadas em série, paralelo ou série-paralelo. A configuração de conexão elétrica das células de batería C pode ser variada de acordo com exigências de potência de saída elétrica.
[0061] Figuras 10 e 11 ilustram uma vista em perspectiva e uma vista plana de uma estrutura de conexão de um conjunto de baterias, de acordo com uma modalidade exemplifícativa.
[0062] Em uma modalidade exemplifícativa mostrada na Figura 10, células de batería podem ser conectadas em série-paralelo. Por exemplo, um par das primeira e segunda células de batería Cl e C2 vizinhas uma da outra em uma direção de arranjo das células de batería C pode ser conectado de tal maneira que polos tendo a mesma polaridade podem ser conectados um ao outro (conexão paralela) e um par de terceira e quarta célula de batería C3 e C4 pode ser conectado de tal maneira que polos apresentando a mesma polaridade podem ser conectados um ao outro (conexão paralela). Então, o par da primeira e segunda células de batería Cl e C2 pode ser conectado em série com o par da terceira e quarta células de batería C3 e C4 de tal modo que polos apresentando polaridades diferentes podem ser conectados um ao outro (conexão em série). Por exemplo, na direção de arranjo das células de batería C, as células de bateria C podem ser orientadas opostamente em uma direção da esquerda para a direita. Uma das abas de conexão 220 pode conectar uma primeira aba de eletrodo 11 da primeira célula de bateria Cl a uma primeira aba de eletrodo 11 da segunda célula de bateria C2, para conectar o par da primeira e segunda células de bateria Cl e C2 em paralelo, e pode conectar uma segunda aba de eletrodo 12 da terceira célula de bateria C3 a uma segunda aba de eletrodo 12 da quarta célula de bateria C4 para conectar o par da terceira e quarta células de bateria C3 e C4 em paralelo. A aba de conexão 220 pode conectar as primeiras abas de eletrodo 11 do par da primeira e segunda células de bateria C1 e C2 em série com as segundas abas de eletrodo 12 do par da terceira e quarta células de bateria C3 e C4.
[0063] Na conexão em série-paralelo mostrada na Figura 11, uma das abas de conexão 220 pode incluir primeiro a quarto furos de aba 2201', 2202', 2203' e 2204' para receber as abas de eletrodo 11 e 12 da primeira à quarta células de bateria Cl, C2, C3 e C4. A aba de conexão 220 pode conectar o par da terceira e quarta células de bateria C3 e C4 em paralelo. O par da primeira e segunda células de bateria Cl e C2 pode ser conectado em série com o par da terceira e quarta células de bateria C3 e C4. O primeiro e segundo furos de aba 2201' e 2202' podem ser formados à mesma distância (d) de um lado 220S de uma primeira aba de conexão 221 e o terceiro e quarto furos de aba 2203' e 2204' podem ser formados na mesma distância (d) do lado 220S da primeira aba de conexão 221. O lado 220S pode ser um lado da primeira aba de conexão 221 estendendo-se paralelo à direção de arranjo das células de bateria C.
[0064] Conforme mostrado na Figura 10, as abas de eletrodo positivo e negativo das células de bateria C, por exemplo, a primeira e segunda abas de eletrodo 11 e 12 das células de bateria C podem ser assimétricas com respeito a uma linha central CL das células de bateria C. A primeira e segunda abas de eletrodo 11 e 12 podem ser predispostas para a esquerda ou direita com respeito a linha central CL das células de bateria C. Na conexão em série, células de bateria C vizinhas podem ser orientadas opostamente na direção da esquerda para a direita e na conexão paralela, células de bateria C vizinhas podem não ser dispostas opostamente na direção da esquerda para a direita. Os furos de aba 2201' e 2202' e os furos de aba 2203' e 2204' para receber abas de eletrodo 10 das células de bateria C conectadas em série podem ser localizados a distância diferentes (d) a partir do lado 220S da primeira aba de conexão 221 na direção da esquerda para a direita, e os furos de aba 2201' e 2202' ou os furos de aba 2203' e 2204' para receber as abas de eletrodo 10 das células de batería C conectadas em paralelo, podem ser localizados à mesma distância (d) do lado 220S da primeira aba de conexão 221 na direção da esquerda para a direita.
[0065] Por exemplo, na conexão em série-paralelo, orientações das células de bateria C na direção da esquerda para a direita podem ser idênticas e opostas em turnos na direção de arranjo das células de bateria C. Quando o conjunto de baterias é montado manualmente, as células de bateria C podem ser orientadas incorretamente na direção da esquerda para a direita devido, por exemplo, a características de um processo de montagem manual. Entretanto, devido aos furos de aba 2201', 2202', 2203' e 2204' das abas de conexão 220, tais erros de orientação podem ser evitados. Por exemplo, se as células de bateria C são orientadas identicamente na direção da esquerda para a direita em um processo para conectar as células de bateria C em série, os furos de aba 2201', 2202', 2203' e 2204' das abas de conexão 220 e as abas de eletrodo 10 das células de bateria C podem não estar alinhadas, e o trabalhador pode detectar um erro de orientação.
[0066] Por meio de soma e revisão, uma ou mais modalidades exemplifícativas incluem um conjunto de baterias no qual uma pluralidade de células de bateria pode ser conectada usando uma aba de conexão para melhorar a força de acoplamento entre as células de baterias.
[0067] Conforme descrito acima, de acordo com uma ou mais das modalidades exemplifícativas acima, a estrutura de acoplamento entre abas de conexão e células de bateria pode ser melhorada, a exequibilidade em um processo de acoplamento tal como um processo de soldagem pode ser melhorada, e um conjunto de baterias apresentando um grau melhorado de força de acoplamento pode ser provido.
[0068] Modalidades exemplifícativas foram aqui descritas e, embora termos específicos sejam empregados, estes são usados e devem ser interpretados somente em um sentido genérico e descritivo, e não para fins de limitação. Em algumas situações, como seria aparente a um versado na técnica a partir da apresentação do presente pedido, recursos, características, e/ou elementos descritos em conexão com uma modalidade particular podem ser usados isoladamente ou em combinação com recursos, características, e/ou elementos descritos em conexão com outras modalidades, a menos que especificamente indicado em contrário. Consequentemente, será entendido pelos versados na técnica que várias alterações na forma e detalhe podem ser feitas sem se afastar do espírito e escopo da presente invenção, conforme estabelecido nas seguintes reivindicações.
REIVINDICAÇÕES
Claims (15)
1. Conjunto de baterias, caracterizado pelo fato de compreender: uma célula de batería incluindo uma aba de eletrodo; um portador de célula através do qual a aba de eletrodo é inserida; e uma aba de conexão incluindo uma primeira porção de aba de conexão e uma segunda porção de aba de conexão confrontando uma à outra e acopladas à aba de eletrodo com a aba de eletrodo estando entre elas.
2. Conjunto de baterias de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a aba de eletrodo e a aba de conexão são acopladas por soldagem.
3. Conjunto de baterias de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: o conjunto de baterias inclui uma pluralidade de células de batería, e a aba de conexão é acoplada às abas de eletrodo de uma primeira célula de batería e de uma segunda célula de batería, vizinhas uma da outra em uma direção de arranjo das células de bateria.
4. Conjunto de baterias de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que as abas de eletrodo da primeira e segunda células de bateria estão entre a primeira e segunda porções de abas de conexão e não se sobrepõem uma à outra.
5. Conjunto de baterias de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que uma seção transversal de uma porção de acoplamento entre as abas de eletrodo e a aba de conexão apresenta um máximo de três camadas incluindo a primeira e segunda porções de aba de conexão e a aba de eletrodo da primeira ou segunda célula de bateria.
6. Conjunto de baterias de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a aba de conexão inclui um material diferente de um material incluído na aba de eletrodo de pelo menos uma dentre a primeira e segunda células de batería.
7. Conjunto de baterias de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que as abas de eletrodo da primeira e segunda células de batería incluem materiais diferentes.
8. Conjunto de baterías de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a primeira e segunda porções de aba de conexão incluem um mesmo material.
9. Conjunto de baterias de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que: a primeira porção de aba de conexão inclui um furo de aba, a aba de eletrodo se estende através do furo de aba, e a segunda porção de aba de conexão cobre uma porção da aba de eletrodo que é exposta através do furo de aba.
10. Conjunto de baterias de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a aba de eletrodo se estendendo através do furo de aba é curvada em uma direção paralela à primeira e segunda porções de aba de conexão e está em contato de superfície com a primeira e segunda porções de aba de conexão.
11. Conjunto de baterias de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que: a primeira porção de aba de conexão inclui um primeiro e segundo furos de aba através dos quais as abas de eletrodo da primeira e segunda células de batería se estendem, e as abas de eletrodo da primeira e segunda células de batería são curvadas para confrontar uma à outra e estão em contato de superfície com a primeira e segunda porções de aba de conexão.
12. Conjunto de baterias de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que: a primeira porção de aba de conexão inclui primeiro e segundo furos de aba, através dos quais as abas de eletrodo da primeira e segunda células de batería se estendem, e uma distância entre o primeiro furo de aba e um lado da primeira porção de aba de conexão é igual a uma distância entre o segundo furo de aba e o lado da primeira porção de aba de conexão.
13. Conjunto de baterias de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o lado da primeira porção de aba de conexão se estende em uma direção paralela à direção de arranjo das células de batería.
14. Conjunto de baterias de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que: a primeira porção de aba de conexão inclui primeiro e segundo furos de aba, através dos quais as abas de eletrodo da primeira e segunda células de batería se estendem, e uma distância entre o primeiro furo de aba e um lado da primeira porção de aba de conexão é diferente de uma distância entre o segundo furo de aba e o lado da primeira porção de aba de conexão.
15. Conjunto de baterias de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que: a primeira porção de aba de conexão inclui primeiro a quarto furos de aba, através dos quais abas de eletrodo da primeira à quarta células de batería se estende, e uma distância entre o primeiro furo de aba e um lado da primeira porção de aba de conexão é igual a uma distância entre o segundo furo de aba e o lado da primeira porção de aba de conexão, uma distância entre o terceiro furo de aba e o lado da primeira porção de aba de conexão é igual a uma distância entre o quarto furo de aba e o lado da primeira porção de aba de conexão, e a distância entre o primeiro furo de aba e o lado da primeira porção de aba de conexão é diferente da distância entre o terceiro furo de aba e o lado da primeira porção de aba de conexão.
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