BR102017019291A2 - bateria secundária, conjunto de bateria e veículo - Google Patents

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Yoshima Kazuomi
Takami Norio
Sasakawa Tetsuya
Harada Yasuhiro
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Toshiba Kk
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Abstract

a presente invenção refere-se a uma bateria secundária que inclui grupos de eletrodos, uma folha isolante e um membro de recipiente. a folha isolante é disposta entre os grupos de eletrodos. pelo menos parte da folha isolante é unida ao membro de recipiente. o membro de recipiente cobre o exterior de uma pilha que tem os grupos de eletrodos e a folha isolante.

Description

(54) Título: BATERIA SECUNDÁRIA, CONJUNTO DE BATERIA E VEÍCULO (51) Int. Cl.: H01M 10/04; H01M 10/0585; H01M 10/42 (30) Prioridade Unionista: 21/03/2017 JP 2017054656 (73) Titular(es): KABUSHIKI KAISHA TOSHIBA (72) Inventor(es): TETSUYA SASAKAWA; KAZUOMI YOSHIMA; YASUHIRO HARADA; NORIO TAKAMI (85) Data do Início da Fase Nacional:
08/09/2017 (57) Resumo: A PRESENTE INVENÇÃO REFERE-SE A UMA BATERIA SECUNDÁRIA QUE INCLUI GRUPOS DE ELETRODOS, UMA FOLHA ISOLANTE E UM MEMBRO DE RECIPIENTE. A FOLHA ISOLANTE É DISPOSTA ENTRE OS GRUPOS DE ELETRODOS. PELO MENOS PARTE DA FOLHA ISOLANTE É UNIDA AO MEMBRO DE RECIPIENTE. O MEMBRO DE RECIPIENTE COBRE O EXTERIOR DE UMA PILHA QUE TEM OS GRUPOS DE ELETRODOS Ε A FOLHA ISOLANTE.
Figure BR102017019291A2_D0001
1/72 “BATERIA SECUNDÁRIA, CONJUNTO DE BATERIA E VEÍCULO
CAMPO [0001] As modalidades descritas no presente documento referemse geralmente a uma bateria secundária, um conjunto de bateria e um veículo.
ANTECEDENTES [0002] As baterias secundárias tais como uma bateria secundária de íon lítio têm sido fornecidas como baterias de alta energia-densidade. As baterias secundárias são antecipadas como fontes de alimentação para automóveis híbridos, automóveis elétricos, fontes de alimentação ininterruptas para estaçõesbase de telefone portátil e semelhantes. No entanto, mesmo quando a bateria secundária de íon lítio é aumentada em tamanho, uma tensão a ser obtida de uma célula de unidade é cerca de 2,3 a 3,7 V. Portanto, as células de unidade precisam ser conectadas em série e controladas para obter uma alta tensão, de modo que todo o dispositivo seja aumentado em tamanho.
[0003] Um meio de solucionar tal problema é um método que conecta grupos de eletrodos em série dentro de uma bateria. Nesse caso, uma estrutura na qual os grupos de eletrodos são independentes é necessária para impedir que um curto circuito atribuído a condução de íon seja causado quando soluções de eletrólito presentes nos grupos de eletrodos entram em contato umas com as outras.
[0004] Por exemplo, o uso de um eletrólito sólido que contém nenhuma solução de eletrólito líquido pode reduzir a possibilidade de um curto circuito atribuído a condução de íon entre os grupos de eletrodo, mas a condutividade de íon do
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2/72 eletrólito sólido é geralmente 1/10 a 1/100 da mesma da solução de eletrólito líquido e menor, de modo que a densidade de saída da bateria seja menor.
[0005] Se um eletrólito em gel que é um eletrólito líquido semissólido é usado, é esperado que a condutividade de íon seja alta e uma densidade de saída satisfatória da bateria seja obtida. No entanto, o eletrólito em gel amolece mais facilmente do que o eletrólito sólido e tem um problema de colocar em contato soluções de eletrólito em gel entre os grupos de eletrodos que leva a um curto circuito atribuído a condução de íon.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0006] A Figura 1 é uma vista em perspectiva parcialmente
cortada que mostra a configuração de uma bateria secundária de
acordo com uma primeira modalidade;
[0007] A Figura 2 é uma vista em corte que mostra a
configuração da bateria secundária;
[0008] A Figura 3 é uma vista plana que mostra a configuração
da bateria secundária;
[0009] A Figura 4 é uma vista em corte que mostra a
configuração de uma bateria secundária de acordo com u ma segunda
modalidade;
[0010] A Figura 5 é uma vista em corte que mostra a
configuração de uma bateria secundária de acordo com uma terceira
modalidade;
[0011] A Figura 6 é uma vista em corte que mostra a
configuração da bateria secundária;
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3/72
[0012] A Figura 7 é uma vista em corte que mostra a
configuração de uma bateria secundária de acordo com uma quarta
modalidade;
[0013] A Figura 8 é uma vista em corte que mostra a
configuração de uma bateria secundária de acordo com uma quinta
modalidade;
[0014] A Figura 9 é uma vista em corte que mostra a
configuração de uma bateria secundária de acordo com uma sexta
modalidade;
[0015] A Figura 10 é uma vista em corte que mostra a
configuração de uma bateria secundária de acordo com uma sétima
modalidade;
[0016] A Figura 11 é uma vista em perspectiva que mostra esquematicamente um exemplo de um módulo de bateria de acordo com uma oitava modalidade;
[0017] A Figura 12 é uma vista em perspectiva explodida que mostra esquematicamente um exemplo de um conjunto de bateria de acordo com uma nona modalidade;
[0018] A Figura 13 é um diagrama de blocos que mostra um exemplo de um circuito elétrico do conjunto de bateria;
[0019] A Figura 14 é uma vista em corte que mostra esquematicamente um exemplo de um veículo de acordo com uma décima modalidade;
[0020] A Figura 15 é um diagrama que mostra esquematicamente outro exemplo de um veículo de acordo com a décima modalidade;
[0021] A Figura 16 é uma vista lateral que mostra a configuração de um grupo de eletrodos de acordo com uma
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4/72 modalidade alternativa; e [0022] A Figura 17 é uma vista em corte que mostra uma parte da Figura 16 em forma aumentada.
DESCRIÇÃO DETALHADA [0023] Em uma modalidade, uma bateria secundária inclui grupos de eletrodo, uma folha isolante e um membro de recipiente. A folha isolante é disposta entre os grupos de eletrodo. Pelo menos parte da folha isolante é unida ao membro de recipiente. O membro de recipiente cobre o lado de fora de uma pilha que tem os grupos de eletrodos e a folha isolante.
[PRIMEIRA MODALIDADE] [0024] Uma bateria secundária de acordo com uma primeira modalidade é descrita abaixo em referência à Figura 1 até a Figura 3. As setas X, Y e Z nos desenhos indicam três direções que são ortogonais uma em relação à outra. Z é ao longo da primeira direção, X é ao longo da segunda direção e Y é ao longo da terceira direção. Em cada desenho, as configurações são aumentadas ou reduzidas em tamanho ou omitidas conforme necessário para explicação. A Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma bateria secundária 10 de acordo com a presente modalidade, e mostra uma estrutura interna na qual alguns componentes são cortados. A Figura 2 é uma vista em corte da bateria secundária
10. A Figura 3 é uma vista plana.
[0025] A bateria secundária 10 mostrada na Figura 1 até a Figura 3 compreende uma pilha de grupo de eletrodos 11, e um membro de recipiente 12 que aloja a pilha de grupo de eletrodos
11. Na presente modalidade, a bateria secundária 10 é configurada de modo retangular, e tem uma aba de eletrodo 24 de um eletrodo
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5/72 negativo e uma aba de eletrodo 25 de um eletrodo positivo são conduzidas de um lado de extremidade do membro de recipiente 12 na direção X.
[0026] A pilha de grupo de eletrodos 11 compreende grupos de eletrodos 21, 21, um eletrólito (não mostrado) com o qual os grupos de eletrodos 21, 21 são impregnados de modo que o eletrólito seja retido nos mesmos, uma guia 23 que é um conector de grupo de eletrodos para conectar eletricamente os grupos de eletrodos 21, 21, as abas de eletrodo 24 e 25 conectadas às extremidades dos respectivos grupos de eletrodos 21, 21, e uma folha isolante 26 disposta entre os grupos de eletrodos 21, 21 que são empilhados e dispostos. Na presente modalidade, os dois grupos de eletrodos 21, 21 que são conectados em série pela guia 23 disposta no outro lado na direção X são empilhados em camadas por toda folha isolante 26 na direção Z.
[0027] Conforme mostrado na Figura 2, cada um dos grupos de eletrodos 21, 21 compreende eletrodos negativos 31, eletrodos positivos 32, um separador 33 disposto entre o eletrodo negativo 31 e o eletrodo positivo 32. Na presente modalidade, quatro eletrodos negativos 31 e três eletrodos positivos 32 são empilhados de modo alternado na direção Z a título de exemplo. Um par de grupos de eletrodos 21, 21 é configurado da mesma maneira, mas é disposto de modo que seus eletrodos sejam dispostos em direções reversas. Especificamente, em um grupo de eletrodo superior 21, uma parte de conexão 32c do eletrodo positivo se estende no sentido de um lado na direção X e assim conectada à aba de eletrodo 25, e uma parte de conexão 31c do eletrodo negativo se estende no sentido do outro lado e é assim conectada à guia 23. No outro grupo de eletrodos inferior 21, a
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6/72 parte de conexão 31c do eletrodo negativo se estende no sentido de um lado na direção X e assim conectada à aba de eletrodo 24, e a parte de conexão 32c do eletrodo positivo se estende no sentido do outro lado e é assim conectada à guia 23.
[0028] O eletrodo negativo 31 compreende um coletor de corrente 31a, e camadas de eletrodo negativo 31b formadas em uma superfície ou ambas as superfícies do coletor de corrente 31a. As camadas de eletrodo negativo 31b incluem um material ativo, um agente condutor e um ligante.
[0029] O coletor de corrente 31a é feito de, por exemplo, uma lâmina metálica moldada de modo retangular, e é disposta ao longo de um plano XY ortogonal à direção Z que é uma direção de empilhamento. O coletor de corrente 31a é preferencialmente, por exemplo, lâmina de cobre, lâmina de alumínio ou lâmina de liga de alumínio que inclui elementos tais como Mg, Ti, Zn, Mn, Fe,
Cu e Si.
[0030] Na pilha de grupo de eletrodos 11, cada um dos coletores de corrente 31a dos eletrodos negativos 31 tem, de modo íntegro, a parte de conexão 31c em sua extremidade. Em um grupo de eletrodo 21, as partes de conexão 31c respectivamente fornecidas nos coletores de corrente 31a são dispostas no outro lado na direção X, e conectados a uma parte de eletrodo negativo 23a da guia 23. No outro grupo de eletrodos 21, as partes de conexão 31c respectivamente fornecidas nos coletores de corrente 31a são dispostas em um lado na direção X, e conectadas à aba de eletrodo 24 do eletrodo negativo.
[0031] Exemplos de partículas de material ativo de eletrodo negativo que podem ter íons de lítio inseridos e extraídos podem
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7/72 incluir um material de carbono, um material de grafite, um material de liga de lítio, um óxido de metal, e um sulfeto de metal. Entre os mesmos, é preferencial selecionar partículas de material ativo de eletrodo negativo de pelo menos um ou mais tipos de óxidos que contêm titânio selecionados dentre óxido de lítio-titânio, óxido de titânio, óxido de nióbio-titânio, e óxido de lítio-sódio-nióbio-titânio que tem um potencial de ter íons de lítio inseridos e extraídos em uma faixa de 1 V a 3 V com base em um potencial de Li.
[0032] O óxido que contém titânio pode incluir um óxido de lítio-titânio de estrutura em espinela representado pela Fórmula Geral Li4+xTi5O12 (-1 < x < 3), um óxido de titânio ortorrômbico que contém sódio representado pela Fórmula Geral Li2+aM(I)2bTi6-cM(II)dO14+c (0 < a < 6, 0 < b < 2, 0 < c < 6, 0 < d < 6, 0,5 < δ < 0,5) (M(I) é um tipo de elemento ou dois ou mais tipos de elementos selecionados dentre o grupo que consiste em Sr, Ba, Ca, Mg, Na, Cs e K, e M(II) é um tipo de elemento ou dois ou mais tipos de elementos selecionados dentre o grupo que consiste em Zr, Sn, V, Nb, Ta, Mo, W, Fe, Co, Mn, Al e Y), um óxido de lítio-titânio como um óxido de lítio-titânio de estrutura em ramsdelita tal como Li2+xTi3O7, Li1+xTi2O4, Li1,1+xTi1,8O4, Li1,07+xTi1,86O4 e LixTiO2 (0 < x), óxido de titânio que tem uma estrutura monoclínica (TiO2(B) como uma estrutura antes de carregar), óxido de titânio que tem uma estrutura de rutilo (TiO2 como uma estrutura antes de carregar), ou óxido de titânio que tem uma estrutura de anatase (TiO2 como uma estrutura antes de carregar) representada pela Fórmula Geral LixTiO2 (0 < x), e óxido de nióbio-titânio representado por LiaTiMbNb2+pO7+G (0 < a < 5, 0 < b < 0.3, 0 < β < 0,3, 0 < σ < 0,3, M inclui pelo menos
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8/72 um ou mais tipos de elementos selecionados dentre o grupo que consiste em Fe, V, Mo e Ta). Um dentre os acima pode ser usado sozinho, ou o acima exposto pode ser misturado.
[0033] O agente condutor aumenta o desempenho de coleta de corrente do material ativo, e suprime a resistência de contato com o coletor de corrente 31a. Exemplos do agente condutor podem incluir negro de acetileno, negro de carbono e grafite.
[0034]
O ligante pode ligar o material ativo ao agente ligante podem incluir fluoreto de polivinilideno condutor. Exemplos do politetrafluoroetileno (PTFE), (PVdF), borracha à base de flúor e borracha de estireno butadieno.
[0035] O material ativo, o agente condutor e o ligante na camada de eletrodo negativo 31b são preferencialmente mesclados em proporções de 70% em massa a 96% em massa, 2% em massa a 28% em massa, e 2% em massa a 28% em massa, respectivamente. Quando a quantidade de agente condutor é 2% em massa ou mais, o desempenho de coleta de corrente da camada de eletrodo negativo 31b pode ser aprimorado, e as características de corrente alta da bateria secundária 10 podem ser aprimoradas. Quando a quantidade de ligante é 2% em massa ou mais, o desempenho de ligação entre a camada de eletrodo negativo 31b e o coletor de corrente 31a pode ser melhorado, e os desempenhos de ciclos podem ser aprimorados. Por outro lado, uma quantidade de cada um dentre o agente condutor e o ligante é preferencialmente 28% em massa ou menos, em vista de aumentar a capacidade.
[0036] O eletrodo negativo 31 é produzido, por exemplo, através da suspensão do material ativo, do agente condutor e do
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9/72 ligante em um solvente de finalidade geral para preparar uma pasta fluida, a aplicação dessa pasta fluida no coletor de corrente 31a, secagem e a pressão subsequente.
[0037] O eletrodo positivo 32 compreende um coletor de corrente 32a, e as camadas de eletrodo positivo 32b que são formadas em uma superfície ou ambas as superfícies do coletor de corrente 32a e que incluem um material ativo, um agente condutor e um ligante.
[0038] O coletor de corrente 32a, por exemplo, é uma lâmina metálica moldada de modo retangular, e é fornecida ao longo de um plano XY ortogonal à direção Z que é a direção de empilhamento. O coletor de corrente 32a é preferencialmente, por exemplo, lâmina de alumínio, ou lâmina de liga de alumínio que inclui um tipo de elemento ou dois ou mais tipos de elementos selecionados dentre o grupo que consiste em Mg, Ti, Zn, Mn, Fe,
Cu e Si.
[0039] Na pilha de grupo de eletrodos 11, os coletores de corrente 32a dos eletrodos positivos 32 compreendem de modo íntegro as partes de conexão 32c que se estendem no sentido de um lado de extremidade na direção X, respectivamente. Em um grupo de eletrodo superior 21, as partes de conexão 32c respectivamente fornecidas nos coletores de corrente 32a são dispostas na outra extremidade na direção X, e conectadas a uma parte de eletrodo positivo 23b da guia 23. No outro grupo de eletrodos inferior 21, as partes de conexão 32c respectivamente fornecidas nos coletores de corrente 32a são dispostas em uma extremidade na direção X, e conectadas à aba de eletrodo positivo 25.
[0040] Exemplos do material ativo de eletrodo positivo podem
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10/72 incluir um óxido, um polímero, etc.
[0041] Exemplos do óxido incluem óxidos que têm Li inserido e extraído: dióxido de manganês (MnO2), óxido de ferro, óxido de cobre, óxido de níquel, óxido de compósito lítio manganês (por exemplo, LixMn2O4 ou LixMnO2), óxido de compósito lítio níquel (por exemplo, LixNiO2), óxido de compósito lítio cobalto (LixCoO2), óxido de compósito lítio níquel cobalto (por exemplo, LiNi1-yCoyO2), óxido de compósito lítio manganês cobalto (por exemplo, LiMnyCo1-yO2), óxido de compósito lítio manganês níquel do tipo espinela (LixMn2-yNiyO4), óxido de lítio fósforo que tem uma estrutura de olivina (por exemplo, LixFePO4, LixFe1-yMnyPO4 e LixCoPO4), sulfato de ferro [Fe2(SO4)3], e óxido de vanádio (por exemplo, V2O5).
[0042] Exemplos do polímero incluem materiais de polímeros condutores tais como polianilina e polipirrole, e materiais de polímero à base de dissulfeto. Além disso, enxofre (S), fluoreto de carbono também pode ser usado.
[0043] Exemplos do material ativo de eletrodo positivo preferencial incluem óxido de compósito lítio manganês (LixMn2O4), óxido de compósito lítio níquel (LixNiO2), óxido de compósito lítio cobalto (LixCoO2), óxido de compósito lítio níquel cobalto (LixNi1-yCoyO2), óxido de compósito lítio manganês níquel do tipo espinela (LixMn2-yNiyO4), óxido de compósito lítio manganês cobalto (LixMnyCo1-yO2) e fosfato de lítio ferro (LixFePO4), que tem uma alta tensão de eletrodo positivo. (x e y preferencialmente na faixa de 0 a 1).
[0044] O agente condutor aumenta o desempenho de coleta de corrente do material ativo, e suprime a resistência de contato
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11/72 com o coletor de corrente. Exemplos do agente condutor podem incluir substâncias carbonáceas tais como negro de acetileno, negro de carbono e grafite.
[0045] O ligante liga o material ativo ao agente condutor. Exemplos do ligante podem incluir politetrafluoroetileno (PTFE), fluoreto de polivinilideno (PVdF) e borracha à base de flúor.
[0046] O material ativo, agente condutor e ligante na camada de eletrodo positivo 32b são preferencialmente mesclados em proporções de 80% em massa a 95% em massa, 3% em massa a 18% em massa e 2% em massa a 17% em massa, respectivamente. Quando a quantidade de agente condutor é 3% em massa ou mais, os efeitos vantajosos descritos acima podem ser fornecidos. Quando a quantidade de agente condutor é 18% em massa ou menos, a decomposição do eletrólito na superfície do agente condutor durante um armazenamento em alta temperatura pode ser reduzida. Quando a quantidade de ligante é 2% em massa ou mais, uma resistência de eletrodo positivo suficiente pode ser obtida. Quando a quantidade de ligante é 17% em massa ou menos, a quantidade de mescla do ligante que é um material isolante no eletrodo positivo pode ser reduzida, e através disso a resistência interna pode ser diminuída.
[0047] O eletrodo positivo 32 é produzido, por exemplo, através da suspensão do material ativo, do agente condutor e do ligante em um solvente de finalidade geral para preparar uma pasta fluida, a aplicação dessa pasta fluida no coletor de corrente 32a, secagem e a pressão subsequente. O eletrodo positivo 32 pode também ser produzido formando-se um material ativo, um agente condutor e um ligante em esferas como a camada de eletrodo positivo 32b, e formando-se a camada de eletrodo
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12/72 positivo 32b no coletor de corrente 32a.
[0048] O separador 33 é formado em um formato de folha retangular. Como o separador 33, por exemplo, um filme poroso ou pano não tecido de resina sintética que inclui polietileno, polipropileno, celulose ou fluoreto de polivinilideno (PVdF) é usado. Um filme poroso preferencial é formado de polietileno ou polipropileno, funde em uma temperatura fixa, pode desligar uma corrente e pode, portanto, aprimorar a segurança. Alternativamente, partículas isolantes podem ser formadas em uma superfície ou ambas as superfícies do eletrodo positivo e/ou do eletrodo negativo como o separador 33. As partículas isolantes incluem óxidos de metal. Ademais, o uso de um eletrólito sólido como partículas isolantes pode reduzir a resistência da bateria secundária.
[0049] É possível usar, como o eletrólito, por exemplo, um eletrólito líquido não aquoso que é preparado dissolvendo-se sal de eletrólito em um solvente orgânico, ou gel como eletrólito não aquoso que é um compósito de um eletrólito líquido e um polímero material.
[0050] O eletrólito líquido não aquoso é preferencialmente sal de eletrólito dissolvido em um solvente orgânico em uma concentração de 0,5 M a 2,5 M.
[0051] Exemplos do sal de eletrólito podem incluir sais de lítio tais como perclorato de lítio (LiClO4), hexafluorofosfato de lítio (LiPF6), tetrafluoroborato de lítio (LiBF4), hexafluoroarsenato de lítio (LiAsF6), trifluorometanossulfonato de lítio (LiCF3SO3) e bistrifluorometilssulfonilimida de lítio [LiN(CF3SO2)2], e misturas dos mesmos. O sal de eletrólito é
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13/72 preferencialmente resistente a oxidação mesmo em um potencial alto, e mais preferencialmente LiPF6.
[0052] Exemplos do solvente orgânico incluem um carbonato cíclico tal como carbonato de propileno (PC), carbonato de etileno (EC) ou carbonato de vinileno; um carbonato linear tal como carbonato de dietila (DEC), carbonato de dimetila (DMC) ou carbonato de metil etil (MEC); um éter cíclico tal como tetraidrofurano (THF), 2-metil tetraidrofurano (2-MeTHF), ou dioxolano (DOX); um éter linear tal como dimetoxi etano (DME) ou dietoxi etano (DEE); γ-butirolactona (GBL), acetonitrilo (AN) e sulfolano (SL). Esses solventes orgânicos podem ser usados singularmente ou como um solvente misturado.
[0053] Exemplos do material polimérico incluem fluoreto de polivinilideno (PVdF), poliacrilonitrilo (PAN) e óxido de polietileno (PEO).
[0054] Um solvente orgânico preferencial é um solvente misturado no qual pelo menos dois ou mais dentre um grupo que consiste em carbonato de propileno (PC), carbonato de etileno (EC) e carbonato de dietila (DEC) são misturados, ou um solvente misturado que inclui γ-butirolactona (GBL). Usando-se esses solventes misturados, uma bateria secundária de eletrólito não aquoso com excelentes características de alta temperatura pode ser obtida.
[0055] Os grupos de eletrodos 21 e 21 são conectados pela guia 23. Especialmente, os eletrodos negativos de um grupo de eletrodo 21 são conectados em série aos eletrodos positivos do outro grupo de eletrodos 21 pela guia 23.
[0056] A guia 23 é feita de, por exemplo, lâmina de alumínio.
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A guia 23 tem um formato de folha retangular e compreende a parte de eletrodo negativo 23a e a parte de eletrodo positivo 23b formadas em um lado, uma parte comum 23c que acopla de modo íntegro aos outros lados de extremidade da parte de eletrodo negativo 23a e da parte de eletrodo positivo 23b. A guia 23 tem uma fenda 23d formada de uma borda até uma parte intermediária, e tem uma parte em um lado que ramifica na parte de eletrodo negativo 23a e na parte de eletrodo positivo 23b. A guia 23 é conectada às bordas dos grupos de eletrodos 21, 21 no outro lado de extremidade na direção X. A guia 23 conecta um par de grupos de eletrodos 21, 21 em série pela conexão da parte de eletrodo negativo 23a às partes de conexão 31c dos eletrodos negativos 31 do grupo de eletrodos superior 21 e a conexão da parte de eletrodo positivo 23b às partes de conexão 32c dos eletrodos positivos 32 do grupo de eletrodos inferior 21.
[0057] É preferencial usar lâmina de alumínio 100% pura ou lâmina de liga de alumínio que tem uma pureza de 98% ou mais como a guia 23. Como a liga de alumínio, uma liga que inclui um ou mais tipos de elementos selecionados dentre o grupo que consiste em ferro, magnésio, zinco, manganês e sílica além de alumínio é preferencial. Por exemplo, uma liga de Al-Fe, uma liga à base de Al-Mn, e uma liga à base de Al-Mg podem obter uma resistência maior do que a mesma de alumínio. Por outro lado, um teor de alumínio e metais de transição tais como níquel, crômio, etc., na liga de alumínio é preferencialmente 100 ppm ou menos (que inclui 0 ppm). Por exemplo, a liga à base de Al-Cu tem resistência aumentada, mas resistência a corrosão deteriorada, e assim, a liga à base de Al-Cu não é adequada como a guia. Uma pureza de alumínio ainda preferencial está em uma faixa de 99,95%
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15/72 a 98,0%. A espessura dessa guia é preferencialmente 20 pm ou mais. Uma espessura excessivamente grande leva a deterioração em eficiência de manejo ou deterioração em capacidade por volume de unidade, e a espessura é, portanto, preferencialmente 1 mm ou menos, ainda preferencialmente 500 pm ou menos, e ainda preferencialmente 200 pm ou menos.
[0058] A folha isolante 26 é uma folha isolante de modo elétrico e condutivo de íon e, por exemplo, polipropileno (PP), polietileno (PE), náilon ou tereftalato de polietileno (PET) podem ser usados como a folha isolante 26. Quando a folha isolante 26 é ligada por fusão ao membro de recipiente 12, é preferencial usar um material que tem uma temperatura de ligação por fusão térmica próxima da mesma da folha isolante 26 e uma parte de resina do membro de recipiente 12. Por exemplo, as superfícies internas dos filmes laminados 12a e 12b e da folha isolante podem ser feitas do mesmo material.
[0059] A folha isolante 26 é uma folha retangular maior em área do que as superfícies dos grupos de eletrodos 21, 21 voltadas uma para a outra, e uma borda periférica externa da folha isolante 26 é unida ao membro de recipiente 12. Ou seja, uma borda periférica externa 26a da folha isolante 26 se projeta para fora mais do que as bordas periféricas externas dos grupos de eletrodos 21, 21 em um plano XY. A folha isolante 26 forma, entre os grupos empilhados de eletrodo 21, 21, uma partição que divide o espaço interno do membro de recipiente 12 em um lado e no outro lado na direção Z. Uma extremidade da folha isolante 26 é inserida na fenda 23d da guia 23, e é disposta entre a parte de eletrodo negativo 23a e a parte de eletrodo positivo 23b. A outra extremidade da folha isolante 26 é disposta entre a aba de
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16/72 eletrodo 24 do eletrodo negativo e a aba de eletrodo 25 do eletrodo positivo.
[0060] A borda periférica externa 26a da folha isolante 26 é unida ao membro de recipiente 12 e apertado pelo mesmo. Na presente modalidade, a título de exemplo, conforme mostrado na Figura 3, toda a borda periférica externa 26a da folha isolante 26 é apertada entre um par dos filmes laminados 12a e 12b do membro de recipiente 12, e unida por, por exemplo, solda. A Figura 3 é uma vista plana na qual o filme laminado 12a é omitido, e uma parte soldada 12c dos filmes laminados 12a e 12b é indicada por pontilhado. A borda periférica externa 26a da folha isolante 26 é soldada juntamente à porção soldada 12c indicada por pontilhado na Figura 3. Portanto, o espaço interno do membro de recipiente 12 é dividido de modo vedado contra líquido pela folha isolante 26.
[0061] O membro de recipiente 12 tem o par dos filmes laminados 12a e 12b que apertam a pilha de grupo de eletrodos 11 no meio, e cobre a superfície da pilha de grupo de eletrodos 11. Na presente modalidade, o par de filmes laminados retangulares 12a e 12b são dispostos em um lado e no outro da pilha, e as periferias externas do par de filmes laminados retangulares 12a e 12b são unidos juntamente.
[0062] Os filmes laminados 12a e 12b apertam a borda externa periférica da folha isolante 26 no meio.
[0063] Por exemplo, filmes multicamada nos quais uma camada metálica intervém entre camadas de resina são usados como os filmes laminados 12a e 12b. A camada metálica é preferencialmente lâmina de alumínio ou lâmina de liga de alumínio para redução de
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17/72 peso. Um material polimérico tal como polipropileno (PP), polietileno (PE), náilon, ou tereftalato de polietileno (PET) pode ser usado nas camadas de resina.
[0064] Os filmes laminados 12a e 12b podem ser vedados, por exemplo, por ligação por fusão térmica e através disso moldados como o membro de recipiente 12.
[0065] Um recipiente feito de algum outro material tal como um recipiente metálico ao invés dos filmes laminados 12a e 12b pode ser usado como o membro de recipiente 12. Por exemplo, o recipiente metálico é formado em um formato de caixa que tem uma espessura de 1,0 mm ou menos. O recipiente metálico preferencialmente tem uma espessura de 0,5 mm ou menos. Por exemplo, o recipiente metálico é feito de alumínio ou liga de alumínio. Como a liga de alumínio, uma liga que inclui um tipo de elemento ou dois ou mais tipos de elementos selecionados dentre o grupo que consiste em magnésio, zinco ou sílica é preferencial. Quando a liga inclui um metal de transição tal como ferro, cobre, níquel ou crômio, sua quantidade é preferencialmente 100 ppm em massa ou menos. Quando o recipiente metálico é usado, por exemplo, a folha isolante 26 é ligada ao recipiente metálico por solda térmica, solda a laser ou calafetação.
[0066] O membro de recipiente 12 pode ser formado, por exemplo, em um formato plano (formato delgado), um formato cilíndrico circular, um formato de moeda e um formato de botão além de um formato quadrado.
[0067] O membro de recipiente 12 inclui, por exemplo, um membro de recipiente de bateria pequena montado em um dispositivo
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18/72 eletrônico portátil ou semelhantes, e um membro de recipiente de bateria grande montado em um veículo de duas rodas ou quatro rodas, um veículo de trilhos, ou semelhantes, em conformidade com dimensões de bateria.
[0068] A bateria secundária 10 que tem a configuração descrita acima compreende os grupos de eletrodos 21, 21 dispostos em camadas na direção de empilhamento predeterminada, a folha isolante 26 disposta entre os grupos de eletrodos 21, 21 na direção de empilhamento, e o membro de recipiente 12 que cobre o lado de fora da pilha que tem os grupos de eletrodos 21, 21 e a folha isolante 26. Ou seja, pelo fato de que os grupos de eletrodos 21 são isolados uns dos outros pela folha isolante 26, um curto circuito atribuído a condução de íon causado pelo contato entre os eletrólitos dos grupos de eletrodos 21, 21 pode ser inibido. A folha isolante 26 é unida ao membro de recipiente 12 ao redor da periferia, e os espaços no membro de recipiente 12 podem, assim, ser isolados de modo vedado contra líquido uns dos outros, de modo que é possível impedir que até mesmo eletrólito líquido entre na outra região além da folha isolante 26 e, portanto, possível de impedir com certeza um curto circuito independente da forma do eletrólito. Ademais, um membro de recipiente 12 compreende os grupos de eletrodos 21, 21 que são conectados em série, de modo que a quantidade de componentes e os custos de fabricação podem ser menores do que quando mais do que um membro de recipiente é usado.
[0069] De acordo com a bateria secundária 10, toda a periferia externa da folha isolante 26 é unida ao membro de recipiente 12, de modo que o espaço no membro de recipiente 12 pode ser dividido de modo vedado contra líquido, e um curto circuito pode ser
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19/72 impedido de modo eficaz mesmo se o eletrólito for líquido.
[0070] De acordo com a primeira modalidade, a folha isolante disposta entre os grupos de eletrodos é fornecida, e pelo menos parte da folha isolante é conectada ao membro de recipiente, e através disso um curto circuito atribuído a condução de íon causada pelo contato entre os eletrólitos dos grupos de eletrodos pode ser inibido.
[SEGUNDA MODALIDADE] [0071] Uma bateria secundária 110 de acordo com uma segunda modalidade é descrita em referência à Figura 4. A bateria secundária 110 de acordo com a segunda modalidade é configurada de modo que parte da guia 23 é guiada ao lado de fora do membro de recipiente 12. A bateria secundária 110 é similar em outros aspectos à bateria secundária 10 de acordo com a primeira modalidade. As mesmas configurações na presente modalidade como as mesmas na primeira modalidade descrita anteriormente não são descritas repetidamente.
[0072] Na bateria secundária 110, a guia 23 que conecta os grupos de eletrodos 21, 21 em série tem um formato de folha retangular, e compreende uma parte de eletrodo negativo 23a e uma parte de eletrodo positivo 23b formadas em um lado, uma parte comum 23c que acopla de modo íntegro aos outros lados de extremidade da parte de eletrodo negativo 23a e da parte de eletrodo positivo 23b, como na primeira modalidade. A guia 23 tem uma fenda 23d formada de uma borda até uma parte intermediária, e tem uma parte em um lado que ramifica na parte de eletrodo negativo 23a e na parte de eletrodo positivo 23b. A guia 23 é conectada às bordas dos grupos de eletrodos 21, 21 no
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20/72 outro lado de extremidade na direção X, e a parte de eletrodo negativo 23a é conectada às partes de conexão 31c dos eletrodos negativos 31 do grupo de eletrodos superior 21. Um par de grupos de eletrodos 21, 21 são conectados em série pela conexão da parte de eletrodo positivo 23b às partes de conexão 32c dos eletrodos positivos 32 do grupo de eletrodos inferior 21.
[0073] A parte comum 23c da guia 23 é apertada por um par dos filmes laminados 12a e 12b do membro de recipiente 12, e tem um comprimento predeterminado para alcançar o lado de fora do membro de recipiente 12. Ou seja, a guia 23 é guiada ao lado de fora do membro de recipiente 12 a partir das extremidades dos grupos de eletrodos 21, 21 através do espaço entre os filmes laminados 12a e 12b.
[0074] Toda a parte periférica externa da folha isolante 26 é apertada por um par dos filmes laminados 12a e 12b do membro de recipiente 12, e soldada ao membro de recipiente 12.
[0075] Os efeitos vantajosos similares aos mesmos na primeira modalidade descrita anteriormente são obtidos na presente modalidade também. Ou seja, o espaço no membro de recipiente 12 é dividido pela folha isolante 26, e o contato entre os eletrólitos dos grupos de eletrodos 21, 21 é impedido, de modo que um curto circuito pode ser impedido. Ademais, a folha isolante 26 é unida ao membro de recipiente 12 ao redor da periferia, e os espaços no membro de recipiente 12 pode, assim, ser isolados de modo vedado contra líquido uns dos outros, de modo que é possível impedir até mesmo eletrólito líquido entre a outra região além da folha isolante 26 e, portanto, possível de impedir com certeza um curto circuito independente da forma do eletrólito.
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21/72 [0076] Além do mais, de acordo com a bateria secundária 110, a guia 23 é exposta para o lado de fora, e um terminal externo pode, assim, ser eletricamente conectado à guia 23. Portanto, a tensão de cada um dos grupos de eletrodos 21, 21 na bateria 110 pode ser monitorada de modo independente, o que leva a uma capacidade de manutenção satisfatória.
[0077] De acordo com a segunda modalidade, a folha isolante disposta entre os grupos de eletrodos é fornecida, e pelo menos parte da folha isolante é unida ao membro de recipiente, através do qual um curto circuito atribuído a condução de íon causada pelo contato entre os eletrólitos dos grupos de eletrodos pode ser inibido. Ademais, de acordo com a segunda modalidade, pelo menos parte da guia é guiada ao lado de fora do membro de recipiente, e a tensão pode, assim, ser monitorada de modo independente.
[TERCEIRA MODALIDADE] [0078] Uma bateria secundária 210 de acordo com uma terceira modalidade é descrita em referência à Figura 5 e a Figura 6. A Figura 5 é uma vista em corte da bateria secundária 210 ao longo de um plano XZ. A Figura 6 é uma vista em corte ao longo de um plano YZ. A bateria secundária 210 de acordo com a terceira modalidade tem um par de grupos de eletrodos 21, 21 que são dispostos de modo que os eletrodos sejam alinhados na mesma direção, e compreende uma guia em formato de tira 223 que se estende até um lado de extremidade após dobrada do outro lado de extremidade na direção X. A bateria secundária 210 compreende folhas isolantes 226. A bateria secundária 210 é similar em outros aspectos à bateria secundária 10 de acordo com a primeira modalidade. As mesmas configurações na presente modalidade como
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22/72 as mesmas na primeira modalidade descrita anteriormente não são descritas repetidamente.
[0079] Na bateria secundária 210 mostrada na Figura 5 e a Figura 6, um par de grupos de eletrodos 21, 21 são dispostos em camadas na mesma direção. Os grupos de eletrodos 21, 21 têm partes de conexão 32c de eletrodos positivos levadas até um lado, e partes de conexão 31c de eletrodos negativos levadas até o outro lado.
[0080] A guia 223 que conecta os grupos de eletrodos 21, 21 em série é formada em um formato de tira que tem cerca da mesma dimensão Y do que o grupo de eletrodos 21. A guia 223 tem uma extremidade 223a conectada à parte de conexão de lado de eletrodo negativo 31c do grupo de eletrodos superior 21 e dobrada de volta a jusante no outro lado de extremidade na direção X, tem uma parte intermediária 223b que se estende até um lado na direção X através do espaço entre o par de grupos de eletrodos 21, 21, e tem a outra extremidade 223c dobrada de volta e então conectada à parte de conexão de lado de eletrodo positivo 32c do grupo de eletrodos inferior 21. Ou seja, a guia 223 intervém entre as superfícies do par de grupos de eletrodos 21, 21 voltadas uma para a outra.
[0081] Um par de folhas isolantes 226 tem formato de tira. A dimensão de largura da folha isolante 226 na direção Y é formada para ser menor do que a dimensão de largura do membro de recipiente 12 e maior do que a dimensão de largura do grupo de eletrodos 21. A folha isolante 226 é dobrada de volta em uma posição dobrada de volta 226a disposta entre o membro de recipiente 12 e a extremidade do grupo de eletrodos 21, e cobre ambos os lados do grupo de eletrodos 21 na direção Z. A porção
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23/72 dobrada de volta 226a é disposta fora de uma porção dobrada de volta da guia 223 na extremidade do grupo de eletrodos 21 na direção X. A folha isolante 226 cobre as superfícies do grupo de eletrodos 21 em ambos os lados na direção Z com porções em formato de folha 226c e 226d em um lado e no outro da porção dobrada de volta 226a.
[0082] Uma folha isolante superior 226 tem uma extremidade 226b em uma direção longitudinal soldada ao membro de recipiente 12 juntamente com uma aba de eletrodo 25 do eletrodo positivo em um lado na direção X, tem a porção em formato de folha 226c em um lado de extremidade que se estende até o outro lado na direção X através do espaço entre o grupo de eletrodos superior 21 e o membro de recipiente 12 e dobrada de volta a jusante na porção dobrada de volta 226a, e tem a porção em formato de folha 226d no outro lado de extremidade retornando para um lado na direção X através do espaço entre o grupo de eletrodos inferiores 21 e a parte intermediária 223b da guia 223 e alcança uma porção dobrada de volta da outra extremidade 223c da guia 223.
[0083] A outra folha isolante inferior 226 tem uma extremidade 226b na direção longitudinal soldada ao membro de recipiente 12 juntamente com uma aba de eletrodo 24 do eletrodo negativo no outro lado na direção X, tem a porção em formato de folha 226c em um lado de extremidade que se estende até um lado na direção X através do espaço entre o grupo de eletrodos inferiores 21 e o membro de recipiente 12 e dobrada de volta a montante na porção dobrada de volta 226a, e tem a porção em formato de folha 226d no outro lado de extremidade que retorna para o outro lado na direção X através do espaço entre o grupo de eletrodos superior 21 e a parte intermediária 223b da guia 223 e alcança uma porção
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24/72 dobrada de volta de uma extremidade 223a da guia 223.
[0084] Na bateria secundária 210, as folhas isolantes 226 isolam o grupo de eletrodos superior 21 e a guia 223 um do outro, e isolam o grupo de eletrodos inferiores 21 e a guia 223 um do outro.
[0085] O par de folhas isolantes 226 tem uma extremidade 226b e ambas as bordas na direção Y apertadas entre as mesmas e então soldadas a um par dos filmes laminados 12a e 12b do membro de recipiente 12, e são através disso ligadas ao membro de recipiente 12.
[0086] Os efeitos vantajosos similares aos mesmos na primeira modalidade descrita anteriormente são obtidos na bateria secundária 210 de acordo com a presente modalidade também. Ou seja, o espaço no membro de recipiente 12 é dividido pelas folhas isolantes 226, e o contato entre os eletrólitos dos grupos de eletrodos 21, 21 é impedido, de modo que um curto circuito pode ser impedido.
[0087] De acordo com a terceira modalidade, a folha isolante disposta entre os grupos de eletrodos é fornecida, e pelo menos partes das folhas isolantes são ligadas ao membro de recipiente, e através disso um curto circuito atribuído a condução de íon causada pelo contato entre os eletrólitos dos grupos de eletrodos pode ser inibido.
[QUARTA MODALIDADE] [0088] Uma bateria secundária 310 de acordo com uma quarta modalidade é descrita em referência à Figura 7. A bateria secundária 310 de acordo com a quarta modalidade compreende três grupos de eletrodos 21, e tem uma configuração na qual uma folha
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25/72 isolante 26 intervém entre cada par de grupos de eletrodos adjacentes na direção Z. A bateria secundária 310 é similar em outros aspectos à bateria secundária 10 de acordo com a primeira modalidade. As mesmas configurações na presente modalidade como as mesmas na primeira modalidade descrita anteriormente não são descritas repetidamente.
[0089] Na bateria secundária 310, dos três grupos de eletrodos 21, 21, 21, o grupo de eletrodos 21 disposto no meio na direção Z se situa de modo que as partes de conexão positiva e negativa 31c e 32a são alinhadas nas direções para serem localizadas voltadas uma para a outra na direção X às mesmas dos dois grupos de eletrodos 21, 21 em ambos os lados e conectadas em série. Especificamente, os grupos de eletrodos superior e inferior 21, 21 têm as partes de conexão 32c de eletrodos positivos levadas até um lado, e as partes de conexão 31c de eletrodos negativos levadas até o outro lado, na direção X.
[0090] O grupo de eletrodos intermediário 21 tem as partes de conexão 32c dos eletrodos positivos levadas até o outro lado, e as partes de conexão 31c dos eletrodos negativos levadas até um lado, na direção X. Uma aba de eletrodo positivo 25 é conectada às partes de conexão 32c dos eletrodos positivos do grupo de eletrodos 21 disposto no topo. Uma aba de eletrodo negativo 24 do eletrodo negativo é conectada às partes de conexão 31c dos eletrodos negativos do grupo de eletrodos 21 disposto no fundo. As partes de conexão 32c dos eletrodos positivos do grupo de eletrodos intermediário 21 são conectadas às partes de conexão 31c dos eletrodos negativos do grupo de eletrodos superior 21 pela guia 23, e as partes de conexão 32c dos eletrodos positivos do grupo de eletrodos inferior 21 são conectadas às partes de
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26/72 conexão 31c dos eletrodos negativos do grupo de eletrodos intermediário 21 pela guia 23. As abas de eletrodo 24 e 25 se estendem até o lado de fora do membro de recipiente 12.
[0091] O par de folhas isolantes 26 respectivamente se estende até os lados opostos na direção X dos espaços entre as abas de eletrodo 24 e 25 e a guia 23 através dos espaços entre os pares de grupos de eletrodos 21, 21, e são inseridos nos espaços entre as partes de eletrodo negativo 23a e as partes de eletrodo positivo 23b nas extremidades opostas da guia 23.
[0092] O par de folhas isolantes 26 tem toda a borda periférica externa 26a apertada entre as mesmas e então soldadas a um par dos filmes laminados 12a e 12b.
[0093] Portanto, na bateria secundária 310, o par de folhas isolantes 26 não apenas isola as três camadas de grupos de eletrodos 21, 21, 21, mas também isola cada guia 23 da aba de eletrodo 24, e a guia 23 da aba de eletrodo 25. O lado de dentro do membro de recipiente 12 é dividido de modo vedado contra líquido em três partes na direção Z pelo par de folhas isolantes superior e inferior 26.
[0094] Os efeitos vantajosos similares aos mesmos na primeira modalidade descrita anteriormente são obtidos na bateria secundária 310 de acordo com a presente modalidade também. Ou seja, o espaço no membro de recipiente 12 é dividido em três partes pelas folhas isolantes 26, e o contato entre os eletrólitos dos grupos de eletrodos 21, 21, 21 é impedido, de modo que um curto circuito pode ser impedido. Ademais, as folhas isolantes 26 são ligadas ao membro de recipiente 12 ao redor da periferia, e os espaços no membro de recipiente 12 pode, assim,
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27/72 ser isolados de modo vedado contra líquido uns dos outros, de modo que é possível impedir até mesmo eletrólito líquido entre a outra região além das folhas isolantes 26 e, portanto, possível de impedir com certeza um curto circuito independente da forma do eletrólito.
[0095] De acordo com a quarta modalidade, as folhas isolantes dispostas entre os grupos de eletrodos são fornecidas, e pelo menos partes das folhas isolantes são ligadas ao membro de recipiente, e através disso um curto circuito atribuído a condução de íon causada pelo contato entre os eletrólitos dos grupos de eletrodos pode ser inibido.
[QUINTA MODALIDADE] [0096] Uma bateria secundária 410 de acordo com uma quinta modalidade é descrita em referência à Figura 8. A bateria secundária 410 de acordo com a quinta modalidade é configurada de modo que parte da guia 23 é guiada ao lado de fora do membro de recipiente 12. A bateria secundária 410 é similar em outros aspectos à bateria secundária 310 de acordo com a quarta modalidade. As mesmas configurações na presente modalidade que as mesmas na terceira modalidade descrita anteriormente não são descritas repetidamente.
[0097] Na bateria secundária 410, dos três grupos de eletrodos 21, 21, 21, o grupo de eletrodos 21 disposto no meio na direção Z se situa de modo que as partes de conexão positiva e negativa 31c e 32c são alinhadas nas direções para serem localizadas voltadas uma para a outra na direção X às mesmas dos dois grupos de eletrodos 21, 21 em ambos os lados e conectadas em série. Especificamente, os grupos de eletrodos superior e inferior 21,
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28/72 têm as partes de conexão 32c de eletrodos positivos levadas até um lado, e as partes de conexão 31c de eletrodos negativos levadas até o outro lado, na direção X.
[0098] O grupo de eletrodos intermediário 21 tem as partes de conexão 32c dos eletrodos positivos levadas até o outro lado, e as partes de conexão 31c dos eletrodos negativos levadas até um lado, na direção X. Uma aba de eletrodo positivo 25 é conectada às partes de conexão 32c dos eletrodos positivos do grupo de eletrodos 21 disposto no topo. Uma aba de eletrodo 24 do eletrodo negativo é conectada às partes de conexão 31c dos eletrodos negativos do grupo de eletrodos 21 disposto no fundo. As partes de conexão 32c dos eletrodos positivos do grupo de eletrodos intermediário 21 são conectadas às partes de conexão 31c dos eletrodos negativos do grupo de eletrodos superior 21 pela guia 23, e as partes de conexão 32c dos eletrodos positivos do grupo de eletrodos inferior 21 são conectadas às partes de conexão 31c dos eletrodos negativos do grupo de eletrodos intermediário 21 pela guia 23. As abas de eletrodo 24 e 25 se estendem até o lado de fora do membro de recipiente 12.
[0099] As partes comuns 23c, 23c das guias 23, 23 são apertadas por um par dos filmes laminados 12a e 12b do membro de recipiente 12, e têm um comprimento predeterminado para alcançar o lado de fora do membro de recipiente 12. Ou seja, a guia 23 é guiada ao lado de fora do membro de recipiente 12 a partir das extremidades dos grupos de eletrodos 21, 21 através do espaço entre os filmes laminados 12a e 12b.
[0100] O par de folhas isolantes 26 tem toda a periferia externa apertada entre um par dos filmes laminados 12a e 12b do membro de recipiente 12 e então soldada ao membro de recipiente
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12.
[0101] Os efeitos vantajosos similares aos mesmos na quarta modalidade descritas anteriormente são obtidos na presente modalidade também. Ou seja, o espaço no membro de recipiente 12 é dividido em três partes pelas folhas isolantes 26, e o contato entre os eletrólitos dos grupos de eletrodos 21, 21, 21 é impedido, de modo que um curto circuito pode ser impedido. Ademais, as folhas isolantes 26 são ligadas ao membro de recipiente 12 ao redor da periferia, e os espaços no membro de recipiente 12 pode, assim, ser isolados de modo vedado contra líquido uns dos outros, de modo que é possível impedir até mesmo eletrólito líquido entre a outra região além da folha isolante 26 e, portanto, possível de impedir com certeza um curto circuito independente da forma do eletrólito.
[0102] Além do mais, de acordo com a bateria secundária 410, as guias 23, 23 são expostas para o lado de fora, e um terminal externo pode, assim, ser eletricamente conectado às guias 23,
23. Portanto, a tensão de cada um dos grupos de eletrodos 21, 21 na bateria 410 pode ser monitorada de modo independente, o que leva a uma capacidade de manutenção satisfatória.
[0103] De acordo com a quinta modalidade, as folhas isolantes são respectivamente dispostas entre três ou mais grupos de eletrodo, e pelo menos partes das folhas isolantes são ligadas ao membro de recipiente, e através disso um curto circuito atribuído a condução de íon causada pelo contato entre os eletrólitos dos grupos de eletrodos pode ser inibido.
[SEXTA MODALIDADE] [0104] Uma bateria secundária 510 de acordo com uma sexta
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30/72 modalidade é descrita em referência à Figura 9. A bateria secundária 510 de acordo com a sexta modalidade compreende três grupos de eletrodos 21, e tem uma configuração na qual os três grupos de eletrodos 21 são conectados uns aos outros por um par de guias 223, respectivamente. A bateria secundária 510 é similar em outros aspectos à bateria secundária 210 de acordo com a terceira modalidade. As mesmas configurações na presente modalidade que as mesmas na terceira modalidade descrita anteriormente não são descritas repetidamente.
[0105] Na bateria secundária 510, dos três grupos de eletrodos 21, 21, 21, o grupo de eletrodos 21 disposto no meio na direção Z se situa de modo que as partes de conexão positiva e negativa 31c e 32c são alinhadas nas direções para serem localizadas voltadas uma para a outra na direção X às mesmas dos dois grupos de eletrodos 21, 21 em ambos os lados e conectadas em série. Especificamente, os grupos de eletrodos superior e inferior 21, 21 têm as partes de conexão 32c de eletrodos positivos levadas até um lado, e as partes de conexão 31c de eletrodos negativos levadas até o outro lado, na direção X.
[0106] O grupo de eletrodos intermediário 21 tem as partes de conexão 32c dos eletrodos positivos levadas até o outro lado, e as partes de conexão 31c dos eletrodos negativos levadas até um lado, na direção X. Uma aba de eletrodo positivo 25 é conectada às partes de conexão 32c dos eletrodos positivos do grupo de eletrodos 21 disposto no topo. Uma aba de eletrodo 24 do eletrodo negativo é conectada às partes de conexão 31c dos eletrodos negativos do grupo de eletrodos 21 disposto no fundo. As partes de conexão 32c dos eletrodos positivos do grupo de eletrodos intermediário 21 são conectadas às partes de conexão 31c dos
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31/72 eletrodos negativos do grupo de eletrodos superior 21 por uma guia 223, e as partes de conexão 32c dos eletrodos positivos do grupo de eletrodos inferior 21 são conectadas às partes de conexão 31c dos eletrodos negativos do grupo de eletrodos intermediário 21 pela outra guia 223. As abas de eletrodo 24 e 25 se estendem até o lado de fora do membro de recipiente 12.
[0107] Cada um do par de guias 223, 223 que conecta os grupos de eletrodos 21, 21 em série é formado em um formato de tira que tem cerca da mesma dimensão Y do que o grupo de eletrodos 21.
[0108] Uma guia superior 223 tem uma extremidade conectada às partes de conexão 31c no lado de eletrodo negativo do grupo de eletrodos superior 21 e dobrada de volta a jusante, e tem a outra extremidade conectada às partes de conexão 32c no lado de eletrodo positivo do grupo de eletrodos intermediário 21. A outra guia inferior 223 tem uma extremidade conectada às partes de conexão 31c no lado de eletrodo negativo do grupo de eletrodos intermediário 21 e dobrada de volta a jusante, e tem a outra extremidade conectada às partes de conexão 32c no lado de eletrodo positivo do grupo de eletrodos inferior 21.
[0109] Na bateria secundária 510, um par de folhas isolantes 226 tem formato de tira. A dimensão de largura da folha isolante 226 na direção Y é formada para ser menor do que a dimensão de largura do membro de recipiente 12 e maior do que a dimensão de largura do grupo de eletrodos 21. A folha isolante 226 é dobrada de volta em uma posição dobrada de volta 226a disposta entre o membro de recipiente 12 e a extremidade do grupo de eletrodos
21. A porção dobrada de volta 226a é disposta fora de uma porção dobrada de volta da guia 223 na extremidade do grupo de eletrodos
21.
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32/72 [0110] Uma folha isolante superior 226 tem uma extremidade 226b na direção longitudinal soldada ao membro de recipiente 12 juntamente com a aba de eletrodo 25 do eletrodo positivo em um lado na direção X, tem a porção em formato de folha 226c em um lado de extremidade que se estende até o outro lado na direção X através do espaço entre o grupo de eletrodos superior 21 e o membro de recipiente 12 e dobrada de volta a jusante na porção dobrada de volta 226a, e tem a porção em formato de folha 226d no outro lado de extremidade retornando para um lado na direção X através do espaço entre o grupo de eletrodos inferiores 21 e o grupo de eletrodos intermediário 21 e alcança a porção dobrada de volta da guia inferior 223.
[0111] A outra folha isolante inferior 226 tem uma extremidade 226b na direção longitudinal soldada ao membro de recipiente 12 juntamente com a aba de eletrodo 24 do eletrodo negativo no outro lado na direção X, tem a porção em formato de folha 226c em um lado de extremidade que se estende até um lado na direção X através do espaço entre o grupo de eletrodos inferiores 21 e o membro de recipiente 12 e dobrada de volta a montante na porção dobrada de volta 226a, e tem a porção em formato de folha 226d no outro lado de extremidade que retorna para o outro lado na direção X através do espaço entre o grupo de eletrodos superior 21 e o grupo de eletrodos intermediário 21 e alcança a porção dobrada de volta da guia superior 223.
[0112] O par de folhas isolantes 226 tem uma extremidade 226b e ambas as bordas 226e na direção Y apertadas entre as mesmas e então soldadas a um par dos filmes laminados 12a e 12b do membro de recipiente 12, e são através disso ligadas ao membro de recipiente 12.
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33/72 [0113] Portanto, na bateria secundária 510, o par de folhas isolantes 226 isola as três camadas de grupos de eletrodos 21, 21, 21 uma das outras. O lado de dentro do membro de recipiente 12 é dividido em três partes na direção Z pelo par de folhas isolantes superior e inferior 226.
[0114] Os efeitos vantajosos similares aos mesmos na primeira modalidade descrita anteriormente são obtidos na bateria secundária 510 de acordo com a presente modalidade também. Ou seja, o espaço no membro de recipiente 12 é dividido em três partes pelas folhas isolantes 226, e o contato entre os eletrólitos dos grupos de eletrodos 21, 21, 21 é impedido, de modo que um curto circuito pode ser impedido.
[0115] De acordo com a sexta modalidade, as folhas isolantes são respectivamente dispostas entre três ou mais grupos de eletrodo, e pelo menos partes das folhas isolantes são ligadas ao membro de recipiente, e através disso um curto circuito atribuído a condução de íon causada pelo contato entre os eletrólitos dos grupos de eletrodos pode ser inibido.
[SÉTIMA MODALIDADE] [0116] Uma bateria secundária 610 de acordo com uma sétima modalidade é descrita em referência à Figura 10. A bateria secundária 610 de acordo com a sétima modalidade compreende camadas de cinco grupos de eletrodos 21 que são conectados em série por quatro guias 23. A bateria secundária 610 tem quatro folhas isolantes 26, e tem uma configuração na qual uma folha isolante 26 intervém entre cada par de grupos de eletrodos 21 adjacentes na direção Z. A bateria secundária 610 é similar em outros aspectos à bateria secundária 410 de acordo com a quinta
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34/72 modalidade. As mesmas configurações na presente modalidade como as mesmas na quinta modalidade descrita anteriormente não são descritas repetidamente.
[0117] Na bateria secundária 510, os cinco grupos de eletrodos 21, 21, 21, 21, 21 são conectados em série pelas quatro guias 23. A aba de eletrodo 24 é conectada às partes de conexão 31c dos eletrodos negativos do grupo de eletrodos mais superior 21. A aba de eletrodo 25 é conectada às partes de conexão 32c dos eletrodos positivos do grupo de eletrodos mais inferior 21. As partes comuns 23c das abas de eletrodo 24 e 25 e as quatro guias 23 se estendem para o lado de fora do membro de recipiente 12.
[0118] A folha isolante 26 se estende na direção X através do espaço entre os grupos de eletrodos 21 adjacentes na direção Z, e é inserida no espaço entre a parte de eletrodo negativo 23a e a parte de eletrodo positivo 23b da guia 23.
[0119] A folha isolante 26 tem a borda externa periférica apertada entre as mesmas e então soldadas a um par dos filmes laminados 12a e 12b do membro de recipiente 12. Quatro folhas isolantes 26 são apertadas e então soldadas à parte soldada 12c do membro de recipiente 12 ao redor da periferia.
[0120] Portanto, na bateria secundária 610, as cinco camadas de grupos de eletrodos 21, 21, 21, 21, 21 são isoladas pelas quatro folhas isolantes 26. Então o lado de dentro do membro de recipiente 12 é dividido de modo vedado contra líquido em cinco espaços na direção Z pelas quatro folhas isolantes 26.
[0121] Os efeitos vantajosos similares aos mesmos na quinta modalidade descrita anteriormente são obtidos na bateria secundária 610 de acordo com a presente modalidade também. Ou
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35/72 seja, o espaço no membro de recipiente 12 é dividido em partes pelas folhas isolantes 26, e o contato entre os eletrólitos dos grupos de eletrodos 21 é impedido, de modo que um curto circuito pode ser impedido. Ademais, as folhas isolantes 26 são ligadas ao membro de recipiente 12 ao redor da periferia, e os espaços no membro de recipiente 12 pode, assim, ser isolados de modo vedado contra líquido uns dos outros, de modo que é possível impedir até mesmo eletrólito líquido entre a outra região além da folha isolante 26 e, portanto, possível de impedir com certeza um curto circuito independente da forma do eletrólito.
[0122] Além do mais, de acordo com a bateria secundária 610, as guias 23 são expostas para o lado de fora, e um terminal externo pode, assim, ser eletricamente conectado às guias 23. Portanto, a tensão de cada um dos grupos de eletrodos 21 na bateria 610 pode ser monitorada de modo independente, o que leva a uma capacidade de manutenção satisfatória.
[0123] De acordo com a sétima modalidade, as folhas isolantes são respectivamente dispostas entre três ou mais grupos de eletrodo, e pelo menos partes das folhas isolantes são ligadas ao membro de recipiente, e através disso um curto circuito atribuído a condução de íon causada pelo contato entre os eletrólitos dos grupos de eletrodos pode ser inibido.
[OITAVA MODALIDADE] [0124] Um módulo de bateria 200 de acordo com uma oitava modalidade é descrita em referência à Figura 11. A Figura 11 é uma vista em perspectiva que mostra esquematicamente um exemplo do módulo de bateria de acordo com a oitava modalidade. O módulo de bateria tem células de unidade 100. Cada uma das células de
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36/72 unidade pode ser eletricamente conectada e disposta em série ou em paralelo, ou pode ser disposta com uma combinação de conexão em série e conexão paralela. O módulo de bateria 200 mostrado na Figura 11 compreende cinco células de unidade 100, quatro barramentos de ligação 221, uma guia de lado de eletrodo positivo 208, e uma guia de lado de eletrodo negativo 209.
[0125] Pelo menos uma das células de unidade 100 é, por exemplo, uma das baterias secundárias 10, 110, 210, 310, 410, 510 e 610 de acordo com a primeira até a sétima modalidades.
[0126] Os barramentos de ligação 221 conectam um terminal de eletrodo negativo 206 de uma célula de unidade 100 a um terminal de eletrodo positivo 207 da célula de unidade 100 vizinha. Dessa maneira, as cinco células de unidade 100 são conectadas em série pelos quatro barramentos de ligação 221. Ou seja, o módulo de bateria 200 na Figura 11 é um módulo de bateria de cinco séries.
[0127] Conforme mostrado na Figura 11, o terminal de eletrodo positivo 207 de célula de unidade 100 localizada na extremidade esquerda de uma fileira, das cinco células de unidade 100, é conectada à guia de lado de eletrodo positivo 208 para conexão externa. O eletrodo negativo terminal 206 de célula de unidade 100 localizado na extremidade direita da outra fileira, das cinco células de unidade 100, é conectada à guia de lado de eletrodo negativo 209 para conexão externa.
[0128] O módulo de bateria 200 de acordo com a oitava modalidade usa as baterias secundárias 10, 210, 310, 410, 510 e 610 como as células de unidade 100, e através disso em cada uma das células de unidade 100, o espaço no membro de recipiente 12 é dividido em partes pela folha isolante 26, e o contato entre
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37/72 os eletrólitos dos grupos de eletrodos 21 é impedido, de modo que um curto circuito pode ser impedido. De acordo com a oitava modalidade, a bateria secundária que compreende a folha isolante disposta entre os grupos de eletrodos é fornecida, de modo que é possível obter efeitos vantajosos de impedir contato entre os eletrólitos e impedir um curto circuito.
[nona modalidade] [0129] Um conjunto de bateria 300 de acordo com a nona modalidade é descrita abaixo em referência à Figura 12 e Figura 13. A Figura 12 é uma vista em perspectiva que mostra esquematicamente um exemplo do módulo de bateria de acordo com a terceira modalidade. A Figura 12 é uma vista em perspectiva explodida que mostra esquematicamente um exemplo do conjunto de bateria de acordo com a quarta modalidade. A Figura 13 é um diagrama de blocos que mostra um exemplo de um circuito elétrico do conjunto de bateria mostrado na Figura 12.
[0130] Um conjunto de bateria 300 mostrado nas Figuras 13 e 13 inclui um recipiente de alojamento 331, uma tampa 332, folhas protetoras 333, um módulo de bateria 200, uma placa de fiação impressa 334, fios 335, e uma placa isolante (não mostrado). O módulo de bateria 200 é o módulo de bateria 200 de acordo com a oitava modalidade e o módulo de bateria 200 tem uma ou mais baterias secundárias 10 110, 210, 310, 410, 510 ou 610.
[0131] O recipiente de alojamento 331 é configurado para alojar as folhas protetoras 333, o módulo de bateria 200, a placa de fiação impressa 334 e os fios 335. A tampa 332 cobre o recipiente de alojamento 331 para alojar o módulo de bateria 200 e semelhantes. Embora não seja mostrado, abertura (ou aberturas)
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38/72 ou terminal de conexão (ou terminais de conexão) para conectar a dispositivo externo (ou dispositivos externos) e semelhantes é fornecido (ou são fornecidos) no recipiente de alojamento 331 e na tampa 332.
[0132] As folhas protetoras 333 são dispostas em ambas as superfícies internas do recipiente de alojamento 331 ao longo da direção de lado -longo e na superfície interna ao longo da direção de lado -curto, voltadas para a placa de fiação impressa 334 através do módulo de bateria 200 posicionado entre as mesmas. As folhas protetoras 333 são feitas, por exemplo, de resina ou borracha.
[0133] O módulo de bateria 200 inclui uma pluralidade de baterias únicas 100, uma guia de lado de- eletrodo positivo 208, uma guia de lado de eletrodo -negativo 209, e uma fita adesiva 224. O módulo de bateria 200 pode incluir alternativamente apenas uma bateria única 100.
[0134] Pelo menos uma das células de unidade 100 é, por exemplo, uma das baterias secundárias 10, 110, 210, 310, 410, 510 e 610 de acordo com a primeira até a sétima modalidades.
[0135] A pluralidade de baterias únicas 100 é empilhada de maneira que os terminais de eletrodo negativo 206 e os terminais de eletrodo positivo 207, que se estendem para fora, são direcionados no sentido da mesma direção. A pluralidade de baterias únicas 100 são eletricamente conectadas em série, conforme mostrado na Figura 14. A pluralidade de baterias únicas 100 pode alternativamente ser conectada de modo elétrico em paralelo, ou conectada em uma combinação de conexão em- série e conexão -em paralelo. Se a pluralidade de baterias únicas 100 é
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39/72 conectada em paralelo, a capacidade de bateria aumenta em comparação com um caso no qual as mesmas são conectadas em série.
[0136] A fita adesiva 224 prende a pluralidade de baterias únicas 100. A pluralidade de baterias únicas 100 pode ser fixa com o uso de uma fita de- encolhimento por calor ao invés da fita adesiva 224. Nesse caso, as folhas protetoras 333 são dispostas em ambas as superfícies laterais do módulo de bateria 200, e a fita de -encolhimento por calor é enrolada ao redor do módulo de bateria 200 e das folhas protetoras 333. Após o mesmo, a fita de encolhimento -por calor é encolhida por aquecimento para agrupar a pluralidade de baterias únicas 100.
[0137] Uma extremidade da guia -de lado de eletrodo positivo 208 é conectada ao terminal de eletrodo positivo 207 da bateria única 100 localizada na parte mais inferior das baterias únicas 100. Uma extremidade da guia de -lado de eletrodo negativo 209 é conectada ao terminal de eletrodo negativo 206 da bateria única 100 localizada na parte mais superior da pilha das baterias únicas 100.
[0138] A placa de fiação impressa 334 inclui um conector de lado de eletrodo positivo 341, um conector de lado de eletrodo negativo 342, um termistor 343, um circuito protetor 344, fiações 345 e 346, um terminal externo de distribuição de potência 347, um fio de lado mais (lado positivo) 348a, e um fio de lado menos (lado negativo) 348b. Uma superfície principal da placa de fiação impressa 334 está voltada para a superfície do módulo de bateria 200 do qual os terminais de eletrodo negativo 206 e os terminais de eletrodo positivo 207 se estendem para fora. Uma placa isolante (não mostrado) é disposta entre a placa de fiação impressa 334 e o módulo de bateria 200.
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40/72 [0139] O conector de lado de eletrodo positivo 341 é dotado de um furo atravessante. Inserindo-se a outra extremidade da guia de lado de eletrodo positivo 208 no furo atravessante, o conector de lado de eletrodo positivo 341 e a guia de lado de eletrodo positivo 208 se tornam eletricamente conectados. O conector de lado de eletrodo negativo 342 é dotado de um furo atravessante. Inserindo-se a outra extremidade da guia de lado de eletrodo negativo 209 no furo atravessante, o conector de lado de eletrodo negativo 342 e a guia de lado de eletrodo negativo 209 se tornam eletricamente conectados.
[0140] O termistor 343 é fixo a uma superfície principal da placa de fiação impressa 334. O termistor 343 detecta a temperatura de cada bateria única 100 e transmite sinais de detecção para o circuito protetor 344.
[0141] O terminal externo de distribuição de potência 347 é fixo à outra superfície principal da placa de fiação impressa 334. O terminal externo de distribuição de potência 347 é eletricamente conectado a um dispositivo (ou dispositivos) que existe do lado de fora do conjunto de bateria 300.
[0142] O circuito protetor 344 é fixo à outra superfície principal da placa de fiação impressa 334. O circuito protetor 344 é conectada ao terminal externo de distribuição de potência 347 por meio do fio de lado -mais 348a. O circuito protetor 344 é conectada ao terminal externo de distribuição de potência 347 por meio do fio de lado -menos 348b. Além disso, o circuito protetor 344 é eletricamente conectado ao conector de lado de -eletrodo positivo 341 por meio da fiação 345. O circuito protetor 344 é eletricamente conectado ao conector de lado -de eletrodo negativo 342 por meio da fiação 346. Além do mais, o
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41/72 circuito protetor 344 é eletricamente conectado a cada uma da pluralidade de baterias únicas 100 por meio dos fios 335.
[0143] O circuito protetor 344 controla carga e descarga da pluralidade de baterias únicas 100. O circuito protetor 344 é também configurado para cortar a conexão elétrica entre o circuito protetor 344 e o terminal externo de distribuição de potência 347, com base em sinais de detecção transmitidos do termistor 343 ou sinais de detecção transmitidos de cada bateria única 100 ou do módulo de bateria 200.
[0144] Um exemplo do sinal de detecção transmitido do termistor 343 é um sinal que indica que a temperatura da bateria única (baterias únicas) 100 é detectada como sendo uma temperatura predeterminada ou mais. Um exemplo do sinal de detecção transmitido de cada bateria única 100 ou do módulo de bateria 200 é um sinal que indica detecção de sobrecarga, sobredescarga, e sobrecorrente da bateria única (baterias únicas) 100. Quando detecta sobrecarga ou semelhantes para cada uma das baterias únicas 100, a tensão de bateria pode ser detectada, ou um potencial de eletrodo positivo ou potencial de eletrodo negativo pode ser detectado. No último caso, um eletrodo de lítio a ser usado como um eletrodo de referência pode ser inserido em cada bateria única 100.
[0145] Observe que, como o circuito protetor 344, um circuito incluído em um dispositivo (por exemplo, um dispositivo eletrônico ou um automóvel) que usa o conjunto de bateria 300 como uma fonte de alimentação pode ser usado.
[0146] Tal conjunto de bateria 300 é usado, por exemplo, em aplicações em que um desempenho excelente de ciclo é demandado
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42/72 quando uma corrente grande é extraída. Mais especificamente, o conjunto de bateria 300 é usado, por exemplo, como uma fonte de alimentação para dispositivos eletrônicos, uma bateria estacionária, uma bateria integrada para veículos, ou uma bateria para vagões ferroviários. Um exemplo do dispositivo eletrônico é uma câmera digital. O conjunto de bateria 300 é particularmente usado de modo favorável como uma bateria integrada.
[0147] Conforme descrito acima, o conjunto de bateria 300 inclui o terminal externo de distribuição de potência 347. Consequentemente, o conjunto de bateria 300 pode emitir corrente do módulo de bateria 200 para um dispositivo externo e inserir corrente de um dispositivo externo para o módulo de bateria 200 por meio do terminal externo de distribuição de potência 347. Em outras palavras, quando usa o conjunto de bateria 300 como uma fonte de alimentação, a corrente do módulo de bateria 200 é suprida para um dispositivo externo por meio do terminal externo de distribuição de potência 347. Quando carrega o conjunto de bateria 300, uma corrente de carga de um dispositivo externo é suprida para o conjunto de bateria 300 por meio do terminal externo de distribuição de potência 347. Se o conjunto de bateria 300 é usado como uma bateria integrada, a energia regenerativa da força motriz de um veículo pode ser usada como a corrente de carga do dispositivo externo.
[0148] Observe que o conjunto de bateria 300 pode incluir uma pluralidade de módulos de bateria 200. Nesse caso, a pluralidade de módulos de bateria 200 pode ser conectada em série, em paralelo, ou conectada em uma combinação de conexão -em série e conexão -em paralelo. A placa de fiação impressa 334 e os fios
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335 podem ser omitidos. Nesse caso, a guia de lado de eletrodo positivo 208 e a guia de lado de eletrodo negativo 209 podem ser usadas como o terminal externo de distribuição de potência.
[0149] O conjunto de bateria 300 de acordo com a nona modalidade compreende as baterias secundárias 10, 210, 310, 410, 510 e 610 de acordo com a primeira até a sétima modalidades e o módulo de bateria 200 de acordo com a oitava modalidade, e através disso em cada uma das células de unidade 100, o espaço no membro de recipiente 12 é dividido em partes pela folha isolante 26, e o contato entre os eletrólitos dos grupos de eletrodos 21 é impedido, de modo que um curto circuito pode ser impedido.
[0150] De acordo com a nona modalidade, a bateria secundária que compreende a folha isolante disposta entre os grupos de eletrodos é fornecida, de modo que é possível obter efeitos vantajosos de impedir contato entre os eletrólitos e impedir um curto circuito.
[0151] O conjunto de bateria 300 pode compreender uma bateria secundária única 10, 210, 310, 410, 510 ou 610 ao invés do módulo de bateria 200 de acordo com a oitava modalidade.
[0152] O conjunto de bateria 300 de acordo com a nona modalidade pode adicionalmente incluir um circuito protetor. O circuito protetor tem uma função para controlar carga e descarga da bateria secundária. Alternativamente, um circuito incluído em equipamento no qual o conjunto de bateria serve como uma fonte de alimentação (por exemplo, dispositivos eletrônicos, veículos e semelhantes) pode ser usado como o circuito protetor para o conjunto de bateria.
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44/72 [0153] Ademais, o conjunto de bateria 300 de acordo com a quarta modalidade pode adicionalmente compreender um terminal externo de distribuição de potência. O terminal externo de distribuição de potência é configurado para emitir externamente corrente da bateria secundária, e para inserir corrente externa na bateria secundária. Em outras palavras, quando o conjunto de bateria 300 é usado como uma fonte de alimentação, a corrente é fornecida por meio do terminal externo de distribuição de potência. Quando o conjunto de bateria 300 é carregado, a corrente de carga (que inclui energia regenerativa de força motriz de veículos tais como automóveis) é fornecida para o conjunto de bateria por meio do terminal externo de distribuição de potência.
[DÉCIMA MODALIDADE] [0154] Um veículo 400 de acordo com uma décima modalidade é descrito em referência à Figura 14. A Figura 14 é uma vista em corte que mostra esquematicamente um exemplo do veículo 400 de acordo com a décima modalidade.
[0155] O veículo 400 mostrado na Figura 14 inclui um corpo principal de veículo 440, e o conjunto de bateria 300 de acordo com a nona modalidade. Exemplos do veículo 400 incluem automóveis elétricos híbridos de duas a quatro rodas, automóveis elétricos de duas a quatro rodas, bicicletas de assistência, e vagões ferroviários.
[0156] No veículo 400, o conjunto de bateria 300, por exemplo, recupera energia regenerativa de potência do veículo.
[0157] O conjunto de bateria 300 compreende o módulo de bateria 200 de acordo com a oitava modalidade. O módulo de
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45/72 bateria 200 compreende as células de unidade 100 que são conectadas em série. Pelo menos uma das células de unidade 100 é, por exemplo, uma das baterias secundárias 10, 110, 210, 310, 410, 510 e 610 de acordo com a primeira até a sétima modalidades.
[0158] O veículo 400 mostrado na Figura 14 é um automóvel de quatro rodas. Por exemplo, um automóvel elétrico híbrido de duas a quatro rodas, um automóvel elétrico de duas a quatro rodas, bicicletas de assistência, ou um vagão ferroviário podem ser usados como o veículo 400.
[0159] Esse veículo 400 pode ter uma pluralidade de conjuntos de bateria 300 instalada. Em tal caso, os conjuntos de bateria 300 podem ser conectados em série, conectados em paralelo, ou conectados em uma combinação de conexão em série e conexão em paralelo.
[0160] O conjunto de bateria 300 é instalado em um compartimento de motor localizado na frente do corpo de veículo 40. A localização de instalação do conjunto de bateria 300 não é particularmente limitada. O conjunto de bateria 300 pode ser instalado em seções posteriores do corpo de veículo 40, ou abaixo de um assento. O conjunto de bateria 300 pode ser usado como uma fonte de alimentação do veículo 400. O conjunto de bateria 300 pode também recuperar energia regenerativa de força motriz do veículo 400.
[0161] O veículo 400 de acordo com a décima modalidade compreende as baterias secundárias 10, 110, 210, 310, 410, 510 e 610 de acordo com a primeira até a sétima modalidades como as células de unidade 100, e através disso curtos circuitos nas células de unidade 100 podem ser impedidos.
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46/72 [0162] De acordo com o veículo na décima modalidade, a bateria secundária que compreende a folha isolante disposta entre os grupos de eletrodos é fornecida, de modo que é possível obter efeitos vantajosos de impedir contato entre os eletrólitos e impedir curtos circuitos nas células de unidade.
[DÉCIMA PRIMEIRA MODALIDADE] [0163] Um exemplo do veículo 400A de acordo com a décima primeira modalidade é explicado abaixo, em referência à Figura 15. A Figura 15 é uma vista em corte transversal que mostra esquematicamente um exemplo de um veículo 400A de acordo com a décima primeira modalidade.
Um veículo 400A, mostrado na Figura 15, é um automóvel elétrico.
[0164] O veículo 400A, mostrado na Figura 15, inclui um corpo de veículo 440, uma fonte de alimentação de veículo 441, uma ECU de veículo (unidade de controle elétrico) 442, que é um controlador-mestre da fonte de alimentação de veículo 441, de um terminal externo (um terminal externo de conexão de potência) 443, de um inversor 444 e de um motor de acionamento 445.
[0165] O veículo 400 inclui a fonte de alimentação de veículo 441, por exemplo, no compartimento de motor, nas seções posteriores do corpo de automóvel, ou abaixo de um assento. Na Figura 15, a posição da fonte de alimentação de veículo 441 instalada no veículo 400 é esquematicamente mostrada.
[0166] A fonte de alimentação de veículo 441 inclui uma pluralidade (por exemplo, três) de conjuntos de bateria 300, uma unidade de gerenciamento de bateria (BMU) 411 e um barramento de comunicação 412.
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47/72 [0167] Os três conjuntos de bateria 300 são eletricamente conectados em série. O conjunto de bateria 300 inclui um módulo de bateria 200 e uma unidade de monitoramento de módulo de bateria (VTM: monitoramento de temperatura de tensão) 301. Os conjuntos de bateria 300 podem, cada um, ser removidos de modo independente, e podem ser trocados por um conjunto de bateria diferente 300.
[0168] Pelo menos um dos três conjuntos de bateria 300 é o conjunto de bateria 300 de acordo com a nona modalidade e pelo menos um dentre a pluralidade de módulos de bateria 200 é um dos módulos de bateria 300 de acordo com a oitava modalidade.
[0169] Cada um dos módulos de bateria 200 inclui uma pluralidade de baterias únicas 100 conectadas em série. Pelo menos uma dentre a pluralidade de baterias únicas 100 é a bateria secundária 10, 110, 210, 310, 410, 510 ou 610 de acordo com qualquer uma da primeira até a sétima modalidades. Os módulos de bateria 200 realizam, cada um, carga e descarga por meio de um terminal de eletrodo positivo 413 e um terminal de eletrodo negativo 414.
[0170] A fim de coletar informações que dizem respeito a segurança da fonte de alimentação de veículo 441, a unidade de gerenciamento de bateria 411 realiza comunicação com as unidades de monitoramento de módulo de bateria 301 e coleta informações tais como tensões ou temperaturas das baterias únicas 100 incluídas nos módulos de bateria 200 incluídos na fonte de alimentação de veículo 441.
[0171] O barramento de comunicação 412 é conectada entre a unidade de gerenciamento de bateria 411 e as unidades de
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48/72 monitoramento de módulo de bateria 301. O barramento de comunicação 412 é configurado de modo que múltiplos nós (isto é, a unidade de gerenciamento de bateria e uma ou mais unidades de monitoramento de módulo de bateria) compartilham um conjunto de linhas de comunicação. O barramento de comunicação 412, por exemplo, é um barramento de comunicação configurado com base no padrão CAN (Rede de Área de Controle).
[0172] As unidades de monitoramento de módulo de bateria 301 medem uma tensão e uma temperatura de cada bateria única nos módulos de bateria 200 com base em comandos da unidade de gerenciamento de bateria 411. É possível, no entanto, medir as temperaturas apenas em muitos pontos por módulo de bateria, e as temperaturas de todas as baterias únicas não precisam ser medidas.
[0173] A fonte de alimentação de veículo 441 pode também ter um contactor eletromagnético (por exemplo, uma unidade de comutador 415 mostrada na Figura 10) para comutar conexão entre o terminal de eletrodo positivo 413 e o terminal de eletrodo negativo 414. A unidade de comutador 415 inclui um comutador de pré-carga (não mostrado), que é ativado quando os módulos de bateria 200 são carregados, e um comutador principal (não mostrado), que é ativado quando saída de bateria é suprida para uma carga. O comutador de pré-carga e o comutador principal incluem um circuito de retransmissão (não mostrado), que é ligado ou desligado com base em um sinal fornecido para uma bobina disposta perto de um elemento de comutador.
[0174] O inversor 444 converte uma tensão de corrente contínua inserida em uma alta tensão de corrente alternada (AC) trifásica para acionar um motor. O terminal (ou terminais) de saída
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49/72 trifásicos do inversor 444 é conectado (são conectados) a cada terminal de entrada trifásico do motor de acionamento 45. O inversor 444 controla uma tensão de saída com base em sinais de controle da unidade de gerenciamento de bateria 411 ou da ECU de veículo 441, que controla toda a operação do veículo.
[0175] O motor de acionamento 445 é girado por potência elétrica suprida do inversor 444. A rotação é transferida para um eixo e rodas motrizes W por meio de uma unidade de engrenagem de diferencial, por exemplo.
[0176] O veículo 400 também inclui um mecanismo de freio regenerativo, embora não mostrado. O mecanismo de freio regenerativo gira o motor de acionamento 445 quando o veículo 400 é freado, e converte energia cinética em energia regenerativa, como energia elétrica. A energia regenerativa, recuperada no mecanismo de frear regenerativo, é inserida no inversor 444 e convertida em corrente contínua. A corrente contínua é inserida na fonte de alimentação de veículo 441.
[0177] Um terminal de uma linha de conexão L1 é conectada por meio de um detector de corrente (não mostrado) na unidade de gerenciamento de bateria 411 ao terminal de eletrodo negativo 414 da fonte de alimentação de veículo 441. O outro terminal da linha de conexão L1 é conectado a um terminal de entrada de eletrodo negativo do inversor 444.
[0178] Um terminal de uma linha de conexão L2 é conectado por meio da unidade de comutador 415 ao terminal de eletrodo positivo 413 da fonte de alimentação de veículo 441. O outro terminal da linha de conexão L2 é conectado a um terminal de entrada de eletrodo positivo do inversor 444.
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50/72 [0179] O terminal externo 443 é conectado à unidade de gerenciamento de bateria 411. O terminal externo 443 pode conectar, por exemplo, a uma fonte de alimentação externa.
[0180] O veículo ECU 442 controla de modo cooperativo a unidade de gerenciamento de bateria 411 juntamente com outras unidades em resposta a entradas operadas por um motorista ou semelhantes, e através disso realiza o gerenciamento de todo veículo. Os dados que dizem respeito à segurança da fonte de alimentação de veículo 441, tal como uma capacidade restante da fonte de alimentação de veículo 441, são transferidos entre a unidade de gerenciamento de bateria 411 e a ECU de veículo 442 por meio de linhas de comunicação.
[0181] O veículo 400A de acordo com a décima primeira modalidade é equipado com o conjunto de bateria 300 de acordo com a nona modalidade. Portanto, o veículo 400A compreende as baterias secundárias 10, 110, 210, 310, 410, 510 e 610 de acordo com a primeira até a sétima modalidades como as células de unidade 100, e através disso curtos circuitos nas células de unidade 100 podem ser impedidos.
[0182] De acordo com o veículo na décima primeira modalidade, a bateria secundária que compreende a folha isolante disposta entre os grupos de eletrodos é fornecida, de modo que é possível obter efeitos vantajosos de impedir contato entre os eletrólitos e impedir curtos circuitos nas células de unidade.
[0183] Os exemplos são descritos abaixo.
[0184] Para assegurar os efeitos vantajosos das baterias secundárias 10, 110, 210, 310, 410, 510 e 610 de acordo com a primeira até a sétima modalidades que tem as configurações
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51/72 descritas acima, os Exemplos 1 a 12 e Exemplos Comparativos 1 a 9 de configurações mostradas abaixo foram usados para conduzir um teste para comparar a quantidade de defeitos durante armazenamento em temperatura alta, uma razão de retenção de capacidade de descarga (%), e se uma tensão é detectável/indetectável.
(EXEMPLO 1) [0185] O Exemplo 1 incluiu a configuração da bateria secundária 10 de acordo com a primeira modalidade. Uma folha de propileno foi usada como a folha isolante 26, e dois grupos de eletrodos 21 que eram paralelepípedos substancialmente retangulares foram empilhados por meio da folha de polipropileno. Os grupos de eletrodos 21 foram contidos no membro de recipiente laminado de alumínio 12, e a periferia externa da folha de polipropileno foi soldada ao membro de recipiente laminado de alumínio 12. Um eletrólito foi contido no membro de recipiente 12 juntamente com os grupos de eletrodos 21, 21. Uma solução de eletrólito em gel na qual 1 M de LiPF6 foi dissolvida em um solvente misturado de carbonato de propileno e carbonato de dietila (razão de volume de 1:1) e que foi transformada em um gel pela mistura de poliacrilonitrilo foi usada como um eletrólito. Óxido de lítio cobalto foi usado como um material ativo de eletrodo positivo, titanato de lítio do tipo espinela foi usado como um material ativo de eletrodo negativo. Celulose foi usada como um separador.
(EXEMPLO 2) [0186] O Exemplo 2 incluiu a configuração da bateria secundária 10 de acordo com a primeira modalidade. Uma solução
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52/72 de eletrólito líquido na qual 1 M de LiPF6 foi dissolvida em um solvente misturado de carbonato de propileno e carbonato de dietila (razão de volume de 1:1) foi usada como um eletrólito. Óxido de lítio cobalto foi usado como um material ativo de eletrodo positivo, titanato de lítio do tipo espinela foi usado como um material ativo de eletrodo negativo. Celulose foi usada como um separador. O método foi similar em outros aspectos ao mesmo no Exemplo 1.
(EXEMPLO 3) [0187] O Exemplo 3 incluiu a configuração da bateria secundária 110 de acordo com a segunda modalidade. Uma soldagem foi conduzida em um estado em que a guia 23 foi guiada para fora da extremidade do membro de recipiente laminado de alumínio 12. Uma solução de eletrólito em gel na qual 1 M de LiPF6 foi dissolvida em um solvente misturado de carbonato de propileno e carbonato de dietila (razão de volume de 1:1) e que foi transformada em um gel pela mistura de poliacrilonitrilo foi usada como um eletrólito. Óxido de lítio cobalto foi usado como um material ativo de eletrodo positivo, titanato de lítio do tipo espinela foi usado como um material ativo de eletrodo negativo. Celulose foi usada como um separador. O método foi similar em outros aspectos ao mesmo no Exemplo 1.
(EXEMPLO 4) [0188] O Exemplo 4 incluiu a configuração da bateria secundária 110 de acordo com a segunda modalidade. Uma solução de eletrólito líquido na qual 1 M de LiPF6 foi dissolvida em um solvente misturado de carbonato de propileno e carbonato de dietila (razão de volume de 1:1) foi usada como um eletrólito.
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Óxido de lítio cobalto foi usado como um material ativo de eletrodo positivo, titanato de lítio do tipo espinela foi usado como um material ativo de eletrodo negativo. Celulose foi usada como um separador. O método foi similar em outros aspectos ao mesmo no Exemplo 3.
(EXEMPLO 5) [0189] O Exemplo 5 incluiu a configuração da bateria secundária 210 de acordo com a terceira modalidade. Uma solução de eletrólito em gel na qual 1 M de LiPF6 foi dissolvida em um solvente misturado de carbonato de propileno e carbonato de dietila (razão de volume de 1:1) e que foi transformada em um gel pela mistura de poliacrilonitrilo foi usada como um eletrólito. Óxido de lítio cobalto foi usado como um material ativo de eletrodo positivo, titanato de lítio do tipo espinela foi usado como um material ativo de eletrodo negativo. Celulose foi usada como um separador. O método foi similar em outros aspectos ao mesmo no Exemplo 1.
(EXEMPLO 6) [0190] O Exemplo 6 incluiu a configuração da bateria secundária 310 de acordo com a quarta modalidade. Três grupos de eletrodos 21, 21, 21 foram empilhados por meio das folhas isolantes 26, e as periferias externas das folhas isolantes 26 foram soldadas ao membro de recipiente 12. Uma solução de eletrólito em gel na qual 1 M de LiPF6 foi dissolvida em um solvente misturado de carbonato de propileno e carbonato de dietila (razão de volume de 1:1) e que foi transformada em um gel pela mistura de poliacrilonitrilo foi usada como um eletrólito. Óxido de lítio cobalto foi usado como um material
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54/72 ativo de eletrodo positivo, titanato de lítio do tipo espinela foi usado como um material ativo de eletrodo negativo. Celulose foi usada como um separador. O método foi similar em outros aspectos ao mesmo no Exemplo 1.
(EXEMPLO 7) [0191] O Exemplo 7 incluiu a configuração da bateria secundária 310 de acordo com a quarta modalidade. No Exemplo 7, três grupos de eletrodos 21, 21, 21 foram empilhados por meio das folhas isolantes 26 e as periferias externas das folhas isolantes 26 foram soldadas ao membro de recipiente 12. Uma solução de eletrólito líquido na qual 1 M de LiPF6 foi dissolvida em um solvente misturado de carbonato de propileno e carbonato de dietila (razão de volume de 1:1) foi usada como um eletrólito. Óxido de lítio cobalto foi usado como um material ativo de eletrodo positivo, titanato de lítio do tipo espinela foi usado como um material ativo de eletrodo negativo. Celulose foi usada como um separador. O método foi similar em outros aspectos ao mesmo no Exemplo 6.
(EXEMPLO 8) [0192] O Exemplo 8 incluiu a configuração da bateria secundária 410 de acordo com a quinta modalidade. Uma soldagem foi conduzida em um estado em que a guia 23 se estendeu para o lado de fora da extremidade do membro de recipiente laminado de alumínio 12. Uma solução de eletrólito em gel na qual 1 M de LiPF6 foi dissolvida em um solvente misturado de carbonato de propileno e carbonato de dietila (razão de volume de 1:1) e que foi transformada em um gel pela mistura de poliacrilonitrilo foi usada como um eletrólito. Óxido de lítio cobalto foi usado como
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55/72 um material ativo de eletrodo positivo, titanato de lítio do tipo espinela foi usado como um material ativo de eletrodo negativo. Celulose foi usada como um separador. O método foi similar em outros aspectos ao mesmo no Exemplo 6.
(EXEMPLO 9) [0193] O Exemplo 9 incluiu a configuração da bateria secundária 410 de acordo com a quinta modalidade. Uma soldagem foi conduzida em um estado em que a guia 23 se estendeu para o lado de fora da extremidade do membro de recipiente laminado de alumínio 12. Uma solução de eletrólito líquido na qual 1 M de LiPF6 foi dissolvida em um solvente misturado de carbonato de propileno e carbonato de dietila (razão de volume de 1:1) foi usada como um eletrólito. Óxido de lítio cobalto foi usado como um material ativo de eletrodo positivo, titanato de lítio do tipo espinela foi usado como um material ativo de eletrodo negativo. Celulose foi usada como um separador. O método foi similar em outros aspectos ao mesmo no Exemplo 8.
(EXEMPLO 10) [0194] O Exemplo 10 incluiu a configuração da bateria secundária 510 de acordo com a sexta modalidade. Conforme mostrado na Figura 9, as folhas isolantes 26 foram dobradas de volta nas extremidades de grupo de eletrodos. Uma solução de eletrólito em gel na qual 1 M de LiPF6 foi dissolvida em um solvente misturado de carbonato de propileno e carbonato de dietila (razão de volume de 1:1) e que foi transformada em um gel pela mistura de poliacrilonitrilo foi usada como um eletrólito. Óxido de lítio cobalto foi usado como um material ativo de eletrodo positivo, titanato de lítio do tipo espinela
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56/72 foi usado como um material ativo de eletrodo negativo. Celulose foi usada como um separador. O método foi similar em outros aspectos ao mesmo no Exemplo 6.
(EXEMPLO 11) [0195] O Exemplo 11 incluiu a configuração da bateria secundária 610 de acordo com a sétima modalidade. Conforme mostrado na Figura 10, cinco grupos de eletrodos 21 foram empilhados por meio das folhas isolantes 26, e as periferias externas das folhas isolantes 26 foram soldadas ao membro de recipiente 12. Uma solução de eletrólito em gel na qual 1 M de LiPF6 foi dissolvida em um solvente misturado de carbonato de propileno e carbonato de dietila (razão de volume de 1:1) e que foi transformada em um gel pela mistura de poliacrilonitrilo foi usada como um eletrólito. Óxido de lítio cobalto foi usado como um material ativo de eletrodo positivo, titanato de lítio do tipo espinela foi usado como um material ativo de eletrodo negativo. Celulose foi usada como um separador. O método foi similar em outros aspectos ao mesmo no Exemplo 8.
(EXEMPLO 12) [0196] O Exemplo 12 incluiu a configuração da bateria secundária 610 de acordo com a sétima modalidade. Conforme mostrado na Figura 10, cinco grupos de eletrodos 21 foram empilhados por meio das folhas isolantes 26, e as periferias externas das folhas isolantes 26 foram soldadas ao membro de recipiente 12. Uma solução de eletrólito líquido na qual 1 M de LiPF6 foi dissolvida em um solvente misturado de carbonato de propileno e carbonato de dietila (razão de volume de 1:1) foi usada como um eletrólito. Óxido de lítio cobalto foi usado como
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57/72 um material ativo de eletrodo positivo, titanato de lítio do tipo espinela foi usado como um material ativo de eletrodo negativo. Celulose foi usada como um separador. O método foi similar em outros aspectos ao mesmo no Exemplo 11.
EXEMPLO COMPARATIVO 1 [0197] O Exemplo Comparativo 1 incluiu a configuração da bateria secundária 10 de acordo com a primeira modalidade na qual a folha isolante 26 foi omitida. Uma solução de eletrólito em gel na qual 1 M de LiPF6 foi dissolvida em um solvente misturado de carbonato de propileno e carbonato de dietila (razão de volume de 1:1) e que foi transformada em um gel pela mistura de poliacrilonitrilo foi usada como um eletrólito. Óxido de lítio cobalto foi usado como um material ativo de eletrodo positivo, titanato de lítio do tipo espinela foi usado como um material ativo de eletrodo negativo. Celulose foi usada como um separador. O Exemplo Comparativo 1 foi similar ao Exemplo 1 com a exceção de que a folha isolante não foi usada.
EXEMPLO COMPARATIVO 2 [0198] O Exemplo Comparativo 2 incluiu a configuração da bateria secundária 10 de acordo com a primeira modalidade na qual a folha isolante 26 foi omitida. Uma solução de eletrólito líquido na qual 1 M de LiPF6 foi dissolvida em um solvente misturado de carbonato de propileno e carbonato de dietila (razão de volume de 1:1) foi usada como um eletrólito. Óxido de lítio cobalto foi usado como um material ativo de eletrodo positivo, titanato de lítio do tipo espinela foi usado como um material ativo de eletrodo negativo. Celulose foi usada como um separador. O Exemplo Comparativo 2 foi similar ao Exemplo 1 com a exceção
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58/72 de que a folha isolante não foi usada.
EXEMPLO COMPARATIVO 3 [0199] O Exemplo Comparativo 3 incluiu a configuração da bateria secundária 10 de acordo com a primeira modalidade na qual a folha isolante 26 foi omitida. Li7La3Zr2O12 que foi um eletrólito sólido foi usado como um eletrólito. Óxido de lítio cobalto foi usado como um material ativo de eletrodo positivo, titanato de lítio do tipo espinela foi usado como um material ativo de eletrodo negativo. No Exemplo Comparativo 3, uma camada de eletrólito sólida foi usada ao invés de um separador.
EXEMPLO COMPARATIVO 4 [0200] O Exemplo Comparativo 4 incluiu a configuração da bateria secundária 110 de acordo com a segunda modalidade na qual a folha isolante 26 foi omitida. Uma solução de eletrólito em gel na qual 1 M de LiPF6 foi dissolvida em um solvente misturado de carbonato de propileno e carbonato de dietila (razão de volume de 1:1) e que foi transformada em um gel pela mistura de poliacrilonitrilo foi usada como um eletrólito. Óxido de lítio cobalto foi usado como um material ativo de eletrodo positivo, titanato de lítio do tipo espinela foi usado como um material ativo de eletrodo negativo. Celulose foi usada como um separador. O Exemplo Comparativo 4 foi similar ao Exemplo 3 com a exceção de que a folha isolante não foi usada.
EXEMPLO COMPARATIVO 5 [0201] O Exemplo Comparativo 5 incluiu a configuração da bateria secundária 210 de acordo com a terceira modalidade na qual as folhas isolantes 226 foram omitidas. Uma solução de eletrólito em gel na qual 1 M de LiPF6 foi dissolvida em um
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59/72 solvente misturado de carbonato de propileno e carbonato de dietila (razão de volume de 1:1) e que foi transformada em um gel pela mistura de poliacrilonitrilo foi usada como um eletrólito. Óxido de lítio cobalto foi usado como um material ativo de eletrodo positivo, titanato de lítio do tipo espinela foi usado como um material ativo de eletrodo negativo. Celulose foi usada como um separador. O Exemplo Comparativo 5 foi similar ao Exemplo 5 com a exceção de que as folhas isolantes não foram usadas.
EXEMPLO COMPARATIVO 6 [0202] O Exemplo Comparativo 6 incluiu a configuração da bateria secundária 410 de acordo com a quinta modalidade na qual as folhas isolantes 26 foram omitidas. Uma solução de eletrólito em gel na qual 1 M de LiPF6 foi dissolvida em um solvente misturado de carbonato de propileno e carbonato de dietila (razão de volume de 1:1) e que foi transformada em um gel pela mistura de poliacrilonitrilo foi usada como um eletrólito. Óxido de lítio cobalto foi usado como um material ativo de eletrodo positivo, titanato de lítio do tipo espinela foi usado como um material ativo de eletrodo negativo. Celulose foi usada como um separador. O Exemplo Comparativo 6 foi similar ao Exemplo 6 com a exceção de que as folhas isolantes não foram usadas.
EXEMPLO COMPARATIVO 7 [0203] O Exemplo Comparativo 7 incluiu a configuração da bateria secundária 510 de acordo com a sexta modalidade na qual as folhas isolantes 26 foram omitidas. Uma solução de eletrólito em gel na qual 1 M de LiPF6 foi dissolvida em um solvente misturado de carbonato de propileno e carbonato de dietila (razão
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60/72 de volume de 1:1) e que foi transformada em um gel pela mistura de poliacrilonitrilo foi usada como um eletrólito. Óxido de lítio cobalto foi usado como um material ativo de eletrodo positivo, titanato de lítio do tipo espinela foi usado como um material ativo de eletrodo negativo. Celulose foi usada como um separador. O Exemplo Comparativo 7 foi similar ao Exemplo 8 com a exceção de que as folhas isolantes não foram usadas.
EXEMPLO COMPARATIVO 8 [0204] O Exemplo Comparativo 8 incluiu a configuração da bateria secundária 510 de acordo com a sexta modalidade na qual as folhas isolantes 26 foram omitidas. Uma solução de eletrólito em gel na qual 1 M de LiPF6 foi dissolvida em um solvente misturado de carbonato de propileno e carbonato de dietila (razão de volume de 1:1) e que foi transformada em um gel pela mistura de poliacrilonitrilo foi usada como um eletrólito. Óxido de lítio cobalto foi usado como um material ativo de eletrodo positivo, titanato de lítio do tipo espinela foi usado como um material ativo de eletrodo negativo. Celulose foi usada como um separador. O Exemplo Comparativo 8 foi similar ao Exemplo 10 com a exceção de que as folhas isolantes não foram usadas.
EXEMPLO COMPARATIVO 9 [0205] O Exemplo Comparativo 9 incluiu a configuração da bateria secundária 610 de acordo com a sétima modalidade na qual as folhas isolantes 26 foram omitidas. Uma solução de eletrólito em gel na qual 1 M de LiPF6 foi dissolvida em um solvente misturado de carbonato de propileno e carbonato de dietila (razão de volume de 1:1) e que foi transformada em um gel pela mistura de poliacrilonitrilo foi usada como um eletrólito. Óxido de lítio
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61/72 cobalto foi usado como um material ativo de eletrodo positivo, titanato de lítio do tipo espinela foi usado como um material ativo de eletrodo negativo. Celulose foi usada como um separador. O Exemplo Comparativo 9 foi similar ao Exemplo 11 com a exceção de que as folhas isolantes não foram usadas.
[0206] Dez de cada uma das baterias secundárias de acordo com os Exemplos 1 a 12 e os Exemplos Comparativos 1 a 9 foram produzidas. Cada bateria secundária foi carregada para 2,8 Vx (a quantidade de grupos de eletrodos), e então descarregada para 1,5 V x (a quantidade de grupos de eletrodos) a uma taxa de descarga de 1 C, e 1 C de capacidade de descarga foi medida. Cada bateria secundária foi novamente carregada para 2,8 xV (a quantidade de grupos de eletrodos), e então descarregada para 1,5 xV (a quantidade de grupos de eletrodos) a uma taxa de descarga de 5 C, e 5 C de capacidade de descarga foi medida através disso. Uma taxa de retenção de capacidade de descarga de 5 C de cada bateria secundária foi constatada por razão de retenção de capacidade de descarga de 5 C (%) = capacidade de descarga de 5 C / capacidade de descarga de 1 C x 100.
[0207] Além do mais, cada bateria secundária foi carregada para 2,4 xV (a quantidade de grupos de eletrodos), e então um teste de armazenamento foi conduzido por 168 horas em um ambiente a 60°C. A tensão de cada bateria secundária após o armazenamento foi medida, e quando a tensão foi menor do que 2,3 x V (a quantidade de grupos de eletrodos), a bateria secundária foi considerada defeituosa.
[0208] A tabela 1 mostra a quantidade de defeitos após o teste de armazenamento a 60°C, a razão de retenção de capacidade de descarga de 5 C, e qual tensão de cada grupo de eletrodos é
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62/72 detectável/indetectável, em relação às baterias secundárias de acordo com os Exemplos 1 a 12 e os Exemplos Comparativos 1 a 9.
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Forma de bateria secundária Presença de folha isolante Eletrólit o Quantidade de defeitos após armazename nto a 60 °C Razão de retenção de capacidade de descarga de 5 C Qual tensão de cada grupo de eletrodos é detectável/indetectá vel
Exemplo 1 Bateria secundária 10 da primeira modalidade Presente Gel 0 85 Indetectável
Exemplo 2 Bateria secundária 10 da primeira modalidade Presente Solução 0 90 Indetectável
Exemplo 3 Bateria secundária 110 da segunda modalidade Presente Gel 0 85 Detectável
63/72
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Forma de bateria secundária Presença de folha isolante Eletrólit o Quantidade de defeitos após armazename nto a 60 °C Razão de retenção de capacidade de descarga de 5 C Qual tensão de cada grupo de eletrodos é detectável/indetectá vel
Exemplo 4 Bateria secundária 110 da segunda modalidade Presente Solução 0 90 Detectável
Exemplo 5 Bateria secundária 210 da terceira modalidade Presente Gel 0 80 Indetectável
Exemplo 6 Bateria secundária 310 da quarta modalidade Presente Gel 0 80 Indetectável
64/72
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Forma de bateria secundária Presença de folha isolante Eletrólit o Quantidade de defeitos após armazename nto a 60 °C Razão de retenção de capacidade de descarga de 5 C Qual tensão de cada grupo de eletrodos é detectável/indetectá vel
Exemplo 7 Bateria secundária 310 da quarta modalidade Presente Solução 0 85 Indetectável
Exemplo 8 Bateria secundária 410 da quinta modalidade Presente Gel 0 80 Detectável
Exemplo 9 Bateria secundária 410 da quinta modalidade Presente Solução 0 85 Detectável
65/72
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Forma de bateria secundária Presença de folha isolante Eletrólit o Quantidade de defeitos após armazename nto a 60 °C Razão de retenção de capacidade de descarga de 5 C Qual tensão de cada grupo de eletrodos é detectável/indetectá vel
Exemplo 10 Bateria secundária 510 da sexta modalidade Presente Gel 0 80 Indetectável
Exemplo 11 Bateria secundária 610 da sétima modalidade Presente Gel 0 75 Detectável
Exemplo 12 Bateria secundária 610 da sétima modalidade Presente Solução 0 80 Detectável
66/72
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Forma de bateria secundária Presença de folha isolante Eletrólit o Quantidade de defeitos após armazename nto a 60 °C Razão de retenção de capacidade de descarga de 5 C Qual tensão de cada grupo de eletrodos é detectável/indetectá vel
Exemplo Comparativo 1 Primeira modalidade Ausente Gel 3 85 Indetectável
Exemplo Comparativo 2 Primeira modalidade Ausente Solução 10 - Indetectável
Exemplo Comparativo 3 Primeira modalidade Ausente Sólido 0 10 Indetectável
Exemplo Comparativo 4 Segunda modalidade Ausente Gel 3 85 Detectável
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Forma de bateria secundária Presença de folha isolante Eletrólit o Quantidade de defeitos após armazename nto a 60 °C Razão de retenção de capacidade de descarga de 5 C Qual tensão de cada grupo de eletrodos é detectável/indetectá vel
Exemplo Comparativo 5 Terceira modalidade Ausente Gel 1 80 Indetectável
Exemplo Comparativo 6 Quarta modalidade Ausente Gel 3 BO Indetectável
Exemplo Comparativo 7 Quinta modalidade Ausente Gel 3 BO Detectável
Exemplo Comparativo 8 Sexta modalidade Ausente Gel 3 80 Indetectável
68/72
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Forma de bateria secundária Presença de folha isolante
Exemplo Comparativo 9 Sétima modalidade Ausente
Eletról o
Gel it
Quantidade de Razão de Qual tensão de cada
defeitos após retenção de grupo de eletrodos é
capacidade de
detectável/indetectá
armazename descarga de 5 vel
nto a 60 C
°C
4 75 Detectável
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70/72 [0209] Conforme mostrado na Tabela 1, os defeitos 1 a 4 são produzidos nas baterias secundárias de acordo com os Exemplos Comparativos 1, 2 e 4 a 9, enquanto que nenhum defeito é produzido nas baterias secundárias de acordo com os Exemplos 1 a 12. Pode-se dizer que o mesmo é atribuído ao fato de que as baterias secundárias de acordo com Exemplos compreendem as folhas isolantes 26, 226 e assim impede uma junção líquida mesmo quando a solução de eletrólito líquido é usada ou a solução de eletrólito em gel amolece.
[0210] Conforme mostrado no Exemplo Comparativo 3, quando o eletrólito sólido é usado como o eletrólito, os grupos de eletrodos podem ser conectados em série na bateria sem junção líquida mesmo se nenhuma folha isolante é usada, mas a capacidade de descarga diminui significativamente durante uma descarga de corrente alta conforme indicado pela razão de retenção de capacidade de descarga de 5 C pelo fato de que o eletrólito sólido é menor em condutividade de íon lítio do que a solução de eletrólito líquido e a solução de eletrólito em gel.
[0211] Na bateria secundária de acordo com o Exemplo Comparativo 2, a razão de retenção de capacidade de descarga de 5 C não pode ser calculada pelo fato de que todas as 10 células de unidade produzidas não puderam ser carregadas para 2,8 xV (a quantidade de grupos de eletrodos).
[0212] Além do mais, as formas dos Exemplos 3, 4, 8, 9 e 10 a 12 permitem que a tensão de cada grupo de eletrodos seja captada.
[0213] A presente invenção não é completamente limitada
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71/72 a cada uma das modalidades descritas acima, e é possível modificar os componentes sem fugir do espírito da invenção na fase de implantação da mesma.
[0214] A folha isolante 26 pode ser soldada a pelo menos parte do membro de recipiente 12. Mesmo nesse caso, um curto circuito pode ser impedido pelo isolamento do eletrólito.
[0215] O grupo de eletrodos 21 é um tipo de empilhamento nos exemplos mostrados nas modalidades descritas acima, mas não é limitado às mesmas. Por exemplo, um grupo de eletrodos enrolados do tipo plano 21A mostrado na Figura 16 e na Figura 17 pode ser usado ao invés do tipo de empilhamento. A Figura 16 é uma vista lateral do grupo de eletrodos enrolados 21A. A Figura 17 é uma vista em corte que mostra uma parte A da Figura 16 em forma aumentada. O grupo de eletrodos 21A inclui um eletrodo negativo 31, um separador 33 e um eletrodo positivo 32. O grupo de eletrodos enrolado 21A tem o separador 33 colocado entre o eletrodo negativo 31 e o eletrodo positivo 32, e é enrolado mais do que uma vez. Mesmo quando o grupo de eletrodos enrolado 21A é usado, efeitos vantajosos similares aos mesmos em cada uma das modalidades anteriormente descritas acima são obtidos. De outro modo, um grupo de eletrodos dobrado pode ser usado.
[0216] Como o eletrólito, um eletrólito aquoso pode ser
usado ao invés do eletrólito líquido não aquoso e do gel
como eletrólito não aquoso ilustrado nas modalidades
descritas acima, ou um eletrólito sólido também pode ser
usado.
[0217] Embora certas modalidades tenham sido descritas,
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72/72 essas modalidades foram apresentadas apenas a título de exemplo, e não se destinam a limitar o escopo das invenções. De fato, as modalidades inovadoras descritas no presente documento podem ser incorporadas em uma variedade de outras formas; além do mais, várias omissões, substituições e mudanças na forma das modalidades descritas no presente documento podem ser feitas sem fugir do espírito das invenções. As reivindicações anexadas e seus equivalentes se destinam a cobrir taus formas ou modificações conforme é abrangido pelo escopo e espírito das invenções.
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Claims (15)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Bateria secundária CARACTERIZADA pelo fato de que compreende:
    uma pilha que compreende grupos de eletrodos e uma folha isolante disposta entre os grupos de eletrodos; e um membro de recipiente ao qual pelo menos parte da folha isolante é unida e que cobre o exterior da pilha.
  2. 2. Bateria secundária, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a folha isolante tem pelo menos parte de uma periferia externa da mesma que se projeta para fora mais do que as bordas periféricas externas dos grupos de eletrodos, e, então, unida ao membro de recipiente, e a folha isolante divide um espaço interno do membro de recipiente em partes em uma primeira direção que é uma direção de empilhamento dos grupos de eletrodos, em que a bateria secundária compreende adicionalmente uma aba de eletrodo conectada aos grupos de eletrodos e conduzida para o exterior do membro de recipiente, e um fio que conecta eletricamente os grupos de eletrodos entre si.
  3. 3. Bateria secundária, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADA pelo fato de que pelo menos parte do fio é conduzida para o exterior do membro de recipiente.
  4. 4. Bateria secundária, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADA pelo fato de que cada um dos
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    2/3 grupos de eletrodos compreende, em empilhadas, um eletrodo positivo, um separador disposto entre o eletrodo negativo, uma forma de camadas eletrodo negativo e um positivo e o eletrodo um eletrólito mantido em cada um dos grupos de eletrodos é fornecido, e toda a borda periférica da folha isolante é unida ao membro de recipiente.
  5. 5. Bateria secundária, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende três ou mais grupos de eletrodos, em que a folha isolante é disposta entre dois dos três ou mais grupos de eletrodos adjacentes.
  6. 6. Bateria secundária, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, CARACTERIZADA pelo fato de que a folha isolante é dobrada de volta entre o membro de recipiente e uma extremidade de cada um dos grupos de eletrodos, e cobre ambos os lados de cada um dos grupos de eletrodos na primeira direção.
  7. 7. Conjunto de bateria CARACTERIZADO pelo fato de que compreende a bateria secundária, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6.
  8. 8. Conjunto de bateria, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente:
    um terminal de distribuição de potência externa; e um circuito protetor.
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    3/3
  9. 9. Conjunto de bateria, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende uma pluralidade de baterias secundárias, em que a pluralidade das baterias secundárias é conectada eletricamente em série, em paralelo, ou em combinação de em série e em paralelo.
  10. 10. Veículo CARACTERIZADO pelo fato de que compreende o conjunto de bateria, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 7 a 9.
  11. 11. Veículo, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende um mecanismo configurado para converter energia cinética do veículo em energia regenerativa.
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    FIGURA 2
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    FIGURA 3
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    FIGURA 4 _Q
    CM
    CM
    CO
    CM
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