BR102019016452A2

BR102019016452A2 - Grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal

Info

Publication number: BR102019016452A2
Application number: BR102019016452-2A
Authority: BR
Inventors: Szu-Nan Yang
Original assignee: Prologium Technology Co., Ltd.; Prologium Holding Inc.
Priority date: 2018-08-08
Filing date: 2019-08-08
Publication date: 2020-02-11
Also published as: JP7092918B2; HUE057812T2; JP2020024921A; KR20200017370A; CN110828760B; KR102351994B1; ES2903545T3; US20200052341A1; EP3608995A1; EP3608995B1; JP2021122013A; CN110828760A; US11522225B2

Abstract

grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal a presente divulgação refere-se a um grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, que compreende uma primeira camada de isolamento, uma segunda camada de isolamento, uma primeira camada condutora padronizada, uma segunda camada condutora padronizada e uma pluralidade de grupos de elementos de fornecimento de eletricidade. a primeira camada condutora padronizada se encontra disposta na primeira camada de isolamento. a segunda camada condutora padronizada se encontra disposta na segunda camada de isolamento. a pluralidade de grupos de elementos de fornecimento de eletricidade se encontra disposta entre a primeira camada de isolamento e a segunda camada de isolamento, e conectada serialmente e/ou paralelamente por via da primeira camada condutora padronizada e da segunda camada condutora padronizada. o grupo de elementos de fornecimento de eletricidade é formado conectando serialmente um ou mais elementos de fornecimento de eletricidade independentes sem circulação de seus sistemas eletrolíticos. assim, a alta tensão produzida pela conexão não irá influenciar nenhum elemento único de fornecimento de eletricidade nem decompor seus sistemas eletrolíticos. portanto, conexões em série e/ou paralelas podem ser feitas simultaneamente nos grupos de elementos de fornecimento de eletricidade compostos horizontais e prover alta tensão e alta capacidade.

Description

GRUPO DE ELEMENTOS DE FORNECIMENTO DE ELETRICIDADE COMPOSTO HORIZONTAL

CAMPO DA DIVULGAÇÃO [0001] A presente divulgação diz respeito em geral a um grupo de elementos de fornecimento de eletricidade e, em particular, a um grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal de alta tensão, alta capacidade e tridimensional.

FUNDAMENTOS DA DIVULGAÇÃO [0002] Nos últimos anos, devido ao esgotamento dos combustíveis petroquímicos e à prevalência da consciência de proteção ambiental, as pessoas são forçadas a repensar como equilibrar entre conveniência de vida e proteção ambiental para aqueles objetos que utilizam combustíveis petroquímicos como fonte de potência e que emitem massivos gases de efeito estufa. Carros, como importantes veículos de transporte, tornam-se um dos principais objetos a serem inspecionados. Assim, sob a tendência global de economia de energia e redução de carbono, muitos países do mundo definiram a eletrificação de carros como um importante alvo para a redução de dióxido de carbono. Infelizmente, os carros elétricos enfrentam muitos problemas em aplicações práticas. Por exemplo, a capacidade dos elementos de fornecimento de eletricidade, tais como baterias, limita a resistência. Consequentemente, mais baterias devem ser conectadas serialmente ou paralelamente para aumentar a capacidade e, assim, ampliar a quilometragem.

[0003] Da redução do peso do carro à ampliação da quilometragem, as baterias secundárias com alta densidade de energia e peso leve, tais como baterias secundárias de íon de lítio, tornam-se a melhor escolha para a bateria de carros elétricos. No entanto, a montagem de múltiplas baterias secundárias de íons de lítio para formar uma fonte de potência segura e estável tornou-se um desafio urgente para as pessoas.

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2/20 [0004] Primeiramente, a FIG. 1A e a FIG. 1B, mostra o método comum. Depois de múltiplos conjuntos de elementos de bateria 71 estar ligados paralelamente, o invólucro 72 é utilizado para vedar e formar a célula de bateria 73. Então os terminais condutores 74 que se projetam dos invólucros 72 das células de bateria 73 são conectados em série externamente para atingir uma tensão suficiente, resultando no módulo de bateria 75 para carros. De acordo com outro método, um único invólucro 72 é adotado para cobrir múltiplos elementos de bateria 71, como mostrado na FIG. 2A e FIG. 2B. Em outras palavras, a conexão em série interna é adotada para aumentar a tensão da célula de bateria 76. Em seguida, múltiplas células de bateria 76 são conectadas paralelamente e de maneira externa para alcançar capacidade suficiente para formar o módulo de bateria 77 para carros. Infelizmente, o eletrólito atual só pode sustentar cerca de 5 volts. Além disso, é difícil formar um sistema fechado para eletrólitos, devido a problemas estruturais internos. Uma vez que a tensão excede o intervalo sustentável do eletrólito, o eletrólito se decomporá e fará com que o módulo de bateria 77 falhe. Ainda pior, a bateria pode explodir. Por conseguinte, não existe tal produto no mercado.

[0005] De acordo com o pedido de patente dos EUA n° 2004/0091771, os módulos de bateria adjacentes partilham uma camada coletora de eletricidade comum. Usando este método, o problema da decomposição eletrolítica, como descrito acima, pode ser resolvido. Infelizmente, devido à conexão em série com a camada coletora de eletricidade comum, o projeto será menos flexível. Somente a conexão em série interna pode ser adotada. Para formar um módulo de bateria, a conexão em paralelo externa de uma pluralidade de células de bateria ainda deve ser adotada.

[0006] Adicionalmente, de acordo com um grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto, do pedido de patente de Taiwan n° 106136071, conexões seriais e paralelas do grupo de elementos de

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3/20 fornecimento de eletricidade podem ser feitas dentro de células de bateria diretamente para resultar em células de bateria de alta tensão e alta capacidade de unidade, eliminando as desvantagens de menor desempenho e densidade de capacidade reduzida devido à conexão externa, de acordo com o estado da técnica. Infelizmente, de acordo com a tecnologia, o elemento de fornecimento de eletricidade atinge alta capacidade e alta tensão ao se empilhar verticalmente um grande número de elementos de fornecimento de eletricidade para conexões seriais e/ou paralelas.

[0007] No entanto, ao defrontar-se com perfuração por objetos de metal, a queda da alta tensão causada pela perfuração é inevitavelmente extremamente perigosa para sistemas totalmente sólidos, pseudo-sólidos (sólidos/líquidos) ou eletrolíticos líquidos. É particularmente perigoso para o grupo de elementos de fornecimento de eletricidade formado por meio do empilhamento interno vertical massivo de elementos de suprimento de eletricidade por meio de conexões em série.

[0008] De acordo com as desvantagens, a presente divulgação provê um novo grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal para evitar preocupações de segurança causadas pela perfuração de elementos de bateria por objetos metálicos.

RESUMO [0009] Um objetivo da presente divulgação é prover um grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, que adota conexões horizontais em série e/ou em paralelo para conectar eletricamente múltiplos grupos de elementos de fornecimento de eletricidade compostos horizontais para reduzir o número de elementos de fornecimento de eletricidade empilhados verticalmente e evitar problemas de segurança causados por perfuração de elementos da bateria por objetos metálicos.

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4/20 [0010] Outro objetivo da presente divulgação é prover um grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal. Uma primeira camada de isolamento e um segundo isolamento se encontram dispostos na parte superior e inferior, respectivamente. Múltiplos grupos de elementos de fornecimento de eletricidade que se estendem horizontalmente e conectados serialmente e/ou paralelamente se encontram dispostos entre a primeira e a segunda camadas de isolamento. Usando-se a primeira e a segunda camadas de isolamento, os danos potenciais causados por perfurações nos elementos de fornecimento de eletricidade por meio de objetos de metal externos podem ser evitados.

[0011] Outro objetivo da presente divulgação é prover um grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal. Não há reação eletroquímica entre elementos de fornecimento de eletricidade adjacentes, exceto a transferência de carga. Desse modo, os elementos de fornecimento de eletricidade não se limitarão à tensão máxima de permissão eletrolítica e poderão se conectar de maneira em série e/ou em paralelo. Assim, a densidade de capacidade e a tensão podem ser melhoradas.

[0012] Adicionalmente, outro objetivo da presente divulgação é prover um grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal. Múltiplos canais são formados entre grupos de elementos de fornecimento de eletricidade adjacentes, atuando como caminhos para a dissipação de calor.

[0013] Um objetivo adicional da presente divulgação é prover um grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal. As camadas coletoras de eletricidade entre os elementos de fornecimento de eletricidade adjacentes entram em contato diretamente. A área de contato é muito maior do que a da solda de placa de níquel, de acordo com o estado da técnica. Desse modo, a resistência interna do grupo de elementos de fornecimento de eletricidade pode ser

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5/20 substancialmente reduzida. O desempenho do módulo de potência formado pelos grupos de elementos de fornecimento de eletricidade dificilmente é perdido. Além disso, devido à redução da resistência, a velocidade de carga e descarga aumenta significativamente e o problema de aquecimento é reduzido significativamente. Em seguida, o sistema de refrigeração do módulo de potência pode ser simplificado e o gerenciamento e o controle serão mais fáceis. Desse modo, a confiabilidade e a segurança do grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto em geral podem ser aprimoradas.

[0014] Para atingir os objetivos acima, a presente divulgação provê um grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, que compreende uma primeira camada de isolamento, uma segunda camada de isolamento, uma primeira camada condutora padronizada, uma segunda camada condutora padronizada e uma pluralidade de grupos de elementos de fornecimento de eletricidade. A segunda camada de isolamento se encontra disposta em oposição à primeira camada de isolamento; A primeira camada condutora padronizada se encontra disposta em uma primeira superfície da primeira camada de isolamento. A segunda camada condutora padronizada se encontra disposta em uma segunda superfície da segunda camada de isolamento. A primeira camada condutora padronizada é oposta à segunda camada condutora padronizada. A pluralidade de grupos de elementos de fornecimento de eletricidade se encontra disposta entre a primeira camada de isolamento e a segunda camada de isolamento, e conectada serialmente e/ou paralelamente por via da primeira camada condutora padronizada e da segunda camada condutora padronizada. Cada elemento de fornecimento de eletricidade compreende uma camada de isolamento, duas camadas de material ativo, duas camadas coletoras de eletricidade, um sistema eletrolítico e uma camada de embalagem. As duas camadas de material ativo são dispostas em ambos os lados da camada de isolamento,

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6/20 respectivamente. As duas camadas coletoras de eletricidade estão dispostas nos lados externos das camadas de material ativo, respectivamente. O sistema eletrolítico se encontra disposto nas camadas de material ativo. A camada de embalagem se encontra disposta na periferia das duas camadas coletoras de eletricidade para colar as camadas coletoras de eletricidade e encapsular o sistema eletrolítico entre as duas camadas coletoras de eletricidade. Em outras palavras, cada elemento de fornecimento de eletricidade é um módulo independente. O sistema eletrolítico não circula entre um e outro. Não há reação eletroquímica entre os elementos de fornecimento de eletricidade adjacentes, exceto a transferência de carga. Portanto, os elementos de fornecimento de eletricidade não serão limitados à tensão máxima de permissão eletrolítica e poderão conectar-se em série e/ou em paralelo ao mesmo tempo.

[0015] A seguir, modalidades concretas são descritas em detalhe para compreender o objetivo, tecnologias, característica e os efeitos providos pela presente divulgação.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0016] As FIG. 1A e 1B mostram os diagramas esquemáticos da célula de bateria e módulo de bateria de acordo com a primeira modalidade de acordo com o estado da técnica;

[0017] As FIG. 2A e 2B mostram diagramas esquemáticos da célula de bateria e módulo de bateria de acordo com a segunda modalidade de acordo com o estado da técnica;

[0018] A FIG. 3 mostra um diagrama esquemático do grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal de acordo com a primeira modalidade da presente divulgação;

[0019] A FIG. 4A mostra um diagrama esquemático estrutural do elemento de fornecimento de eletricidade de acordo com a presente divulgação;

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7/20 [0020] A FIG. 4B mostra outro diagrama esquemático estrutural do elemento de fornecimento de eletricidade de acordo com a presente divulgação;

[0021] A FIG. 5A mostra um diagrama esquemático da modalidade da FIG. 3 em que o grupo de elementos de fornecimento de eletricidade do grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal é formado conectando-se serialmente múltiplos elementos de fornecimento de eletricidade;

[0022] A FIG. 5B mostra um diagrama parcialmente ampliado da região A na FIG. 5A;

[0023] A FIG. 6 mostra um diagrama esquemático conectando de maneira interna e paralelamente grupos de elementos de fornecimento de eletricidade do grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, de acordo com uma modalidade da presente divulgação;

[0024] A FIG. 7 mostra um diagrama esquemático do grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, de acordo com outra modalidade da presente divulgação;

[0025] A FIG. 8A mostra um diagrama esquemático conectando de maneira externa e serialmente grupos de elementos de fornecimento de eletricidade compostos horizontais, de acordo com uma modalidade da presente divulgação;

[0026] A FIG. 8B mostra um diagrama esquemático conectando de maneira externa e paralelamente múltiplos grupos de elementos de fornecimento de eletricidade compostos horizontais, de acordo com uma modalidade da presente divulgação;

[0027] A FIG. 9 mostra um diagrama esquemático do grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, de acordo com outra modalidade da presente divulgação;

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8/20 [0028] A FIG. 10 mostra um diagrama esquemático do grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, de acordo com uma modalidade da presente divulgação;

[0029] A FIG. 11 mostra um diagrama esquemático do grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, de acordo com outra modalidade da presente divulgação;

[0030] A FIG. 12 à FIG. 14 mostram diagramas de conexões elétricas em série e/ou em paralelo de múltiplos elementos de fornecimento de eletricidade em um grupo de elementos de fornecimento de eletricidade, de acordo com a presente divulgação; e [0031] A FIG. 15 mostra um diagrama esquemático de uma aba formada na camada coletora de eletricidade do elemento de sistema eletroquímico, de acordo com a presente divulgação.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0032] Dado o problema de segurança causado por perfuração, em múltiplos elementos de fornecimento de eletricidade empilhados verticalmente e conectados serialmente/paralelamente, por objetos pontiagudos de metal para a demanda de alta tensão e alta capacidade, a presente divulgação provê um novo grupo de elementos de suprimento de eletricidade composto horizontal para resolver o problema de perfuração. A unidade de fornecimento de eletricidade composta acima pode ser qualquer elemento de fornecimento capaz de armazenar energia e fornecer dispositivos externos, tais como baterias ou capacitores.

[0033] A presente divulgação divulga principalmente um grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, que compreende uma pluralidade de grupos de elementos de fornecimento de eletricidade. O grupo de elementos de fornecimento de eletricidade compreende um ou mais elementos de fornecimento de eletricidade conectados verticalmente de maneira serial e/ou paralela. Então, após os grupos de elementos de fornecimento de eletricidade estar conectados

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9/20 serialmente ou paralelamente no sentido horizontal por via da primeira e segunda camadas condutoras padronizadas, um primeiro terminal e um segundo terminal são conectados a grupos de elementos de fornecimento de eletricidade para formar o grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto. Em outras palavras, dentro do grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto, as conexões em série e em paralelo podem ser feitas simultaneamente. Os elementos de fornecimento de eletricidade que formam o grupo de elementos de fornecimento de eletricidade, de acordo com a presente divulgação, são módulos de fornecimento de eletricidade independentes e completos. Eles não compartilham sistemas eletrolíticos. Figuras são usadas para descrição adicional. Por conveniência, uma bateria de lítio é adotada na seguinte modalidade para descrição. Uma pessoa versada na técnica sabe bem que a modalidade não é utilizada para limitar o escopo da presente divulgação.

[0034] Primeiramente, em referência à FIG. 3, ela mostra um diagrama esquemático do grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, de acordo a primeira modalidade da presente divulgação. Como mostrado na figura, o grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal 10, de acordo com a presente divulgação, compreende principalmente uma primeira camada de isolamento 12, uma segunda camada de isolamento 14, uma primeira camada condutora padronizada 16 (16a, 16b, 16c), uma segunda camada condutora padronizada 18 (18a, 18b) e uma pluralidade de grupos de elementos de fornecimento de eletricidade 20. A segunda camada de isolamento 14 é oposta à primeira camada de isolamento 12, no sentido horizontal. A primeira camada condutora padronizada 16 está localizada em uma primeira superfície 12s que se estende horizontalmente dentro da primeira camada de isolamento 12. A segunda camada condutora padronizada 18 está localizada em uma segunda superfície 14s que se estende horizontalmente no interior da segunda camada de isolamento 14.

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A primeira camada condutora padronizada 16 é oposta à segunda camada condutora padronizada 18. O material da primeira e da segunda camadas condutivas padronizadas 16, 18 pode ser selecionado a partir do grupo que consiste em metais e quaisquer materiais condutores. A pluralidade de grupos de elementos de fornecimento de eletricidade 20 é disposta lado a lado e intercalada entre a primeira e segunda camadas de isolamento 12, 14 e conectada eletricamente à polaridade diferente por via da primeira e da segunda camadas condutoras padronizadas 16, 18 para formar conexão em série. As palavras “lado a lado” significam que a pluralidade de grupos de elementos de fornecimento de eletricidade 20 não é empilhada verticalmente ao longo de um único eixo Z. Em vez disso, eles estão dispostos no sentido horizontal.

[0035] O grupo de elementos de fornecimento de eletricidade 20, como descrito acima, é formado por um ou mais elementos de fornecimento de eletricidade 22. Por exemplo, na FIG. 3, o grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal 10 é formado conectando-se serialmente quatro grupos de elementos de fornecimento de eletricidade 20. Qualquer um dos grupos de elementos de fornecimento de eletricidade 20 é formado por um elemento de fornecimento de eletricidade 22. A estrutura do elemento de fornecimento de eletricidade 22 acima é mostrada na FIG. 4A. Qualquer célula de bateria 22 inclui uma primeira camada coletora de eletricidade 222, uma segunda camada coletora de eletricidade 223, uma camada de embalagem 224, uma primeira camada de material ativo 225, uma camada de isolamento 226 e uma segunda camada de material ativo 227. A camada de embalagem 224 é intercalada entre a primeira e a segunda camadas coletoras de eletricidade 222, 223. A primeira camada coletora de eletricidade 222, a segunda camada coletora de eletricidade 223 e a camada de embalagem 224 formam um espaço vedado que isola a umidade e o oxigênio externos. A primeira camada de material ativo 225, a camada de isolamento 226 e a

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11/20 segunda camada de material ativo 227 são depositadas sequencialmente no espaço vedado. O sistema eletrolítico encontra-se disposto na primeira camada de material ativo 225 e na segunda camada de material ativo 227. A primeira camada de material ativo 225 está conectada à primeira camada coletora de eletricidade 222, e a segunda camada de material ativo 227 está conectada à segunda camada de coleta de eletricidade 223.

[0036] O material da camada de isolamento 226 com micro perfurações que permitem a passagem dos íons pode ser selecionado a partir do grupo que consiste em materiais poliméricos, materiais cerâmicos e materiais de fibra de vidro. As microperfurações podem ser orifícios penetrantes, orifícios não lineares ou mesmo feitas de materiais porosos. Além disso, materiais isolantes cerâmicos porosos podem ser distribuídos dentro do microorifício do substrato. Os materiais cerâmicos isolantes podem ser formados por materiais tais como dióxido de titânio (TiO2) de grau micrométrico ou nanométrico, óxido de alumínio (Al2O3), dióxido de silício (SiO2) ou partículas de cerâmica alquilada. O material isolante de cerâmica pode incluir adicionalmente adesivos poliméricos, tais como fluoreto de polivinilideno (PVDF), fluoreto de polivinilideno-cohexafluoropropileno (PVDF-HFP), politetrafluoretileno (PTFE), cola de ácido acrílico, epóxi, óxido de polietileno (PEO), poliacrilonitrila (PAN) ou poliimida (PI).

[0037] O sistema eletrolítico encontra-se disposto na primeira e segunda camadas de material ativo 225, 227. A forma do sistema eletrolítico pode ser selecionada a partir do grupo que consiste em estado líquido, estado pseudo-sólido, estado de gel, estado sólido ou suas combinações. Os materiais ativos das camadas de material ativo 225, 227 podem converter energia química em energia elétrica para utilização (fornecendo eletricidade) ou energia elétrica em energia química para armazenamento (carregando) e podem atingir condução e transporte iônico simultaneamente. Os elétrons gerados podem ser conduzidos para fora por

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12/20 via da primeira e da segunda camadas coletoras de eletricidade 222, 223. Os materiais comuns para a primeira e segunda camadas coletoras de eletricidade 222, 223 incluem cobre e alumínio. Alternativamente, eles podem incluir outros metais, tais como níquel, estanho, prata e ouro, ligas metálicas ou aço inoxidável.

[0038] O material da camada de embalagem 224 pode incluir epóxi, polietileno, polipropileno, poliuretano, poliimida termoplástica, silicone, resina acrílica ou cola endurecida por ultravioleta. O material encontra-se disposto na periferia das duas camadas coletoras de eletricidade 222, 223 para colá-las e vedar o sistema eletrolítico entre elas para evitar vazamento e circulação com o sistema eletrolítico de outros elementos de fornecimento de eletricidade 22. Desse modo, o elemento de fornecimento de eletricidade 22 é um módulo de fornecimento de eletricidade independente e completo.

[0039] Para melhorar o efeito de vedação da camada de embalagem 224, a camada de embalagem 224 pode ser projetada para ter três camadas. Referência à FIG. 4B. As camadas superior e inferior 224a, 224b são de silicone modificado e a camada intermediária é uma camada de silicone 224c. As camadas de silicone modificadas 224a, 224b em ambos os lados são modificadas ajustando-se a proporção de silicone de adição e condensação para colar materiais heterogêneos. Usando-se o projeto, a coesão na interface é aumentada. Ao mesmo tempo, a aparência geral é mais completa e o rendimento da produção é melhorado. Adicionalmente, o projeto pode bloquear a permeação de umidade. Internamente, a camada de silicone 224c atuando como a estrutura principal pode bloquear os danos causados pelo solvente polar e pelo agente plástico. Assim, a estrutura global de vedação pode ser mais completa.

[0040] Além disso, para facilitar a descrição e identificação, os elementos de fornecimento de eletricidade 22 nas figuras para ilustrar o

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13/20 grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal usam símbolos positivos e negativos simples para identificar as polaridades elétricas positivas e negativas, em vez de plotar os componentes detalhados do elemento de fornecimento de eletricidade 22, como mostrado na FIG. 4A e FIG. 4B. Uma pessoa versada na técnica deve conhecer os significados das polaridades positivas e negativas. Por isso, os detalhes não serão descritos novamente.

[0041] Como mostrado nas FIG. 5A e FIG.5B, o grupo de elementos de fornecimento de eletricidade 20 é formado por meio da conexão em série de uma pluralidade de elementos de fornecimento de eletricidade 22. Os lados mais externos do elemento de fornecimento de eletricidade 22 são a primeira e a segunda camadas coletoras de eletricidade 222, 223. Assim, a primeira e a segunda camadas coletoras de eletricidade 222, 223 de elementos de fornecimento de eletricidade adjacentes 22 podem ser mutuamente conectadas por meio de contato direto para formar conexão elétrica em série. Por exemplo, como mostrado nas figuras, a primeira camada coletora de eletricidade 222 é positiva e a segunda camada coletora de eletricidade 223 é negativa. A segunda camada coletora de eletricidade 223 do elemento de fornecimento de eletricidade 22 na parte superior pode entrar em contato com a primeira camada coletora de eletricidade 222 do elemento de fornecimento de eletricidade adjacente (inferior) 22. A segunda camada coletora de eletricidade 223 do terminal negativo do último elemento de fornecimento de eletricidade 22 pode contatar a primeira camada coletora de eletricidade 222 do terminal positivo do elemento de fornecimento de eletricidade 22 adjacente. Empilhando-se sequencialmente, pode ser formado o grupo de elementos de fornecimento de eletricidade 20 em conexão em série. Como cada elemento de fornecimento de eletricidade 22 é um módulo de fornecimento de eletricidade independente, seus sistemas eletrolíticos não circulam. Desse modo, não há reações eletroquímicas entre a primeira e a

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14/20 segunda camadas coletoras de eletricidade 222, 223 de elementos de fornecimento de eletricidade 22 adjacentes, exceto a transferência de carga (isto é, os íons não transferem nem conduzem). Portanto, mesmo múltiplos elementos de fornecimento de eletricidade 22 são conectados serialmente para formar uma alta tensão, o sistema eletrolítico do elemento individual de fornecimento de eletricidade 22 não será influenciado. A tensão interna ainda é mantida na tensão de um elemento único de suprimento de eletricidade 22. Desse modo, não se limitará à tensão máxima (geralmente, em torno de 5 volts) do sistema eletrolítico, o grupo de elementos de fornecimento de eletricidade 20 com alta tensão poderia ser formado por empilhamento em série de múltiplos elementos de fornecimento de eletricidade 22.

[0042] O eletrodo de superfície superior (a primeira camada coletora de eletricidade 222) do elemento de suprimento de eletricidade 22 mais superior no grupo de elementos de fornecimento de eletricidade 20 entra em contato diretamente com a primeira camada condutora padronizada 16 para formar conexão elétrica. O eletrodo de superfície inferior (a segunda camada coletora de eletricidade 223) do elemento mais inferior de suprimento de eletricidade 22 no grupo de elementos de fornecimento de eletricidade 20 entra em contato com a segunda camada condutora padronizada 18 para formar conexão elétrica. O método de contato direto, como descrito acima, pode ser contato físico ou químico. Mais especificamente, o contato direto pode ser formado por solda com ou sem material de solda ou pelo método de fusão. Alternativamente, cola de prata condutora ou tecido condutor podem ser adotados.

[0043] O grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal 10, de acordo com a presente divulgação, compreende adicionalmente um primeiro terminal condutor 24 e um segundo terminal condutor 26. Na FIG. 3, o primeiro terminal condutor 24 e o segundo terminal condutor 26 são conectados eletricamente à primeira camada

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15/20 condutora padronizada 16 simultaneamente ou, em alternativa, à segunda camada condutora padronizada 18 simultaneamente. Naturalmente, eles podem ser conectados a diferentes camadas de metal. Por exemplo, o primeiro terminal condutor 24 está conectado eletricamente à primeira camada condutora padronizada 16 enquanto o segundo terminal condutor 26 está conectado eletricamente à segunda camada condutora padronizada 18, como ilustrado na FIG. 6.

[0044] Adicionalmente, o primeiro terminal condutor 24 e o segundo terminal condutor 26 podem ser formados integralmente com a primeira camada condutora padronizada 16 ou com a segunda camada condutora padronizada 26 conectada eletricamente a eles. Em outras palavras, durante o processo de padronização, os padrões do primeiro terminal condutor 24 e do segundo terminal condutor 26 são reservados. Quando o primeiro e o segundo terminais condutores 24, 26 são formados não se adotando o método integral, os materiais do primeiro e do segundo terminais condutores 24, 26 podem ser diferentes daqueles da primeira e/ou segunda camadas condutoras padronizadas 16, 18. Ademais, o contato direto pode ser formado por solda com ou sem material de solda ou pelo método de fusão. Alternativamente, cola de prata condutora ou tecido condutor podem ser adotados.

[0045] Referência à FIG. 7. Na figura, uma porção da primeira camada condutora padronizada 16a é estendida para o exterior da primeira camada de isolamento 12 e atua como o primeiro terminal condutor 24; uma porção da primeira camada condutora padronizada 16c é estendida para o exterior da primeira camada de isolamento 12 e atua como o segundo terminal, condutor 26. E, na figura, múltiplos grupos de elementos de fornecimento de eletricidade 22 (na figura, um grupo de elementos de fornecimento de eletricidade é formado por um único elemento de fornecimento de eletricidade 22), estão todos conectados em polaridade oposta por via da primeira e segunda camadas condutoras padronizadas

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16, 18, tornando os múltiplos grupos de elementos de fornecimento de eletricidade 22 conectados serialmente.

[0046] Sob a arquitetura do grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, de acordo com a presente divulgação, para aumentar a capacidade total ou tensão total do módulo de bateria, a única coisa a fazer é realizar conexão externa em série/em paralelo de múltiplos grupos de elementos de fornecimento de eletricidade compostos horizontais 10, por meio do uso do primeiro e do segundo terminais condutores 24, 26. Então, a capacidade total ou a tensão total do módulo de bateria pode ser aumentada. Por exemplo, ao se conectar serialmente múltiplos grupos de elementos de fornecimento de eletricidade compostos horizontais 10, a tensão total pode ser aumentada, como mostrado na FIG. 8A. Ao se conectar paralelamente, de maneira externa, múltiplos grupos de elementos de fornecimento de eletricidade compostos horizontais 10, a capacidade total pode ser aumentada, como mostrado na FIG. 8B.

[0047] Para aumentar a tensão de um único grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, basta adicionar o grupo de elementos de fornecimento de eletricidade. Por exemplo, como mostrado na FIG. 9, comparado com a FIG. 3, dois grupos de elementos de fornecimento de eletricidade 20 são adicionados e conectados serialmente por via da primeira e da segunda camadas condutoras padronizadas 16, 18.

[0048] Referência à FIG. 6. Este grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal 10 utiliza dois grupos de elementos de fornecimento de eletricidade 20 para formar um novo conjunto 28, conectando-se paralelamente a mesma polaridade por via da primeira e da segunda camadas condutivas padronizadas 16, 18. Então o novo conjunto 28 é usado como um elemento. Conectando-se as polaridades opostas por via da primeira e da segunda camadas condutoras 16, 18, uma conexão em série é formada. Além disso, o grupo de elementos de fornecimento de eletricidade 20 mostrado na FIG. 6 pode ser

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17/20 formado conectando-se serialmente múltiplos elementos de fornecimento de eletricidade para fornecer uma tensão maior. Além disso, embora o novo

conjunto 28	possa ser	integrado a	um	elemento	de	fornecimento	de
eletricidade,	o número	de	lacunas	30	pode ser	aumentado se eles
estiverem separados.
[0049]	Referência	à FIG.	10.	As lacunas	entre grupos	de

elementos de fornecimento de eletricidade 20 conectados podem atuar como os canais de dissipação de calor para o grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal 10. Múltiplos membros de posicionamento 32 são formados nas superfícies da primeira camada de isolamento 12 e/ou da segunda camada de isolamento 14 voltada para os grupos de elementos de fornecimento de eletricidade 20. Os membros de posicionamento 32 são expostos fora da primeira ou da segunda camada condutora padronizada 16, 18 para limitar as localizações dos grupos de elementos de fornecimento de eletricidade 20. Por exemplo, como o elemento de fornecimento de eletricidade 22 inclui a camada coletora de eletricidade, a existência do membro de posicionamento 32 pode ajudar a fixar o grupo de elementos de fornecimento de eletricidade 20 formado por um ou mais elementos de fornecimento de eletricidade 22 no local correto. Adicionalmente, um fluido, tal como o gás ou líquido, pode ser adicionado nas lacunas para aumentar o efeito de dissipação de calor.

[0050] Os benefícios da presente divulgação serão descritos em maior detalhe. Por exemplo, de acordo com o grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto do pedido de patente de Taiwan n° 106136071, 24 elementos de fornecimento de eletricidade são conectados verticalmente e de maneira serial para resultar em um valor de tensão de 24*4,2 volts. Ao adotar o grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal de acordo com a presente divulgação, dado o mesmo valor de tensão e número de elementos de fornecimento de eletricidade, 24 elementos de fornecimento de eletricidade individuais

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18/20 podem ser conectados em polaridades opostas no sentido horizontal por via da primeira e da segunda camadas condutoras padronizadas 16, 18, como o estado de extensão horizontal mostrado na FIG. 9. Alternativamente, 12 pares de elementos de fornecimento de eletricidade empilhados serialmente podem ser conectados em polaridades opostas no sentido horizontal por via da primeira e da segunda camadas condutoras padronizadas 16, 18, como mostrado na FIG. 11. Alternativamente, outro número de elementos de fornecimento de eletricidade empilhados pode ser adotado. Sob essa arquitetura, quando um objeto de metal pontiagudo 34 perfura o grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal a partir de fora, em vez dos 24 elementos de fornecimento de eletricidade empilhados verticalmente, o objeto perfurado será apenas algumas pilhas. Desse modo, o perigo de perfuração em elementos de fornecimento de eletricidade massivos empilhados serialmente pode ser evitado de forma eficaz.

[0051] Inclusive, além de bloquear a perfuração de forma eficaz, a primeira e a segunda camadas de isolamento 12, 14, de acordo com a presente divulgação, podem agir como as camadas de bloqueio para contato elétrico entre a primeira e a segunda camadas condutoras padronizadas quando múltiplas células de bateria 10 são conectadas serialmente e/ou paralelamente de maneira externa.

[0052] A seguir, quando o grupo de elementos de fornecimento de eletricidade 20 é formado por dois ou mais elementos de fornecimento de eletricidade 22, são descritas as configurações seriais e/ou paralelas da pluralidade de elementos de fornecimento de eletricidade 22.

[0053] Referência à FIG. 5A. Na figura, múltiplos elementos de fornecimento de eletricidade 22 no grupo de elementos de fornecimento de eletricidade 20 são conectados eletricamente em série e polaridades opostas. Em referência à FIG. 12, múltiplos elementos de fornecimento de eletricidade 22 no grupo de elementos de fornecimento de eletricidade 20

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19/20 estão conectados eletricamente em paralelo e com a mesma polaridade. Com relação à FIG. 13, múltiplos elementos de fornecimento de eletricidade 22 no grupo de elementos de fornecimento de eletricidade 20 são conectados em um método misto por meio de conexões primeiramente em paralelo e, então, em série. Com relação à FIG. 14, múltiplos elementos de fornecimento de eletricidade 22 no grupo de elementos de fornecimento de eletricidade 20 são conectados em um método misto por meio de conexões primeiramente em série e, então, em paralelo. No método de conexão mista, como descrito acima, os terminais positivo/negativo (as camadas coletoras de eletricidade) do elemento de fornecimento de eletricidade 22 são conectados às camadas condutoras padronizadas correspondentes através de cabos adequados. Além disso, para a conexão conveniente de cabos e camadas coletoras de eletricidade dos elementos de fornecimento de eletricidade 22, uma aba 79 pode ser disposta nas camadas coletoras de eletricidade, como mostrado na FIG. 15.

[0054] Em suma, a presente descrição provê um grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, que compreende múltiplos grupos de elementos de fornecimento de eletricidade dispostos lado a lado. O grupo de elementos de fornecimento de eletricidade é conectado serialmente e/ou paralelamente de maneira interna em um método de extensão horizontal por via da primeira e da segunda camada condutora padronizada para alcançar uma determinada tensão e capacidade. Além disso, podem ser feitas conexões externas em série e/ou em paralelo de múltiplos grupos de elementos de suprimento de eletricidade compostos horizontais por via do primeiro e segundo terminais condutores dos grupos de elementos de fornecimento de eletricidade compostos horizontais. Adicionalmente, o grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, de acordo com a presente divulgação, compreende uma primeira e segunda camada de isolamento na parte superior e inferior atuando como a camada de bloqueio

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20/20 para contato elétrico da primeira e da segunda camadas condutoras padronizadas entre células de bateria, bem como efetivamente impedindo danos potenciais causados pela perfuração de objetos metálicos.

[0055] Consequentemente, a presente divulgação está em conformidade com os requisitos legais devido à sua novidade, aplicação industrial e atividade inventiva. Contudo, a descrição anterior é apenas algumas modalidades da presente divulgação, não utilizadas para limitar o escopo e alcance da presente divulgação. Alterações ou modificações equivalentes feitas de acordo com a forma, estrutura, função, ou espírito descrito nas reivindicações da presente divulgação estão incluídas nas reivindicações anexas da presente divulgação.

Claims

1. Grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, caracterizado pelo fato de que compreende:

uma primeira camada de isolamento;

uma segunda camada de isolamento, disposta em oposição à referida primeira camada de isolamento;

uma primeira camada condutora padronizada, disposta em uma primeira superfície da referida primeira camada de isolamento;

uma segunda camada condutora padronizada, disposta em uma segunda superfície da referida segunda camada de isolamento e oposta à referida primeira camada condutora padronizada; e uma pluralidade de grupos de elementos de fornecimento de eletricidade, dispostos lado a lado e intercalados entre a referida primeira camada de isolamento e a referida segunda camada de isolamento, conectados eletricamente por via da referida primeira camada condutora padronizada e da referida segunda camada condutora padronizada, e formando internamente conexões em série e/ou em paralelo.

2. Grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido grupo de elementos de fornecimento de eletricidade é formado por um ou mais elementos de fornecimento de eletricidade; cada referido elemento de fornecimento de eletricidade é um módulo independente e completo; os sistemas eletrolíticos de referidos elementos de fornecimento de eletricidade não são circulados entre si, e nenhuma reação química ocorre entre elementos de fornecimento de eletricidade adjacentes, exceto a transferência de carga.

3. Grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o referido elemento de fornecimento de eletricidade compreende:

uma primeira camada coletora de eletricidade;

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2/6 uma segunda camada coletora de eletricidade;

uma camada de embalagem, disposta entre a referida primeira camada coletora de eletricidade e a referida segunda camada coletora de eletricidade para formar um espaço vedado;

uma primeira camada de material ativo, disposta em referido espaço vedado e conectada eletricamente à referida primeira camada coletora de eletricidade;

uma segunda camada de material ativo, disposta em referido espaço vedado e conectada eletricamente à referida segunda camada coletora de eletricidade;

uma camada de isolamento, disposta em referido espaço vedado e intercalada entre a referida primeira camada de material ativo e a referida segunda camada de material ativo; e o referido sistema eletrolítico, disposto na referida primeira camada de material ativo e referida segunda camada de material ativo.

4. Grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que as referidas primeiras camadas coletoras de eletricidade ou as referidas segundas camadas coletoras de eletricidade dos referidos dois elementos de fornecimento de eletricidade nos lados mais externos do referido grupo de elementos de fornecimento de eletricidade entram diretamente em contato com a referida primeira camada condutora padronizada ou a referida segunda camada condutora padronizada para formar conexões elétricas.

5. Grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um primeiro terminal condutor e um segundo terminal condutor conectados eletricamente à referida primeira camada condutora padronizada ou segunda camada condutora padronizada, ou à

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3/6 referida primeira camada condutora padronizada e referida segunda camada condutora padronizada, respectivamente.

6. Grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o referido primeiro terminal condutor e referido segundo terminal condutor são integralmente formados com a referida primeira camada condutora padronizada ou referida segunda camada condutora padronizada conectada eletricamente a eles, ou com a referida primeira camada condutora padronizada e segunda camada condutora padronizada conectada eletricamente a eles, respectivamente.

7. Grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que quando uma pluralidade de referidos grupos de elementos de fornecimento de eletricidade compostos horizontais é formada, a referida pluralidade de grupos de elementos de fornecimento de eletricidade compostos horizontais é conectada de maneira externa serialmente e/ou paralelamente por meio do uso de referido primeiro terminal condutor e referido segundo terminal condutor.

8. Grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma pluralidade de canais de dissipação de calor disposta entre grupos de elementos de fornecimento de eletricidade adjacentes.

9. Grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma pluralidade de membros de posicionamento é formada nas superfícies da referida primeira camada de isolamento e/ou da referida segunda camada de isolamento voltada para o referido elemento de fornecimento de eletricidade, e a referida pluralidade de membros de posicionamento é exposta do lado externo de referida primeira camada condutora

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4/6 padronizada ou referida segunda camada condutora padronizada para limitar a localização do referido grupo de elementos de fornecimento de eletricidade.

10. Grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido sistema eletrolítico é selecionado a partir do grupo que consiste em estado de gel, estado líquido, estado pseudo-sólido, estado sólido ou suas combinações.

11. Grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a referida primeira camada coletora de eletricidade ou a referida segunda camada coletora de eletricidade de cada referido elemento de fornecimento de eletricidade no referido grupo de elementos de fornecimento de eletricidade entram diretamente em contato com a referida segunda camada coletora de eletricidade ou a referida primeira camada coletora de eletricidade de elemento de fornecimento de eletricidade adjacente para formar conexão elétrica.

12. Grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a referida pluralidade de elementos de fornecimento de eletricidade são conexões em série formadas por via de referida camada coletora de eletricidade e referida segunda camada coletora de eletricidade com diferentes polaridades em contato mútuo.

13. Grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a referida camada de embalagem do referido elemento de fornecimento de eletricidade inclui uma camada de silicone e duas camadas de silicone modificadas em ambos os lados da referida camada de silicone.

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14. Grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que um fluido é adicionado dentro dos referidos canais de dissipação de calor.

15. Grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o referido fluido é gás ou líquido.

16. Grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o referido primeiro terminal condutor e o referido segundo terminal condutor são conectados à referida primeira camada condutora padronizada ou segunda camada condutora padronizada por meio de conexão física ou química, ou à referida primeira camada condutora padronizada e referida segunda camada condutora padronizada, respectivamente, por meio de referida conexão física ou química.

17. Grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o referido primeiro terminal condutor e referido segundo terminal condutor são conectados à referida primeira camada condutora padronizada ou referida segunda camada condutora padronizada por meio de solda, fusão, cola condutora ou tecido condutor, ou à referida primeira camada condutora padronizada e segunda camada condutora padronizada, respectivamente, por meio de solda, fusão, cola condutora ou tecido condutor.

18. Grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que as referidas primeiras camadas coletoras de eletricidade ou referidas segundas camadas coletoras de eletricidade dos referidos dois elementos de fornecimento de eletricidade nos lados mais externos do referido grupo de elementos de fornecimento de eletricidade são conectados à referida primeira camada condutora padronizada ou referida segunda camada

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6/6 condutora padronizada por meio de solda, fusão, cola condutora, ou tecido condutor.

19. Grupo de elementos de fornecimento de eletricidade composto horizontal, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que quando o referido elemento de fornecimento de eletricidade é formado por uma pluralidade de elementos de fornecimento de eletricidade, a referida pluralidade de elementos de fornecimento de eletricidade em qualquer referido grupo de elementos de fornecimento de eletricidade é eletricamente conectada paralelamente e/ou serialmente.