BR112014005237B1

BR112014005237B1 - Placa de bateria bipolar para uma bateria bipolar e bateria bipolar

Info

Publication number: BR112014005237B1
Application number: BR112014005237-9A
Authority: BR
Inventors: Thomas Faust
Original assignee: East Penn Manufacturing Co., Inc
Priority date: 2011-09-09
Filing date: 2012-09-06
Publication date: 2021-06-01
Also published as: CN103875098A; MX354463B; CA2847838A1; WO2013036575A1; JP6124894B2; US9634319B2; BR112014005237A2; MX2014002721A; JP2014530450A; EP2754192A1; CA2847838C; CN103875098B; EP2754192B1; US20130065105A1; ES2791828T3

Abstract

placa de bateria bipolar para uma bateria bipolar e bateria bipolar. uma placa de bateria bipolar (10) é utilizada para produção de uma bateria bipolar. a placa de bateria bipolar inclui uma estrutura (11), um substrato (12), primeira e segunda camadas de chumbo (14) e materiais ativos positivos (16) e negativos (18). o substrato inclui uma pluralidade de perfurações (13) através do substrato, e o substrato é posicionado dentro da estrutura. a primeira camada de chumbo é posicionada num lado do substrato, ao passo que a segunda camada de chumbo é posicionada noutro lado do substrato. a primeira e segunda camadas de chumbo são conectadas eletricamente entre si por meio da pluralidade de perfurações. o material ativo positivo é posicionado sobre uma superfície da primeira camada de chumbo, ao passo que o material ativo negativo é posicionado sobre uma superfície da segunda camada de chumbo.

Description

[0001] A invenção diz respeito a uma bateria e, em particular, a uma bateria bipolar com uma série de placas de bateria bipolar.

[0002] Uma bateria bipolar convencional geralmente inclui eletrodos com um substrato condutivo metálico sobre o qual material ativo positivo forma uma superfície e material ativo negativo forma a superfície oposta. Os materiais ativos são retidos por vários meios sobre o substrato condutivo metálico, o qual é não condutivo em relação aos íons de eletrólito. Os eletrodos são dispostos em relação empilhada paralela para prover uma bateria multicelular com eletrólitos e placas separadoras que provêm uma interface entre eletrodos adjacentes. Eletrodos convencionais monopolares, usados nas extremidades da pilha, são conectados eletricamente aos terminais de saída. A maioria das baterias bipolares desenvolvidas para estipular tem usado substratos metálicos. Especificamente, sistemas bipolares chumbo-ácido têm utilizado chumbo e ligas de chumbo para este fim. O uso de ligas de chumbo, tais como antimônio, dá força ao substrato, porém causa maior corrosão e gaseificação.

[0003] Na maioria das placas conhecidas para baterias bipolares, o material ativo positivo, usualmente na forma de uma pasta, é aplicado ao substrato condutivo metálico sobre um lado, enquanto o material ativo negativo é similarmente aplicado ao lado oposto. As placas podem ser contidas por meio de uma estrutura que veda o eletrólito entre placas, de maneira que este não pode migrar através da placa.

[0004] Na Patente U.S No. 4,275,130, uma construção de bateria bipolar 20 é divulgada tendo uma pluralidade de placas duplas condutivas 21. Cada placa bipolar 21 pode incluir um composto, lâmina de substrato 34 incluindo um material de resina de fase contínua, o qual é não condutivo em relação a íons de eletrólitos. A lâmina de substrato composto 34 também inclui, distribuídas uniformemente, fibras condutivas 33 aleatoriamente dispersas embutidas no material. A resina ligante é uma resina orgânica sintética e pode ser termoplástica ou termoendurecível. A lâmina de substrato composto 34 possui faces laterais opostas 35 substancialmente planas que incluem em suas superfícies exposições de porções das fibras de grafite embutidas 33. As fibras de grafite embutidas não apenas provêm condutividade elétrica através da lâmina de substrato 34, mas também transmitir ao material termoplástico um alto grau de rigidez, inflexibilidade, força e estabilidade. Lâmina de substrato 34 pode ser feita de qualquer maneira adequada, tal como ao misturar completamente o material termoplástico em forma particular com as fibras de grafite. A mistura é aquecida num molde e então formada por pressão numa lâmina de substrato de tamanho selecionado e espessura. Após a lâmina ter sido curada, as faces laterais 35 substancialmente planas podem ser prontamente tratadas ou processadas, como, por exemplo, por polimento, a fim de eliminar buracos de alfinete “pinholes” ou outras irregularidades nas faces laterais.

[0005] Conforme divulgado, tiras de chumbo são ligadas à lâmina de substrato composto 34 por meio de processos conhecidos de galvanização. Sobre a face lateral positiva 35, as áreas faciais entre as tiras de chumbo 38 são cobertas por um revestimento de resina resistente à corrosão 36, adequadamente, uma resina de fluoro carbono, tal como Teflon (politetrofluoroetileno), a qual protege contra corrosão anódica das fibras de grafite adjacente e do polietileno do substrato 34. Na face lateral negativa 35, áreas faciais entre tiras de chumbo 37 podem ser protegidas por um fino revestimento de resina impermeável ao eletrólito, tal como um revestimento de polietileno 36a. Na fabricação da placa bipolar 21 e após a lâmina de substrato composto 34 ter sido formada, uma fina lâmina de Teflon pode ser unida à superfície lateral positiva 35. Antes de unir, aberturas do tipo janelas, correspondendo em comprimento e largura às tiras de chumbo, são cortadas. Depois disso, galvanização irá unir o chumbo em tiras 38 às superfícies de grafite condutivo expostas na face lateral de substrato 35. O mesmo processo de fabricação pode ser utilizado na face lateral negativa 35 para revestir as áreas não listradas com polietileno ou outro material semelhante. Galvanização das tiras negativas pode ser alcançada com as tiras positivas.

[0006] Uma placa separadora 23 serve para dar suporte ao material ativo positivo 24 e ao material ativo negativo 25 e pode ser feita de uma resina orgânica sintética adequada, preferencialmente um material termoplástico, tal como um polietileno microporoso.

[0007] Construção de bateria 20 inclui uma pluralidade de placas bipolares condutivas 21, bordas periféricas ou suas margens sendo suportadas e transportadas em membros de invólucro e isolamento periféricos 22. Intercalada e disposta entre placas bipolares 21 está uma pluralidade de placas separadoras 23. A placa separadora transporta o material ativo positivo 24 em um de seus lados e o material ativo negativo 25 em seu lado oposto. Os membros de invólucro 22, juntamente com as placas bipolares 21 e placas separadoras 23, provêm câmaras 26 para contenção do líquido eletrólito. Em cada extremidade da construção de bateria 20, placas bipolares padrão 21 fazem a interface com placas coletoras atuais, onde 27 é a placa coletora negativa e 28 é a placa coletora positiva. Externamente aos coletores finais 27 e 28 são providos membros de pressão 30 interconectados por hastes 31 com porções roscadas para extrair a pressão das placas membro conjuntamente e aplicar compressão axial ao arranjo empilhado de placas bipolares e placas separadoras.

[0008] A placa bipolar 21 é leve, rígida, porém inclui linhas de união entre as bordas de tira de chumbo e revestimentos protetivos para resistir à corrosão e à deterioração estrutural do substrato. Além disso, um processo de galvanização é necessário, a fim de unir as tiras de chumbo 37, 38 ao substrato condutivo com fibras de grafite. A condutividade é limitada pelo tamanho e quantidade das fibras de grafite no substrato. Adicionalmente, uma pluralidade de placas bipolares 21 e camadas são necessárias para assentar em membros separados de invólucro 22 e numa estrutura externa, com todos requerendo etapas adicionais de processamento para mais partes. A construção de bateria bipolar 20 é um projeto complicado com muitas camadas de materiais e substratos dispostos em câmaras múltiplas 26 e corpos 43 que são seguros juntamente por meio de uma estrutura externa complexa.

SUMÁRIO

[0009] É um objeto da presente invenção, dentre outros, prover uma bateria bipolar com um desenho de placa bipolar simplificado, em que os materiais ativos são alojados dentro de uma estrutura isolada com um substrato passível de moldagem e com perfurações, a fim de melhorar a condutividade entre os materiais ativos. Além disso, a bateria bipolar não é cara de se produzir e não requer uma estrutura externa complexa para dar suporte às placas bipolares.

[0010] Cada placa de bateria bipolar inclui uma estrutura, um substrato, primeira e segunda camadas de chumbo e materiais ativos positivos e negativos. O substrato inclui uma pluralidade de perfurações através do substrato e o substrato é posicionado dentro da estrutura. A primeira camada de chumbo é posicionada em um lado do substrato, enquanto a segunda camada de chumbo é posicionada em outro lado do substrato. A primeira e segunda camadas de chumbo são eletricamente conectadas entre si através da pluralidade de perfurações. O material ativo positivo é posicionado sobre uma superfície da primeira camada de chumbo, ao passo que o material ativo negativo é posicionado sobre uma superfície da segunda camada de chumbo.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0011] A invenção é explicada mais detalhadamente abaixo com referência às Figuras mostradas sob a forma de desenhos, os quais ilustram modalidades exemplares da presente invenção, em que:

[0012] Figura 1 é uma vista frontal de uma placa bipolar de acordo com a invenção;

[0013] Figura 2 é uma vista seccional da placa bipolar tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1;

[0014] Figura 3 é uma vista perspectiva de uma bateria bipolar de acordo com a invenção;

[0015] Figura 4 é uma vista perspectiva explodida da bateria bipolar da Figura 4;

[0016] Figura 5 é uma vista seccional parcial da bateria bipolar de acordo com a invenção com um invólucro;

[0017] Figura 6 é outra vista seccional parcial da bateria bipolar de acordo com a invenção sem o invólucro;

[0018] Figura 7 é uma vista aproximada da placa bipolar de acordo com a invenção, mostrando uma perfuração em um substrato da placa bipolar; e

[0019] Figura 8 é outra vista aproximada da placa bipolar de acordo com a invenção, mostrando uma estrutura não condutiva da placa bipolar; e

[0020] Figura 9 é outra vista aproximada da placa bipolar de acordo com a invenção, mostrando outra estrutura não condutiva da placa bipolar.

DESCRIÇÃO DETELHADA DA(S) MODALIDADE(S)

[0021] A invenção é explicada mais detalhadamente abaixo com referência às figuras, em que números de referência dizem respeito a elementos semelhantes. A invenção pode, contudo, ser modalizada de várias formas diferentes e não deve ser construída como estando limitada às modalidades apresentadas no presente relatório; pelo contrário, essas modalidades são providas para que a descrição seja plena e completa e para que transmita por inteiro o conceito da invenção para aquelas pessoas versadas na técnica.

[0022] Com relação às Figuras de 1 à 9, uma bateria bipolar 100 de acordo com a invenção inclui uma pluralidade de placas bipolares 10, espaçadores 22 cobrindo um eletrólito 20 e seções finais terminais 30. Cada um desses componentes é empilhado conjuntamente, a fim de completar uma bateria bipolar 100 de acordo com a invenção, bateria esta que é um projeto adaptável com número mínimo de partes, desprovida de uma complexa estrutura externa de suporte.

[0023] Agora, referindo-se às Figuras 1 e 2, discute-se sobre uma placa bipolar 10 de acordo com a invenção. A placa bipolar 10 inclui uma estrutura 11, um substrato 12, uma pluralidade de perfurações 13 ao longo e estendendo-se através de uma superfície frontal e traseira do substrato 12, lâminas de chumbo 14, um primeiro material ativo 16 e um segundo material ativo 18.

[0024] No geral, o substrato 12, as lâminas de chumbo 14, primeiro material ativo 16 e segundo material ativo são alojados dentro da estrutura 11, a qual provê suporte e proteção para a placa bipolar 10. O substrato 12 é posicionado em um centro da estrutura 11, as lâminas de chumbo 14 são posicionadas em ambos os lados do substrato e os materiais ativos 16, 18 são então posicionados sobre as lâminas de chumbo 14. A estrutura 11 é não condutiva. Na modalidade mostrada, a estrutura 11 é um polímero isolante moldável, tal como polipropileno, acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), policarbonato, copolímeros ou misturas de polímeros. Em função da estrutura 11 ser moldável, o número de configurações de forma e tamanho é abundante, o que provê uma placa bipolar 10 de acordo com a invenção que possa ser desenvolvida para diferentes usos.

[0025] Na modalidade mostrada, a estrutura 11 possui uma forma geral retangular, a qual provê suporte para um substrato 12 quando posicionado na estrutura 11. A estrutura 11 é um invólucro para a placa bipolar 10, assim como para a bateria bipolar 100. A superfície externa da estrutura 11 é a superfície externa da placa bipolar 10 e bateria bipolar 100. A superfície da estrutura 11 geralmente é plana e, em particular, fica ao longo das superfícies externas da estrutura 11. A estrutura 11 suporta a si mesma, assim como a placa bipolar 10 quando montada com os espaçadores 22 e as seções terminais 30, especialmente quando a placa bipolar 10 se assenta verticalmente contra uma superfície oposta plana.

[0026] A estrutura 11 inclui, adicionalmente, passagens 11a recebendo substrato e passagens 11b recebendo material, conforme mostrado na Figura 2. As passagens 11a recebendo substrato são sulcos ou canais, enquanto as passagens 11b recebendo material são aberturas na estrutura 11, esta recebendo as lâminas de chumbo 14 e os materiais ativos 16, 18 em ambos os lados passíveis de empilhamento da placa bipolar 10.

[0027] As passagens 11a recebendo substrato é um sulco usado para receber e reter o substrato 12, quando o substrato 12 é posicionado dentro da estrutura 11. Outras configurações de passagens 11a recebendo substrato são possíveis, incluindo ranhuras, rebaixos, recessos ou qualquer mecanismo para prender que prenda o substrato 12 dentro da estrutura 11. Por exemplo, o substrato 12 pode ser preso à estrutura 11 ao se usar um soldagem ou adesivo, ou mesmo por meio de um fixador. No entanto, na modalidade mostrada, o substrato 12 é preso nas passagens 11a recebendo substrato durante fabricação da placa bipolar 10.

[0028] Cada passagem 11b recebendo material é posicionada num centro substancial da estrutura 11, separadas entre si por meio do substrato 12, quando o substrato 12 é posicionado dentro das passagens 11a recebendo substrato. Além disso, as lâminas de chumbo 14 e os materiais ativos 16, 18 são admitidos dentro de um plano de superfície externa da estrutura 11. Esse par de cavidades é dimensionado para admitir com segurança as lâminas de chumbo 14 e materiais ativos 16, 18 dentro da estrutura 11.

[0029] Na modalidade mostrada, o substrato 12 é uma peça separada de material isolante com relação à estrutura 11, com o substrato 12 sendo admitido e preso dentro das passagens 11a recebendo substrato da estrutura 11. No entanto, a estrutura 11 e o substrato 12 podem ser formados conjuntamente, como uma estrutura monolítica, geralmente a partir do mesmo material. Durante fabricação, a estrutura 11 e o substrato 12 são construídos como uma peça a partir do mesmo material. Isso pode ser feito por meio de um processo, tal como moldagem por injeção, ou por meio de outros métodos conhecidos.

[0030] O substrato 12 na modalidade mostrada é um plástico isolante geralmente não condutivo, a saber, polipropileno, acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), policarbonato, copolímeros ou misturas de polímeros na modalidade mostrada. Conforme discutido brevemente acima, o substrato 12 pode ser preparado a partir do mesmo material que o da estrutura 11, exceto se a estrutura 11 e substrato 12 forem preparados a partir de uma construção numa peça só.

[0031] Numa modalidade alternativa, conforme mostrada na Figura 7, o substrato 112 geralmente é não condutivo, sendo preparado a partir de plástico isolante. Contudo, fibras condutivas e material são dispersos homogeneamente sobre o plástico isolante. Por exemplo, o substrato 112 pode ser preparado a partir de um plástico não corrosivo, vendido pela Integral Technologies, Inc, sob o nome comercial Electriplast, o qual inclui áreas condutivas altamente elétricas. O substrato 112, conforme mostrado na Figura 7, inclui um material não condutivo à base de resina ou termoplástico 112a com um micro pó de partículas condutoras e/ou em combinação de microfibras 112b substancialmente homogeneizadas dentro da resina ou do termoplástico 11a. Conforme mostrado claramente na Figura 7, as partículas condutoras ou fibras 112b são homogeneizadas sobre o corpo da resina ou do termoplástico 112a. Nesse exemplo, o diâmetro D das partículas condutoras das partículas condutoras ou fibras 112b no pó fica entre cerca de 3 e 12 mícron. As fibras condutoras das partículas condutoras ou fibras 112b têm um diâmetro de cerca de 3 e 12 mícron, geralmente na faixa de 10 mícron ou entre cerca de 8 e 12 mícron, e um comprimento entre cerca de 2 e 14 milímetros. As fibras condutoras mícron das partículas condutoras ou fibras 112b podem ser fibras de metal ou fibras de metal galvanizadas. Além disso, as fibras de metal galvanizadas podem ser formadas por meio de galvanização do metal em fibra de metal ou por galvanização do metal em fibra não metálica. Fibras metálicas exemplares incluem, sem que estejam limitadas a, fibras de aço inoxidável, fibra de cobre, fibra de níquel, fibra de prata, fibra de alumínio ou semelhantes, até mesmo combinações destes. Materiais metálicos exemplares de galvanização incluem, sem que estejam limitados a, cobre, níquel, cobalto, prata, ouro, paládio, platina, rutênio e ródio e suas ligas. Qualquer fibra passível de galvanização pode ser usada como o núcleo para uma fibra não metálica. Fibras não metálicas exemplares incluem, sem que estejam limitadas a, carbono, grafite, poliéster, basalto, materiais naturais ou feitos a mão e semelhantes. Adicionalmente, metais supercondutores, tais como titânio, níquel, nióbio e zircônio e ligas de titânio, níquel, nióbio e zircônio também podem ser usadas como fibras micro condutivas e/ou como metal galvanizado em fibras.

[0032] As partículas condutoras e/ou fibras 112b são substancialmente homogeneizadas dentro da resina ou termoplástico 112a. O substrato 112 inclui áreas controladas de superfícies condutoras sobre o substrato 112, em que os materiais condutores oriundos das partículas condutoras ou fibras 112b são expostas através da resina ou termoplástico 112a, as quais são conectadas de maneira condutiva por meio do processo de homogeneização. As superfícies condutoras do substrato 112 são controladas por meio de técnicas adicionais de fabricação, tais como jateamento abrasivo ou de cauterização, em que a superfície é enrugada por produto químico ou por impulsionar uma corrente de material abrasivo contra a superfície sob alta pressão. As partículas condutoras e/ou fibras 112b são então expostas e áreas condutoras do substrato 112 são providas. O processo provê um substrato 112 com uma quantidade controlada de condutividade, incluindo o tamanho e área de condutividade.

[0033] Também é possível que o substrato 112 inclua uma combinação de ambas as partículas condutoras, pós e/ou fibras 112b, as quais são substancialmente homogeneizadas juntamente dentro de uma resina isolante ou termoplástico 112a durante um processo de moldagem. O material homogeneizado é moldado numa forma poligonal, como um substrato 112, a qual acomoda vários desenhos padrões ou propriedades necessárias para a placa bipolar 10 de acordo com a invenção. O substrato 112 pode então ser moldado com a estrutura 11 numa técnica individual de fabricação. Isso permite que a placa bipolar 10 e a bateria bipolar 100 sejam simplificadas, em que partes mínimas são usadas e etapas de produção são eliminadas. Além disso, as propriedades do substrato 112 e da bateria 100 podem ser realçadas ao se prover e controlar áreas condutoras ao longo da superfície do substrato 112. Uma vez que a estrutura 11 é isolante e o substrato 12, 112 é posicionado nas passagens 11a recebendo substrato, a placa bipolar 10 pode atuar como uma estrutura da bateria bipolar 100 quando montada.

[0034] Durante fabricação, o substrato 12 ou é inserido moldado dentro das passagens 11a recebendo substrato ou a estrutura 11 é moldada sobre o substrato 12. No entanto, se a estrutura 11 e o substrato 12 puderem ser moldados conjuntamente, isto é, inseridos ou moldados em duas peças conjuntas ou moldados por injeção numa peça monolítica, as etapas de fabricação da placa bipolar 10 podem ser simplificadas, com menos partes. Além disso, esse processo permite a capacidade de customizar o tamanho e as formas da placa bipolar 10 e da bateria bipolar 100 de acordo com a invenção.

[0035] Agora, novamente com referência às Figuras 1 e 2, o substrato 12 e o substrato 112 mostrados nas Figuras 4-8 incluem perfurações 13 ao longo da superfície do substrato 12, 112, e através do corpo se estendendo através da superfície oposta. Na modalidade mostrada, as perfurações 13 são circulares, porém podem ter qualquer outra forma diferente. As perfurações 13 são posicionadas num padrão de grade simétrica. As perfurações 13 são posicionadas em quatro quadrantes do substrato mostrado 12, 112. Com um número de perfurações 13 posicionadas num arranjo em grade simétrico, provê condições niveladas através do substrato 12, 112, quando lâminas de chumbo 14 são posicionadas sobre os lados opostos do substrato 12, 112.

[0036] Adicionalmente, o substrato 112 inclui partículas condutoras, pós e/ou fibras 112b ao longo da superfície e através do corpo do substrato 112, conforme mostrado claramente nas Figuras 5-9. No geral, existem áreas de superfície do substrato 112 que são isolantes, enquanto outras áreas são condutoras, resultantes das partículas condutoras, pós e/ou fibras 112b. Conforme discutido acima, a quantidade de áreas condutoras pode ser controlada por meio da fabricação do substrato 112. Por exemplo, as superfícies do substrato podem ser enrugadas, a fim de expor áreas condutoras que podem ser padronizadas em tamanho e forma com relação a um lado de superfície totalmente exposto do substrato 12, ou a quantidade de partículas condutoras, pós e/ou fibras 112b pode ser controlada com respeito à quantidade de resina isolante ou termoplástico 112a. Na modalidade mostrada nas Figuras 5-9, toda a superfície externa do substrato 112 foi enrugada para expor partículas condutoras, pós e/ou fibras 12b. Portanto, o substrato é condutivo sobre os lados de superfície expostos do substrato, e as lâminas de chumbo 14 são posicionadas sobre as partículas condutoras, pós e/ou fibras 112b.

[0037] Agora, com referência às Figuras 1, 2, 7 e 8, as lâminas de chumbo 14 serão discutidas, as quais são posicionadas dentro da passagem 11b recebendo material, em lados opostos do substrato 12, 112. As lâminas de chumbo 14 são condutoras e se conectam entre si através de perfurações 13. Mais especificamente, as lâminas de chumbo 14 são mecânica e eletricamente conectadas entre si na modalidade mostrada. O substrato 12, 112 geralmente é isolante, ou apenas inclui uma área limitada ou se baseia por condutividade em partículas condutoras e/ou fibras 112b na resina isolante ou termoplástico 112a. Como resultado, perfurações 13 são usadas para conectar as lâminas de chumbo 14 entre si na placa bipolar 10, notadamente para uma placa bipolar 10 com substrato 12 preparado exclusivamente a partir de material isolante. As lâminas de chumbo 14 são soldadas conjuntamente, conforme mostrado na Figura 2, por meio de soldagem de resistência ou por meio de outros processos conhecidos no estado da técnica. Por outro lado, uma placa bipolar 10 com um substrato 112, conforme mostrado na Figura 7, o qual inclui as partículas condutoras ou fibras 112b homogeneizadas na resina ou termoplástico 112a, também pode incluir perfurações 113, as quais permitem controle e eficiência adicionais na condutividade entre as lâminas de chumbo 14 e os materiais ativos 16, 18 na placa bipolar 10 de acordo com a invenção.

[0038] Em qualquer caso, as perfurações 13 podem variar em tamanho, forma ou padrão, porém são largas o suficiente para que a lâmina de chumbo 14 possa ser posicionada nas e através das perfurações 13 e conectadas a uma lâmina de chumbo 14 adjacente. As perfurações 13 podem ser moldadas ou fresadas dentro do substrato 12 durante fabricação. Com referência às Figuras 1, 2 e 8, as lâminas de chumbo 14 são mostradas, sendo posicionadas em ambas as superfícies expostas do substrato 12, 112, respectivamente, e em dimensões para se ajustarem dentro das passagens 11b recebendo material da estrutura 11. A lâmina de chumbo 14 é dimensionada para garantir ajuste na passagem 11b recebendo material, de tal maneira que a estrutura 11 admita cada lâmina de chumbo 14 posicionada em ambos os lados do substrato 12, 112. As lâminas de chumbo 14 são mecânica e eletricamente conectadas através de perfurações 13, conforme mostrado na Figura 7.

[0039] Conforme mostrado na Figura 9, as lâminas de chumbo 14 podem ser inseridas dentro das passagens 11 recebendo substrato, juntamente com o substrato 12, 112 durante fabricação e montagem. As lâminas de chumbo 14 podem ser admitidas dentro da estrutura durante moldagem de inserção, moldagem ou técnicas similares de fabricação, onde lâminas de chumbo 14 e substrato 12, 112 são fabricadas dentro das passagens 11a recebendo substrato. As lâminas de chumbo 14 são posicionadas sobre superfícies opostas do substrato 12, 112 e então ou são inseridas ou fabricadas dentro da estrutura 11. É possível aplicar as lâminas de chumbo 14 por meio de métodos conhecidos de galvanização, deposição por vapor ou aspersão de chama fria.

[0040] Também é possível que a lâmina de chumbo 14 seja uma pasta com chumbo, a qual é posicionada ao longo das superfícies frontal e traseira do substrato 12, 112. A paste é espalhada através das superfícies opostas (isto é, nas superfícies frontal e traseira) do substrato 12, 112 e dentro das perfurações 13. A pasta conecta ambos os lados do substrato 12, 112 através de perfurações 13. A pasta seria espessa o bastante para prover conectividade entre as pastas em cada lado, porém não seria mais espessa que a passagem 11b recebendo material, considerando um material ativo 16, 18 também posicionado dentro da passagem 11b recebendo material.

[0041] Com referência às Figuras 2 e 5-9, os materiais ativos 16, 18 são mostrados e posicionados em lados expostos das lâminas de chumbo 14, afastadas do substrato 12, 112. A primeira camada de material ativo 16 é uma pasta de material ativo positivo (PAM) que é aplicada sobre uma lâmina de chumbo 14, enquanto um material ativo negativo (NAM) é aplicado sobre a outra lâmina de chumbo 14, a qual é o segundo material ativo 18. Na modalidade mostrada, a pasta de material ativo positivo (PAM) e o material ativo negativo (NAM) são pastas de chumbo ou de óxido de chumbo misturadas com ácido sulfúrico, água, fibra e carbono.

[0042] A espessura dos materiais ativos 16, 18 (isto é, NAM e PAM) não deve se estender para fora da passagem 11b recebendo material da estrutura 11. Em vez disso, a espessura total Tm do substrato 12, 112, das lâminas de chumbo 14 e dos materiais ativos 16, 18 é menor do que a espessura Tf da estrutura 11.

[0043] A estrutura 11 admite o substrato 12, 112, as lâminas de chumbo 14 e materiais ativos 16, 18. Como resultado, quando montada a bateria bipolar 100 é montada em pilhas de placas bipolares 10, a estrutura 11 atua como um suporte e superfície externa para a bateria bipolar 100. O número de etapas de montagem e partes pode ser minimizado. Além disso, a bateria bipolar 100 e a placa bipolar 10 podem ser facilmente customizadas para várias aplicações, já que a estrutura 11 e o substrato 12 podem ser moldados em vários formatos e tamanhos.

[0044] Agora, com referência às Figuras 3 e 4, espaçadores 22 são mostrados, os quais se empilham e vedam as placas bipolares 10 de acordo com a invenção 10, sendo usados para manter um eletrólito 20 para a bateria bipolar 100.

[0045] O espaçador 22 é mostrado entre placas bipolares 10 empilhadas adjacentemente. O espaçador 22 é essencialmente um invólucro com dimensões similares às da estrutura 11 e inclui um espaço 22a recebendo eletrólito, conforme mostrado nas Figuras 3-6. O espaço 22a recebendo eletrólito é um orifício através do espaço 22a, posicionado substancialmente no centro do espaçador 22, e mantém um eletrólito 20. Quando vedado entre duas placas bipolares 10 adjacentes, o espaçador 22 previne que o eletrólito 20 vaze e permite que o eletrólito 20 proveja condutividade entre placas bipolares 10.

[0046] Conforme mostrado nas Figuras 5 e 6, pelo menos um canal 22b recebendo eletrólito é provido no espaçador 22, o qual é posicionado sobre uma superfície externa do espaçador 22 e direcionado no sentido do espaço 22a recebendo eletrólito. Um usuário pode prover eletrólito 20 através do canal 22b recebendo eletrólito e no sentido do espaço 22a recebendo eletrólito, após o espaçador 22 ter sido montado e vedado com placas bipolares 10 adjacentes. No geral, o canal 22b recebendo eletrólito é uma abertura no espaçador 22, a qual se estende através do espaçador 22 e no sentido do espaço 22a recebendo eletrólito. Contudo, outros mecanismos ou estruturas conhecidas no estado da técnica podem ser usados para permitir ingresso do eletrólito 20 dentro do espaço 22a recebendo eletrólito. O canal 22b recebendo eletrólito pode ser plugado ou obstruído em alguma capacidade quando não utilizado, ou pode ser usado para ventilar gases a partir do espaço 22a recebendo eletrólito.

[0047] O eletrólito 20 pode ser uma variedade de substâncias, incluindo ácido. Contudo, a substância deve ser uma substância que inclui íons livres que tornam a substância eletricamente condutiva. O eletrólito 20 pode ser uma solução, um material fundido e/ou um sólido, o qual ajuda a criar um circuito de bateria através dos íons do eletrólito. Na bateria bipolar 100 de acordo com a invenção, os materiais ativos 16, 118 provêm uma reação que converte energia química em energia elétrica, e o eletrólito 20 permite que a energia elétrica flua da placa bipolar 10 para outra placa bipolar 10, assim como para os eletrodos 36 da bateria 100.

[0048] Na modalidade mostrada, o eletrólito 20 é um ácido mantido em uma manta de vidro absorvido (AGM) 21, conforme mostrado nas Figuras 4 e 5. O eletrólito 20 é mantido na manta de vidro 21 por meio de ação capilar. Fibras de vidro muito finas são tecidas dentro da manta de vidro 21, a fim de aumentar a área de superfície, o bastante a ponto de manter suficientes os eletrólitos 20 sobre as células ao longo do seu tempo de vida útil. As fibras que incluem a fina manta de fibra de vidro 21 não absorvem nem são afetadas pelo eletrólito acídico 20 no qual residem. A dimensão da manta de vidro pode ser variada quanto ao tamanho. No entanto, na modalidade mostrada, a manta de vidro 21 se ajusta dentro do espaço 22a recebendo eletrólito, porém possui uma espessura maior que a do espaçador 22. Adicionalmente, o espaço 22a recebendo eletrólito, na modalidade mostrada, inclui, adicionalmente, espaço para uma porção do eletrólito 20 e, mais especialmente, para a manta de vidro 21. Como resultado, o desenho da bateria bipolar 100 de acordo com a invenção permite que o espaçador 22 mantenha a manta de vidro 21 em empilhamento uniforme com placas bipolares 10 adjacentes, em que os materiais ativos 16, 18 se assentam sobre a manta de vidro 21 contendo o eletrólito 20.

[0049] Também é possível que a manta de vidro 21 seja removida e o eletrólito 20, tal como um eletrólito em gel, seja livre para fluir entre materiais ativos 16, 18 adjacentes, entre placas bipolares 10 empilhadas adjacentes sobre ambos os lados do espaçador 22.

[0050] Também é possível, noutras modalidades, que o espaçador 22 seja uma extensão da estrutura 11. No geral, a estrutura 11 inclui uma passagem 11b que recebe material mais funda, a fim de admitir as lâminas de chumbo 14 e materiais ativos 16, 18, assim como eletrólito 20. Além disso, a estrutura 11 pode ser dimensionada de tal forma que as passagens 11b recebendo material das placas bipolares 10 empilháveis também podem manter uma manta de fibra de vidro 21 entre si, admitindo um invólucro de lâminas de chumbo 14, materiais ativos 16, 18, manta de vidro 21 e eletrólito 20 dentro das placas bipolares 10 vedadas e empilhadas. A estrutura 11 pode incluir o canal 22b recebendo eletrólito, o qual se estende através da estrutura e para dentro da passagem 11b recebendo material 11b. Nessa modalidade, as placas bipolares 10 podem ser empilhadas uma sobre a outra e vedadas.

[0051] Agora, com referência às Figuras 4-6, as seções terminais 30 da bateria bipolar 100 serão discutidas, as quais cobrem as extremidades da bateria bipolar 100. As seções terminais 30 se empilham em lados opostos de placas bipolares 10 empilhadas, o número de placas bipolares 10 empilhadas próximas entre si depende do potencial elétrico requerido por uma forma ou um desenho de bateria específico.

[0052] Cada seção terminal 30 inclui uma camada adicional de material ativo 32, uma placa terminal 34, um eletrodo 36 e uma placa de extremidade 38. As placas de extremidade 38 são posicionadas em extremidades opostas das placas bipolares 10 empilhadas, com o material ativo 32, a placa terminal 34 e eletrodo 36 posicionados dentro da placa de extremidade 38.

[0053] O material ativo 32 é provido para aumentar o fluxo elétrico através da bateria bipolar 100, a partir de uma seção terminal 30 para outra seção terminal 30. O material ativo 32 é feito de material que interagem com um material ativo adjacente 16, 18 a partir de uma placa bipolar 10 adjacente. Uma vez que um espaçador 22 e eletrólito 20, conforme descrito acima, são posicionados sobre cada lado empilhável das placas bipolares 10, um espaçador 22 é posicionado entre a seção terminal 30 e uma placa bipolar 10 externa. Como resultado, íons podem fluir livremente através do eletrólito 20 e sobre o material ativo 32 da seção terminal 30.

[0054] Conforme mostrado nas Figuras 5-6, a placa terminal 34 é provida e admitida dentro da seção terminal 30. A placa terminal 34 é condutiva e geralmente é um metal. A placa terminal 34 se prende a um eletrodo 36, o qual é ou um ânodo ou um cátodo da bateria bipolar 100. O ânodo é definido como o eletrodo 36 no qual elétrons abandonam a célula, com o que ocorre oxidação, e o cátodo como o eletrodo 36, no qual elétrons entram na célula, com o que ocorre redução. Cada eletrodo 36 pode se tornar ou o ânodo ou o cátodo, dependendo da direção de corrente através da célula. É possível que tanto a placa terminal 34 e o eletrodo 36 sejam formados como uma peça só.

[0055] Conforme mostrado nas Figuras 4-6, a placa de extremidade 38 é não condutiva e provê suporte estrutural para as extremidades da bateria bipolar 100 de acordo com a invenção. A placa de extremidade 38 inclui uma passagem 38a recebendo terminal, a qual é um recesso no qual a placa terminal 34, o eletrodo 36 e o material ativo 32 são posicionados. Adicionalmente, semelhantemente à passagem 11b recebendo material, a passagem 38a recebendo terminal provê espaço suficiente para que uma quantidade de eletrólitos 20 seja admitida com a seção terminal 30, especificamente dentro da passagem 11b recebendo material juntamente com o material ativo 32, a placa terminal 34 e eletrodo 36. Na modalidade mostrada nas Figuras 5 e 6, a passagem 38a recebendo terminal provê espaço suficiente para receber e admitir uma porção da manta de vidro 21.

[0056] Com referência às Figuras 3 a 8, a montagem da bateria bipolar 100 de acordo com a invenção será adicionalmente discutida.

[0057] A placa bipolar 10 é fabricada e montada com o substrato 12, 112 preso à estrutura 11. O substrato 12, 122 inclui perfurações 13 e/ou partículas condutoras ou fibras 112b, e geralmente é moldada com a estrutura 11, ou como um componente individual, ou como componente separado. Uma vez que o substrato 12, 122 é posicionado dentro da estrutura 11, as lâminas de chumbo 14 são posicionadas com as passagens 11b recebendo material da estrutura em ambas as superfícies expostas do substrato 11, 112. As lâminas de chumbo 14 são conectadas mecanicamente entre si através de perfurações 13 e eletricamente através de partículas condutoras ou fibras 112b, providas no substrato 12, 112. Um primeiro material ativo 16 é então posicionado nas passagens 11b recebendo material sobre um lado do substrato 12, enquanto o segundo material ativo 18 é posicionado sobre outro lado do substrato dentro das passagens 11b recebendo material. Como um resultado, a estrutura 11 admite o substrato 12, as lâminas de chumbo 14 e materiais ativos 16, 18 dentro das bordas de superfície da placa bipolar 10.

[0058] As placas bipolares 10 são empilhadas então próximas entre si com espaçadores 22 providos entre cada placa bipolar. Eletrólito 20 é provido na passagem 22a recebendo eletrólito, a qual é dimensionada similarmente à passagem 11b recebendo material da estrutura 11. Uma manta de fibra de vidro 21 pode ser provida no espaço 22a e um eletrólito 20 é provido dentro da manta de fibra de vidro 21 através do canal 22b recebendo eletrólito. Os espaçadores 22 e as placas bipolares 10 eventualmente se empilham próximas entre si e são subsequentemente vedadas. Uma vez que os espaçadores 22 e placas bipolares 10 empilhadas incluem superfícies externas não condutoras, os espaçadores 22 e as estruturas 11 das placas bipolares 10 criam uma proteção externa para a bateria bipolar 100. As estruturas 11 das placas bipolares 10 e espaçadores 22 podem ser presas entre si por meio de um método conhecido no estado da técnica, de tal modo que as superfícies de toque dos espaçadores 22 e da estrutura 11 são presas entre si e vedadas. Por exemplo, um adesivo pode ser usado para conectar e vedar conjuntamente as superfícies. Adicionalmente, uma vez que as seções terminais 30 são montadas, elas podem ser posicionadas sobre placas bipolares 10 empilhadas e espaçadores 22 e então vedadas da mesma maneira.

[0059] Também é possível que as placas de extremidade 38, o espaçador 22 e a estrutura 11 incluam mecanismos de retenção (não mostrados), tais como técnicas de junção ou fixadores, a fim de conectar conjuntamente as peças da bateria bipolar 100. Então, um selante pode ser aplicado para prover uma vedação em torno da bateria bipolar 100 e, mais especificamente, um vedante em torno das placas de extremidade 38 a conectar, dos espaçadores 22 e da estrutura 11.

[0060] Também é possível que as placas bipolares 10 sejam empilhadas e presas entre si sem um espaçador 22. No entanto, a passagem 11b recebendo material 11b deve ser larga o bastante para manter e admitir as lâminas de chumbo 14, materiais ativos 16, 18 e um eletrólito 20, incluindo uma manta de fibra de vidro 21, quando as placas bipolares 10 empilhadas são vedadas conjuntamente. Além disso, a estrutura 11 deve incluir pelo menos um canal 22b recebendo eletrólito, posicionado numa extensão da estrutura 11, de maneira que o eletrólito 20 possa ser provido dentro da passagem 11b recebendo material da estrutura 11 ou permita ventilação do eletrólito 20.

[0061] O número de placas bipolares 10 usadas na bateria bipolar 100 é um tema de escolha relativa ao projeto, dependendo do tamanho da bateria 100 e do potencial elétrico necessário. Na modalidade mostrada, existem pelo menos três placas bipolares 100 empilhadas próximas entre si. Em extremidades opostas das placas bipolares 10 empilhadas e eletrólito 20 são seções terminais 30, as quais incluem uma camada de material ativo 32, uma placa terminal 34 e eletrólito 36, assim como uma placa de extremidade 38. Na modalidade mostrada, as superfícies externas do espaçador 22 e do espaçador 11 são substancialmente fluidas entre si, quando empilhadas e vedadas. Este desenho provê uma superfície de suporte externo uniforme. No entanto, é possível que possam existir irregularidades na superfície. Por exemplo, o espaçador 22 pode ser mais largo que a estrutura 11; contudo, o espaço 22a recebendo eletrólito não pode ser mais largo que a estrutura 11. Adicionalmente, a passagem 11b recebendo material não pode ser mais larga que o espaçador 22. Em qualquer caso, pode ser difícil vedar o espaçador 22 e as placas bipolares 10, e o eletrólito 20 pode vazar a parti da bateria bipolar 100 após montagem, e o eletrólito 20 é posicionado entre placas bipolares 10 adjacentes.

[0062] Além disso, quando a placa de extremidade 38 é empilhada próxima a um espaçador adjacente 22 e/ou estrutura 11 de uma placa bipolar 10 adjacente, as superfícies externas da placa de extremidade 38, do espaçador 22 e da estrutura devem ser substancialmente niveladas. No entanto, é possível que irregularidades possam existir na superfície. Por exemplo, a placa de extremidade 38 pode ser um pouco mais larga que o espaçador 22, o qual pode ser mais largo que a estrutura 11. No entanto, passagem 38a recebendo terminal não deve ser mais larga que o canal de admissão 22b ou que a estrutura 11. Adicionalmente, a passagem 38a recebendo terminal não deve ser mais larga que a passagem 11b recebendo material ou que a estrutura, ou a placa de extremidade 38 não deve ser menor que o espaçador 22. Em ambos os casos, o eletrólito 20 pode vazar a partir da bateria bipolar 100 após montagem, e o eletrólito 20 é provido entre placas bipolares 10 empilhadas. No geral, a estrutura 11 suporta a placa bipolar 10, admitindo o substrato 12, lâminas de chumbo 14 e materiais ativos 16, 18, assim como eletrólito. Quando empilhadas, as placas bipolares 10, com espaçadores adjacentes 20 e seções terminais 30 empilhadas, provêm uma superfície de suporte externo para a bateria bipolar 100. Essa construção provê uma bateria bipolar 100 com um desenho simplificado, com menos etapas de fabricação e menos partes do que necessárias no estado da técnica. Uma vez que a estrutura 10, espaçador 33 e placa de extremidade 38 são plásticos isolantes e moldáveis, a bateria bipolar 100 pode ser customizada para acomodar necessidades de tamanho e forma, dependentes de potencial elétrico e uso.

[0063] Noutra modalidade, conforme mostrado na Figura 5, um invólucro protetor 200 é adicionalmente provido, admitindo a bateria bipolar 100 de acordo com a invenção. O invólucro 200 inclui corpo 202, uma cobertura 204 e um espaço de admissão de eletrodo 206, a fim de que o eletrodo 36 se estenda para fora do invólucro 200. Diferentemente de uma estrutura externa da bateria bipolar 100, o invólucro 20 pode ser usado para alojar a bateria bipolar 100 e prover maior proteção.

[0064] O que foi mencionado acima ilustra algumas das possibilidades de se pôr em prática a invenção. Várias outras modalidades são possíveis dentro do escopo e do espírito da invenção. Portanto, pretende-se que a descrição acima seja considerada como ilustrativa e não limitante e que o escopo da invenção seja dado por meio das reivindicações anexas, juntamente com sua ampla gama de equivalentes.

Claims

1. Placa de bateria bipolar (10) para uma bateria bipolar (100) compreendendo: uma estrutura (11); um substrato (12) posicionado dentro da estrutura (11) e com uma pluralidade de perfurações (13); uma primeira camada de chumbo (14) posicionada em um lado do substrato (12); uma segunda camada de chumbo (14) posicionada em outro lado do substrato (12), a primeira e segunda camada de chumbo (14) conectadas eletricamente entre si por meio da pluralidade de perfurações (13); um material ativo positivo (MAP) (16) posicionado sobre uma superfície da primeira camada de chumbo (14); e um material ativo negativo (MAN) (18) posicionado sobre uma superfície da segunda camada de chumbo (14), caracterizada pelo fato de que: o substrato (12) é formado por um plástico isolante não condutivo (112a) tendo partículas condutivas (112b) que são dispersas homogeneamente por todo o plástico isolante (112a).

2. Placa de bateria bipolar (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a estrutura (11) é um polímero isolante moldável.

3. Placa de bateria bipolar (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a estrutura (11) é uma parede externa da bateria bipolar (100), a qual provê suporte estrutura para a bateria bipolar (100).

4. Placa de bateria bipolar (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a estrutura (11) inclui passagens (11a) que recebem substrato.

5. Placa de bateria bipolar (10) de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que a estrutura (11) inclui passagens (11b) que recebem material.

6. Placa de bateria bipolar (10) de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que as passagens (11a) que recebem substrato prendem o substrato (12) dentro da estrutura (11).

7. Placa de bateria bipolar (10) de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que as passagens (11b) que recebem material são áreas entre superfícies externas da estrutura (11) e uma superfície do substrato (12).

8. Placa de bateria bipolar (10) de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o substrato (12) é uma peça separada do material isolante e não da estrutura (11), e o substrato (12) é recebido e preso dentro da passagem (11a) que recebe substrato da estrutura (11).

9. Placa de bateria bipolar (10) de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que as passagens (11b) que recebem material são uma área entre superfícies externas da estrutura (11) e uma superfície do substrato (12).

10. Placa de bateria bipolar (10) de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que as passagens (11b) que recebem material recebem a primeira e a segunda camada de chumbo (14), o material ativo positivo (16) e o material ativo negativo (18) dentro da estrutura (11).

11. Placa de bateria bipolar (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o substrato (12) é preparado a partir do mesmo material que o da estrutura (11) em uma construção de peça única.

12. Placa de bateria bipolar (10) de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que o substrato (12) inclui superfícies condutivas onde as superfícies do substrato (12) são tornadas ásperas por um produto químico ou por abrasão e as partículas de condutor (112b) são expostas fora do plástico isolante (112a).

13. Placa de bateria bipolar (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as perfurações (13) são posicionadas ao longo do e se estendem através do substrato (12).

14. Placa de bateria bipolar (10) de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que as camadas de chumbo (14) são lâminas de chumbo, as quais são condutivas através das perfurações (13).

15. Placa de bateria bipolar (10) de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que as lâminas de chumbo (14) são conectadas mecânica e eletricamente entre si por meio das perfurações (13).

16. Placa de bateria bipolar (10) de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que as lâminas de chumbo (14) são soldadas conjuntamente por meio de soldagem por resistência.

17. Placa de bateria bipolar (10) de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que as perfurações (13) são largas o bastante, de maneira que a primeira camada de chumbo (14) pode ser posicionada nas e através das perfurações (13) e conectada à segunda camada de chumbo (14).

18. Placa de bateria bipolar (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a primeira e segunda camada (14) são uma pasta de chumbo, a qual é posicionada ao longo de superfícies frontais e traseiras do substrato (12).

19. Placa de bateria bipolar (10) de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de que a primeira camada de chumbo (14) é espalhada ao longo da superfície frontal do substrato (12) e dentro de pelo menos uma das perfurações (13), de maneira que a primeira camada de chumbo (14) se conecta à segunda camada de chumbo (14) em um lado oposto.

20. Placa de bateria bipolar (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os materiais ativos positivo e negativo (16, 18) são posicionados sobre a primeira e segunda camada de chumbo (14), respectivamente, dentro de uma passagem (11b) que recebe material da estrutura (11).

21. Placa de bateria bipolar (10) de acordo com a reivindicação 20, caracterizada pelo fato de que o primeiro material ativo (16) é uma pasta aplicada sobre a primeira camada de chumbo (14) e o segundo material ativo (18) é uma pasta espalhada sobre a segunda camada de chumbo (14).

22. Bateria bipolar (100), caracterizada pelo fato de que compreende: uma pluralidade de placas de bateria bipolar (10) definida na reivindicação 1 posicionadas próximas entre si; um par de seções terminais (30) posicionado sobre extremidades opostas da pluralidade empilhada de placas bipolares (10); e um eletrólito (20) posicionado entre cada uma das pluralidades de placas bipolares (10) e o par de seções terminais (30).

23. Bateria bipolar (100) de acordo com a reivindicação 22, caracterizada pelo fato de que uma pluralidade de espaçadores (22) é posicionada e empilhada entre e nas extremidades da pluralidade de placas (10), cada espaçador (22) cobrindo o eletrólito (20).

24. Bateria bipolar (100) de acordo com a reivindicação 23, caracterizada pelo fato de que cada espaçador (22) é um invólucro para o eletrólito (20) tendo uma dimensão externa equivalente à da estrutura (11) e inclui um espaço (22a) de admissão de eletrólito.

25. Bateria bipolar (100) de acordo com a reivindicação 24, caracterizada pelo fato de que cada espaçador (22) inclui um canal (22b) de admissão de eletrólito, o qual se estende através do espaçador (22) e para dentro do espaço (22a) de admissão de eletrólito.

26. Bateria bipolar (100) de acordo com a reivindicação 25, caracterizada pelo fato de que as superfícies externas de cada espaçador (22) e da estrutura (11) são niveladas quando empilhadas próximas entre si.

27. Bateria bipolar (100) de acordo com a reivindicação 26, caracterizada pelo fato de que o eletrólito (20) é mantido em uma esteira de vidro absorvido (EVA) (21), a qual se ajusta dentro do espaço (22a) de admissão de eletrólito e de uma porção da estrutura (11) contra o primeiro ou segundo material ativo (16, 18).

28. Bateria bipolar (100) de acordo com a reivindicação 22, caracterizada pelo fato de que cada seção terminal (30) inclui um eletrodo (36) e uma placa de extremidade (38).

29. Bateria bipolar (100) de acordo com a reivindicação 22, caracterizada pelo fato de que cada seção terminal (30) inclui, adicionalmente, uma placa terminal (34).

30. Bateria bipolar (100) de acordo com a reivindicação 29, caracterizada pelo fato de que a placa terminal (34) é condutiva e se acopla a um eletrodo (36).

31. Bateria bipolar (100) de acordo com a reivindicação 30, caracterizada pelo fato de que a placa terminal (34) e o eletrodo (36) são formados como peça única.

32. Bateria bipolar (100) de acordo com a reivindicação 28, caracterizada pelo fato de que a placa de extremidade (38) é não condutiva e inclui uma passagem (38a) que recebe terminal.

33. Bateria bipolar (100) de acordo com a reivindicação 32, caracterizada pelo fato de que a passagem (38a) que recebe terminal é um recesso na placa de extremidade (38) na qual a placa terminal (34) é coberta.

34. Bateria bipolar (100) de acordo com a reivindicação 33, caracterizada pelo fato de que uma esteira de vidro que prende eletrólito (21) é coberta, adicionalmente, dentro da passagem (38a) que recebe terminal.

35. Bateria bipolar (100) de acordo com a reivindicação 34, caracterizada pelo fato de que superfícies externas da pluralidade de estruturas (11), a pluralidade de espaçadores (22) e a placa de extremidade (38) são niveladas quando posicionadas e empilhadas próximas entre si.

36. Bateria bipolar (100) de acordo com a reivindicação 28, caracterizada pelo fato de que compreende, adicionalmente, um invólucro protetivo (200) que envolve a bateria bipolar (100).

37. Bateria bipolar (100) de acordo com a reivindicação 36, caracterizada pelo fato de que o invólucro (200) inclui um corpo (202), uma cobertura (204) e um espaço (206) que recebe eletrodo, a fim de que o eletrodo (36) se estenda através do invólucro (200).