BRPI0516071B1 - conector de eletrodo contendo placa e módulo de bateria contendo o mesmo - Google Patents

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Abstract

"conector de eletrodo contendo placa e módulo de bateria empregado com o mesmo". um conector de eletrodo inclui um fio condutor e placas montadas no fio de tal modo que as placas podem ser conectadas eletricamente aos eletrodos das células. as placas são conectadas eletricamente ao fio. um módulo de bateria é fabricado com o conector de eletrodo. o conector de eletrodo é conectado eletricamente aos eletrodos das células por intermédio das placas. conseqüentemente, o acoplamento do conector de eletrodo aos eletrodos das células é realizado mediante soldagem enquanto dano causado às células é minimizado. além disso, a conexão elétrica entre as placas é realizada por intermédio do fio flexível. conseqüentemente, a operação de montagem para a conexão de eletrodos é muito facilmente realizada, e o conector de eletrodos pode ser fabricado de forma não-dispendiosa.

Description

(54) Título: CONECTOR DE ELETRODO CONTENDO PLACA E MÓDULO DE BATERIA CONTENDO O MESMO (51) Int.CI.: H01M 2/20 (30) Prioridade Unionista: 26/11/2004 KR 10-2004-0097749 (73) Titular(es): LG CHEM, LTD.
(72) Inventor(es): SEUNGHYUN BANG; JAESIK CHUNG; YONG_HO CHO “CONECTOR DE ELETRODO CONTENDO PLACA E MÓDULO DE
BATERIA CONTENDO O MESMO
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção se refere a um conector de eletrodo para conectar eletrodos de células entre si e, mais especificamente, a um conector de eletrodo tendo placas, as quais podem ser soldadas aos eletrodos, montadas em um fio, desse modo realizando fácil e conveniente conexão elétrica entre os eletrodos enquanto minimizando dano causado às células e possibilitando fabricação não-dispendiosa do conector de eletrodo. Além disso, a presente invenção se refere a um módulo de bateria fabricado com tal conector de eletrodo.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
À medida que os dispositivos móveis se desenvolvem cada vez mais, e a demanda de tais dispositivos móveis tem aumentado, a demanda por baterias secundárias como uma fonte de energia para os dispositivos móveis também tem aumentado acentuadamente. Uma das baterias secundárias é uma bateria secundária de lítio que tem elevada densidade de energia e voltagem de descarga, sobre a qual muita pesquisa foi realizada e que, atualmente, é comercialmente e amplamente utilizada.
Com base em tipos de dispositivos externos nos quais a bateria secundária é usada, a bateria secundária pode ser usada na forma de uma única célula unitária ou na forma de um pacote de bateria incluindo uma pluralidade de células unitárias conectadas eletricamente entre si. Por exemplo, dispositivos de pequeno tamanho, tais como telefode 25/05/2018, pág. 11/23 nes móveis, podem ser operados por um período de tempo predeterminado a partir da potência e da capacidade de uma única célula unitária. Por outro lado, dispositivos de grande tamanho, tais como computadores laptop ou veículos elétricos, requerem o uso de um pacote de bateria de tamanho médio ou grande porque uma elevada potência e uma grande capacidade são necessárias.
O pacote de bateria é uma estrutura de bateria incluindo uma pluralidade de células unitárias eletricamente conectadas entre si, em série e/ou em paralelo. Um fio, uma placa, e uma placa flexível de circuitos impressos (FPCB “Flexible Printed Circuit Board) são usados no pacote de bateria de modo a realizar a conexão elétrica entre os eletrodos das células unitárias.
O fio é um elemento condutor linear. Geralmente, uma resina isolante é revestida na superfície externa do fio e, portanto, o fio tem vantagens em que o elemento condutor linear é facilmente deformado, e os custos do elemento condutor linear não são elevados. Contudo, o fio tem problemas em que é difícil realizar a conexão elétrica entre os eletrodos das células mediante um processo de soldagem, tal como soldagem por pontos, soldagem ultra-sônica, ou soldagem a laser, e uma grande quantidade de calor é transferida para as células durante o processo de soldagem, o que causa dano às células.
A placa, a qual é um elemento condutor no formato de chapa, tem uma vantagem em que a conexão elétrica entre os eletrodos das células pode ser facilmente realizada pelo de 25/05/2018, pág. 12/23 processo de soldagem mencionado acima. Contudo, a placa tem um problema em que é difícil realizar a conexão elétrica entre os eletrodos das células mesmo que apenas com um ligeiro grau de erro.
A FPCB, que tem sido amplamente usada recentemente, tem vantagens em que a conexão elétrica entre os eletrodos das células pode ser facilmente realizada como a placa, e é adequada para a conexão elétrica em uma estrutura complicada. Contudo, a FPCB tem problemas pelo fato de ser muito dispendiosa, a capacidade de modelagem é reduzida, e a operação de montagem é difícil.
Processos para constituir um módulo de bateria através da conexão elétrica entre os eletrodos de uma pluralidade de células utilizando uma FPCB são mostrados parcialmente nas Figuras 1 e 2. A Figura 1 ilustra um processo de montagem normal do módulo de bateria no qual a conexão entre os eletrodos é normalmente realizada, e a Figura 2 ilustra um processo de montagem anormal do módulo de bateria no qual a conexão entre os eletrodos é realizada de modo anormal.
Com referência às Figuras 1 e 2, uma FPCB 10 inclui uma placa flexível 12, na qual é formado um circuito 14. Ao circuito 14 são conectados eletrodos 22 das células 20. Quando o circuito de conexão 14 da FPCB 10 é adequadamente disposto nos eletrodos 22, das células 20 que são dispostas regularmente; como mostrado na Figura 1; conexão elétrica normal entre os eletrodos é realizada. Quando ocorre um erro no primeiro processo de conexão como mostrado na Figura 2, por outro lado, é difícil realizar conexões elétride 25/05/2018, pág. 13/23 cas subseqüentes entre os eletrodos. Conseqüentemente, a operação de montagem é realizada de forma inexata.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Conseqüentemente, é um objetivo da presente invenção obviar substancialmente os problemas mencionados acima das técnicas convencionais assim como os problemas técnicos provenientes do passado.
Os inventores realizaram diversos experimentos e pesquisa, e finalmente desenvolveram um conector de eletrodo que tem as vantagens tanto do fio como da placa. Especificamente, o conector de eletrodo inclui um fio flexível e placas, que podem ser facilmente soldadas aos eletrodos das células, montadas no fio. Conseqüentemente, o conector de eletrodo pode ser fabricado de forma não-dispendiosa, a operação de montagem é facilmente realizada devido às características do fio deformável, e a conexão elétrica entre os eletrodos das células é realizada pelas placas, as quais podem ser facilmente soldadas aos eletrodos.
De acordo com um aspecto da presente invenção, os objetivos mencionados acima e outros podem ser realizados por intermédio da provisão de um conector de eletrodo compreendendo: um fio condutor; e placas montadas no fio de tal modo que as placas podem ser conectadas eletricamente aos eletrodos das células, em que as placas são conectadas eletricamente ao fio.
O fio condutor é um elemento condutor linear. Preferivelmente, o fio condutor é coberto com uma resina isolante de tal modo que um curto-circuito em um dispositivo de 25/05/2018, pág. 14/23 periférico é evitado. O material para o fio não é particularmente limitado desde que o material seja condutor. Por exemplo, materiais condutores geralmente usados em aplicações de engenharia elétrica, tal como cobre, ferro, e chumbo, podem ser usados para o fio. Preferivelmente, o fio é feito de cobre, o qual tem excelente flexibilidade e condutividade elétrica.
As placas são elementos condutores no formato de placa, que são partes do conector de eletrodo e as quais são conectadas eletricamente aos eletrodos das células. O material para as placas não é particularmente limitado desde que a conexão elétrica entre as placas e os eletrodos das células seja realizada. Por exemplo, níquel, alumínio, cobre, ferro, e ligas dos mesmos podem ser usados para as placas. Preferivelmente, as placas são feitas de níquel ou liga de níquel, que é excelente em termos de custo e condutividade elétrica.
A conexão elétrica entre as placas e os eletrodos das células pode ser realizada de diversas maneiras. Por exemplo, as placas e os eletrodos das células podem ser conectados eletricamente entre si mediante soldagem, acoplamento mecânico ou adesão. Preferivelmente, a conexão elétrica entre as placas e os eletrodos das células é realizada mediante soldagem por pontos, soldagem ultra-sônica, soldagem a laser, ou caldeamento.
A presente invenção é caracterizada em que a conexão elétrica entre o conector de eletrodo e os eletrodos das células é realizada pelas placas, e a interconexão das plade 25/05/2018, pág. 15/23 cas é realizada pelo fio. Conseqüentemente, o acoplamento entre os eletrodos e a placa é fácil e a conexão elétrica das placas é realizada utilizando o fio flexível independente da distância entre os eletrodos.
O conector de eletrodo de acordo com a presente invenção pode ser construído mediante fabricação separadamente do fio e das placas e, então, se acoplando o fio e as placas entre si. Alternativamente, o fio e as placas são formados integralmente em um corpo único para construir o conector de eletrodo. Em uma modalidade preferida, o conector de eletrodo é construído mediante fixação de uma pluralidade de placas em um único fio. De acordo com as circunstâncias, diversos elementos unitários, cada um dos quais é fabricado mediante acoplamento de uma única placa a um único fio, são conectados entre si para construir o conector de eletrodo de acordo com a presente invenção.
De acordo com outro aspecto da presente invenção, é provido um módulo de bateria fabricado com o conector de eletrodo como descrito acima.
O módulo de bateria inclui duas ou mais células, as quais são conectadas eletricamente e mecanicamente entre si para prover corrente de elevado rendimento, grande capacidade, que não pode ser obtida por uma única célula. No módulo de bateria é usado um conector para conectar as células unitárias entre si, em série e/ou em paralelo. O conector de eletrodo serve para conectar eletricamente diversas células (células unitárias) e, portanto, o conector de eletrodo é útil para conectar os eletrodos das células unitárias entre de 25/05/2018, pág. 16/23 si e para conectar os eletrodos das células unitárias a um dispositivo externo, predeterminado, ao se fabricar um módulo de bateria de tamanho médio ou grande.
A estrutura do módulo de bateria fabricado com duas ou mais células unitárias para prover elevado rendimento e grande capacidade pode ser variada. A estrutura do módulo de bateria é conhecida daqueles versados na técnica a qual a presente invenção pertence e, portanto, sua descrição detalhada não será fornecida. Deve ser observado, contudo, que a estrutura do módulo de bateria usando o conector de eletrodo de acordo com a presente invenção está compreendida no escopo da presente invenção.
Preferivelmente, o módulo de bateria de acordo com a presente invenção é usado em um pacote de bateria, o qual é uma fonte de energia para dispositivos de pequeno tamanho, tais como computadores laptop, e dispositivos de grande tamanho, tais como veículos elétricos ou veículos elétricos híbridos.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS
Os objetivos e características mencionados acima e outros, e outras vantagens da presente invenção, serão mais claramente entendidos a partir da descrição detalhada a seguir considerada em conjunto com os desenhos anexos, nos quais:
As Figuras, 1 e 2, são vistas típicas ilustrando respectivamente processos de montagem normais e anormais quando os eletrodos das células são conectados entre si utilizando uma placa flexível de circuitos impressor (FPCB) de de 25/05/2018, pág. 17/23 acordo com uma técnica convencional;
A Figura 3 é uma vista parcial típica ilustrando um conector de eletrodo de acordo com uma modalidade da presente invenção;
A Figura 4 é uma vista típica ilustrando uma placa exemplar usada no conector de eletrodo de acordo com a presente invenção; e
A Figura 5 é uma vista secional tomada ao longo da linha A-A da Figura 3.
Descrição dos Numerais de Referência Principais dos Desenhos
100: conector de eletrodo
200: fio
300: placa
DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS
Agora, uma modalidade preferida da presente invenção será descrita em detalhe com referência aos desenhos anexos. Deve ser observado, contudo, que o escopo da presente invenção não é limitado pela modalidade ilustrada.
A Figura 3 é uma vista típica parcial ilustrando um conector de eletrodo 100 de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção.
Com referência à Figura 3, o conector de eletrodo 100 inclui um fio 200 e uma pluralidade de placas 300 montadas no fio 200. O fio 200 inclui um elemento de núcleo condutor 210 e um revestimento isolante 220 para cobrir o elemento de núcleo condutor 210.
A estrutura da placa 300 é mostrada em mais detade 25/05/2018, pág. 18/23 lhe na Figura 4. Como mostrado na Figura 4, a placa 300 tem uma parte de fixação lateral 320 formada em uma extremidade lateral de um corpo no formato de chapa 310 e uma parte de fixação inferior 330 formada na extremidade inferior do corpo no formato de chapa 310. A placa 300 é montada seguramente no elemento de núcleo de fio 210 (catenária de traços duplos) por intermédio das partes de fixação 320 e 330, e, portanto, a conexão elétrica entre a placa e o fio é realizada. A parte de fixação lateral 320 pode ser formada na outra extremidade lateral do corpo no formato de chapa 310. Cada eletrodo das células (não mostradas) é eletricamente conectado ao corpo no formato de chapa 310, preferivelmente, mediante soldagem.
Com referência de volta à Figura 3, o elemento de núcleo condutor 210 é exposto na área do fio 200 onde a placa 300 é montada. Conseqüentemente, a placa 300 é conectada ao fio 200 pelas partes de fixação 320 e 330 da placa 300, e, portanto, a conexão elétrica entre a placa e o fio é realizada.
A Figura 5 é uma vista secional tomada ao longo da linha A-A da Figura 3. O revestimento isolante 220 (catenária de traços duplos) não está presente na área do fio onde a placa é conectada ao fio. Conseqüentemente, o elemento de núcleo condutor 210 é colocado em contato direto com a parte de fixação lateral 320 da placa 300 e, portanto, a conexão elétrica entre a placa e o fio é realizada.
Embora a modalidade preferida da presente invenção tenha sido revelada com finalidade de ilustração, aqueles de 25/05/2018, pág. 19/23 versados na técnica considerarão que diversas modificações, adições e substituições são possíveis, sem se afastar do escopo e espírito da invenção como revelados nas reivindicações anexas.
Por exemplo, a estrutura da placa e da conexão elétrica entre a placa e o fio pode ser modificada de diversas formas com base no exemplo ilustrativo da Figura 3.
APLICABILIDADE INDUSTRIAL
Como evidente a partir da descrição acima, o conector de eletrodo de acordo com a presente invenção é conectado eletricamente aos eletrodos das células por intermédio das placas. Conseqüentemente, o acoplamento do conector de eletrodo aos eletrodos das células é facilmente realizado mediante soldagem enquanto dano causado às células é minimizado. Além disso, a conexão elétrica entre as placas é realizada por intermédio do fio flexível. Conseqüentemente, a operação de montagem para a conexão de eletrodo é realizada muito facilmente, e o conector de eletrodo pode ser fabricado de forma não-dispendiosa.
Petição 870180044784, de 25/05/2018, pág. 20/23

Claims (1)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Conector de eletrodo (100),compreendendo:
    um fio condutor (200); e placas (300) montadas no fio (200) de tal modo que as placas (300) podem ser conectadas eletricamente aos eletrodos das células, CARACTERIZADO pelo fato de que:
    cada placa (300) tem uma parte de fixação lateral (320) formada em uma extremidade lateral de um corpo no formato de chapa (310) da placa (300) e uma parte de fixação inferior (330) formada na extremidade inferior do corpo no formato de chapa (310), e a parte de fixação lateral (320) e a parte de fixação inferior (330) são fixadas ao fio condutor (200), em que a conexão elétrica entre a placa (300) e o fio condutor (200) é realizada.
    2. Conector de eletrodo (100), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o fio (200) é coberto com uma resina isolante. 3. Conector de eletrodo (100), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o fio (200) é feito de cobre, e as placas (300) são feitas de níquel. 4 . Conector de eletrodo (100), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a conexão elétrica entre as placas (300) e o eletrodo das células é
    realizada mediante soldagem por pontos, soldagem ultrasônica, soldagem a laser, ou caldeamento.
    5. Conector de eletrodo (100), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o conector de eletrodo (100) é construído mediante fixação de uma plude 25/05/2018, pág. 21/23 ralidade de placas a um único fio.
    6. Módulo de bateria, CARACTERIZADO por ser fabri- cado com um conector de eletrodo (100) do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5. 5 7 . Módulo de bateria, de acordo com a reivindica-
    ção 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o conector de eletrodo é usado para conectar entre si os eletrodos de uma pluralidade de células (células unitárias) ou para conectar o eletrodo de uma das células unitárias com um dispositivo exter10 no, predeterminado.
    Petição 870180044784, de 25/05/2018, pág. 22/23 • · «« • ··· • · · * • · · · • · ♦ • * · · • · • · • * • «
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