ES2223800T3 - Bateria que comprende una pluralidad de pilas galvanicas conectadas en serie. - Google Patents

Abstract

Una batería que comprende una pluralidad de pilas galvánicas conectadas en serie, una cubierta metálica y al menos una capa de material eléctricamente aislante entre las pilas y la cubierta, caracterizada porque la cubierta metálica, sobre la cara interior, comprende una capa orgánica de revestimiento del tipo de película, que sirve como la capa de material eléctricamente aislante.

Description

Batería que comprende una pluralidad de pilas galvánicas conectadas en serie.

La invención se refiere a una batería que comprende una pluralidad de pilas galvánicas conectadas en serie, una cubierta metálica y al menos una capa de un material eléctricamente aislante entre las pilas y la cubierta. Las baterías de este tipo se conocen generalmente, por ejemplo, en forma de baterías de 9 voltios, en las que se acomodan seis pilas conectadas en serie. Las pilas de este tipo pueden apilarse dentro de la batería o pueden disponerse unas junto a otras como pilas verticales en forma de barra. En general, en estas baterías, las pilas apiladas son del tipo de zinc-carbono.

Estas baterías se suelen proporcionar en forma de un bloque de sección transversal rectangular. En un extremo, una lámina de material aislante lleva entonces dos terminales. En el caso de la batería apilada, los diferentes terminales de pilas sucesivas están en contacto metálico unos con otros, estando conectado el terminal superior de la pila superior al terminal positivo de la batería, y estando conectado el terminal inferior de la pila inferior, mediante una conexión eléctrica, al terminal negativo de la batería. La última conexión se envuelve a menudo en una estructura de cartón.

Las pilas apiladas pueden integrarse en una unidad de diversas maneras. Por ejemplo, pueden introducirse en una resina o pueden embutirse en un manguito plástico.

Ya que la circunferencia de cada una de las pilas apiladas está bajo un voltaje diferente, es importante que la circunferencia de estas pilas no entre en contacto eléctrico con la cubierta metálica. Por lo tanto, por esta razón las pilas apiladas están envueltas generalmente en una película plástica adicional, que puede consistir en una denominada película retráctil.

En caso de que la batería consista en pilas en forma de barra que estén dispuestas unas junto a otras, estas pilas están dispuestas generalmente con los terminales en direcciones diferentes. Como resultado, estas pilas pueden conectarse fácilmente en serie, estando conectadas la primera y la última pila a los terminales de la batería. En este caso también, las cubiertas de la pilas están a un voltaje diferente, con el resultado de que estas pilas tienen que estar aisladas eléctricamente unas de otras y también, en particular, de la cubierta metálica. Por esta razón, el ensamblaje de estas pilas está rodeado también por una película plástica fuerte, por ejemplo en forma de una película retráctil.

El Patent Abstracts of Japan, vol. 010, Nº 236 (E-428) del 15 de agosto de 1986, en el resumen del documento de patente JP 61 068868 A, muestra una sola batería en forma de lámina. No están presentes pila o pilas separadas. Las partes de la batería (electrodos, electrolito, etcétera) están encerradas en una cubierta de aluminio que está revestida sobre ambas caras con polietileno.

Se ha demostrado que la película retráctil en una batería que comprende una pluralidad de pilas galvánicas conectadas en serie es un elemento costoso de la construcción, ya que la incorporación de las propiedades retráctiles especiales requiere operaciones costosas adicionales de proceso. El ajuste de la película retráctil requiere también mucho trabajo. Además, esta película ocupa espacio adicional dentro de la batería, espacio que está en detrimento de las dimensiones de la pilas.

Conforme a la invención, la cubierta metálica, sobre la cara interior, comprende una capa orgánica de revestimiento del tipo de película que sirve como capa de material eléctricamente aislante. Como resultado, esta capa orgánica de revestimiento es capaz de remplazar a la película plástica retráctil, permitiendo de este modo que se ahorren los costes de esta película retráctil y su ajuste. Se entiende que la expresión capa de revestimiento del tipo de película significa películas poliméricas que están dispuestas sobre el metal mediante estratificación, pero también películas poliméricas que están formadas sobre la superficie metálica mediante extrusión. El uso de una capa de revestimiento del tipo de película tiene la ventaja que esta capa, junto con la cubierta metálica, es fácilmente deformable, por ejemplo por medio de embutición profunda o adelgazamiento de la pared. También, se ha encontrado conforme a la invención que una capa orgánica de revestimiento sobre la cubierta metálica que tiene el mismo efecto que una película retráctil puede ser considerablemente más delgada que esta última, ahorrando de este modo espacio adicional en la batería, espacio que puede usarse en beneficio de las dimensiones de las pilas. Debe observarse que la cubierta metálica no cumple ninguna función eléctrica en el proceso galvánico dentro de la batería.

Conforme a la invención, también puede proporcionarse la cubierta metálica con una capa orgánica de revestimiento sobre la cara exterior, capa de revestimiento que es imprimible o que puede incluso haberse impreso de antemano. En este caso, a diferencia de la cubierta metálica conocida, esto implica el uno de una placa metálica, por ejemplo una placa de acero, que ha sido revestida sobre las dos caras, teniendo la capa de revestimiento sobre la cara interior de la cubierta metálica la función de proporcionar aislamiento eléctrico con respecto a las pilas, y teniendo la cara exterior la función de ser imprimible y posiblemente también de proteger la propia placa metálica.

La invención se refiere también a la nueva batería, comprendiendo la cubierta metálica una envoltura con una juntura longitudinal, envoltura que está curvada hacia dentro en los bordes de la batería, encerrando completamente los bordes curvados formados los componentes de la batería, para formar una unidad cohesiva. En este caso, es particularmente ventajoso si la capa orgánica de revestimiento sobre la cara interior de la envoltura comprende un termoplástico que, en la posición de la juntura longitudinal, ha sido calentado temporalmente para que los bordes de la juntura se adhieran el uno al otro.

La capa orgánica de revestimiento puede aplicarse a la envoltura inmediatamente antes de que se ajuste durante la producción de la batería. Sin embargo, se ha encontrado que es preferible producir la envoltura a partir de una placa metálica que se haya proporcionado con una capa orgánica de revestimiento.

Una construcción alternativa de la batería conforme a la presente invención consiste además en que la cubierta metálica no comprende una envoltura con una juntura longitudinal, sino más bien comprende un envase conformado que está fabricado a partir de una placa metálica que ha sido revestida previamente con una capa orgánica de revestimiento. En el contexto de la presente invención, se entiende que el término conformado significa un envase que es producido mediante embutido profundo y/o adelgazamiento de la pared. Esta construcción ofrece la ventaja que el envase formado puede usarse como elemento conductor de corriente. Si la batería es también del tipo en que las pilas conectadas están apiladas, la parte inferior del envase puede estar conectada eléctricamente a la cara inferior de la pila inferior, y el borde superior del envase está conectado eléctricamente a uno de los terminales de la batería. Como norma, éste será entonces el terminal negativo. La conexión entre la cara superior del apilamiento de pilas y el terminal positivo se efectúa luego de la manera acostumbrada. Usando el manguito como elemento conductor de corriente, no es necesario proporcionar una conexión eléctrica separada a través de la batería entre la base de la pila inferior y el terminal negativo de la batería. Además, en este diseño de batería, una placa de base suelta separada se hace superflua. Ambas medidas conducen a la simplificación del procedimiento de ensamblaje de la batería, dando como resultado un ahorro neto en los costes.

La invención se explicará ahora con referencia a varias figuras.

La Fig. 1 describe mediante un diagrama una batería de 9 voltios de un tipo conocido.

La Fig. 2 muestra una mejora de esta batería conforme a la invención.

La Fig. 3 muestra otra realización de la mejora conforme a la invención.

La Fig. 1 describe mediante un diagrama una batería de 9 voltios del tipo de zinc-carbono. Seis pilas galvánicas apiladas que están conectadas en serie están indicadas mediante los números de referencia 1. Cada una de estas pilas tiene un voltaje de 1,5 voltios. Las seis pilas están introducidas juntas en una resina sintética para formar un bloque 2. El bloque 2 está rodeado por una película retráctil fuerte 4, que aísla eléctricamente las pilas 1 de una cubierta metálica 5. La cubierta metálica 5 consiste en una envoltura que está cerrada por medio de una juntura longitudinal (no mostrada). En los extremos superior e inferior de la batería, la cubierta metálica está curvada hacia dentro, con el resultado de que una placa de base 8 y una placa superior 13 están encerradas. Un terminal positivo 7 y un terminal negativo 6 están fijados en la placa superior 13. En este caso, el terminal positivo 7 está conectado al terminal positivo de la pila superior 1 por medio de un elemento marcadamente dentado 10 que perfora la capa plástica 2. De una manera correspondiente, uno o más elementos marcadamente dentados 9, que están en contacto eléctrico con el terminal negativo de la pila galvánica inferior 1, están situados sobre la placa de base 8. Estos elementos 9 están conectados al terminal negativo 6 por medio de una tira metálica 3 envuelta en cartón.

La película plástica retráctil es de un tipo que es conocido de por sí. Una película plástica retráctil de este tipo es relativamente costosa y ajustarla alrededor del bloque 2 requiere mucho trabajo. Además, esta película plástica retráctil ocupa espacio adicional dentro de la batería.

En la realización conforme a la invención, como se muestra en la Fig. 2, se evitan estos inconvenientes. La cubierta metálica 5, que en este caso es también una envoltura, es producida a partir de una placa metálica que, sobre la cara interior de la envoltura que ha de formarse, se proporciona con una capa orgánica de revestimiento 11 en forma de película. Esta capa asume la función de la película plástica retráctil, con el resultado de que esta película retráctil puede suprimirse. El espacio adicional dentro de la envoltura que como resultado se hace disponible, puede utilizarse fabricando las pilas 1 con un diseño ligeramente más grande, aumentando también de este modo la capacidad de la batería. Debe observarse que en la Fig. 2, muchos de los números de referencia se refieren a elementos que corresponden a los mostrados en la Fig. 1.

Será claro que la placa metálica con la capa de revestimiento 11 sobre la cara interior de la envoltura formada, puede también haber sido previamente proporcionada con una capa orgánica de revestimiento sobre la cara exterior de la envoltura. Una capa de revestimiento de este tipo no está mostrada en la Fig. 2. Una capa de este tipo se selecciona preferiblemente del tipo que sea imprimible. Si fuera apropiado, esta capa puede haber sido ya impresa antes de que se forme una envoltura a partir de ella.

La Fig. 3 muestra una realización de la nueva batería en la que la cubierta metálica comprende un envase de acero conformado que está fabricado a partir de una placa de acero que ha sido revestida previamente con una capa orgánica de revestimiento. En este caso, el envase 5 lleva una capa orgánica de revestimiento, que consiste en un material eléctricamente aislante, sobre la cara interior. Si se desea, también en este caso la cara exterior del envase 5 puede revestirse una vez más con una capa plástica impresa previamente o imprimible.

En esta realización, la parte inferior del envase 5 reemplaza a la placa de base 8. Los elementos dentados 9 están unidos directamente a la base del envase metálico, mientras el terminal negativo 6 está también en contacto eléctrico con la pared del envase 5 por medio de una junta soldada 12. Como resultado, la pared del envase se ha convertido en un elemento conductor de corriente entre el terminal negativo de la pila inferior 1 y el terminal negativo de toda la batería. Como resultado, la tira metálica 3 envuelta en cartón de las Fig. 1 y 2 se ha vuelto superflua.

Será claro que las nuevas construcciones conforme a la presente invención pueden aplicarse también a baterías en las que las pilas galvánicas conectadas en serie no están apiladas sino más bien comprenden pilas en forma de barra dispuestas unas junto a otras.

Claims (7)

1. Una batería que comprende una pluralidad de pilas galvánicas conectadas en serie, una cubierta metálica y al menos una capa de material eléctricamente aislante entre las pilas y la cubierta, caracterizada porque la cubierta metálica, sobre la cara interior, comprende una capa orgánica de revestimiento del tipo de película, que sirve como la capa de material eléctricamente aislante.

2. Una batería conforme a la reivindicación 1, caracterizada porque la cubierta metálica se proporciona también con una capa orgánica de revestimiento sobre la cara exterior, capa de revestimiento que es imprimible o está impresa.

3. Una batería conforme a la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la cubierta metálica consiste en una envoltura con una juntura longitudinal, envoltura que está curvada hacia dentro en los extremos de la batería, encerrando completamente los bordes curvados formados los componentes de la batería, para formar una unidad cohesiva.

4. Una batería conforme a la reivindicación 3, caracterizada porque la capa orgánica de revestimiento sobre la cara interior de la envoltura comprende un termoplástico que, en la posición de la juntura longitudinal, ha sido calentado temporalmente para que los bordes de la juntura se adhieran el uno al otro.

5. Una batería conforme a la reivindicación 3 ó 4, caracterizada porque la envoltura es producida a partir de una placa metálica proporcionada con una capa orgánica de revestimiento.

6. Una batería conforme a la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la cubierta metálica consiste en un envase conformado fabricado a partir de una placa metálica que ha sido revestida previamente con una capa orgánica de revestimiento.

7. Una batería conforme a la reivindicación 6, también del tipo en el que las pilas conectadas están apiladas, caracterizada porque la base del envase está conectada eléctricamente a la cara inferior de la pila inferior, y el borde superior del envase está conectado eléctricamente a uno de los terminales de la batería.