ES2293000T3 - Peliculas y estructuras compuestas de peliculas provistas de un patron de troquelado, especialmente para la fabricacion de componentes electroquimicos. - Google Patents

Abstract

Estructura compuesta de películas que comprende al menos dos películas provistas de un patrón de troquelado, en donde el troquelado de cada película define al menos una línea de separación que está interrumpida por puentes de unión según un patrón regular, y estos puentes de unión ocupan una anchura que en promedio es más pequeña que la distancia media entre dos puentes de unión, estando las películas dispuestas una sobre otra en posiciones decaladas de tal manera que sus líneas de separación previstas para el corte posterior o similares no están situadas una sobre otra y los puentes de unión de la primera película y los puentes de unión de la segunda película no vienen a quedar situados uno sobre otro.

Description

Películas y estructuras compuestas de películas provistas de un patrón de troquelado, especialmente para la fabricación de componentes electroquímicos.

La presente invención concierne a la configuración espacial de películas con propiedades electroquímicas, a partir de las cuales se pueden fabricar estructuras compuestas de capas que se pueden utilizar como acumuladores, componentes electrocrómicos o similares.

Desde el comienzo de los años 70, se ha intentado producir componentes electroquímicos, tales como acumuladores o similares, en forma de capas delgadas. El objetivo es obtener estructuras compuestas que, por un lado, sean tan flexibles que, por ejemplo, se las pueda enrollar o adaptar a otra forma deseada, y que, por otro lado, debido a superficies de contacto extremadamente grandes entre los distintos constituyentes electroquímicos, tales como electrodos y electrolitos, referido al volumen utilizado de material electroquímicamente activo, se puedan conseguir propiedades de carga y de descarga especialmente favorables.

La tecnología de las películas satisface de manera excelente los requisitos impuestos. Por este motivo, se fabrican, por ejemplo para acumuladores, unos materiales de electrodo o de electrolito en forma de película que actúan como productos previos que, después de una laminación subsiguiente bajo una acción adecuada de presión y de temperatura, se ensamblan formando una estructura compuesta de películas con las propiedades electroquímicas deseadas. En la bibliografía de patentes o en la literatura técnica pertinente se pueden encontrar múltiples ejemplos de la fabricación de tales películas, los cuales son conocidos para el experto.

La fabricación de componentes electroquímicos por medio de películas (continuas) ofrece grandes ventajas económicas, ya que se puede realizar un tratamiento de las películas a alta velocidad. Son aquí perfectamente posibles algunos metros por minuto como velocidad de avance. Sin embargo, en esta fabricación se han de tener en cuenta algunas condiciones marginales que requieren un alto coste técnico. Esto tiene su fundamento especialmente en que, para lograr un alto rendimiento, las diferentes películas son tratadas de rollo en rollo o en grandes pliegos durante tanto tiempo como sea posible a fin de reducir el número de pasos de manipulación. Si se quieren individualizar las estructuras compuestas de películas completamente apiladas/laminadas únicamente después de su tratamiento, es necesario realizar troquelados a través de la estructura compuesta de películas completa. Sin embargo, esto trae consigo un serio problema, ya que la individualización con herramientas de corte genera cantos de corte a través de la estructura compuesta de películas completa. Debido a la herramienta de corte se puede producir entonces un embadurnamiento con materiales de películas diferentes a lo largo del canto de corte, lo que tiene consecuencias negativas para la capacidad funcional del componente electroquímico. Por el contrario, una individualización de las diferentes películas realizada ya antes de la laminación requiere una disposición de los elementos de película en forma exactamente ajustada unos con respecto a otros antes de que sean laminados o unidos de otra manera. Sin embargo, esto sólo se puede realizar con mucho coste, especialmente en el caso de un alto rendimiento de fabricación.

El documento US-A-6132477 revela una estructura compuesta de películas para componentes electroquímicos que se corta oblicuamente durante su tratamiento. El documento US-A-5537905 describe una película según el preámbulo de la reivindicación 8.

El cometido de la presente película consiste en evitar el arrastre de material anteriormente descrito a lo largo de los cantos de estructuras compuestas de películas laminadas, debiendo hacer posible el procedimiento al mismo tiempo una alta velocidad para la fabricación de elementos individuales laminados. En particular, este problema está orientado a aquellas estructuras compuestas de películas que deberán utilizarse para o como componentes electroquímicos.

Este problema se resuelve según la invención por medio de una estructura compuesta de películas conforme a la reivindicación 1 y una película conforme a la reivindicación 8.

Este problema se resuelve mediante la habilitación de películas con un patrón de troquelado específico semejante a una perforación que prefija por medio de cortes o de otra manera los cantos de corte para la individualización posterior de estructuras compuestas a base de tales películas laminadas una con otra o ensambladas de otra manera. El troquelado define aquí al menos una y en general varias líneas de separación que pueden estar dispuestas, por ejemplo, formando ángulo recto una con otra y que están interrumpidas por medio de puentes de unión según un patrón regular. Estos puentes de unión ocupan una anchura que en promedio es más pequeña que la distancia media entre dos puentes de unión. En particular, se prefiere que la anchura de cada puente de unión sea menor que la distancia de este puente de unión a los puentes de unión contiguos al mismo. Se prefiere eventualmente también y en algunos casos es necesario (tal como cuando están previstas tres películas según la invención en una estructura compuesta de películas) que la anchura de los puentes de unión ascienda en promedio a no más de la mitad de la distancia media entre dos puentes de unión.

Las películas según la invención permiten, por un lado, el tratamiento de las respectivas láminas de un rollo a otro o en grandes hojas y, por otro lado, estas películas se pueden superponer de tal manera que sus líneas de separación previstas para el corte posterior o similar queden situadas una sobre otra, mientras que los puentes de unión de estas líneas de separación están dispuestos en posiciones decaladas una respecto de otra, con lo que estos puentes de unión no vienen a quedar situados uno sobre otro en ninguna parte. Por tanto, en la individualización final no se produce en ningún sitio un canto de corte con embadurnamientos de las partes integrantes de las películas individuales de la estructura compuesta de películas, de modo que no se puede producir contacto alguno de los materiales de las diferentes películas.

En una ejecución preferida de la invención el troquelado define líneas de separación que discurren paralelas al menos en una dirección (y) y que están dispuestas sobre el pliego u hoja de película (situado en el plano x, y) o sobre el rollo de película de modo que los puentes de unión, en el caso de una proyección especular sobre un plano que atraviesa el centro de la película y se extiende perpendicularmente a través de estas líneas de separación (es decir, en el caso de una proyección especular sobre un plano centradamente dispuesto en dirección x, z), no vienen a quedar situados sobre los puentes de unión de la película no proyectada especularmente. Si se laminan dos películas de esta clase una con otra mientras una de ellas está situada con sus lados invertidos frente a los de la otra con respecto al plano x, z citado, no se pueden solapar de la manera deseada los puentes de unión de las líneas de separación en la dirección y.

En una segunda ejecución preferida el troquelado define líneas de separación que discurren perpendicularmente una a otra. Los puentes de unión de la una o varias líneas de separación que discurren en una primera dirección (x) están dispuestos de modo que éstos, en el caso de una proyección especular sobre un plano de espejo (y, z) que corta la película en posición centrada y perpendicularmente a esta primera dirección, no vienen a quedar situados sobre los puentes de unión de la película no proyectada especularmente. Si se laminan dos de estas películas una con otra, mientras que el extremo de la cabeza (visto en la dirección x) de una película está situado sobre el extremo del pie (visto en la misma dirección) de la otra película, los puentes de unión de las líneas de transmisión en dirección x no se pueden solapar de la manera deseada.

Se prefiere muy especialmente combinar una con otra las características de las dos formas de realización preferidas anteriores, concretamente de tal manera que se origine un patrón de troquelado con al menos una línea de separación en dirección x y varias líneas de separación en dirección y, cuyos puentes de unión, concretamente tanto los de la línea o líneas de separación en la dirección x como los de las líneas de separación en la dirección y, no vengan a quedar situados uno sobre otro al efectuarse un giro alrededor de un eje central z perpendicular al plano (x, y) de la película. En esta ejecución ambas películas de un laminado posterior pueden ser provistas de exactamente el mismo patrón de troquelado, es decir que pueden ser mecanizadas con las mismas máquinas sin tener que variar los ajustes de éstas, y se pueden disponer dichas películas una sobre otra para obtener la estructura compuesta de películas de modo que la primera película, volteada y girada en 180º, venga a quedar situada sobre la segunda película. En esta posición espacial de las dos películas una con respecto a otra los puentes de unión de las mismas no se solapan.

Sin embargo, como alternativa, puede ser también favorable generar patrones de troquelado con otras regularidades de tal manera que el patrón de troquelado de la primera película a laminar no tenga que hacerse coincidir con el de la segunda película a laminar. Tales asimetrías podrían ayudar a evitar el riesgo de apilamientos posiblemente erróneos al superponer películas diferentes.

Cuando las películas según la invención están previstas como película catódica o película anódica, éstas se han laminado ya en general con una película descargadora preferiblemente a manera de red, cuyos descargadores de corriente sobresalen de los bordes laterales de las películas. Las estructuras compuestas de películas con tales películas se individualizan solamente de tal manera que en la dirección transversal (la dirección más corta) no estén previstos más de dos componentes dispuestos uno al lado de otro sobre la superficie de base de la estructura compuesta de películas, cuyos descargadores sobresalgan lateralmente de la película. En otras palabras: tales películas no poseerán ni una sola línea de separación en el eje x (más largo) o a lo sumo poseerán una línea de esta clase. Si en estas ejecuciones con una línea de separación central se mantienen suficientemente estrechos los descargadores de corriente y se disponen éstos asimétricamente respecto del lado del cual sobresalen, pero se disponen simétricamente uno a otro a la izquierda y a la derecha, las películas, al igual que se describe en la segunda ejecución preferida y en la ejecución citada como especialmente preferida, pueden colocarse una sobre otra sin que los descargadores de corriente del cátodo y el ánodo pueden tocarse uno a
otro.

Para simplificar el posicionamiento exacto de las distintas películas una respecto de otra durante el apilamiento de las mismas, puede ser ventajoso que, durante el pretroquelado de las películas para las líneas de corte posteriores, se prevean al mismo tiempo agujeros para clavijas de posicionamiento. Tales aberturas de posicionamiento pueden practicarse en el centro del respectivo elemento, pero también en otros sitios de las películas, por ejemplo en los puentes de unión del troquelado de las líneas de separación.

La fabricación de las películas troqueladas se efectúa en herramientas de troquelado como las que son conocidas por el estado de la técnica. Se prefiere un procedimiento en el que un pisa presiona firmemente la película a troquelar sobre una base. Una cuchilla de garganta hueca se traslada hacia abajo a través de una hendidura prevista en el pisa. Esta cuchilla realiza el corte y presiona el material entonces arrancado hacia abajo, con lo que éste es retirado de la zona del puente de unión.

En la figura 1 se muestra un ejemplo de una película según la invención. Estas películas están previstas, por ejemplo, para la fabricación de acumuladores basados en películas que constan de tres películas: el ánodo A, el cátodo B y el separador. El separador separa electrónicamente el ánodo y el cátodo y, por tanto, puede colocarse sin troquelado previo entre las dos películas electródicas. Desde las respectivas películas electródicas sobresalen los descargadores de corriente correspondientes 1, 2, los cuales están insinuados por medio del rayado. Cuando se coloca la película troquelada B sobre la película troquelada A, se obtiene una disposición como se muestra en C. Como separación entre el ánodo A y el cátodo B se inserta todavía el separador. Éste no tiene que ser troquelado previamente y, por este motivo, no se le ha tenido en cuentan en los dibujos de la figura 1. A lo largo de las líneas de separación 3 en la dirección x y 4 en la dirección y, representadas por medio de líneas de trazos, se pueden separar de la estructura compuesta de películas C los elementos individuales con una herramienta de corte de modo que la cuchilla de corte no corte al mismo tiempo en ningún sitio a través de todas las películas, sino solamente a través de los respectivos puentes de unión decalados uno respecto de otro en las distintas películas. El troquelado de las película representado en la figura 1 es un ejemplo concreto de la forma de realización citada como especialmente preferida, en la que el patrón de troquelado de las películas A y B es simétrico de tal manera que ambas películas pueden ser troqueladas previamente con la misma herramienta de troquelado y el patrón de la película B puede transformarse en el patrón de la película A mediante un simple giro y proyección especular.

En la figura 1 se han previsto también unas aberturas para clavijas de posicionamiento que están identificadas con el símbolo de referencia 5. La posición de las aberturas de posicionamiento se encuentra en este ejemplo en el centro del respectivo campo que prefija las dimensiones del componente posterior.

Claims (14)

1. Estructura compuesta de películas que comprende al menos dos películas provistas de un patrón de troquelado, en donde el troquelado de cada película define al menos una línea de separación que está interrumpida por puentes de unión según un patrón regular, y estos puentes de unión ocupan una anchura que en promedio es más pequeña que la distancia media entre dos puentes de unión, estando las películas dispuestas una sobre otra en posiciones decaladas de tal manera que sus líneas de separación previstas para el corte posterior o similares no están situadas una sobre otra y los puentes de unión de la primera película y los puentes de unión de la segunda película no vienen a quedar situados uno sobre otro.

2. Estructura compuesta de películas según la reivindicación 1, caracterizada porque en cada película la anchura de cada puente de unión es menor que la distancia de este puente de unión a los puentes de unión contiguos al mismo.

3. Estructura compuesta de películas según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque el troquelado de cada película define líneas de separación que discurren paralelamente al menos en una dirección (y) y, en el caso de una proyección especular de cada película sobre un plano de espejo (x, z) que corta la película en posición centrada y perpendicularmente a estas líneas de separación, los puentes de unión de esta línea de separación no vendrían a quedar situados sobre los puentes de unión de la película no proyectada especularmente.

4. Estructura compuesta de películas según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el troquelado de cada película define líneas de separación que discurren perpendicularmente una a otra, y porque los puentes de unión de la línea o líneas de separación que discurren en una primera dirección (x), al proyectar especularmente cada película sobre un plano de espejo (y, z) que corta la película en posición centrada y perpendicularmente a esta primera dirección, no vendrían a quedar situados sobre los puentes de unión de la película no proyectada especularmente.

5. Estructura compuesta de películas según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los puentes de unión de cada película están dispuestos de modo que, al producirse un giro de 180º alrededor de un eje de giro central (z) perpendicular al plano de la superficie, dichos puentes de unión no vendrían a quedar situados sobre los puentes de unión de una película no girada de la misma manera.

6. Estructura compuesta de películas según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las dos películas presentan el mismo patrón de troquelado y la segunda película está dispuesta girada en 180º alrededor del eje de su superficie (x, y) con relación a la primera película.

7. Uso de una estructura compuesta de películas según las reivindicaciones 1 a 6 para la fabricación de componentes electroquímicos o electrocrómicos.

8. Película provista de un patrón de troquelado que está prevista para unirse con otra película, en donde el troquelado define al menos una línea de separación que está interrumpida por puentes de unión según un patrón regular, y estos puentes de unión ocupan una anchura que en promedio es más pequeña que la distancia media entre dos puentes de unión, caracterizada porque el troquelado define líneas de separación que discurren paralelas al menos en una dirección (y), y porque, cuando se proyecta especularmente la película sobre un plano de espejo (x, z) que corta la película en posición centrada y perpendicularmente a estas líneas de separación, los puentes de unión de esta línea de separación no vienen a quedar situados sobre los puentes de unión de la película no proyectada especularmente.

9. Película provista de un patrón de troquelado según la reivindicación 8, caracterizada porque la anchura de cada puente de unión es más pequeña que la distancia de este puente de unión a los puentes de unión contiguos al mismo.

10. Película provista de un patrón de troquelado según una de las reivindicaciones 8 ó 9, caracterizada porque el troquelado define líneas de separación que discurren perpendicularmente una a otra, y porque, cuando se proyecta especularmente la película sobre un plano de espejo (y, z) que corta la película en posición centrada y perpendicularmente a esta primera dirección, los puentes de unión de la línea o líneas de separación que discurren en una primera dirección (x) no vienen a quedar situados sobre los puentes de unión de la película no proyectada especularmente.

11. Película provista de un patrón de troquelado según una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizada porque los puentes de unión están dispuestos de modo que, cuando se realiza un giro de 180º alrededor de un eje de giro central (z) perpendicular al plano de la superficie, dichos puentes de unión no vienen a quedar situados sobre los puentes de unión de la película no girada.

12. Película provista de un patrón de troquelado según una de las reivindicaciones 8 a 11 con partes integrantes tales que ésta resulta adecuada para su uso en un componente electroquímico o electrocrómico realizado en un modo de construcción a base de películas.

13. Película provista de un patrón de troquelado según la reivindicación 12, caracterizada porque consiste en una película catódica o una película anódica.

14. Película provista de un patrón de troquelado según una de las reivindicaciones 8 a 13, caracterizada porque presenta aberturas que son adecuadas para actuar como agujeros de posicionamiento.