ES2821903T3 - Película compuesta y método para la fabricación de la misma - Google Patents

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Chang Hyeon Kim
Eun Jung Shin
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Abstract

Una película compuesta de una carcasa de batería que comprende: una primera capa de protección; caracterizada por una capa de tela, en particular una capa de tela no tejida, adherida a la primera capa de protección a través de una capa adhesiva, en donde la primera capa de protección comprende un material que es capaz de fusionarse térmicamente, en donde la primera capa de protección es una carcasa interior de empaque de la batería, en donde la capa de tela tiene la flexibilidad para resolver las tensiones en función de una diferencia entre un coeficiente de expansión térmica de la primera capa de protección y la capa de tela, para evitar que la primera capa de protección se agriete, y en donde la capa de tela es una carcasa exterior de empaque para proporcionar una interfaz exterior expuesta a un usuario.

Description

DESCRIPCIÓN
Película compuesta y método para la fabricación de la misma
Campo técnico
La presente invención se refiere a una película compuesta de una carcasa de batería y a un método de fabricación de la misma, y más particularmente, a una película compuesta altamente flexible con la deformación o la exfoliación entre capas reducida y un método de fabricación de la misma.
Antecedentes de la técnica
Generalmente, se requiere un estuche o un material de empaque para acomodar un líquido en su interior para evitar que el líquido que contiene se filtre al exterior y para evitar que se introduzca la humedad exterior o sustancias extrañas en el mismo. Se usa comúnmente una resina de polímero para un estuche o un material de empaque de este tipo. Una resina de polímero de este tipo puede estirarse o plegarse mediante una prensa para que tenga una determinada forma, por ejemplo, una forma rectangular o circular, y puede aplicarse a diversos materiales de empaque de productos.
Aunque una resina de polímero para un estuche o un material de empaque en la técnica relacionada se convierte en una película gruesa o una capa muy densa para evitar que un líquido se filtre al exterior y para evitar que se introduzca la humedad exterior o sustancias extrañas en el mismo, dicho enfoque restringe la mejora de la flexibilidad o la maleabilidad del material de empaque. Además, en caso de formar una estructura compuesta al apilar otras capas, pueden producirse diversas deformaciones o exfoliaciones debido a los diferentes coeficientes de expansión térmica. Los antecedentes técnicos generales de la invención también incluyen el documento KR 100995544 B1.
Descripción detallada de la invención
Problema técnico
La presente invención proporciona una película compuesta de una carcasa de batería que es suficientemente flexible o maleable, evita que el líquido de la misma se filtre al exterior al reducir la deformación o exfoliación de la capa intermedia, y evita que se introduzca la humedad exterior o sustancias extrañas en la misma.
La presente invención también proporciona un método para fabricar económica y fácilmente la película compuesta mencionada anteriormente.
Solución técnica
De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona una película compuesta de una carcasa de batería como se define en las reivindicaciones adjuntas 1-11.
De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un método para fabricar una película compuesta de una carcasa de batería como se define en las reivindicaciones adjuntas 12-15.
Efectos ventajosos
De acuerdo con una modalidad de la presente invención, al laminar una capa de tela sobre una superficie de una capa de protección (capa de material básico) que constituye una película compuesta, se proporciona una película compuesta que tiene una excelente flexibilidad o maleabilidad, y capaz de mejorar el término de vida y la fiabilidad del producto de un material de empaque al reducir la deformación de la capa intermedia o la exfoliación de la capa intermedia debido a una diferencia entre los coeficientes de expansión térmica de la capa de material básico y la capa de tela y un método de fabricación de la película compuesta.
Además, de acuerdo con una modalidad de la presente invención, puede proporcionarse una película compuesta, ya que es difícil que un líquido, tal como un electrolito, y la humedad exterior se introduzcan en una capa de protección (capa de material básico), una capa de tela se expone como carcasa exterior en caso de usar la película compuesta como carcasa exterior para una batería de iones de litio que incluye un electrolito o un estuche para alojar un dispositivo de almacenamiento de energía, tal como un condensador o un condensador de doble capa, y un método de fabricación de la película compuesta.
Además, de acuerdo con una modalidad de la presente invención, puede proporcionarse una película compuesta altamente flexible, que emplea una capa de material básico altamente resistente al agua y una capa de tela para usarse como carcasas exteriores para dispositivos portátiles inteligentes, que incluye un reloj, un cinturón, unas gafas y una batería, una batería que incluye la carcasa exterior y un método de fabricación de la misma.
Descripción de los dibujos
La Figura 1 es una vista en sección de una película compuesta de acuerdo con una modalidad de la presente invención.
La Figura 2 es una vista en sección de una película compuesta de acuerdo con otra modalidad de la presente invención.
La Figura 3 es una vista en sección de una película compuesta de acuerdo con otra modalidad de la presente invención.
La Figura 4 es un diagrama de flujo para describir un método de fabricación de la película compuesta de acuerdo con una modalidad de la presente invención.
La Figura 5 es un diagrama de flujo para describir un método de fabricación de la película compuesta de acuerdo con otra modalidad de la presente invención.
La Figura 6 es un diagrama de flujo para describir un método de fabricación de la película compuesta de acuerdo con otra modalidad de la presente invención.
La Figura 7 es un diagrama de flujo para describir un método de fabricación de la película compuesta de acuerdo con otra modalidad de la presente invención.
La Figura 8 es una vista en perspectiva detallada de una carcasa exterior de batería de acuerdo con una modalidad de la presente invención y una batería que incluye la misma.
Mejor modo
En lo sucesivo, se describirán en detalle modalidades ilustrativas con referencia a los dibujos que se acompañan. No obstante, la invención puede incorporarse de muchas formas diferentes y no se debería interpretar como que está limitada a las modalidades expuestas en la presente descripción; más bien, estas modalidades se proporcionan de modo que esta descripción sea minuciosa y completa, y transmita completamente el concepto de la invención a los expertos en la técnica.
Además, en los dibujos, los grosores de las capas y las regiones están exagerados para la claridad, y los números de referencia similares en los dibujos indican elementos similares. Como se usa en la presente, el término "y/o" incluye cualquiera y todas las combinaciones de uno o más de los elementos enumerados asociados.
La terminología usada en la presente descripción es con el propósito de describir solamente las modalidades particulares y no se pretende que sea limitante de la invención. Como se usa en la presente, las formas singulares "un", "una" y "el/la" se pretende que incluyan también las formas plurales, a menos que el contexto lo indique claramente de cualquier otra manera. Se entenderá además que los términos "comprende" y/o "que comprende", cuando se usan en esta descripción, especifican la presencia de las características, los números enteros, las etapas, las operaciones, los elementos y/o los componentes expuestos, pero no excluyen la presencia o adición de una o más características, números enteros, etapas, operaciones, elementos, componentes y/o grupos de los mismos.
Aunque los términos numéricos (por ejemplo, "primero" y "segundo") se usan en la presente descripción para describir varios miembros, partes, regiones, capas y/o secciones, estos miembros, partes, regiones, capas y/o secciones no han de estar limitados por estos términos. Estos términos solamente se usan para distinguir un miembro, parte, región, capa o sección de otro miembro, parte, región, capa o sección. De este modo, por ejemplo, un primer miembro, parte, región, capa o sección tratado más abajo se podría denominar una segunda parte, región, capa o sección sin apartarse de las enseñanzas de las modalidades ilustradas.
La Figura 1 es una vista en sección de una película compuesta 10 de acuerdo con una modalidad de la presente invención.
En referencia a la Figura 1, la película compuesta 10 incluye una primera capa de lámina de protección 11 y una capa de lámina de tela 12 que se adhiere a la primera capa de lámina de protección 11 mediante una capa 13 adhesiva. La primera capa de lámina de protección 11 puede ser una capa de fusión térmica. Las superficies inferiores expuestas 11S de la primera capa de lámina de protección 11 pueden disponerse enfrentadas entre sí al apilar la película compuesta 10 y pueden fusionarse térmicamente entre sí. Alternativamente, la primera capa de lámina de protección 11 puede colocarse sobre otro sustrato y la primera capa de lámina de protección 11 puede fusionarse sobre el sustrato al aplicar calor al mismo.
La capa de fusión térmica puede comprender una resina de polímero basada en polipropileno, una resina de polímero basada en polietileno o un copolímero de las mismas (por ejemplo, un copolímero de etileno-propileno) y puede comprender preferentemente una resina de polímero basada en polietileno o un copolímero de la misma. Dado que la resina de polímero basada en polietileno presenta un punto de fusión más bajo que la resina de polímero basada en polipropileno, puede realizarse una operación de fusión térmica a la misma a una temperatura relativamente baja, por ejemplo, una temperatura de aproximadamente 80 °C a aproximadamente 130 °C.
De acuerdo con una modalidad de la presente invención, la resina de polímero a base de polietileno puede comprender polietileno (PE), polietileno de baja densidad (LDPE), polietileno lineal de baja densidad (LLDPe ), polietileno de densidad media (MDPE) o polietileno de alta densidad (HDPE). De acuerdo con otra modalidad de la presente invención, la resina de polímero a base de polietileno puede ser un copolímero de polietileno que contiene copolímero de acetato de vinilo etileno (EVA), copolímero de ácido acrílico-etileno (EAA), copolímero de ácido metacrílico-etileno (EMAA), copolímero de ácido acrílico etil-etileno (EEA), copolímero de ácido acrílico metil-etileno (EMA) o copolímero de ácido metacrílico-etileno (EMMA). La conductividad térmica de una resina de polímero a base de polietileno con un punto de fusión bajo se reduce debido a la capa de lámina de tela 12 e, incluso si aumenta el grosor de una película compuesta, puede realizarse una fusión térmica o puede sellarse un material de empaque a una temperatura relativamente baja, y por tanto pueden mejorarse la fiabilidad y la velocidad de una operación de empaque mediante el uso de la película compuesta 10. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, la película compuesta 10 puede usarse como carcasa exterior de una batería que puede fabricarse a baja temperatura.
Los materiales mencionados anteriormente relacionados con la primera capa de lámina de protección 11 son simplemente ejemplos, y la presente invención no se limita a ellos. Por ejemplo, la primera capa de lámina de protección 11 puede comprender materiales que pueden fusionarse térmicamente mientras son estables frente a la humedad o un electrolito, es decir, una resina a base de poliéster, como la resina de PET o la resina de nailon, o una resina a base de poliamida.
La primera capa de lámina de protección 11 puede tener un grosor de aproximadamente 10 mm a aproximadamente 40 mm. Si el grosor de la primera capa de lámina de protección 11 es inferior a 10 mm, se produce la resistencia química y las fugas relacionadas con el contenido, tal como una sal o un electrolito, y se deteriora una característica de bloqueo de la humedad exterior. Además, durante una operación de empaque o una operación de empaque que usa la película compuesta 10, se reduce el grosor de adhesión basado en la fusión térmica entre las superficies inferiores de la primera capa de lámina de protección 11, y por tanto no puede mantenerse la suficiente resistencia mecánica y la característica de sellado. Si el grosor de la primera capa de lámina de protección 11 excede de 40 mm, es difícil estirar o plegar la película compuesta 10 durante una operación de empaque o una operación de empaque y, debido al mayor grosor de la película compuesta 10, se deteriora la flexibilidad de la misma.
La capa de lámina de tela 12 protege las capas internas, que incluye la primera capa de lámina de protección 11 del entorno exterior, evita que las capas internas se agrieten en base a la flexibilidad de la estructura fibrosa de la capa de lámina de tela 12, y previene que una superficie circunferencial exterior 12S de la película compuesta 10 (por ejemplo, la superficie circunferencial exterior es una piel exterior de un estuche) se agriete, para mejorar de esta manera el término de vida de un producto y asegurar la durabilidad y la fiabilidad de la película compuesta 10 durante una operación de estiramiento o una operación de plegamiento para una operación de empaque o una operación de empaque. Además, la capa de lámina de tela 12 mejora la flexibilidad de la película compuesta 10 en base a las características únicas de una estructura de fibra de la misma y absorbe y compensa la deformación o la exfoliación entre las capas debido a las tensiones basadas en una diferencia entre los coeficientes de expansión térmica de las capas internas y la capa de lámina de tela 12 o, si las capas internas incluyen una pluralidad de capas apiladas, las tensiones basadas en los diferentes coeficientes de expansión térmica de las capas internas, para mantener de esta manera estable la estructura de la película compuesta 10.
Además, cuando la capa de lámina de tela 12 se usa como material de empaque, puede incorporarse una interfaz que muestre flexibilidad y una textura fácil de usar o una impresión táctil fácil de usar, para mejorar de esta manera la comerciabilidad y expandir sus posibles aplicaciones. Por ejemplo, si la película compuesta 10 se aplica como una carcasa exterior de un dispositivo portátil, como una tela inteligente o un zapato inteligente, o se usa como un estuche para una batería que es un suministro de energía del dispositivo portátil, la película compuesta 10 puede unirse o integrar con la ropa existente, los zapatos existentes, los bolsos existentes o los equipos de campamento existentes como una carcasa exterior sin una carcasa exterior separada. Por lo tanto, que permite el desarrollo de los productos basados en las aplicaciones de los mismos y los productos con nuevas dimensiones y diseños.
De acuerdo con una modalidad de la presente invención, la capa de lámina de tela 12 puede comprender una tela de algodón, una tela de cáñamo, una tela de lana, una tela de seda, una tela mixta, una tela de unión, una tela no tejida o una tela de microfibras. De acuerdo con otra modalidad de la presente invención, la capa de lámina de tela 12 puede ser una capa de fibra compuesta. Por ejemplo, la capa de lámina de tela 12 puede incluir un tejido Gore-Tex formado al apilar una capa impermeable sobre una capa de tela. No obstante, los materiales mencionados anteriormente son simplemente ejemplos, y la presente invención no se limita a ellos. Por ejemplo, la capa de lámina de tela 12 puede incluir cualquier capa de material que pueda formarse colocándose sobre la primera capa de lámina de protección 11 con la capa adhesiva 13 y secar a una temperatura que incluye la temperatura ambiente (por ejemplo, 25 °C), la temperatura de aproximadamente 20 °C a aproximadamente 50 °C o al presionar con una prensa. Las operaciones mencionadas anteriormente para apilar la capa de lámina de tela 12 son simplemente ejemplos, y la presente invención no se limita a ellos.
La capa de lámina de tela 12 puede formarse para que tenga un grosor de aproximadamente 100 |_im a aproximadamente 2000 |_im. Si el grosor de la capa de lámina de tela 12 es menor de aproximadamente 100 |_im, la capa de lámina de tela 12 puede dañarse fácilmente por golpes externos o puede no ser capaz de suprimir suficientemente la deformación de la capa intermedia o la exfoliación de la capa intermedia en función de las diferencias entre los coeficientes de expansión térmica y, por lo tanto, la capa de lámina de tela 12 no es adecuada como carcasa exterior. Además, si el grosor de la capa de lámina de tela 12 excede de 2000 |_im, es difícil estirar o plegar la película compuesta 10 en una operación de empaque mediante el uso de la película compuesta 10, por ejemplo, una operación para fabricar un estuche, y por lo tanto aumenta el costo de procesamiento y pueden producirse defectos. Dado que el grosor de la película compuesta 10 aumenta, su flexibilidad puede deteriorarse.
El adhesivo 13 puede ser un adhesivo a base de acrílico o un adhesivo a base de epoxi. No obstante, la presente invención no se limita a ellos. El adhesivo 13 no solo adhiere la capa de lámina de tela 12 a la primera capa de lámina de protección 11, sino que también tiene cierta elasticidad para evitar que la primera capa de lámina de protección 11 y la capa de lámina de tela 12 se desprendan entre sí cuando la película compuesta 10 se estira o pliega.
La Figura 2 es una vista en sección de una película compuesta 20 de acuerdo con otra modalidad de la presente invención.
En referencia a la Figura 2, la película compuesta 20 puede incluir una primera capa de lámina de protección 11, una capa de lámina metálica 21 formada sobre la primera capa de lámina de protección 11, y una capa de lámina de tela 12 adherida a la capa de lámina metálica 21 mediante una capa adhesiva 13. Las descripciones dadas anteriormente pueden referirse a los componentes de la Figura 2 denotados por los mismos números de referencia que los componentes de la Figura 1.
La capa de lámina metálica 21 evita que la primera capa de lámina de protección 11 se hinche o se deteriore por la humedad o un gas introducido en la primera capa de lámina de protección 11 desde el entorno exterior. Además, en una operación de empaque o una operación de empaque, si el contenido es un material líquido, por ejemplo, un electrolito, la capa chapa metálica 21 evita que el contenido se filtre a través de la primera capa de lámina de protección 11 y mantiene la resistencia de un empaque general.
La capa de lámina metálica 21 puede comprender aluminio (Al), cobre (Cu), hierro (Fe), carbono (C), cromo (Cr), manganeso (Mn), níquel (Ni) o una aleación de los mismos. Por ejemplo, la capa de lámina metálica 21 puede incluir hierro para mejorar la resistencia mecánica y puede incluir un hierro como ingrediente principal para mejorar la flexibilidad. Si la capa de lámina metálica 21 incluye un material que contiene hierro, una aleación que incluya de 84 % a 88,2 % de hierro, menor o igual a 0,5 % de carbono, de 11 % a 15 % de cromo y de 0,3 % a 0,5 % de manganeso o puede usarse una aleación que incluya de 63,7 % a 75,9 % de hierro, de 0,1 % a 0,3 % de carbono, de 12 % a 18 % de cromo y de 7 % a 12 % de níquel.
El grosor de la capa de lámina metálica 21 puede ser de aproximadamente 0,1 |_im a aproximadamente 100 |_im y puede ser preferentemente de aproximadamente 1 |_im a aproximadamente 20 |_im. Si el grosor de la capa de lámina metálica 21 es menor de 0,1 |_im, la capa de lámina metálica 21 puede agrietarse, romperse o dañarse fácilmente en una operación de estiramiento o una operación de plegamiento para una operación de empaque o una operación de empaque. Si el grosor de la capa de lámina metálica 21 excede de 100 |_im, es difícil estirar o plegar la capa de lámina metálica 21. Por tanto, es difícil realizar una operación de empaque o una operación de empaque, y pueden deteriorarse la flexibilidad de un producto empaquetado y el término de vida del mismo.
La capa de lámina metálica 21 puede ser una lámina metálica o una película delgada de metal. En el caso de la lámina metálica, puede formarse un producto intermedio para fabricar la película compuesta 20 al recubrir o laminar la primera capa de lámina de protección 11 sobre una superficie de la capa de lámina metálica 21. En el caso de la película delgada de metal, la capa de lámina metálica 21 puede formarse sobre la primera capa de lámina de protección 11 mediante una operación de deposición de vapor, tal como pulverización catódica o deposición térmica, una operación de galvanoplastia sin electrolitos o una combinación de las mismas.
Si la capa de lámina metálica 21 es la película delgada, la capa de lámina metálica 21 puede aumentar la flexibilidad o la maleabilidad de la película compuesta 20. El grosor de la capa de lámina metálica 21 está dentro de un intervalo de aproximadamente 0,1 |_im a aproximadamente 10 |_im. La película compuesta 10, que es una película delgada de la capa de lámina metálica 21, es útil cuando la película compuesta 10 como se describió anteriormente se usa como carcasa exterior de batería para una batería que incluye un electrolito sólido. A diferencia de una batería que emplea un electrolito líquido, es poco probable que se filtre un electrolito de una carcasa exterior de batería en una batería que emplea un electrolito sólido y, por lo tanto, la capa de lámina metálica 21 puede formarse como una película delgada u omitirse.
La capa de lámina de tela 12 se adhiere sobre la capa de lámina metálica 21 mediante el adhesivo 13. La capa de lámina de tela 12 aumenta la flexibilidad y la maleabilidad de la película compuesta 20, para aumentar de esta manera la flexibilidad y la maleabilidad de un material de empaque o un empaque que emplea la película compuesta 20 como una carcasa exterior. Por ejemplo, si la película compuesta 20 se usa como una carcasa exterior para una botella de agua o una celda de batería cargada con un electrolito, la película compuesta 20 puede reducir el hinchamiento de la primera capa de lámina de protección 11 debido al electrolito y la exfoliación y deformación debidas a una diferencia entre los coeficientes de expansión térmica de la primera capa de lámina de protección 11 y la capa de lámina metálica 21, para mejorar de esta manera el término de vida de un producto.
La Figura 3 es una vista en sección de una película compuesta 30 de acuerdo con otra modalidad de la presente invención.
En referencia a la Figura 3, la película compuesta 30 incluye una primera capa de protección 11, una capa metálica 21 sobre la primera capa de protección 11, una segunda capa de protección 31 sobre la capa metálica 21, y una capa de tela 12 adherida sobre la segunda capa de protección 31 mediante un adhesivo. 13. Dado que la película compuesta 30 de la Figura 3 tiene una estructura similar a la de la película compuesta 20 de la Figura 2, las descripciones más abajo se centrarán en las diferencias entre ambas.
La segunda capa de protección 31 puede formarse mediante el recubrimiento o laminado sobre una superficie de la capa metálica 21 hasta un cierto grosor. La segunda capa de protección 31 protege las capas internas del exterior y evita que la superficie circunferencial exterior de un estuche formado por la película compuesta 10 se agriete, y así el proceso de fabricación general se vuelve fácil.
La segunda capa de protección 31 puede incluir nailon, polietileno, tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno, naftalato de polibutileno o un derivado de los mismos. No obstante, la presente invención no se limita a ellos. La segunda capa de protección 31 puede formarse al recubrir la resina de polímero licuada sobre una superficie de la capa metálica 21 o mediante la formación de películas de la resina de polímero de antemano y apilar las películas mediante el uso de cualquiera de los diversos métodos de laminación. Además, puede protegerse una superficie de la segunda capa de protección 31 o puede mejorarse la conformabilidad de la segunda capa de protección 31 al formar la segunda capa de protección 31 para incluir una pluralidad de capas o formar una capa de resina a base de flúor o una capa de resina a base de acrílico sobre una superficie de la segunda capa de protección 31.
La segunda capa de protección 31 puede formarse para que tenga un grosor de aproximadamente 10 |_im a aproximadamente 30 |_im. Si el grosor de la segunda capa de protección 31 es menor de 10 |_im, es difícil realizar una operación de estiramiento o una operación de plegamiento para una operación de empaque o una operación de empaque. Si el grosor de la segunda capa de protección 31 supera los 30 |_im, el material de empaque que emplea la película compuesta 10 se vuelve demasiado grueso.
A continuación, se describirá un método de fabricación de una película compuesta de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Dado que los materiales y los grosores son idénticos a los descritos anteriormente, se omitirán las descripciones detalladas de los mismos.
La Figura 4 es un diagrama de flujo para describir un método de fabricación de la película compuesta 10 de acuerdo con una modalidad de la presente invención, y la Figura 5 es un diagrama de flujo para describir un método de fabricación de la película compuesta 10 de acuerdo con otra modalidad de la presente invención. La Figura 1 también se mencionará en las descripciones más abajo.
En referencia a la Figura 4, un método de fabricación de la película compuesta 10 de acuerdo con una modalidad de la presente invención puede comprender una etapa de formación de una primera capa de protección (operación S11) y una etapa de formación de una capa de tela (operación S12). De acuerdo con la presente invención, la capa de tela 12 puede formarse directamente sobre la primera capa de protección 11 mediante el adhesivo 13 sin la capa metálica 21.
En referencia a la Figura 5, un método de fabricación de la película compuesta 10 de acuerdo con otra modalidad de la presente invención puede comprender una etapa de formación de una capa de tela (operación S11') y una etapa de formación de una primera capa de protección (operación S12'). La primera capa de protección 11 puede formarse directamente sobre la capa de tela 12 sin la capa metálica 21. Aquí, la primera capa de protección 11 puede formarse directamente sobre la capa de tela 12 mediante el uso de un método de recubrimiento o un método de laminación.
De acuerdo con algunas modalidades, en el caso del método de laminación, la primera capa de protección 11 y la capa de tela 12 pueden adherirse rápida y firmemente entre sí mediante el uso de un método de prensado que usa una prensa. La película compuesta 10 sin la capa metálica 21 es útil cuando la película compuesta 10 como se describió anteriormente se usa como carcasa exterior de batería para una batería que incluye un electrolito sólido, por ejemplo. A diferencia de una batería que emplea un electrolito líquido, es poco probable que se filtre un electrolito de la carcasa exterior de la batería en una batería que emplea un electrolito sólido y, por lo tanto, la película compuesta 10 sin la capa metálica 21 puede fabricarse como una carcasa exterior de la batería como se describió anteriormente.
La Figura 6 es un diagrama de flujo para describir un método de fabricación de la película compuesta 20 de acuerdo con otra modalidad de la presente invención. Aquí, la Figura 2 también se mencionará en las descripciones más abajo.
En referencia a la Figura 6, un método de fabricación de la película compuesta 20 de acuerdo con una modalidad de la presente invención comprende una etapa de formación de una capa metálica (operación S21) y una etapa de formación de una primera capa de protección y una capa de tela (operación S22). En la etapa S21 para formar la capa metálica 21, se forma un material básico como una hoja de un grosor deseado al aplicar una operación de formación común al material básico, donde puede realizarse una operación adicional, tal como un tratamiento térmico, en una atmósfera de gas inerte para evitar que la capa metálica 21 se agriete cuando la capa metálica 21 se estira o se pliega y para mejorar el alargamiento de la capa metálica 21. En la etapa S22 para formar la primera capa de protección 11 y la capa de tela 12, la primera capa de protección 11 se recubre o se lamina sobre una superficie de la capa metálica 21, y luego la capa de tela 12 se adhiere a la otra superficie de la capa metálica 21 mediante el uso del adhesivo 13. Aquí, la capa de tela 12 puede formarse después de que se forme la primera capa de protección 11 o la primera capa de protección 11 puede formarse después de que se forme la capa de tela 12. De acuerdo con otra modalidad de la presente invención, la primera capa de protección 11 y la capa de tela 12 pueden formarse simultáneamente.
La capa metálica 21 puede formarse como una película delgada de metal de un grosor deseado al realizar una operación de pulverización catódica o una operación de recubrimiento en una superficie de la primera capa de protección 11. La primera capa de protección 11 se proporciona primero, y luego la capa de tela 12 puede adherirse a una superficie de la capa metálica 21, que es la superficie sin la primera capa de protección 11, a través del adhesivo 13. La capa de tela 12 puede estar ubicada sobre una superficie de la capa metálica 21 a través del adhesivo 13 y puede formarse al secarla a temperatura ambiente o al presionarla mediante una prensa a una cierta presión.
La Figura 7 es un diagrama de flujo para describir un método de fabricación de la película compuesta 30 de acuerdo con otra modalidad de la presente invención. Aquí, la Figura 3 también se mencionará en las descripciones más abajo.
En referencia a la Figura 7, un método de fabricación de la película compuesta 30 de acuerdo con otra modalidad de la presente invención comprende una etapa de formación de una capa metálica (operación S31), para una etapa de formación de una primera capa de protección y una segunda capa de protección (operación S32), y para una etapa de formación de una capa de tela (operación S33).
En la operación S32 para formar la primera capa de protección 11 y la segunda capa de protección 31, la primera capa de protección 11 puede formarse sobre una superficie de la capa metálica 21, y luego la segunda capa de protección 31 puede formarse sobre la otra superficie de la capa metálica 21. Selectivamente, la segunda capa de protección 31 puede formarse sobre una superficie de la capa metálica 21, y luego la primera capa de protección 11 puede formarse sobre la otra superficie de la capa metálica 21. Como se describió anteriormente, la primera capa de protección 11 y la segunda capa de protección 31 pueden formarse en las superficies respectivas de la capa metálica 21 al ser recubiertas o laminadas. En la etapa S33 para formar la capa de tela 12, la capa de tela 12 puede disponerse sobre la segunda capa de protección 31 mediante el adhesivo 13 y puede secarse a temperatura ambiente o puede prensarse mediante el uso de una prensa.
La Figura 8 es una vista en perspectiva detallada de una carcasa exterior de batería 320 de acuerdo con una modalidad de la presente invención y una batería que incluye la misma.
En referencia a la Figura 8, la carcasa exterior de batería 320 de acuerdo con una modalidad de la presente invención comprende un cuerpo principal 324 de la carcasa exterior que tiene formado en él una unidad de espacio 325 para alojar un conjunto de electrodos 310 y una cubierta de la carcasa exterior 322 que incluye al menos un lado en contacto con la carcasa exterior del cuerpo principal 324. Las unidades de sellado 324a para la fijación a la cubierta de la carcasa exterior 322 están formadas a lo largo de tres lados del cuerpo principal de la carcasa exterior 324 distintos del lado conectado integralmente a la cubierta de la carcasa exterior 322.
Por ejemplo, la carcasa exterior de la batería 320 puede comprender una capa de tela 322a, una capa metálica 322b y una primera capa de protección 322c como las películas compuestas descritas anteriormente. La capa de tela 322a forma una carcasa de empaque exterior de una batería, mientras que la primera capa de protección 322c es una capa de fusión térmica y forma una carcasa de empaque interior de la batería. Si la unidad de sellado 324a se fusiona térmicamente cuando el cuerpo principal de la carcasa exterior 324 y la cubierta de la carcasa exterior 322 están en contacto estrecho entre sí, las primeras capas de protección (capas de fusión térmica) de la unidad de sellado 324a se adhieren entre sí y, por lo tanto, la carcasa exterior de la batería está sellada. Las películas compuestas de acuerdo con las diversas modalidades descritas anteriormente, por ejemplo, una película que tiene una primera capa de protección/estructura de capa de tela, una película que tiene una primera capa de protección/capa metálica/segunda capa de protección/estructura de capa de tela, etc., puede aplicarse a la estructura de capas mencionada anteriormente, donde puede hacerse referencia a las descripciones dadas anteriormente.
El conjunto de electrodos 310 puede fabricarse como un conjunto de tipo bizcocho enrollado al enrollar un primer electrodo 312, un segundo electrodo 314 y un separador 313 interpuesto entre ellos o un conjunto de electrodos apilados en forma de placa al apilar el primer electrodo 312, el separador 313 y el segundo electrodo 314. El primer electrodo 312 y el segundo electrodo 314 tienen polaridades opuestas entre sí, y cada uno del primer electrodo 312 y el segundo electrodo 314 pueden corresponder a un electrodo positivo o un electrodo negativo. El primer electrodo 312 y el segundo electrodo 314 incluyen un colector de corriente y un material activo de electrodo aplicado sobre al menos una superficie del colector de corriente, es decir, un material activo de electrodo positivo o un material activo de electrodo negativo. Alternativamente, el primer electrodo 312 y el segundo electrodo 314 pueden tener una estructura de electrodo como se describe en la patente coreana número 1088073 presentada por el presente solicitante el 16 de octubre de 2010. No obstante, las estructuras mencionadas anteriormente son simplemente ejemplos, y la presente invención no se limita a ellos.
Si el primer electrodo 312 del segundo electrodo 314 se usa como electrodo positivo, un colector de corriente del mismo puede formarse de acero inoxidable, níquel, aluminio, titanio, una de sus aleaciones o aluminio o una superficie de acero inoxidable tratada mediante el uso de carbono, níquel, titanio o plata. Preferentemente, el colector de corriente puede estar formado por aluminio o una aleación de aluminio. Si el primer electrodo 312 del segundo electrodo 314 se usa como electrodo negativo, un colector de corriente del mismo puede estar formado de acero inoxidable, níquel, cobre, titanio, una de sus aleaciones, o cobre o una superficie de acero inoxidable tratada mediante el uso de carbono, níquel, titanio o plata. Preferentemente, el colector de corriente puede estar formado por cobre o una aleación de cobre.
Generalmente, un material activo de electrodo positivo puede ser cualquiera de los óxidos de metales de transición que contienen litio y los compuestos de calcogenuro de litio, donde los ejemplos más populares de los mismos pueden ser los óxidos metálicos que incluyen LiCoO2 , LiNiO2 , LiMnO2 , LiMn2O4 o LiNh-x-yCoxMyO2 (0 = x = 1, 0 = y = 1, 0 = x y = 1, M es un metal, tal como Al, Sr, Mg y La). Un material activo de electrodo negativo puede ser un material de carbono, tal como carbono cristalino, carbono amorfo, complejo de carbono y fibras de carbono, litio y una aleación de litio. El separador 313 evita el cortocircuito entre el primer electrodo 312 y el segundo electrodo 314 y proporciona un camino para los movimientos de iones de litio y puede ser una capa conocida en la técnica, por ejemplo, una capa de polímero a base de poliolefina, tal como polipropileno y polietileno, o capas múltiples, una película microporosa, una tela tejida y una tela no tejida de los mismos.
Una primera lengüeta de electrodo 315 y una segunda lengüeta de electrodo 316 están unidas al primer electrodo 312 y al segundo electrodo 314 del conjunto de electrodos 310 al soldarse al segundo electrodo 314 y al segundo electrodo 314 mediante la soldadura láser, la soldadura por ultrasonidos o soldadura resistente o al adherirse al segundo electrodo 314 y al segundo electrodo 314 mediante un adhesivo conductor para que sea eléctricamente transmisivo. La primera lengüeta de electrodo 315 y la segunda lengüeta de electrodo 316 están formadas para sobresalir del conjunto de electrodo 310 en las direcciones en las que se enrolla el conjunto 310 de electrodo.
La primera lengüeta de electrodo 315 y la segunda lengüeta de electrodo 316 del conjunto de electrodo 310 pueden dibujarse mediante una unidad de sellado 324a opuesta al lado de la línea conectada al cuerpo principal de la carcasa exterior 324 y la cubierta de la carcasa exterior 322 en la unidad de sellado 324a. Las cintas protectoras 317 formadas de un material aislante están unidas a las lengüetas de los electrodos 315 y 316 para evitar cortocircuitos entre ellas.
Aunque no se muestra, un módulo de circuito de protección puede conectarse eléctricamente a la primera lengüeta de electrodo 315 y la segunda lengüeta de electrodo 316 para evitar la sobrecarga y sobredescarga de una batería y conservar la batería de un estado peligroso en caso de un cortocircuito externo. Debe entenderse que la carcasa exterior de la batería y una batería que emplea la misma también se incluyen en las modalidades de la presente invención.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Una película compuesta de una carcasa de batería que comprende:
una primera capa de protección;
caracterizada por
una capa de tela, en particular una capa de tela no tejida, adherida a la primera capa de protección a través de una capa adhesiva,
en donde la primera capa de protección comprende un material que es capaz de fusionarse térmicamente, en donde la primera capa de protección es una carcasa interior de empaque de la batería, en donde la capa de tela tiene la flexibilidad para resolver las tensiones en función de una diferencia entre un coeficiente de expansión térmica de la primera capa de protección y la capa de tela, para evitar que la primera capa de protección se agriete, y
en donde la capa de tela es una carcasa exterior de empaque para proporcionar una interfaz exterior expuesta a un usuario.
2. La película compuesta de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la primera capa de protección comprende una resina de polímero basada en polipropileno, una resina de polímero basada en polietileno, un copolímero de los mismos o una mezcla de los mismos.
3. La película compuesta de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la resina de polímero a base de polietileno comprende un copolímero de polietileno que contiene copolímero de acetato de vinilo etileno (EVA), copolímero de ácido acrílico-etileno (EAA), copolímero de ácido metacrílico-etileno (EMAA), copolímero de ácido acrílico etil-etileno (EEA), copolímero de ácido acrílico metil-etileno (EMA) o copolímero de ácido metacrílico-etileno (EMMA).
4. La película compuesta de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la primera capa de protección tiene un grosor de aproximadamente 10 |_im a aproximadamente 40 |_im.
5. La película compuesta de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la capa de tela comprende una tela de algodón, una tela de cáñamo, una tela de lana, una tela de seda, una tela mixta, una tela de unión, una tela no tejida o una tela de microfibras.
6. La película compuesta de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la capa de tela tiene un grosor de aproximadamente 100 |_im a aproximadamente 2000 |_im.
7. La película compuesta de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además una capa metálica entre la primera capa de protección y la capa de tela,
en donde la capa metálica comprende aluminio (Al), cobre (Cu), hierro (Fe), carbono (C), cromo (Cr), manganeso (Mn), níquel (Ni) o una aleación de los mismos.
8. La película compuesta de acuerdo con la reivindicación 7, en donde la capa metálica comprende una hoja metálica o una película metálica delgada.
9. La película compuesta de acuerdo con la reivindicación 7, en donde la capa metálica tiene un grosor de aproximadamente 0,1 |_im a aproximadamente 100 |_im.
10. La película compuesta de acuerdo con la reivindicación 7, que comprende además una segunda capa de protección entre la capa metálica y la capa de tela.
11. La película compuesta de acuerdo con la reivindicación 10, en donde la segunda capa de protección comprende nailon, polietileno, tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno, naftalato de polibutileno y un derivado de los mismos.
12. Un método para fabricar una película compuesta de una carcasa de batería, el método que comprende:
proporcionar una primera capa de protección;
caracterizado por
laminar una capa de tela, en particular una capa de tela no tejida, sobre una superficie de la primera capa de protección,
en donde la primera capa de protección comprende un material que es capaz de fusionarse térmicamente, en donde la primera capa de protección es una carcasa interior de empaque de la batería, en donde la capa de tela tiene la flexibilidad para resolver las tensiones en función de una diferencia entre un coeficiente de expansión térmica de una capa interna que incluye la primera capa de protección y la capa de tela, para evitar que la primera capa de protección se agriete, y
en donde la capa de tela es una carcasa exterior de empaque para proporcionar una interfaz exterior expuesta a un usuario.
13. El método de acuerdo con la reivindicación 12, que comprende, además, antes de la formación de la capa de tela, formar una segunda capa de protección en la otra superficie de la capa metálica, en donde la capa de tela se forma en la otra superficie de la segunda capa de protección que no contacta con la capa metálica.
14. El método de acuerdo con la reivindicación 13, en donde la formación de la capa de tela comprende aplicar un adhesivo sobre la otra superficie de la segunda capa de protección, apilar la capa de tela sobre la misma y secar la capa de tela.
15. El método de la reivindicación 12, en donde la capa de tela se forma sobre la primera capa de protección o la primera capa de protección se forma sobre la capa de tela.
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