ES2842940T3 - Método para producir un paquete de baterías - Google Patents

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Abstract

Un método para producir un paquete de baterías, comprendiendo el método: una etapa de superponer una pluralidad de celdas (1) de batería, teniendo cada una un alojamiento (10) de batería y terminales (32, 42) externos de electrodo proporcionados fuera del alojamiento (10) de batería; y una etapa de conectar eléctricamente los terminales (32, 42) externos de electrodo de la pluralidad de celdas (1) de batería mediante el empleo de barras (210) colectoras hechas de metal, en donde los terminales (32, 42) externos de electrodo no están revestidos, y en donde la barra (210) colectora hecha de metal se pone en contacto con los terminales (32, 42) externos de electrodo, caracterizado por que después se hace deslizar la barra (210) colectora hecha de metal a lo largo de la dirección (X) de superposición de la pluralidad de celdas (1) de batería, para formar de este modo una superficie nueva de material de terminal en la superficie del terminal (32, 42) externo de electrodo y poner en contacto la superficie nueva y la barra (210) colectora hecha de metal entre sí.

Description

DESCRIPCIÓN
Método para producir un paquete de baterías
Antecedentes de la invención
1. Campo de la invención
La presente enseñanza se refiere a un método para producir un paquete de baterías. La presente enseñanza se refiere también a un paquete de baterías. La presente solicitud reivindica prioridad frente a la solicitud de patente de Japón No. 2017-215565, presentada el 8 de noviembre de 2017.
2. Descripción de la técnica relacionada
Se utilizan de manera habitual baterías secundarias, tales como baterías secundarias de iones de litio y baterías de níquel-hidruro que se emplean como fuentes de alimentación montadas en vehículo, en forma de paquetes de baterías, resultantes de la conexión de una pluralidad de celdas de batería en serie, para aumentar la potencia de salida.
Los paquetes de baterías tienen una configuración en donde terminales externos de electrodo proporcionados fuera del recinto de celdas de batería están conectados eléctricamente empleando barras colectoras, por ejemplo según se describe en la publicación de solicitud de patente de Japón No. 2014-006977. Se emplean materiales metálicos, tales como aluminio, aleaciones de aluminio, cobre y aleaciones de cobre, en los terminales externos de electrodo. Tales materiales metálicos se oxidan con facilidad y a menudo se forma una película de óxido en la superficie de los terminales externos de electrodo. Aunque la conducción eléctrica permanece uniforme cuando se forma una película de óxido en la superficie de los terminales externos de electrodo, esa película de óxido constituye un elemento resistivo, cuyo grado de resistencia depende del espesor de la película de óxido. Como resultado, ocurre un problema de variabilidad de resistencia en que la resistencia de la película de óxido varía con cada celda de batería en el paquete de baterías. La superficie de los terminales externos de electrodo se reviste por lo tanto de níquel, oro, plata o similares, para impedir la formación de la película de óxido.
El documento US 2014/030933 A1 describe una disposición de batería recargable con al menos dos celdas de batería que tienen polos como terminales eléctricos. Los polos de las celdas de batería están conectados mediante una tira de chapa de metal. La tira de chapa de metal tiene una dureza mayor que el terminal eléctrico y además tiene una superficie estructurada con salientes y rebajes que puede deformar de manera plástica la cara de contacto del terminal eléctrico por medio de estampado.
Compendio de la invención
No obstante, el revestimiento de los terminales externos de electrodo se traduce en costes mayores del paquete de baterías. Consecuentemente, existe una demanda de desarrollo de paquetes de baterías en los que múltiples celdas de batería estén conectadas eléctricamente empleando barras colectoras, con poca variabilidad de resistencia y sin revestimiento de terminales externos de electrodo.
Partiendo de una disposición de batería del documento US 2014/030933 A1, es por lo tanto un objeto de la presente enseñanza proporcionar un método para producir un paquete de baterías en el que múltiples celdas de batería estén conectadas eléctricamente empleando barras colectoras, con poca variabilidad de resistencia y sin revestimiento de terminales externos de electrodo.
El método para producir un paquete de baterías descrito en la presente memoria incluye: una etapa de superponer una pluralidad de celdas de batería, teniendo cada una un recinto de batería y terminales externos de electrodo proporcionados fuera del recinto de batería; y una etapa de conectar eléctricamente los terminales externos de electrodo de la pluralidad de celdas de batería mediante el empleo de barras colectoras hechas de metal. Los terminales externos de electrodo no están revestidos. En la etapa de conexión eléctrica, se pone la barra colectora hecha de metal en contacto con el terminal externo de electrodo. Después, se hace deslizar la barra colectora hecha de metal a lo largo de la dirección de superposición de la pluralidad de celdas de batería para formar de este modo una superficie nueva de material de terminal en la superficie del terminal externo de electrodo y se ponen la superficie nueva y la barra colectora hecha de metal en contacto entre sí.
En tal configuración, la barra colectora hecha de metal y la superficie nueva de material de terminal están en contacto entre sí y, consecuentemente, se hace posible proporcionar un paquete de baterías en el que múltiples celdas de batería estén conectadas eléctricamente empleando barras colectoras, con poca variabilidad de resistencia y sin revestimiento de terminales externos de electrodo.
En tal configuración, puede formarse una superficie nueva de material de terminal en la superficie del terminal externo de electrodo y la superficie nueva y la barra colectora hecha de metal pueden ponerse en contacto entre sí como resultado de la operación de deslizamiento. El efecto anterior puede suscitarse de manera eficaz como resultado.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es un diagrama de flujo que ilustra de manera esquemática un método para producir un paquete de baterías según la presente realización;
La Figura 2 es un diagrama en vista en perspectiva que ilustra un ejemplo de una celda de batería empleada en un método para producir un paquete de baterías según la presente realización;
La Figura 3 es un diagrama en vista superior que ilustra de manera esquemática la configuración de una barra colectora hecha de metal empleada en la presente realización.
Descripción de las realizaciones preferidas
Se explicará más adelante una realización de la presente enseñanza en referencia a los dibujos anexos. Cualesquiera características aparte del asunto concretamente expuesto en la presente descripción y que pudieran ser necesarias para llevar a cabo la presente enseñanza (por ejemplo, configuraciones habituales y procesos de producción de paquetes de baterías y que no sean características que caractericen la enseñanza) pueden considerarse como casos de asunto de diseño para una persona experta en la técnica, en base a técnicas conocidas en el campo de la técnica en cuestión. La enseñanza puede realizarse sobre la base de la descripción de la presente especificación y del conocimiento técnico común en el campo de la técnica relevante. En los dibujos más adelante, miembros y porciones que producen efectos idénticos se indican con símbolos de referencia idénticos. Las relaciones de dimensión (longitud, anchura, espesor y así) en los dibujos no reflejan relaciones de dimensión reales. La Figura 1 ilustra de manera esquemática un método para producir un paquete de baterías según la presente realización. El método para producir un paquete de baterías según la presente realización incluye una etapa S101 (etapa de superposición) de superponer una pluralidad de celdas de batería, provista cada una de un alojamiento de batería que tiene forma de paralelepípedo rectangular y con terminales externos de electrodo que se proporcionan fuera del alojamiento de batería, de modo que las caras laterales de gran área superficial de los alojamientos se solapan entre sí; y una etapa S102 (etapa de conexión) de conectar eléctricamente los terminales externos de electrodo de la pluralidad de celdas de batería empleando una barra colectora hecha de metal. Los terminales externos de electrodo no están revestidos. El método para producir un paquete de baterías según la presente realización además incluye formar una superficie nueva de material de terminal en los terminales externos de electrodo y poner la superficie nueva y la barra colectora hecha de metal en contacto entre sí.
El método para producir un paquete de baterías según la presente realización se explicará en detalle más adelante mientras se ilustra en forma de una realización concreta.
La Figura 2 ilustra un diagrama en vista en perspectiva de un ejemplo de una celda de batería empleada en la presente realización. La etapa S101 de superposición en la presente realización puede llevarse a cabo de acuerdo a un método conocido.
Concretamente, se prepara primero una pluralidad de celdas 1 de batería. Ejemplos de las celdas 1 de batería incluyen, por ejemplo, baterías secundarias de iones de litio, baterías de níquel-hidruro, baterías de níquel-cadmio, condensadores eléctricos de doble capa y similares. Las celdas 1 de batería ilustradas en las figuras son baterías secundarias de iones de litio.
Cada una de las celdas 1 de batería está provista de un alojamiento 10 de batería con forma de paralelepípedo rectangular y de un cuerpo 20 de electrodo acomodado dentro del alojamiento 10 de batería. Cada celda 1 de batería está provista de un terminal 30 de electrodo positivo y de un terminal 40 de electrodo negativo fuera del alojamiento 10 de batería.
El terminal 30 de electrodo positivo está proviso de un terminal 32 externo de electrodo positivo similar a una placa en forma de Z y de un perno 34 de lado de electrodo positivo. El terminal 30 de electrodo positivo está conectado eléctricamente a un cuerpo 20 de electrodo mediante un terminal 22 de colector interno de lado de electrodo positivo. El terminal 22 de colector interno está provisto de una placa 22a de colector y de un remache 22b. La forma y la configuración del terminal 32 externo de electrodo positivo no se limitan a las ilustradas en las figuras.
El terminal 40 de electrodo negativo está proviso de un terminal 42 externo de electrodo negativo similar a una placa en forma de Z y de un perno 44 de lado de electrodo negativo. El terminal 40 de electrodo negativo está conectado eléctricamente a un cuerpo 20 de electrodo mediante un terminal 24 de colector interno de lado de electrodo negativo. El terminal 24 de colector interno está provisto de una placa 24a de colector y de un remache 24b. La forma y la configuración del terminal 42 externo de electrodo negativo no se limitan a las ilustradas en las figuras. La Figura 3 ilustra de manera esquemática la configuración de una barra colectora hecha de metal que se emplea. En la etapa S102 de conexión, los terminales 32 externos de electrodo positivo y los terminales 42 externos de electrodo negativo de las celdas 1 de batería están conectados eléctricamente por medio de barras 210 colectoras hechas de metal. La operación se explica en términos concretos más adelante.
Según se ilustra en la Figura 3, cada barra 210 colectora tiene dos orificios 212 pasantes en los que pueden insertarse los pernos 34 de lado de electrodo positivo y los pernos 44 de lado de electrodo negativo, respectivamente. Los orificios 212 pasantes se extienden en la dirección X de superposición de la pluralidad de celdas 1 de batería. Concretamente, los orificios 212 pasantes son orificios ovalados.
La dureza del material de las barras 210 colectoras en la presente realización no está particularmente limitada. La dureza puede ajustarse a un valor que permita retirar la película de óxido de la superficie del terminal 32 externo de electrodo positivo y de la superficie del terminal 42 externo de electrodo negativo como resultado de una operación de deslizamiento que se describe más adelante. De manera deseable, se emplea en las barras 210 colectoras un material que tenga la misma o mayor dureza que la de la superficie del terminal 32 externo de electrodo positivo y que la de la superficie del terminal 42 externo de electrodo negativo.
La rugosidad superficial de las barras 210 colectoras hechas de metal en la presente realización no está limitada particularmente.
El perno 34 de lado de electrodo positivo y el perno 44 de lado de electrodo negativo se insertan en orificios 212 pasantes respectivos de cada barra 210 colectora; como resultado, la barra 210 colectora se pone en contacto con la superficie del terminal 32 externo de electrodo positivo del terminal 30 de electrodo positivo y con la superficie del terminal 42 externo de electrodo negativo del terminal 40 de electrodo negativo.
Después, se hace deslizar la barra 210 colectora a lo largo de la dirección X de superposición, mientras está en contacto con las superficies de los terminales externos de electrodo. Los orificios 212 pasantes de la barra 210 colectora se extienden en la dirección X de superposición de la pluralidad de celdas 1 de batería, que es la dirección de deslizamiento, y, consecuentemente, se puede hacer deslizar la barra 210 colectora con facilidad. Mediante el deslizamiento de la barra 210 colectora se retiran las películas de óxido presentes en la superficie del terminal 32 externo de electrodo positivo y en la superficie del terminal 42 externo de electrodo negativo y se forman superficies nuevas de material de terminal. Las superficies nuevas formadas están en contacto con la barra 210 colectora. Después de la formación de las superficies nuevas, se ajustan tuercas respectivas a las partes superiores del perno 34 de lado de electrodo positivo y del perno 44 de lado de electrodo negativo y se fijan. Como resultado, la barra 210 colectora se hace fija y se mantiene un estado de contacto entre la barra 210 colectora y las superficies nuevas del material de terminal en la superficie del terminal 32 externo de electrodo positivo y en la superficie del terminal 42 externo de electrodo negativo. Se suprime la regeneración de la película de óxido dado que las superficies nuevas están selladas mediante la barra 210 colectora.
La pluralidad de celdas 1 de batería puede conectarse eléctricamente, mientras se suprime la variabilidad de resistencia al poner así las barras 210 colectoras en contacto con las superficies nuevas formadas en la superficie del terminal 32 externo de electrodo positivo y en la superficie del terminal 42 externo de electrodo negativo. Esto es, puede proporcionarse un paquete de baterías en el que múltiples celdas 1 de batería estén conectadas eléctricamente, con poca variabilidad de resistencia, empleando las barras 210 colectoras y sin revestimiento de los terminales 30 de electrodo positivo ni de los terminales 40 de electrodo negativo.
En la presente realización, la técnica descrita en la presente memoria se aplica tanto al lado de terminal 30 de electrodo positivo como al lado de terminal 40 de electrodo negativo, pero la técnica descrita en la presente memoria puede emplearse también solo para uno cualquiera del lado de terminal 30 de electrodo positivo y del lado de terminal 40 de electrodo negativo.
Se ha explicado en detalle en lo anterior un ejemplo concreto de la presente enseñanza, pero el ejemplo es meramente de naturaleza ilustrativa y no se pretende que limite el alcance de las reivindicaciones en modo alguno. La técnica expuesta en las reivindicaciones comprende varias alteraciones y modificaciones del ejemplo concreto ilustrado en lo anterior, según la reivindicación anexa.

Claims (1)

REIVINDICACIONES
1. Un método para producir un paquete de baterías, comprendiendo el método:
una etapa de superponer una pluralidad de celdas (1) de batería, teniendo cada una un alojamiento (10) de batería y terminales (32, 42) externos de electrodo proporcionados fuera del alojamiento (10) de batería; y una etapa de conectar eléctricamente los terminales (32, 42) externos de electrodo de la pluralidad de celdas (1) de batería mediante el empleo de barras (210) colectoras hechas de metal,
en donde los terminales (32, 42) externos de electrodo no están revestidos, y
en donde la barra (210) colectora hecha de metal se pone en contacto con los terminales (32, 42) externos de electrodo,
caracterizado por que
después se hace deslizar la barra (210) colectora hecha de metal a lo largo de la dirección (X) de superposición de la pluralidad de celdas (1) de batería, para formar de este modo una superficie nueva de material de terminal en la superficie del terminal (32, 42) externo de electrodo y poner en contacto la superficie nueva y la barra (210) colectora hecha de metal entre sí.
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