ES2928965T3 - Aparato de soldadura por resistencia eléctrica y método de fabricación de baterías usando tal aparato de soldadura por resistencia eléctrica - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un aparato de soldadura por resistencia eléctrica que comprende un compresor, un soporte de soldadura y una varilla de soldadura, en el que el aire comprimido en el compresor se introduce en la varilla de soldadura a través del soporte de soldadura y se descarga a través de orificios de descarga de aire formados a través de la varilla de soldadura. varilla de soldadura. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato de soldadura por resistencia eléctrica y método de fabricación de baterías usando tal aparato de soldadura por resistencia eléctrica

Sector de la técnica

La presente invención se refiere a una soldadora por resistencia eléctrica y a un método de fabricación de baterías usando tal soldadura por resistencia eléctrica de acuerdo con el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 8 (véase, por ejemplo, el documento KR 20180061072 A).

Estado de la técnica

En los últimos años, el precio de las fuentes de energía ha aumentado debido al agotamiento de los combustibles fósiles, el interés por la contaminación ambiental se ha amplificado y la demanda de fuentes de energía alternativas respetuosas con el medio ambiente se ha vuelto un factor indispensable para la vida futura. En consecuencia, se ha realizado una investigación continuada acerca de diversas tecnologías de generación de energía, tales como la energía nuclear, la energía solar, la energía eólica, la energía undimotriz, y similares, y también están llamando la atención los dispositivos de almacenamiento de energía para usar de forma más eficiente la energía generada.

Además, a medida que aumenta el desarrollo de la tecnología y la demanda de dispositivos móviles y coches con batería, la demanda de baterías como fuentes de energía está aumentando rápidamente y, en consecuencia, se han realizado muchas investigaciones acerca de baterías capaces de satisfacer diversas necesidades. En particular, existe una demanda alta de baterías recargables de litio, tales como las baterías de iones de litio y las baterías de polímero de iones de litio con cualidades de densidad de energía, voltaje de descarga y estabilidad de salida altos.

La batería recargable se clasifica de acuerdo con una estructura de un conjunto de electrodos que tiene una estructura en la que se apilan un ánodo, un electrodo negativo y un separador interpuesto entre el ánodo y el electrodo negativo. De forma representativa, el conjunto de electrodos se puede clasificar en un conjunto de electrodos de tipo bizcocho enrollado (enrollado en espiral) que tiene una estructura en la que un electrodo positivo y un electrodo negativo se enrollan en espiral mientras se dispone un separador entre los mismos, y un conjunto de electrodos de tipo pila en el que una pluralidad de electrodos positivos y una pluralidad de electrodos negativos se apilan de forma secuencial mientras se dispone un separador entre los mismos y, recientemente, con el fin de solucionar el problema del conjunto de electrodos de tipo bizcocho enrollado y del conjunto de electrodos de tipo pila, se ha desarrollado un conjunto de electrodos que tiene una estructura avanzada en la que se mezclan el tipo bizcocho enrollado y el tipo pila. En el conjunto de electrodos, un electrodo positivo y un electrodo negativo de una unidad predeterminada se apilan mientras se dispone un separador entre los mismos, y entonces las celdas unitarias apiladas se colocan sobre una película de separación y se enrollan en espiral de forma secuencial.

Dependiendo del fin de uso, tales conjuntos de electrodos se reciben en estuches de tipo bolsa, latas cilíndricas y estuches cuadrados para fabricar baterías.

Entre estos, la batería cilíndrica es fácil de fabricar y tiene la cualidad de una densidad de energía alta por unidad de peso, y se usa como fuente de energía para diversos dispositivos que van desde ordenadores portátiles hasta coches con batería.

La figura 1 es una vista esquemática de la soldadura de una lengüeta negativa de una batería cilíndrica a una lata de metal usando una soldadora por resistencia eléctrica convencional.

Haciendo referencia a la figura 1, una batería cilíndrica 20 tiene una estructura en la que un conjunto de electrodos 24 de tipo bizcocho enrollado se recibe en una lata de metal 22. Para facilitar la descripción, solo se ilustra una parte del conjunto de electrodos 24 y una parte de la lata de metal 22. Una soldadora por resistencia eléctrica 10 tiene una estructura en la que una varilla de soldadura 12 se conecta a un soporte de soldadura 11 y se aplica una corriente a la varilla de soldadura 12 a través del soporte de soldadura 11.

Para soldar una lengüeta de electrodo negativa 21 del conjunto de electrodos 24 a la lata de metal 22, la varilla de soldadura 12 de la soldadora por resistencia eléctrica 10 puede pasar entre una membrana de separación 23 y un extremo de la varilla de soldadura 12 puede entrar en contacto con la lengüeta de electrodo negativa 21. En un estado como este, la lengüeta de electrodo negativa 21 se suelda a la lata de metal 22 aplicando una corriente a la varilla de soldadura 12. En este caso, se genera una cantidad grande de energía térmica en la varilla de soldadura 12 a través de la cual fluye corriente, lo que da lugar a un problema de deterioro de la resistencia de soldadura entre la lengüeta de electrodo negativa 21 y la lata de metal 22.

Además, debido a que la varilla de soldadura 12 se ubica en un espacio estrecho entre las membranas de separación 23, existe el problema de que las membranas de separación 23 se funden y se unen a la varilla de soldadura 12 cuando se suelda.

La información anterior divulgada en esta sección de Antecedentes es solo para potenciar la comprensión de los antecedentes de la invención y, por lo tanto, puede contener información que no forma la técnica anterior que ya es conocida en este país por un experto en la materia.

Objeto de la invención

[Problema técnico]

La presente invención pretende solucionar tales problemas de la técnica convencional y objetos técnicos que se han solicitado en el pasado.

Después de una investigación exhaustiva y diversos experimentos, los inventores de la presente solicitud confirmaron que la energía térmica generada en una varilla de soldadura se puede descargar y una membrana de separación se puede distanciar de la varilla de soldadura formando una salida de aire en la varilla de soldadura para descargar aire comprimido como se describe más adelante, de tal forma que se completó la presente invención.

[Solución técnica]

Con el fin de lograr un fin como este, una soldadora por resistencia eléctrica de acuerdo con la presente invención se define en la reivindicación 1, y al menos incluye un compresor, un soporte de soldadura y una varilla de soldadura, en donde aire comprimido por el compresor se puede introducir en la varilla de soldadura a través del soporte de soldadura, y se descarga entonces a través de las salidas de aire formadas en la varilla de soldadura.

El soporte de soldadura puede incluir una entrada de aire y una salida de aire.

Una parte del aire introducido a través de la entrada de aire se puede introducir en la trayectoria de flujo de aire. El resto del aire no introducido en la trayectoria de flujo de aire se puede descargar a través de la salida de aire. Las salidas de aire se pueden formar a diferentes frecuencias de acuerdo con la longitud de la varilla de soldadura. Las salidas de aire se pueden formar en forma de hendidura.

El soporte de soldadura puede incluir una válvula que ajusta la cantidad de aire introducido en la trayectoria de flujo de aire de la varilla de soldadura.

Un método para fabricar una batería usando la soldadora por resistencia eléctrica de acuerdo con la presente invención se define en la reivindicación 8, e incluye: recibir un conjunto de electrodos de tipo bizcocho enrollado en una lata de metal; inyectar la varilla de soldadura en una porción central del conjunto de electrodos; apartar una membrana de separación descargando aire comprimido a la salida de aire; y soldar una lengüeta negativa del conjunto de electrodos a la lata de metal aplicando una corriente a la varilla de soldadura.

Descripción de las figuras

La figura 1 es una vista esquemática de la soldadura de una lengüeta negativa de una batería cilíndrica a una lata de metal usando una soldadora por resistencia eléctrica convencional.

La figura 2 es una vista esquemática de una soldadora por resistencia eléctrica de acuerdo con una realización ilustrativa de la presente invención.

La figura 3 es una vista en sección transversal de la figura 2, tomada a lo largo de la línea de puntos A. La figura 4 y la figura 6 son vistas esquemáticas de soldadoras por resistencia eléctrica de acuerdo con otra realización ilustrativa de la presente invención.

La figura 5 es una vista esquemática de un ejemplo de una soldadora por resistencia eléctrica que no cae dentro del alcance de la presente invención

La figura 7 y la figura 8 son vistas esquemáticas de un método (denominado, en lo sucesivo en el presente documento, método de fabricación) para fabricar una batería cilíndrica usando una soldadora por resistencia eléctrica de acuerdo con una realización ilustrativa de la presente invención.

Descripción detallada de la invención

En lo sucesivo en el presente documento, diversas realizaciones ilustrativas de la presente invención se describirán con detalle con referencia a los dibujos adjuntos de tal modo que los expertos en la materia puedan poner en práctica fácilmente la presente invención. La presente invención se puede plasmar de muchas formas diferentes y no se debería interpretar que esté limitada a las realizaciones ilustrativas expuestas en el presente documento.

Además, a menos que se describa explícitamente lo contrario, se entenderá que la palabra "comprender" y variaciones tales como "comprende" o "comprendiendo/que comprende" implican la inclusión de elementos expuestos, pero no la exclusión de ningún otro elemento.

Además, a lo largo de toda la memoria descriptiva, la expresión "vista en sección transversal" significa ver una sección transversal formada cortando verticalmente una parte objetivo desde el lado.

La figura 2 es una vista esquemática de una soldadora por resistencia eléctrica de acuerdo con una realización ilustrativa de la presente invención. La figura 3 es una vista en sección transversal de la figura 2, tomada a lo largo de la línea de puntos A.

Haciendo referencia a la figura 2 y a la figura 3, una soldadora por resistencia eléctrica 100 incluye un compresor 101, un soporte de soldadura 102 y una varilla de soldadura 103. Aire comprimido por el compresor 101 se introduce en la varilla de soldadura 103 a través del soporte de soldadura 102 y se emite entonces al exterior a través de unas salidas de aire 104.

La forma de la varilla de soldadura 103 no está particularmente limitada, pero el centro del conjunto de electrodos de tipo bizcocho enrollado puede tener una forma cercana a un círculo y, por lo tanto, se puede formar en una forma cilíndrica que tiene una longitud alta en relación con el diámetro. Un lado de la varilla de soldadura 103 se conecta al soporte de soldadura 102. Una trayectoria de flujo de aire 105 se forma durante el uso en una porción central C de la varilla de soldadura 103, y la trayectoria de flujo de aire 105 está en comunicación de fluidos con el soporte de soldadura 102.

Se forma una pluralidad de salidas de aire 104 sobre una superficie lateral 109 de la varilla de soldadura 103, y las salidas de aire 104 están en comunicación con la trayectoria de flujo de aire 105. Se forma una pluralidad de salidas de aire 104, de acuerdo con la presente invención, a lo largo de la superficie lateral 109 en la dirección radial en la porción central C de la varilla de soldadura 103.

El soporte de soldadura 102 puede incluir una entrada de aire 106 y una salida de aire 107. El aire comprimido en el compresor 101 se introduce en el soporte de soldadura 102 a través de la entrada de aire 106, y una parte del aire introducido se introduce en la trayectoria de flujo de aire 105 de la varilla de soldadura 103. Otro aire comprimido, no introducido en la trayectoria de flujo de aire 105 de la varilla de soldadura 103, se puede descargar a través de la salida de aire 107.

A través de una estructura como esta, el aire comprimido descargado desde las salidas de aire 104 durante la soldadura tiene una presión predeterminada y, por lo tanto, una membrana de separación (no mostrada) se puede disponer separada de la varilla de soldadura 103 para evitar que el miembro de separación se una a la varilla de soldadura 103.

Además, el aire introducido en la trayectoria de flujo de aire 105 de la varilla de soldadura 103 puede enfriar la energía térmica generada en la varilla de soldadura 103 durante la soldadura mientras se descarga a través de las salidas de aire 104.

La figura 4 es una vista esquemática de una soldadora por resistencia eléctrica de acuerdo con otra realización ilustrativa de la presente invención.

Haciendo referencia a la figura 4, las salidas de aire 104 se pueden formar en la varilla de soldadura 103 de una soldadora por resistencia eléctrica 200 a diferentes frecuencias dependiendo de la distancia desde un soporte de soldadura 102. Excepto por que las salidas de aire 104 se forman a diferentes frecuencias, la soldadora por resistencia eléctrica 200 de la figura 4 incluye las mismas configuraciones que la soldadora por resistencia eléctrica 100 de la figura 2.

Como se ha descrito previamente, la varilla de soldadura 103 puede tener una forma que tiene una longitud alta en comparación con el diámetro de la misma. En este caso, cuando las salidas de aire 104 se forman a la misma frecuencia de acuerdo con la longitud de la varilla de soldadura 103, la cantidad de aire descargado desde las salidas de aire 104 dispuestas cerca del soporte de soldadura 102 y la cantidad de aire descargado desde las salidas de aire 104 dispuestas lejos del soporte de soldadura 102 pueden ser diferentes entre sí. Por lo tanto, la cantidad de aire descargado se reduce en la porción B en donde la varilla de soldadura 103 entra en contacto con una lengüeta de electrodo (no mostrada) y, por lo tanto, puede que no sea fácil separar un miembro de separación (no mostrado) de la varilla de soldadura 103 y enfriar la varilla de soldadura 103. Por lo tanto, las salidas de aire 104 se forman a diferentes frecuencias dependiendo de la distancia desde el soporte de soldadura 102 a la varilla de soldadura 103 de la soldadora por resistencia eléctrica 200 de tal modo que se puede descargar una cantidad suficiente de aire incluso en la porción B, proporcionando de ese modo los problemas expuestos anteriormente. En la varilla de soldadura 103 de la figura 4, se forman más salidas de aire 104 en la porción B que en las proximidades del soporte de soldadura 102.

La figura 5 es una vista esquemática de un ejemplo de una resistencia eléctrica que no cae dentro del alcance de la presente invención.

Haciendo referencia a la figura 5, una salida de aire 104 formada en una varilla de soldadura 103 de una soldadora por resistencia eléctrica 300 se puede formar en diversas formas. Por ejemplo, la salida de aire 104 se forma en forma de hendidura. La salida de aire en forma de hendidura 104 se puede formar en la dirección longitudinal de la varilla de soldadura 103. A través de una estructura como esta, la cantidad de aire descargado a través de la salida de aire 104 en cada posición a lo largo de la longitud de la varilla de soldadura 103 se puede mantener constante. Excepto por que la salida de aire 104 se forma en forma de hendidura, la soldadora por resistencia eléctrica 300 de la figura 5 puede incluir las mismas configuraciones que la soldadora por resistencia eléctrica 100 de la figura 2.

La figura 6 es una vista esquemática de una soldadora por resistencia eléctrica de acuerdo con otra realización ilustrativa de la presente invención.

Haciendo referencia a la figura 6, en una soldadora por resistencia eléctrica 400, una válvula 108 se incluye en un soporte de soldadura 102 para ajustar la cantidad de aire que fluye a una trayectoria de flujo de aire 105 de una varilla de soldadura 103. Excepto por que la válvula 108 se forma sobre el soporte de soldadura 102, la soldadora por resistencia eléctrica 400 mostrada en la figura 6 puede incluir las mismas configuraciones que la soldadora por resistencia eléctrica 100 de la figura 2.

Como otra realización ilustrativa de la presente invención, la válvula 108 de la figura 6 se puede aplicar a las realizaciones ilustrativas de la figura 2, la figura 4 y la figura 5.

La figura 7 y la figura 8 son vistas esquemáticas de un método (denominado, en lo sucesivo en el presente documento, método de fabricación) para fabricar una batería cilíndrica usando una soldadora por resistencia eléctrica de acuerdo con una realización ilustrativa de la presente invención.

Haciendo referencia a la figura 2, la figura 7 y la figura 8, un método de fabricación de baterías de acuerdo con la presente realización ilustrativa incluye situar una varilla de soldadura 103 de una soldadora por resistencia eléctrica 100 en una porción central de un conjunto de electrodos 24 de tipo bizcocho enrollado, y hacer que un extremo de la varilla de soldadura 103 entre en contacto con una lengüeta de electrodo negativa 21.

En la presente realización ilustrativa, se incluye introducir aire comprimido haciendo funcionar un compresor 101 en una trayectoria de flujo de aire 105 de la varilla de soldadura 103 a través de un soporte de soldadura 102, y descargar el aire introducido a través de las salidas de aire 104. En la figura 8, el aire descargado a través de las salidas de aire 104 se indica mediante una flecha. El aire descargado a través de las salidas de aire 104 separa una membrana de separación 23 de la varilla de soldadura 103.

En la presente realización ilustrativa, se incluye soldar la lengüeta de electrodo negativa 21 y una lata de metal 22 aplicando una corriente a la varilla de soldadura 103. El aire descargado a través de las salidas de aire 104 durante la soldadura mantiene el miembro de separación 23 para separarlo de la varilla de soldadura 103. Además, el aire descargado a través de las salidas de aire 104 durante la soldadura puede enfriar la varilla de soldadura 103.

Los expertos en la materia de la presente invención serán capaces de realizar diversas aplicaciones y modificaciones dentro del alcance de la presente invención como se define en las reivindicaciones adjuntas.

[Aplicabilidad industrial]

Como se ha descrito anteriormente, en la soldadora por resistencia eléctrica de acuerdo con la realización ilustrativa de la presente invención, se forma una salida de aire en la varilla de soldadura para enfriar la energía térmica generada por la varilla de soldadura y evitar que la membrana de separación entre en contacto con la varilla de soldadura durante la soldadura.

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Una soldadora por resistencia eléctrica (100) que comprende un soporte de soldadura (102) y una varilla de soldadura (103), y que está caracterizada por que:

la soldadora (100) comprende además un compresor (101), y por que la varilla de soldadura (103) comprende unas salidas de aire (104), de tal forma que, durante el uso,

aire comprimido por el compresor (101) se introduce en la varilla de soldadura (103) a través del soporte de soldadura (102), y se descarga entonces a través de las salidas de aire (104) formadas en la varilla de soldadura (103),

por que la varilla de soldadura (103) comprende una trayectoria de flujo de aire (105) formada en una porción central (C) de la misma,

por que la trayectoria de flujo de aire (105) está en comunicación de fluidos con las salidas de aire (104), y y por que las salidas de aire (104) se forman sobre una superficie lateral (109) en la dirección radial de la varilla de soldadura (103).

2. La soldadora por resistencia eléctrica (100) de la reivindicación 1, en donde el soporte de soldadura (102) comprende una entrada de aire (106) y una salida de aire (107).

3. La soldadora por resistencia eléctrica (100) de la reivindicación 2, en donde una parte del aire introducido a través de la entrada de aire (106) se introduce en la trayectoria de flujo de aire (105).

4. La soldadora por resistencia eléctrica (100) de la reivindicación 3, en donde el resto del aire no introducido en la trayectoria de flujo de aire (105) se descarga a través de la salida de aire (107).

5. La soldadora por resistencia eléctrica (100) de la reivindicación 1, en donde las salidas de aire (104) se forman a diferentes frecuencias de acuerdo con la longitud de la varilla de soldadura (103).

6. La soldadora por resistencia eléctrica (100) de la reivindicación 1, en donde las salidas de aire (104) se forman en forma de hendidura.

7. La soldadora por resistencia eléctrica (100) de la reivindicación 1, en donde el soporte de soldadura (102) comprende una válvula que ajusta la cantidad de aire introducido en la trayectoria de flujo de aire (105) de la varilla de soldadura (103).

8. Un método para fabricar una batería que está caracterizado por usar la soldadora por resistencia eléctrica (100) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7,

y por comprender el método las siguientes etapas:

recibir un conjunto de electrodos (24) de tipo bizcocho enrollado en una lata de metal (22);

inyectar la varilla de soldadura (103) en una porción central del conjunto de electrodos (24);

apartar una membrana de separación (23) descargando aire comprimido a la salida de aire (104); y

soldar una lengüeta negativa (21) del conjunto de electrodos (24) a la lata de metal (22) aplicando una corriente a la varilla de soldadura (103).