ES2966783T3 - Batería secundaria y módulo de batería - Google Patents

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Abstract

La batería secundaria según una realización de la presente invención, que pretende resolver el problema descrito, comprende: un conjunto de electrodos formado por electrodos y separadores apilados alternativamente; una caja de batería en la que se aloja el conjunto de electrodos; un elemento piezoeléctrico que está dispuesto en el exterior de una parte de copa, de la caja de la batería, que aloja el conjunto de electrodos, y que recibe presión y suministra energía desde el mismo si aumenta el volumen de la caja de la batería; y una unidad de perforación que tiene un extremo afilado y, cuando el elemento piezoeléctrico le aplica energía, cuyo extremo afilado se extiende hacia la caja de la batería para perforarla. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Batería secundaria y módulo de batería
Referencia cruzada a la solicitud relacionada
La presente solicitud reivindica el beneficio de la prioridad de la solicitud de patente coreana n.° 10-2019-0017331, presentada el 14 de febrero de 2019.
Sector de la técnica
La presente invención se refiere a una batería secundaria y a un módulo de batería y, más particularmente, a una batería secundaria, en donde un gas generado en una carcasa de batería se descarga rápidamente para evitar una explosión y asegurar la estabilidad cuando ocurre una operación anormal, y un módulo de batería.
Estado de la técnica
En general, las baterías secundarias incluyen baterías de níquel-cadmio, baterías de níquel-hidrógeno, baterías de iones de litio y baterías de polímero de iones de litio. Esta batería secundaria se aplica y utiliza en productos de pequeño tamaño tales como cámaras digitales, P-DVD, MP3P, teléfonos móviles, PDA, dispositivos de juego portátiles, herramientas eléctricas, bicicletas eléctricas y similares, así como productos de gran tamaño que requieren alta potencia, tal como vehículos eléctricos y vehículos híbridos, dispositivos de almacenamiento de energía para almacenar energía excedente o energía renovable, y dispositivos de almacenamiento de energía de respaldo.
Para fabricar un conjunto de electrodos, un cátodo, un separador y un ánodo se fabrican y apilan. Específicamente, se aplica una suspensión de material activo del cátodo a un colector de cátodo, y se aplica una suspensión de material activo del ánodo a un colector de ánodo para fabricar un cátodo y un ánodo. Además, cuando el separador está interpuesto y apilado entre el cátodo y el ánodo fabricados, se forman celdas unitarias. Las celdas unitarias se apilan unas sobre otras para formar un conjunto de electrodos. Además, cuando se acomoda el conjunto de electrodos en un caso específico, y se inyecta un electrolito, se fabrica la batería secundaria.
En la técnica relacionada, cuando la batería secundaria funciona de forma anormal, tal como, por ejemplo, al estar expuesta a altas temperaturas o excesivamente cargada o descargada, el separador se contrae debido al calor generado y, por lo tanto, el cátodo y el ánodo entran en contacto directamente entre sí para aumentar la posibilidad de cortocircuito. Debido al cortocircuito, puede producirse una rápida transferencia de electrones dentro de la batería y, por lo tanto, cuando se produce la generación de calor y reacciones secundarias, la batería secundaria puede explotar y causar un problema de seguridad. En particular, cuando se produce un mal funcionamiento eléctrico, tal como la sobrecarga, la sobredescarga o el cortocircuito externo, como fluye mucha corriente y la conductividad térmica del colector es baja, la temperatura del colector es más alta que la de la capa de material activo. Posteriormente, el calor puede difundirse y, por lo tanto, pueden añadirse reacciones térmicas, químicas y electroquímicas de los componentes, tal como los materiales activos y los electrolitos, que pueden provocar un desbordamiento térmico.
Los documentos EP 3 300 139 A, CN 207 398 300 U y WO 2011/132723 divulgan un elemento para detectar el hinchamiento de la batería.
Objeto de la invención
Problema técnico
Un objeto de la presente invención es proporcionar una batería secundaria, como se describe en las reivindicaciones adjuntas, en donde un gas generado en una carcasa de batería se descarga rápidamente para evitar una explosión y asegurar la estabilidad cuando ocurre una operación anormal, y un módulo de batería.
Solución técnica
Una batería secundaria según la presente invención se define en la reivindicación independiente adjunta. Realizaciones preferidas de la invención se definen en el juego adjunto de reivindicaciones dependientes.
Además, la parte de perforación puede estar hecha de un polímero electroactivo (EAP).
Además, el elemento piezoeléctrico puede estar unido a una superficie exterior de la parte de copa.
Además, el elemento piezoeléctrico puede estar unido a una porción central de la parte de copa.
Además, el elemento piezoeléctrico puede tener una forma correspondiente a la de la parte de copa.
Además, la parte de perforación puede perforar la parte de la copa de la carcasa de batería.
Además, la parte de perforación puede formarse en estrecho contacto con una parte de sellado de la carcasa de batería.
Además, el otro extremo de la parte de perforación puede estar dispuesto en un vértice de la carcasa de batería. Además, la parte de perforación puede formarse en estrecho contacto con una porción de la parte de sellado formada a lo largo de un borde periférico en la batería secundaria.
Un módulo de batería según una realización de la presente invención se define en el conjunto de reivindicaciones adjunto.
Además, la parte de perforación puede estar hecha de un polímero electroactivo (EAP).
Además, el elemento piezoeléctrico puede estar unido a una superficie interior de la carcasa.
Además, la parte de perforación puede formarse en estrecho contacto con un borde interior del alojamiento.
Además, la parte de perforación puede perforar la parte de la copa de la carcasa de batería.
Además, la presente divulgación puede proporcionar un paquete de baterías que incluye el módulo de batería y proporcionar un dispositivo que incluye el paquete de baterías.
El dispositivo puede incluir un ordenador, un ultraportátil, un teléfono inteligente, un teléfono móvil, una tableta, un dispositivo electrónico portátil, una herramienta eléctrica, un vehículo eléctrico (EV), un vehículo eléctrico híbrido (h Ev ), un vehículo eléctrico híbrido enchufable (PHEV) o un dispositivo de almacenamiento de energía, pero no se limita a esto.
Las estructuras del paquete de baterías y del dispositivo y el método para fabricarlos son bien conocidos en la técnica y, por lo tanto, se omitirán aquí sus descripciones detalladas.
Las particularidades de otras realizaciones se incluyen en la descripción detallada y los dibujos.
Efectos ventajosos
Las realizaciones de la presente invención pueden tener al menos los siguientes efectos.
Cuando se produce la operación anormal, si la carcasa de batería se expande en volumen para producir la energía del elemento piezoeléctrico, la parte de perforación puede perforar la carcasa de batería para permitir que el gas generado en la carcasa de batería se descargue rápidamente, evitando así la explosión y asegurando la estabilidad.
Descripción de las figuras
La figura 1 es una vista en conjunto de una batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente invención.
La figura 2 es una vista en perspectiva de la batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente invención.
La figura 3 es una vista en planta de la batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente invención. La figura 4 es una vista en sección transversal ampliada de la batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente invención.
La figura 5 es una vista en planta de la batería secundaria cuando un extremo de una parte de perforación de la batería secundaria se extiende de acuerdo con una realización de la presente invención.
La figura 6 es una vista en sección transversal ampliada de la batería secundaria cuando un extremo de la parte de perforación de la batería secundaria se extiende de acuerdo con una realización de la presente invención. La figura 7 es una vista en conjunto de un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente invención.
La figura 8 es una vista en conjunto del módulo de batería cuando un extremo de una parte de perforación del módulo de batería se extiende de acuerdo con otra realización de la presente invención.
Descripción detallada de la invención
Las ventajas y características de la presente invención, y los métodos de implementación de la misma, se aclararán a través de las siguientes realizaciones descritas con referencia a los dibujos adjuntos. La presente invención puede, sin embargo, realizarse de formas diferentes y no se debería interpretar como que está limitada a las realizaciones establecidas en el presente documento. En cambio, estas realizaciones se proporcionan de modo que la presente divulgación sea global y completa, y transmita completamente el alcance de la presente invención para los expertos en la materia. También, la presente invención solo está definida por el alcance de las reivindicaciones. Números de referencia similares hacen referencia a elementos similares a lo largo de todo el presente documento.
A menos que los términos utilizados en la presente invención se definan de manera diferente, todos los términos (incluidos los términos técnicos y científicos) utilizados en este documento tienen el mismo significado que entienden generalmente los expertos en la técnica. Además, a menos que se defina clara y aparentemente en la descripción, los términos tal como se definen en un diccionario de uso común no se interpretan de manera ideal o excesiva como si tuvieran un significado formal.
En la siguiente descripción, los términos técnicos se utilizan únicamente para explicar una realización de ejemplo específica sin limitar la presente invención. En esta memoria descriptiva, los términos de una forma singular pueden comprender formas plurales a menos que se mencionen específicamente. El significado de "comprende" y/o "que comprende" no excluye otros componentes además del componente mencionado.
A continuación en el presente documento, realizaciones preferidas se describirán en detalle haciendo referencia a los dibujos adjuntos.
La figura 1 es una vista en conjunto de una batería secundaria 1 según una realización de la presente invención, y la figura 2 es una vista en perspectiva de la batería secundaria 1 según una realización de la presente invención.
De acuerdo con una realización de la presente invención, cuando se produce una operación anormal, si se expande el volumen de una carcasa de batería 13 para producir energía a partir de un elemento piezoeléctrico 135, una parte de perforación 136 puede perforar la carcasa de batería 13 para permitir que el gas generado en la carcasa de batería 13 se descargue rápidamente, evitando así una explosión y asegurando estabilidad.
Para ello, la batería secundaria 1 según una realización de la presente invención incluye:
un conjunto de electrodos 10 formado apilando alternativamente un electrodo y un separador; una carcasa de batería 13 que aloja en su interior el conjunto de electrodos 10; un elemento piezoeléctrico 135 dispuesto fuera de una parte de copa 133 que aloja el conjunto de electrodos 10 en la carcasa de batería 13 para recibir una presión cuando la carcasa de batería 13 se expande en volumen, suministrando así la energía al exterior; y una parte de perforación 136 que tiene un extremo afilado 1361 y cuyo extremo 1361 se extiende hacia la carcasa de batería 13 para perforar la carcasa de batería 13 cuando se aplica energía desde el elemento piezoeléctrico 135.
El conjunto de electrodos 10 se forma apilando alternativamente el electrodo y el separador. Primero, lechada en donde se utiliza un material activo para el electrodo, un aglutinante y un plastificante se mezclan entre sí y se aplica a un colector de cátodo y a un colector de ánodo para fabricar un cátodo y un ánodo. Posteriormente, el cátodo y el ánodo se apilan respectivamente a ambos lados del separador para formar un conjunto de electrodo 10 que tiene una forma predeterminada. Después, el conjunto de electrodos se inserta en la carcasa de batería 13, se inyecta un electrolito en la carcasa de batería 13 y se realiza un proceso de sellado.
Específicamente, el conjunto de electrodos 10 incluye dos tipos de electrodos, tales como el cátodo y el ánodo, y el separador interpuesto entre los electrodos para aislar los electrodos entre sí. El conjunto de electrodos 10 puede ser de tipo apilado, un tipo rollo de gelatina, un tipo apilado y plegable, o similares. Cada uno de los dos tipos de electrodos, es decir, el cátodo y el ánodo tienen una estructura en donde se aplica una suspensión de material activo al colector de electrodos que tiene forma de lámina metálica o malla metálica. La suspensión puede formarse habitualmente agitando un material activo granular, un conductor auxiliar, un aglutinante y un plastificante al que se le añade un solvente. El solvente puede eliminarse en el proceso posterior.
Como se ilustra en la figura 1, el conjunto de electrodos 10 incluye una lengüeta de electrodo 11. Las lengüetas de electrodo 11 están conectadas respectivamente al cátodo y al ánodo del conjunto de electrodo 10 para sobresalir hacia afuera desde un lado del conjunto de electrodo 10, proporcionando así una trayectoria, a través de la cual se mueven los electrones, entre el interior y el exterior del conjunto de electrodos 10. Un colector del conjunto de electrodos 10 está constituido por una porción recubierta con un material activo de electrodo y un extremo distal, sobre el que no se aplica el material activo del electrodo, es decir, una porción sin recubrimiento. Además, la lengüeta de electrodo 11 puede formarse cortando la parte sin recubrimiento o conectando un elemento conductor separado a la parte sin recubrimiento mediante soldadura ultrasónica. Como se ilustra en la figura 1, las lengüetas de electrodo 11 pueden sobresalir de un lado del conjunto de electrodo 10 en direcciones diferentes entre sí, pero la presente invención no está limitada a ello. Por ejemplo, las lengüetas de electrodo 11 pueden sobresalir en la misma dirección.
En el conjunto de electrodos 10, el cable de electrodo 12 está conectado a la lengüeta de electrodo 11 mediante soldadura por puntos. Además, una porción del cable del electrodo 12 está rodeada por una parte aislante 14. La parte aislante 14 puede estar dispuesta para estar limitada dentro de una parte de sellado 134, en donde una carcasa superior 131 y una carcasa inferior 132 de la carcasa de batería 13 están fusionadas térmicamente, de modo que el cable del electrodo 12 quede unido a la carcasa de batería 13. Además, se puede evitar que la electricidad generada a partir del conjunto de electrodos 10 fluya hacia la carcasa de batería 13 a través del cable de electrodo 12, y se puede mantener el sellado de la carcasa de batería 13. Por tanto, la parte aislante 14 puede estar hecha de un material no conductor que no tenga conductividad, que no es conductor de electricidad. En general, aunque como parte aislante 14 se utiliza principalmente una cinta aislante que se fija fácilmente al cable 12 del electrodo y que tiene un espesor relativamente fino, la presente invención no está limitada a ello. Por ejemplo, se pueden utilizar varios elementos como parte aislante 14 siempre que los elementos sean capaces de aislar el cable del electrodo 12.
Un extremo del cable del electrodo 12 está conectado a la lengüeta del electrodo 11, y el otro extremo del cable del electrodo 12 sobresale hacia el exterior de la carcasa de batería 13. Esto es, el cable de electrodo 12 incluye un cable de cátodo 121 que tiene un extremo conectado a una lengüeta de cátodo 111 para extenderse en una dirección en donde sobresale la lengüeta de cátodo 111 y un cable de ánodo 122 que tiene un extremo conectado a una lengüeta de ánodo 112 para extenderse en una dirección en del que sobresale la lengüeta del ánodo 112. Por otro lado, como se ilustra en la figura 1, todos los demás extremos del cable de cátodo 121 y el cable de ánodo 122 sobresalen hacia el exterior de la carcasa de batería 13. Como resultado, la electricidad generada en el conjunto de electrodos 10 puede suministrarse al exterior. Además, dado que cada una de la lengüeta de cátodo 111 y la lengüeta de ánodo 112 está formada para sobresalir en varias direcciones, cada uno del cable de cátodo 121 y el cable de ánodo 122 puede extenderse en varias direcciones.
El cable de cátodo 121 y el cable de ánodo 122 pueden estar hechos de materiales diferentes entre sí. Esto es, el cable de cátodo 121 puede estar hecho del mismo material que el colector de cátodo, es decir, un material de aluminio (Al), y el conductor del ánodo 122 puede estar hecho del mismo material que el colector de ánodo, es decir, un material de cobre (Cu) o un material de cobre recubierto con níquel (Ni). Además, una porción del cable del electrodo 12, que sobresale hacia el exterior de la carcasa de batería 13, puede proporcionarse como una parte terminal y conectarse eléctricamente a un terminal externo.
La carcasa de batería 13 es una bolsa hecha de un material flexible. A continuación en el presente documento, se describirá el caso en donde la carcasa de batería 13 es la bolsa. La carcasa de batería 13 acomoda el conjunto de electrodo 10 de modo que una porción del cable de electrodo 12, es decir, la parte terminal queda expuesta y luego se sella. Como se ilustra en la figura 1, la carcasa de batería 13 incluye la carcasa superior 131 y la carcasa inferior 132. Se puede proporcionar un espacio de alojamiento 1331 en donde se forma una parte de copa 133 para acomodar el conjunto de electrodos 10 en la carcasa inferior 132, y la carcasa superior 131 puede cubrir un lado superior del espacio de alojamiento 1331 de modo que el conjunto de electrodos 10 no esté separado hacia el exterior de la carcasa de batería 13. Aquí, como se ilustra en la figura 1, la parte de copa 133 que tiene el espacio de alojamiento 1331 puede formarse en la carcasa superior 131 para acomodar el conjunto de electrodos 10 en la porción superior. Como se ilustra en la figura 1, un lado de la carcasa superior 131 y un lado de la carcasa inferior 132 pueden conectarse entre sí. Sin embargo, la presente invención no está limitada a ello. Por ejemplo, la carcasa superior 131 y la carcasa inferior 132 pueden fabricarse por separado para estar separadas entre sí.
El elemento piezoeléctrico 135 está dispuesto fuera de la parte de copa 133 para recibir la presión cuando la carcasa de batería 13 se expande en volumen, suministrando así la energía al exterior. Además, la parte de perforación 136 tiene un extremo afilado 1361. Cuando la energía se aplica desde el elemento piezoeléctrico 135, un extremo 1361 se extiende hasta la carcasa de batería 13 para perforar la carcasa de batería 13. El elemento piezoeléctrico 135 y la parte de perforación 136 se describirán a continuación en detalle.
Cuando se conecta un cable de electrodo 12 a la lengüeta de electrodo 11 del conjunto de electrodos 10, y la parte aislante 14 se proporciona en una porción del cable de electrodo 12, el conjunto de electrodos 10 puede acomodarse en el espacio de alojamiento 1331 proporcionado en la parte de copa 133 de la carcasa inferior 132, y la carcasa superior 131 puede cubrir una porción superior del espacio de alojamiento. Además, se inyecta el electrolito y se sella la parte de sellado 134 formada en los bordes de la carcasa superior 131 y la carcasa inferior 132. El electrolito puede mover iones de litio generados por la reacción electroquímica del electrodo durante la carga y descarga de la batería secundaria 1. El electrolito puede incluir un electrolito orgánico no acuoso que es una mezcla de una sal de litio y un disolvente orgánico de alta pureza o un polímero que utiliza un electrolito polimérico. Como se ilustra en la figura 2, la batería secundaria 1 de tipo bolsa se puede fabricar mediante el método descrito anteriormente.
La figura 3 es una vista en planta de la batería secundaria 1 según una realización de la presente invención, y la figura 4 es una vista en sección transversal ampliada de la batería secundaria 1 según una realización de la presente invención.
Como se ilustra en la figura 3, la batería secundaria 1 según una realización de la presente invención incluye el elemento piezoeléctrico 135 y la parte de perforación 136. El elemento piezoeléctrico 135 es un elemento que genera una tensión cuando una fuerza física externa tal como una presión, se aplica tensión, o similar, y por el contrario, se deforma cuando se aplica una tensión. Los elementos piezoeléctricos típicos 135 incluyen titanato de bario, sal de rochelle y similares.
El elemento piezoeléctrico 135 está dispuesto fuera de la parte de copa 133 de la carcasa de batería 13. Por lo tanto, cuando se genera un gas en la carcasa de batería 13 para expandir el volumen de la carcasa de batería 13, se aplica una presión. Por consiguiente, se genera una tensión en el elemento piezoeléctrico 135 para suministrar energía al exterior. En particular, de acuerdo con una realización de la presente invención, el elemento piezoeléctrico 135 puede unirse directamente a una superficie exterior de la parte de copa 133. Como resultado, el elemento piezoeléctrico puede reaccionar sensiblemente a la expansión de la carcasa de batería 13. Esto es, incluso si el volumen de la carcasa de batería 13 se expande ligeramente, la tensión podrá generarse inmediatamente para ser suministrada al exterior.
Como se ilustra en la figura 3, el elemento piezoeléctrico 135 puede tener una forma correspondiente a la de la parte de copa 133. Por ejemplo, si la parte de copa 133 tiene una forma rectangular, el elemento piezoeléctrico 135 también puede tener una forma rectangular. Si la parte de copa 133 tiene forma circular, el elemento piezoeléctrico 135 también puede tener forma circular. Como resultado, cuando la parte de copa 133 se deforma, el elemento piezoeléctrico 135 puede recibir una presión proporcional al grado de deformación de la parte de copa 133.
Además, el elemento piezoeléctrico 135 está preferiblemente unido a una porción sustancialmente central de la parte de copa 133. Si se genera gas dentro de la carcasa de batería 13, la parte de copa 133 que tiene la mayor flexibilidad es la que se deforma más. Aquí, el elemento piezoeléctrico 135 está unido a la porción central de la parte de copa 133. Cuando la parte de copa 133 se deforma, el elemento piezoeléctrico 135 puede recibir uniformemente la presión en su conjunto.
La parte de perforación 136 puede tener una forma de alambre largo y delgado. Cuando se aplica energía al elemento piezoeléctrico 135, la parte de perforación 136 puede deformarse para perforar la carcasa de batería 13. La parte de perforación 136 puede estar hecha de un polímero electroactivo (EAP). El polímero electroactivo es un polímero que es capaz de deformarse por expansión, contracción, doblado, etc., mediante estimulación eléctrica. Polímeros electroactivos representativos incluyen polímeros ferroeléctricos y elastómeros dieléctricos. En particular, polímeros piezoeléctricos relativamente altos de fluoruro de polivinilideno (PVDF) se utilizan ampliamente como polímeros ferroeléctricos.
Como se ilustra en la figura 4, la parte de perforación 136 puede formarse en estrecho contacto con la parte de sellado 134 de la carcasa de batería 13. Como resultado, se puede evitar que la parte de perforación 136 se dañe por fricción externa sin cambiar en gran medida el tamaño y la forma de la batería secundaria 1. Si se forma una longitud de la parte de perforación 136 en cierta medida, como se ilustra en la figura 3, la parte de perforación 136 puede estar en estrecho contacto con una porción de la parte de sellado 134 formada a lo largo de un borde periférico en la carcasa de batería 13. Sin embargo, la presente invención no se limita a esto, y la parte de perforación 136 puede formarse en la carcasa de batería 13 de varias maneras, por ejemplo, formada a lo largo de la superficie exterior de la parte de copa 133 que aloja el conjunto de electrodo 10 en la carcasa de batería 13.
La figura 5 es una vista en planta de la batería secundaria 1 cuando un extremo 1361 de la parte de perforación 136 de la batería secundaria 1 se extiende según una realización de la presente invención, y la figura 6 es una vista en sección transversal ampliada de la batería secundaria 1 cuando un extremo 1361 de la parte de perforación 136 de la batería secundaria 1 se extiende según una realización de la presente invención.
Cuando el elemento piezoeléctrico 135 recibe una presión, se genera una tensión para suministrar energía al exterior. Esto es, cuando se genera un gas en la carcasa de batería 13 para expandir el volumen de la carcasa de batería 13, el elemento piezoeléctrico 135 puede recibir la presión para suministrar energía al exterior. Además, la parte de perforación 136 tiene un extremo afilado 1361 y cambia de forma cuando se aplica energía desde el elemento piezoeléctrico 135. En particular, como se ilustra en la figura 5, un extremo 1361 de la parte de perforación 136 se extiende hacia la carcasa de batería 13 para perforar la carcasa de batería 13.
La parte de perforación 136 puede perforar preferiblemente la parte de copa 133 en la carcasa de batería 13. Como resultado, el interior y el exterior de la carcasa de batería 13 están conectados entre sí y, por lo tanto, el gas generado en la carcasa de batería 13 puede descargarse rápidamente al exterior para evitar la explosión y asegurar la estabilidad.
Un extremo 1361 de la parte de perforación 136 no está dispuesto cerca de un vértice de la parte de copa 133 sino que está dispuesto en el centro de un borde de la parte de copa 133 como se ilustra en la figura 5. Por tanto, dado que la porción central del borde es más débil que la vecindad del vértice de la parte de copa 133, cuando se extiende un extremo 1361 de la parte de perforación 136, como se ilustra en la figura 6, la parte de copa 133 puede perforarse fácilmente.
Por otro lado, el otro extremo 1362 de la parte de perforación 136 no está dispuesto en la porción central del borde de la parte de copa 133 sino que está dispuesto cerca del vértice de la parte de copa 133, como se ilustra en la figura 5. Un cable conductor 1351 conectado al elemento piezoeléctrico 135 está conectado al otro extremo 1362 de la parte de perforación 136. Como resultado, se puede minimizar la desconexión o daño del cable conductor 1351 conectado al elemento piezoeléctrico 135 debido a un obstáculo externo.
La figura 7 es una vista en conjunto de un módulo de batería 2 de acuerdo con una realización de la presente invención.
De acuerdo con una realización de la presente invención, el elemento piezoeléctrico 135 está directamente unido a la superficie exterior de la parte de copa 133 de la carcasa de batería 13, y la parte de perforación 136 está formada en estrecho contacto con la parte de sellado 134 de la carcasa de batería 13. Como resultado, el elemento piezoeléctrico 135 puede reaccionar sensiblemente a la expansión del volumen de la carcasa de batería 13, y se puede evitar que la parte de perforación 136 se dañe por fricción externa sin cambiar en gran medida el tamaño y la forma de la batería secundaria 1.
Sin embargo, de acuerdo con otra realización de la presente invención, cuando se ensambla una batería secundaria 1a para formar un módulo de batería 2, un elemento piezoeléctrico 135a y una parte de perforación 136a no pueden formarse en una carcasa de batería 13 de la batería secundaria 1a, pero estar formado en la carcasa 20 del módulo de batería 2. Como resultado, puede ser fácil fijar el elemento piezoeléctrico 135a y la parte de perforación 136a al alojamiento 20 que tiene rigidez en lugar de que la carcasa de batería de tipo bolsa 13 tenga flexibilidad.
El módulo de batería 2 según otra realización de la presente invención incluye: una batería secundaria que incluye un conjunto de electrodos 10 formado apilando alternativamente un electrodo y un separador, una carcasa de batería 13 que aloja el conjunto de electrodo 10 en su interior, un elemento piezoeléctrico 135a dispuesto fuera de una parte de copa 133 que aloja el conjunto de electrodos 10 en la carcasa de batería 13 para recibir una presión cuando la carcasa de batería 13 se expande en volumen, suministrando así la energía al exterior, y una parte de perforación 136a que tiene un extremo afilado 1361a y cuyo extremo 1361a se extiende hacia la carcasa de batería 13 para perforar la carcasa de batería 13 cuando se aplica energía desde el elemento piezoeléctrico 135a; y un alojamiento 20 que aloja en su interior la batería secundaria 1.
El alojamiento 20 aloja en su interior la batería secundaria 1a y, como se ilustra en la figura 7, los alojamientos superior e inferior 20 están acoplados entre sí a ambos lados de la batería secundaria 1a para acomodar la batería secundaria 1a. El alojamiento 20 puede acomodar solo una batería secundaria 1a en su interior, pero no se limita a esto. Por ejemplo, el alojamiento 20 puede alojar una pluralidad de baterías secundarias 1a.
El elemento piezoeléctrico 135a y la parte de perforación 136a según otra realización de la presente invención están formados en el alojamiento 200 del módulo de batería 2. En particular, el elemento piezoeléctrico 135a está dispuesto fuera de la parte de copa 133 de la carcasa de batería 13, pero está unido a una superficie interior del alojamiento 20 sin estar unido directamente a una superficie exterior de la parte de copa 133. Sin embargo, dado que la superficie interior del alojamiento 20 y la parte de copa 133 de la carcasa de batería 13 están dispuestas muy cerca entre sí, cuando se genera un gas dentro de la carcasa de batería 13 para expandir el volumen de la carcasa de batería 13, el elemento piezoeléctrico 136a suministra inmediatamente energía al exterior.
La parte de perforación 136a está formada en estrecho contacto con un borde interior del alojamiento 20. Además, la parte de perforación 136a puede tener una forma de alambre largo y delgado. Cuando se aplica energía al elemento piezoeléctrico 135a, la parte de perforación 136a puede deformarse para perforar la carcasa de batería 13. La parte de perforación 136a puede estar hecha de un polímero electroactivo (EAP).
La figura 8 es una vista de montaje del módulo de batería 2 cuando un extremo 1361a de la parte de perforación 136a del módulo de batería 2 se extiende según otra realización de la presente invención.
Cuando se genera un gas en la carcasa de batería 13 para expandir el volumen de la carcasa de batería 13, el elemento piezoeléctrico 135a puede recibir la presión para suministrar energía al exterior. Además, dado que un extremo 1361a de la parte de perforación 136a está formado de forma afilada, cuando la potencia se aplica desde el elemento piezoeléctrico 135a, como se ilustra en la figura 8, un extremo 1361a de la parte de perforación 136a se extiende hacia la carcasa de batería 13 para perforar la carcasa de batería 13.
Es preferible que la parte de perforación 136a perfore la parte de copa 133 de la carcasa de batería 13. Además, un extremo 1361a de la parte de perforación 136a está dispuesto en el centro del borde de la parte de copa 133. Como resultado, la parte de copa 133 puede perforarse fácilmente cuando se extiende un extremo 1361a de la parte de perforación 136a.
Aquellos con experiencia ordinaria en el campo técnico de la presente invención entenderán que la presente invención se puede llevar a cabo en otras formas específicas sin cambiar la idea técnica o las características esenciales. Por lo tanto, las realizaciones descritas anteriormente deben considerarse ilustrativas y no restrictivas. Por consiguiente, el alcance de la presente invención está definido por las reivindicaciones adjuntas en lugar de por la descripción anterior y las realizaciones de ejemplo descritas en ellas.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Una batería secundaria que comprende:
un conjunto de electrodos (10) formado apilando alternativamente un electrodo y un separador;
una carcasa de batería (12) que comprende una parte de copa (133) configurada para acomodar el conjunto de electrodos en su interior;
un elemento piezoeléctrico (135) dispuesto fuera de la parte de copa (133) que está configurado para recibir una presión cuando la carcasa de batería se expande en volumen, suministrando así energía al exterior;
una parte de perforación (136) que está configurada para cambiar de forma que cambia cuando se aplica energía desde el elemento piezoeléctrico y que tiene un extremo afilado que se extiende hacia la carcasa de batería para perforar la carcasa de batería cuando se aplica energía desde el elemento piezoeléctrico, y
un cable conductor (1351) conectado al elemento piezoeléctrico (135) está conectado al otro extremo de la parte de perforación (136).
2. La batería secundaria de la reivindicación 1, en donde la parte de perforación (136) está hecha de un polímero electroactivo (EAP).
3. La batería secundaria de la reivindicación 1, en donde el elemento piezoeléctrico (135) está unido a una superficie exterior de la parte de copa (133).
4. La batería secundaria de la reivindicación 1, en donde el elemento piezoeléctrico (135) está unido a una porción central de la parte de copa (133).
5. La batería secundaria de la reivindicación 1, en donde el elemento piezoeléctrico (135) tiene una forma correspondiente a la de la parte de copa (133).
6. La batería secundaria de la reivindicación 1, en donde la parte de perforación (136) perfora la parte de copa (133) de la carcasa de batería (13).
7. La batería secundaria de la reivindicación 1, en donde la parte de perforación (136) está formada en estrecho contacto con una parte de sellado (134) de la carcasa de batería (13).
8. La batería secundaria de la reivindicación 7, en donde el otro extremo de la parte de perforación (136) está dispuesto en un vértice de la carcasa de batería (13).
9. La batería secundaria de la reivindicación 7, en donde la parte de perforación (136) está formada en estrecho contacto con una porción de la parte de sellado (134) formada a lo largo de un borde periférico en la batería secundaria.
10. Un módulo de batería que comprende:
una batería secundaria según la reivindicación 1; y
una carcasa configurada para acomodar la batería secundaria en su interior.
11. El módulo de batería de la reivindicación 10, en donde la parte de perforación (136) está hecha de un polímero electroactivo (EAP).
12. El módulo de batería de la reivindicación 10, en donde el elemento piezoeléctrico (135) está unido a una superficie interior de la carcasa (20).
13. El módulo de batería de la reivindicación 10, en donde la parte de perforación (136) está formada en estrecho contacto con un borde interior de la carcasa (20).
14. El módulo de batería de la reivindicación 10, en donde la parte de perforación (136) perfora la parte de copa (133) de la carcasa de batería (13).
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