ES2966942T3 - Caja de batería de tipo bolsa, aparato para formarla y batería secundaria de tipo bolsa - Google Patents

Caja de batería de tipo bolsa, aparato para formarla y batería secundaria de tipo bolsa Download PDF

Info

Publication number
ES2966942T3
ES2966942T3 ES21213617T ES21213617T ES2966942T3 ES 2966942 T3 ES2966942 T3 ES 2966942T3 ES 21213617 T ES21213617 T ES 21213617T ES 21213617 T ES21213617 T ES 21213617T ES 2966942 T3 ES2966942 T3 ES 2966942T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
region
curvature
radius
die
bridge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES21213617T
Other languages
English (en)
Inventor
Se Young Oh
Jeong Min Ha
Sang Hun Kim
Sin Woong Kim
Geun Hee Kim
Hyun Beom Kim
Hyung Ho Kwon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Energy Solution Ltd filed Critical LG Energy Solution Ltd
Application granted granted Critical
Publication of ES2966942T3 publication Critical patent/ES2966942T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105—Pouches or flexible bags
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/36—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C51/00—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
    • B29C51/08—Deep drawing or matched-mould forming, i.e. using mechanical means only
    • B29C51/082—Deep drawing or matched-mould forming, i.e. using mechanical means only by shaping between complementary mould parts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0404—Machines for assembling batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/126—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/14—Primary casings; Jackets or wrappings for protecting against damage caused by external factors
    • H01M50/141—Primary casings; Jackets or wrappings for protecting against damage caused by external factors for protecting against humidity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/172—Arrangements of electric connectors penetrating the casing
    • H01M50/174—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
    • H01M50/178—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells for pouch or flexible bag cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/186—Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C51/00—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/712—Containers; Packaging elements or accessories, Packages
    • B29L2031/7146—Battery-cases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/131—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by physical properties, e.g. gas permeability, size or heat resistance
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Packages (AREA)

Abstract

Una caja de batería de tipo bolsa incluye una porción de copa, que aloja en su interior un conjunto de electrodos formado apilando un electrodo y un separador, y una pluralidad de bordes de troquel que conectan una pared exterior de la porción de copa a un lado que se extiende desde la pared exterior. Los bordes de la matriz incluyen una primera región, que está redondeada en un primer radio (r1) de curvatura y en la que se coloca una lengüeta de electrodo que se extiende desde el electrodo, y una segunda región que es distinta de la primera región y está redondeada en uno o más segundos radios (r2, r3, r4) de curvatura menores o iguales que el primer radio (r1) de curvatura. La segunda región se divide en una región interior y una región exterior con respecto a la primera región, y el radio (r2) de curvatura en la región interior difiere de los radios (r3, r4) de curvatura en la región exterior. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Caja de batería de tipo bolsa, aparato para formarla y batería secundaria de tipo bolsa
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente solicitud se refiere a una caja de batería de tipo bolsa, un aparato para formarla y una batería secundaria de tipo bolsa y, más específicamente, a una caja de batería de tipo bolsa capaz de impedir la aparición de interferencia entre un borde de matriz y una pestaña de electrodo, un aparato para formarla y una batería secundaria de tipo bolsa. Además, la presente solicitud se refiere a: una caja de batería de tipo bolsa capaz de impedir la aparición de arrugas en una porción de esquina de la caja de batería de tipo bolsa, y eliminar un fenómeno de blanqueamiento y reducir el riesgo de ruptura del aislamiento en una porción de plegado lateral; un aparato para formar la misma; y una batería secundaria de tipo bolsa.
DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA
En general, hay varios tipos de baterías secundarias, como baterías de níquel-cadmio, baterías de níquel-hidrógeno, baterías de iones de litio y baterías de polímeros de iones de litio. Estas baterías secundarias se han aplicado y utilizado no solo para productos pequeños como cámaras digitales, P-DVD, MP3Ps, teléfonos celulares, PDA, dispositivos de juegos portátiles, herramientas eléctricas y bicicletas eléctricas, sino también para productos grandes que requieren alta potencia, como vehículos eléctricos y vehículos híbridos, y dispositivos de almacenamiento de energía o dispositivos de almacenamiento de energía de respaldo para exceder la energía generada y la nueva energía renovable.
Con el fin de fabricar las baterías secundarias, en primer lugar, se aplica una suspensión de material activo de electrodo a un colector de electrodo positivo y un colector de electrodo negativo para fabricar un electrodo positivo y un electrodo negativo, y el electrodo positivo y el electrodo negativo se apilan en ambos lados de un separador para formar un conjunto de electrodos que tiene una forma predeterminada. Posteriormente, el conjunto de electrodos se acomoda en una caja de batería, y la caja de batería se sella después de que se inyecta un electrolito en la misma.
Las baterías secundarias se clasifican en de tipo bolsa, de tipo lata o similares de acuerdo con un material de una caja que acomoda el conjunto de electrodos. En el tipo bolsa, el conjunto de electrodos se acomoda en una bolsa hecha de un material polimérico flexible. Además, en el tipo lata, el conjunto de electrodos se aloja en una caja hecha de un metal, un material plástico o similares.
La bolsa, que es una caja de la batería secundaria de tipo bolsa, se fabrica formando una porción de copa a través del procesamiento por prensado en una película de bolsa flexible. A continuación, después de que se ha formado la porción de copa, el conjunto de electrodos se acomoda en un espacio de alojamiento de la porción de copa, y los lados de la misma se sellan. A través de esto, se fabrica la batería secundaria.
La formación por estirado, que es uno de los procedimientos de prensado, se realiza de una manera en la que: una película de bolsa se inserta en un aparato de formación tal como una máquina de prensado; y la película de bolsa se prensa y se estira mediante un punzón. La película de la bolsa está hecha de una pluralidad de capas, y una capa de barrera contra la humedad colocada como una capa interna es formada de metal. Cuando se mejora la conformabilidad de la capa de barrera contra la humedad, una pared exterior de la porción de copa se vuelve casi vertical y se mejoran los radios de curvatura de los bordes de la porción de copa. Sin embargo, en este caso, un borde de matriz entre los bordes presiona las pestañas de electrodo, causando la interferencia entre el borde de matriz y las pestañas de electrodo.
Además, el radio de curvatura del borde de matriz se ha determinado independientemente del radio de curvatura de una porción de puente y, por lo tanto, se han producido arrugas en una porción de esquina de la caja de batería de tipo bolsa. Además, ha habido un fenómeno de blanqueamiento y un riesgo de ruptura del aislamiento en una porción de plegado lateral.
[Documento de la técnica anterior]
[Documento de patente]
(Documento de patente 1) Publicación de patente coreana N° 2017-0124882. KR 20170091938 A, US 2020/280044 A1 y US 2019/051868 A1 se refieren a bolsas para baterías secundarias y procedimientos y aparatos de fabricación relacionados.
RESUMEN DE LA INVENCIÓN
La presente invención se establece en las reivindicaciones adjuntas. Las realizaciones y ejemplos que no están dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas representan ejemplos de la descripción que no están de acuerdo con la invención.
En esta invención se describe una caja de batería de tipo bolsa capaz de impedir la aparición de interferencia entre un borde de matriz y una pestaña de electrodo; un aparato para formar la misma; y una batería secundaria de tipo bolsa.
Además, se describe una caja de batería de tipo bolsa capaz de impedir la aparición de arrugas en una porción de esquina de la caja de batería de tipo bolsa, y eliminar un fenómeno de blanqueamiento y reducir el riesgo de ruptura del aislamiento en una porción de plegado lateral; un aparato para formar el mismo; y una batería secundaria de tipo bolsa.
Se proporciona una caja de batería de tipo bolsa que incluye una porción de copa y bordes de matriz (una pluralidad de bordes de matriz). La porción de copa está configurada para acomodar un conjunto de electrodos. El conjunto de electrodos puede formarse apilando un electrodo y un separador. Los bordes de matriz están configurados para conectar una pared exterior de la porción de copa a una porción lateral que se extiende desde la pared exterior. La pluralidad de bordes de matriz incluye una primera región y una segunda región. La primera región y la segunda región son adyacentes entre sí. La primera y segunda región no se superponen entre sí. La primera región es redondeada (tiene una forma redondeada) con un primer radio de curvatura (r1). Una pestaña de electrodo que se extiende desde el conjunto de electrodos está dispuesta (recibida, posicionada o puede descansar) en, dentro de o sobre la primera región. La segunda región es redondeada (tiene una forma redondeada) con múltiples segundos radios de curvatura (r2, r3, r4). Los segundos radios de curvatura (r2, r3, r4) son más pequeños que el primer radio de curvatura (r1). La segunda región se divide en una región interior y una región exterior por la primera región. El radio de curvatura (r2) de la región interior es diferente de los radios de curvatura (r3, r4) de la región exterior.
En esta invención, la expresión de que una estructura es "redondeada con un radio de curvatura" puede usarse indistintamente con que dicha estructura tiene una forma redondeada con dicho radio de curvatura. Dicha estructura puede referirse a cualquiera de las regiones curvas descritas en esta invención, que incluyen la primera región, la segunda región, una región interior, una región exterior, una región exterior principal, una región exterior de conexión, una primera región de prensado, una segunda región de prensado, una región interior de matriz, una región exterior de matriz, una región exterior de matriz principal y una región exterior de matriz de conexión. A menos que se indique lo contrario, cada una de las estructuras curvas mencionadas anteriormente puede tener una forma generalmente alargada a lo largo de un borde entre una pared lateral respectiva (pared exterior) y una porción lateral correspondiente, y puede tener una superficie curva que se extiende y conecta entre la pared lateral respectiva (pared exterior) y la porción lateral correspondiente. Por ejemplo, la pared lateral respectiva (pared exterior) y la porción lateral correspondiente pueden estar inclinadas entre sí por un ángulo de inclinación (que puede ser, por ejemplo, de 30° a 150°, de 45° a 135°, de 60° a 120° o de 80° a 100°) y la estructura curva puede conectarse suavemente (es decir, de manera diferenciable en una vista en sección transversal) entre ellas. El radio de curvatura se puede determinar de acuerdo con la comprensión de las matemáticas de pregrado, por ejemplo, en un plano de sección transversal perpendicular a la dirección de alargamiento mencionada anteriormente de la región curva respectiva. Esto puede aplicarse a una película de bolsa, así como a una matriz descrita en esta invención.
La porción de copa puede incluir una primera porción de copa y una segunda porción de copa que están configuradas para acomodar el conjunto de electrodo a través del plegado, se puede formar un puente entre la primera porción de copa y la segunda porción de copa para conectar la primera porción de copa a la segunda porción de copa, y la primera región se puede formar en cada uno de un primer borde de matriz y un segundo borde de matriz que son dos bordes de matriz enfrentados entre sí en una dirección paralela a una dirección en la que se extiende el puente.
Con respecto a la primera región, la región interior puede estar más cerca del puente que la región exterior.
Los radios de curvatura (r3, r4) en la región exterior pueden ser mayores que el radio de curvatura (r2) en la región interior.
Un radio de curvatura (b1) en el puente puede ser igual al radio de curvatura (r2) en la región interior.
Cada uno del radio de curvatura (b1) en el puente y el radio de curvatura (r2) en la región interior puede ser de aproximadamente 0,3 mm a aproximadamente 0,7 mm.
Cada uno del radio de curvatura (b1) en el puente y el radio de curvatura (r2) en la región interior puede ser de aproximadamente 0,45 mm a aproximadamente 0,55 mm.
La región exterior puede incluir una región exterior principal que es una región en un tercer borde de matriz orientado hacia el puente y una región exterior de conexión que conecta la región exterior principal con la primera región, y el radio de curvatura (r3) en la región exterior principal puede ser igual al radio de curvatura (r4) en la región exterior de conexión.
Cada uno del radio de curvatura (r3) en la región exterior principal y el radio de curvatura (r4) en la región exterior de conexión puede ser de aproximadamente 1 mm o más, y el radio de curvatura (ri) en la primera región puede ser de aproximadamente 1,5 mm a aproximadamente 2,5 mm.
Según otro aspecto, se proporciona un aparato de formación de caja de batería para fabricar la batería de tipo bolsa, incluyendo el aparato de formación de caja de batería: una matriz que tiene una superficie superior, sobre la que se coloca una película de bolsa, e incluye al menos un espacio de formación rebajado hacia dentro de la superficie superior; y un punzón que está dispuesto encima del espacio de formación, y desciende para insertar la película de bolsa en el espacio de formación, formando así la película de bolsa, donde la matriz incluye una pluralidad de bordes de presión configurados para conectar el espacio de formación a la superficie superior, donde la pluralidad de bordes de presión incluye: una tercera región que se redondea en un tercer radio de curvatura y forma la primera región; y una cuarta región que es distinta de la tercera región y se redondea en más radios de cuarta curvatura menores que el tercer radio de curvatura, donde la cuarta región se divide en una región interior de la matriz y una región exterior de la matriz con respecto a la tercera región, y el radio de curvatura en la región interior de matriz es diferente de los radios de curvatura en la región exterior de matriz.
El espacio de formación puede incluir un primer espacio de formación y un segundo espacio de formación para formar la porción de copa, se puede formar un puente de matriz entre el primer espacio de formación y el segundo espacio de formación para conectar el primer espacio de formación al segundo espacio de formación, y la tercera región se puede formar en cada uno de un primer borde de presión y un segundo borde de presión que son dos bordes de presión enfrentados entre sí en una dirección paralela a una dirección en la que se extiende el puente de matriz.
Con respecto a la tercera región, la región interior de la matriz puede estar más cerca del puente de la matriz que la región exterior de la matriz.
Los radios de curvatura en la región exterior de la matriz pueden ser mayores que el radio de curvatura en la región interior de la matriz.
Un radio de curvatura en el puente de matriz puede ser igual al radio de curvatura en la región interior de la matriz.
Cada uno del radio de curvatura en el puente de matriz y el radio de curvatura en la región interior de la matriz puede ser de aproximadamente 0,3 mm a aproximadamente 0,7 mm.
Cada uno del radio de curvatura en el puente de matriz y el radio de curvatura en la región interior de la matriz puede ser de aproximadamente 0,45 mm a aproximadamente 0,55 mm.
La región exterior de la matriz puede incluir una región exterior de la matriz principal que es una región en un tercer borde de presión orientado hacia el puente de la matriz y una región exterior de la matriz de conexión que conecta la región exterior de la matriz principal con la tercera región, y el radio de curvatura en la región exterior de la matriz principal puede ser igual al radio de curvatura en la región exterior de la matriz de conexión.
Cada uno del radio de curvatura en la región exterior de la matriz principal y el radio de curvatura en la región exterior de la matriz de conexión puede ser de aproximadamente 1 mm o más, y el radio de curvatura en la tercera región puede ser de aproximadamente 1,5 mm a aproximadamente 2,5 mm.
Según otro aspecto, se proporciona una batería secundaria de tipo bolsa que incluye: un conjunto de electrodo formado apilando un electrodo y un separador; y una caja de batería que incluye una porción de copa configurada para acomodar en la misma el conjunto de electrodo, donde la caja de batería incluye una pluralidad de bordes de matriz configurados para conectar una pared exterior de la porción de copa a una porción lateral que se extiende desde la pared exterior, donde la pluralidad de bordes de matriz incluye: una primera región que está redondeada en un primer radio de curvatura (ri) y en la que se coloca una pestaña de electrodo que se extiende desde el electrodo; y una segunda región que es distinta de la primera región y redondeada en más segundos radios de curvatura (r2, r3, r4) menores que el primer radio de curvatura (r1), donde la segunda región está dividida en una región interior y una región exterior con respecto a la primera región, y el radio de curvatura (r2) en la región interior es diferente de los radios de curvatura (r3, r4) en la región exterior.
En la descripción detallada y los dibujos se incluyen otras características específicas de la presente invención.
Una caja de batería de tipo bolsa no según la invención puede incluir: una porción de copa configurada para alojar en la misma un conjunto de electrodo formado apilando un electrodo y un separador; y una pluralidad de bordes de matriz configurados para conectar una pared exterior de la porción de copa a una porción lateral que se extiende desde la pared exterior, donde el al menos un borde de matriz incluye: una primera región redondeada en un primer radio de curvatura; y una segunda región redondeada en un segundo radio de curvatura menor que el primer radio de curvatura.
Además, el primer radio de curvatura puede ser de aproximadamente 1,7 mm a aproximadamente 2,7 mm.
Además, el segundo radio de curvatura puede ser de aproximadamente 1,2 mm o menos.
Además, el segundo radio de curvatura puede ser de aproximadamente 0,7 mm o menos.
Además, la caja de batería de tipo bolsa puede fabricarse formando una película de bolsa. La película de bolsa puede incluir: una capa sellante hecha de un primer polímero y formada como una capa más interna; una capa de protección de superficie hecha de un segundo polímero y formada como una capa más externa; y una capa de barrera de gas que está hecha de metal que incluye una aleación de aluminio de la serie no. AA80XX y apilada entre la capa de protección superficial y la capa sellante, donde el espesor de la capa de barrera para gases es de aproximadamente 50 |jm a aproximadamente 80 jm , y el espesor de la capa sellante es de aproximadamente 60 jm a aproximadamente 100 jm .
Además, la porción de copa puede tener una profundidad que tiene un valor específico o más.
Además, la profundidad específica puede ser de aproximadamente 7 mm cuando se forma una porción de copa y puede ser de aproximadamente 6,5 mm cuando se forman dos porciones de copa.
Además, la porción de copa puede tener una profundidad que tiene un valor específico o menos.
Además, la primera región puede formarse en cada uno de los dos bordes de matriz enfrentados.
Además, la pluralidad de primeras regiones puede formarse en un borde de matriz.
Además, la segunda región puede formarse entre la pluralidad de primeras regiones.
Según otro aspecto de la descripción, se proporciona una batería secundaria de tipo bolsa que incluye: un conjunto de electrodo formado apilando un electrodo y un separador; y una caja de batería que incluye una porción de configurada para acomodar en ella el conjunto de electrodo, donde la caja de batería incluye una pluralidad de bordes de matriz configurados para conectar una pared exterior de la porción de copa a una porción lateral que se extiende desde la pared exterior, donde el al menos un borde de matriz incluye: una primera región redondeada en un primer radio de curvatura; y una segunda región redondeada en un segundo radio de curvatura menor que el primer radio de curvatura.
Además, una pestaña de electrodo que sobresale de una parte lateral del conjunto de electrodos puede colocarse en la primera región.
Según otro aspecto de la descripción, se proporciona un aparato de formación de caja de batería que incluye: una matriz que tiene una superficie superior, sobre la cual se coloca una película de bolsa, e incluye al menos un espacio de formación rebajado hacia adentro desde la superficie superior; y un punzón que se dispone por encima del espacio de formación, y desciende para insertar la película de bolsa en el espacio de formación, formando así la película de bolsa, donde la matriz incluye una pluralidad de bordes de presión configurados para conectar el espacio de formación a la superficie superior, donde el al menos un borde de presión incluye: una tercera región redondeada en un tercer radio de curvatura; y una cuarta región redondeada en un cuarto radio de curvatura menor que el tercer radio de curvatura.
Además, el tercer radio de curvatura puede ser de aproximadamente 1,5 mm a aproximadamente 2,5 mm.
Además, el cuarto radio de curvatura puede ser de aproximadamente 1 mm o menos.
A menos que sea estructuralmente inapropiado, las características de diferentes ejemplos y aspectos como se describen en esta invención también pueden combinarse incluso si dichas combinaciones no se mencionan explícitamente.
EFECTOS TÉCNICOS
La presente invención puede lograr diversos efectos técnicos, que pueden incluir, por ejemplo, los siguientes.
Una primera región en un borde de matriz en la que se asienta la pestaña de electrodo puede formarse para redondearse con un primer radio de curvatura relativamente grande, mientras que una segunda región en la que no se asienta la pestaña de electrodo puede formarse para redondearse con un radio de curvatura relativamente pequeño. Como resultado, una pared exterior de una porción de copa puede ser casi perpendicular, y se puede impedir una interacción entre el borde de matriz y la pestaña de electrodo, incluso si el radio de curvatura del borde de matriz de la porción de copa disminuye.
Además, para impedir la aparición de arrugas en la esquina de la caja de la batería de tipo bolsa, es posible eliminar el fenómeno de blanqueamiento en la parte plegable id y reducir el riesgo de rotura del aislamiento.
El efecto según la presente invención no está limitado por el contenido ejemplificado anteriormente y se incluyen más efectos diversos en esta memoria descriptiva.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Los aspectos, características y otras ventajas anteriores de la presente invención se entenderán más claramente a partir de la siguiente descripción detallada, junto con los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 es una vista de conjunto de una batería secundaria según un ejemplo;
La Figura 2 es una vista en sección transversal de una película de bolsa según un ejemplo;
La Figura 3 es un gráfico que muestra los contenidos de hierro y silicio en cada uno de una aleación de aluminio no. AA8079 y una aleación de aluminio no. AA8021;
La Figura 4 es una gráfica que muestra los cambios en una resistencia a la tracción Rm, una tasa de alargamiento y un tamaño de grano de acuerdo con el contenido de hierro en cada una de las aleaciones de aluminio n° AA8079 y la aleación de aluminio n° AA8021;
La Figura 5 es una imagen SEM ampliada de los granos de cada una de las aleaciones aleación de aluminio n .° AA8079 y la aleación aluminio N° AA8021;
La Figura 6 es una vista esquemática ampliada de un borde de matriz y una pestaña de electrodo según un ejemplo comparativo;
La Figura 7 es una vista en planta parcial de una caja de batería según un ejemplo.
La Figura 8 es una vista en planta parcial que muestra un estado en el que un conjunto de electrodo se inserta en una porción de copa de una caja de batería según un ejemplo;
La Figura 9 es una vista esquemática ampliada de una primera región de un borde de matriz y una pestaña de electrodo según un ejemplo;
La Figura 10 es una vista esquemática ampliada de una segunda región de un borde de matriz de una porción de copa y una pestaña de electrodo según un ejemplo;
la Figura 11 es una vista esquemática de un aparato de formación según la un ejemplo;
La Figura 12 es una vista ampliada de una porción de una matriz según un ejemplo;
La Figura 13 es una vista en perspectiva de una caja de batería según otro ejemplo; y la Figura 14 es una vista en perspectiva de un aparato de formación para fabricar una caja de batería según otro ejemplo.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES PREFERIDAS
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 en detalle con referencia a los dibujos adjuntos. La presente invención, sin embargo, puede realizarse de formas diferentes y no debería interpretarse como limitada a las realizaciones expuestas en la presente invención. Más bien, estas realizaciones se proporcionan de modo que esta descripción sea exhaustiva y completa, y transmitirá completamente el alcance de la presente invención a los expertos en la materia. Además, la presente invención se define solo por los alcances de las reivindicaciones. Números de referencia similares se refieren a elementos similares en todo momento.
A menos que se defina lo contrario, todos los términos (incluidos los términos técnicos y científicos) utilizados en esta invención tienen el mismo significado que entiende comúnmente un experto en la técnica a la que pertenece la presente invención. Además, los términos como se definen en un diccionario de uso general no se interpretan de manera ideal o excesiva a menos que se definan aparente y específicamente.
Los términos utilizados en esta memoria descriptiva se utilizan solo para explicar realizaciones sin limitar la presente invención. En esta memoria descriptiva, las formas en singular incluyen también las formas en plural, a menos que el contexto indique claramente lo contrario. El significado de "comprende" y/o "que comprende" utilizado en la memoria descriptiva no excluye la presencia o adición de uno o más componentes distintos del componente mencionado.
A continuación, se describirán en detalle diversas características de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos.
La Figura 1 es una vista de conjunto de una batería secundaria 1 según un ejemplo.
A medida que la resistencia a la tracción y la tasa de alargamiento de una película de bolsa 135 mejoran para aumentar la tenacidad, la conformabilidad puede mejorarse cuando se fabrica una caja de batería de tipo bolsa 13 formando la película de bolsa 135.
Por ejemplo, la película de bolsa 135 puede incluir una capa sellante 1351 (ilustrada en la Figura 2). La capa sellante 1351 puede estar hecha de un primer polímero y formada como una capa más interna. La película de bolsa 135 puede comprender una capa de protección superficial 1353 (ilustrada en la Figura 2). La capa de protección de superficie 1353 puede estar hecha de un segundo polímero y formada como una capa más externa. La película de bolsa 135 puede comprender una capa de barrera contra la humedad 1352 (ilustrada en la Figura 2). La capa de barrera contra la humedad 1352 puede estar hecha de metal, que, por ejemplo, puede incluir una aleación de aluminio no. de serie AA80XX. La capa de barrera contra la humedad 1352 puede apilarse entre la capa de protección superficial 1353 y la capa selladora 1351. La película de bolsa 135 representada en la Figura 2 es un ejemplo específico que comprende la capa sellante 1351, la capa de barrera contra la humedad 1352 y la capa de protección de superficie 1353 como se ha descrito anteriormente, y una capa de asistencia al estiramiento 1354 como se describe a continuación. En otros ejemplos que no se representan explícitamente en los dibujos, una o dos de las capas 1351-1354 pueden omitirse en la película de bolsa 135. Adicional o alternativamente, el orden de las capas 1351-1354 puede ser diferente del ejemplo que se muestra en la Figura 2.
El espesor de la capa de barrera contra la humedad 1352 puede ser de aproximadamente 50 pm a aproximadamente 80 pm, o de 60 pm a 70 pm. El espesor de la capa sellante 1351 puede ser de aproximadamente 60 pm a aproximadamente 100 pm, o de 70 pm a 90 pm. Puede ser ventajoso que el espesor de la capa de barrera contra la humedad 1352 sea de aproximadamente 55 pm a aproximadamente 65 pm. Puede ser ventajoso que el espesor de la capa sellante 1351 sea de aproximadamente 75 pm a aproximadamente 85 pm.
Un conjunto de electrodos 10 puede formarse apilando alternativamente electrodos y separadores. El conjunto de electrodos 10 puede fabricarse de la siguiente manera. En primer lugar, se puede preparar una suspensión, en la que se puede mezclar un material activo de electrodo, un aglutinante y un plastificante. A continuación, la suspensión se puede aplicar a un colector de electrodo positivo y un colector de electrodo negativo para fabricar electrodos, que son un electrodo positivo y un electrodo negativo. Los separadores se pueden apilar entre los electrodos para formar el conjunto de electrodos 10. En algunos ejemplos, se pueden estratificar múltiples pilas de electrodos y separadores entre sí para formar el conjunto de electrodos 10. A continuación, el conjunto de electrodos 10 se puede insertar en la caja de batería 13. Posteriormente, se puede inyectar un electrolito en la caja de batería 13. A continuación, la caja de batería 10 puede sellarse.
En particular, el conjunto de electrodos 10 puede incluir dos tipos de electrodos, a saber, un electrodo positivo y un electrodo negativo. El conjunto de electrodos puede comprender además un separador interpuesto entre los electrodos para aislar entre los electrodos. El conjunto de electrodos 10 puede proporcionarse en cualquier tipo geométrico conocido, tal como un tipo de apilamiento, un tipo de rollo de gelatina o un tipo de apilamiento y plegado. Cada uno de estos dos tipos de electrodos, es decir, el electrodo positivo y el electrodo negativo, puede tener una estructura en la que se aplica una suspensión de material activo a un colector de electrodos que tiene una lámina metálica o una malla metálica. La lámina metálica o malla metálica puede incluir aluminio y/o cobre. En general, la suspensión se puede formar mezclando al menos materiales activos granulares, conductores auxiliares, aglutinantes y/o plastificantes, a los que se puede añadir un disolvente. El disolvente puede eliminarse durante un procedimiento posterior.
El conjunto de electrodos 10 puede incluir una pestaña de electrodo 11 como se ilustra en la Figura 1. La pestaña de electrodo 11 puede conectarse a cada uno del electrodo positivo y el electrodo negativo del conjunto de electrodos 10. La pestaña de electrodo 11 puede sobresalir hacia afuera del conjunto de electrodos 10, proporcionando así un pasaje para que los electrones se muevan dentro y fuera del conjunto de electrodos 10.
Cualquiera de los colectores de electrodos del conjunto de electrodos 10 puede tener una parte recubierta con el material activo del electrodo. Cada uno de los colectores de electrodo puede tener una porción de extremo, es decir, una porción sin recubrimiento que no está recubierta con el material activo del electrodo. La pestaña de electrodo 11 puede formarse cortando la parte sin recubrimiento o formarse conectando un miembro conductor separado a la parte sin recubrimiento a través de soldadura ultrasónica o similar. En el ejemplo de la Figura 1, las pestañas de electrodo 11 sobresalen en diferentes direcciones del conjunto del electrodo 10. Este es un ejemplo sólo con fines ilustrativos. De manera más general, las pestañas de electrodo 11 pueden sobresalir en cualquier dirección desde el conjunto de electrodos 10. Además, las pestañas de electrodos 10 pueden sobresalir de un mismo lado del conjunto de electrodos 10 en una misma dirección.
Un cable de electrodo 12 puede suministrar electricidad al exterior de la batería secundaria 1. El cable de electrodo 12 puede conectarse a la pestaña de electrodo 11 del conjunto de electrodos 10 a través de soldadura por puntos o similar. Una parte del cable del electrodo 12 puede estar rodeada por una parte aislante 14. La parte aislante 14 puede estar dispuesta para ubicarse dentro de una porción lateral 134, que también puede denominarse en esta invención como una cara de extremo 134 o lado 134. Una primera caja 131 y una segunda caja 132 de la caja de batería 13 se pueden fusionar térmicamente en la parte lateral 134 para que el cable del electrodo 12 se una a la caja de batería 13. Por consiguiente, se evita que la electricidad generada desde el conjunto de electrodos 10 fluya a través del cable de electrodos 12 a la caja de la batería 13, proporcionando así un aislamiento eléctrico de la caja de la batería 13 del conjunto de electrodos 10. La parte aislante 14 puede estar hecha de un material aislante, tal como un material dieléctrico o una resina. Por ejemplo, la parte aislante 14 puede estar hecha de un material que tiene, a una temperatura de 20 °C, una conductividad eléctrica de 10'8 S/cm o menos, y/o una resistividad de 108 Q-cm o más. Por ejemplo, se puede usar una cinta aislante delgada que se puede unir fácilmente al cable del electrodo 12 como la parte aislante 14. Se pueden usar varios materiales y estructuras para aislar el cable del electrodo 12.
Un extremo del cable del electrodo 12 puede estar conectado a la pestaña de electrodo 11. El otro extremo del cable del electrodo 12 puede sobresalir hacia afuera de la caja de la batería 13. El cable de electrodo 12 puede incluir un cable de electrodo positivo 121. El cable de electrodo positivo 121 puede tener un extremo conectado a una pestaña de electrodo positivo 111 y extenderse en una dirección en la que sobresale la pestaña de electrodo positivo 111. El cable de electrodo 12 puede incluir un cable de electrodo negativo 122. El cable de electrodo negativo 122 puede tener un extremo conectado a una pestaña de electrodo negativo 112 y se extiende en una dirección en la que sobresale la pestaña de electrodo negativo 112. El otro extremo, respectivamente, del cable del electrodo positivo 121 y el cable del electrodo negativo 122 pueden sobresalir hacia afuera desde la caja de la batería 13, como se ilustra, por ejemplo, en la Figura 1. La electricidad generada en el conjunto de electrodos 10 puede conducirse al exterior de esta manera. Además, como la pestaña de electrodo positivo 111 y la pestaña de electrodo negativo 112 sobresalen en varias direcciones, el cable del electrodo positivo 121 y el cable del electrodo negativo 122 también pueden extenderse en estas diversas direcciones.
El cable del electrodo positivo 121 y el cable del electrodo negativo 122 pueden estar hechos de materiales diferentes entre sí. Por ejemplo, el cable de electrodo positivo 121 puede estar hecho de un material de aluminio (Al), que también puede ser el material del colector de electrodo positivo. El cable del electrodo negativo 122 puede estar hecho de un material de cobre (Cu) o material de cobre recubierto de níquel (Ni), que también puede ser el material del colector del electrodo negativo. Una parte del cable de electrodo 12 que sobresale hacia afuera de la caja de la batería 13 puede servir como una parte de terminal, que puede estar conectada eléctricamente a un terminal externo.
La caja de batería 13 puede proporcionarse como una bolsa para acomodar el conjunto de electrodo 10 en su interior. La bolsa, o caja de batería de tipo bolsa, puede estar hecha de un material flexible. En lo sucesivo, la caja de batería 13 se describe como una bolsa en aras de la simplicidad sin limitación del objeto reivindicado. Cuando la película de bolsa flexible 135 se extrae usando un punzón 22 (ilustrado en la Figura 11) o similar, una porción de la película de bolsa flexible 135 puede extraerse para formar una porción de copa 133 que incluye un espacio de alojamiento 1331 para acomodar el conjunto de electrodo 10 en el mismo. La caja de la batería 13 puede fabricarse de esta manera.
El espacio de alojamiento 1331 puede tener una parte inferior sustancialmente plana que está rebajada desde la porción lateral 134, un puente 136 y una porción de desgasificación 137 (descrita a continuación). El espacio de alojamiento 1331 puede comprender una pared lateral que rodea la parte inferior y que se extiende a la porción lateral 134, el puente 136 y la porción de desgasificación 137. El espacio de alojamiento 1331 puede tener una forma similar a una bolsa. El espacio de alojamiento 1331 puede tener una forma de bandeja, artesa o similar a una bandeja en cualquiera de los lados o en ambos lados. La parte inferior del espacio de alojamiento 1331 puede tener una forma geométrica general de un rectangular, en donde las esquinas del rectangular pueden ser redondeadas.
La caja de la batería 13 puede sellarse después de acomodar el conjunto de electrodos 10 de modo que una parte del cable del electrodo 12 quede expuesta. La caja de la batería 13 puede incluir la primera caja 131 y la segunda caja 132 como se ilustra en la Figura 1. Cualquiera o ambas de la primera caja 131 y la segunda caja 132 pueden tener la porción de copa 133 descrita anteriormente para proporcionar el espacio de alojamiento 1331 para acomodar el conjunto de electrodo 10. Por ejemplo, la primera caja 131 puede proporcionar el espacio de alojamiento 1331 para acomodar el conjunto de electrodos 10, y la segunda caja 132 puede proporcionarse para cubrir el espacio de alojamiento 1331 en la parte superior para mantener el conjunto de electrodos 10 en la caja de la batería 13. La primera caja 131 y la segunda caja 132 pueden fabricarse (es decir, dimensionarse, conformarse y disponerse) para unirse en los lados correspondientes como se ilustra en la Figura 1, sin embargo, sin limitarse a ello. Las cajas primera y segunda 131, 132 pueden fabricarse de diversas maneras y pueden fabricarse, por ejemplo, individualmente y por separado entre sí.
Cuando se conforma la película de bolsa 135, por ejemplo, mediante un procedimiento de estirado como se describe en esta invención, se puede formar una única porción de copa 133 en la película de bolsa 135. Alternativamente, se pueden formar dos porciones de copa 133, por ejemplo, mediante estiramiento, en la película de bolsa 135. Por ejemplo, como se ilustra en la Figura 1, la porción de copa 133 puede formarse tanto en la primera caja 131 como en la segunda caja 132. Aquí, una profundidad D de la porción de copa 133 formada en la primera caja 131 y una profundidad de la porción de copa formada en la segunda caja 132 pueden ser iguales. De manera alternativa, las profundidades D de las porciones de copa en el primer y segundo casos 131, 132 pueden ser diferentes entre sí.
Después de acomodar el conjunto de electrodos 10 en el espacio de alojamiento 1331 proporcionado en la porción de copa 133 de la primera caja 131, la caja de la batería 13 se puede plegar alrededor de un puente 136 de modo que las dos porciones de copa 133 se enfrenten entre sí. El puente 136 puede formarse entre las dos porciones de copa 133 en la caja de batería 13. Como se muestra en la Figura 1, la segunda caja 132 también puede comprender la porción de copa 133 para acomodar el conjunto de electrodos 10 desde un lado opuesto a la primera caja 132, por ejemplo, desde arriba. Las dos porciones de copa 133 pueden acomodar un conjunto de electrodo 10 de esta manera, en particular para acomodar un conjunto de electrodo 10 con un espesor aumentado que excede la profundidad D de la porción de copa 133 de la primera caja 131. Además, la primera caja 131 y la segunda caja 132 están conectadas integralmente (es decir, están formadas como una sola pieza) a medida que se pliega la caja de la batería 13. Como tal, se puede reducir el número de caras de extremo que se deben sellar durante un procedimiento de sellado. Por lo tanto, se puede mejorar la velocidad del procedimiento y se puede reducir el número de procedimientos de sellado.
La caja de batería 13 puede incluir la porción de copa 133 que tiene el espacio de alojamiento 1331 para alojar el conjunto de electrodo 10; y una porción de desgasificación 137 que está formada en un lado de la porción de copa 133. La parte de desgasificación 137 puede permitir que un gas generado dentro de la porción de copa 133 se descargue a través de un orificio de desgasificación (no mostrado en los dibujos). El conjunto de electrodos 10 puede acomodarse en la porción de copa 133 de la caja de la batería 13. Cuando se realiza un procedimiento de activación después de que se inyecta un electrolito en la caja de la batería 13, se puede generar un gas dentro de la caja de la batería 13. A continuación, se puede realizar un procedimiento de desgasificación a través de la porción de desgasificación 137 para descargar el gas al exterior.
El cable de electrodo 12 se puede conectar a la pestaña de electrodo 11 del conjunto de electrodo 10. La parte aislante 14 puede formarse en una parte del cable de electrodo 12. A continuación, el conjunto de electrodos 10 puede acomodarse en el espacio de alojamiento 1331 proporcionado en la porción de copa 133 de la primera caja 131. A continuación, la película de bolsa 135 se puede plegar alrededor del puente 136 de modo que la segunda caja 132 cubra el conjunto de electrodo 10 desde arriba. Posteriormente, el electrolito puede inyectarse en el espacio de alojamiento 1331. A continuación, los lados 134, que se extienden hacia fuera de las porciones de copa 133 de la primera caja 131 y la segunda caja 132, pueden sellarse.
El electrolito puede permitir que los iones de litio generados por una reacción electroquímica del electrodo durante la carga y descarga de la batería secundaria 1 se muevan. 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. Alternativa o adicionalmente, el electrolito puede incluir un polímero que utiliza un electrolito polimérico. Además, el electrolito también puede incluir un electrolito sólido a base de sulfuro, a base de óxido o a base de polímero. El electrolito sólido puede ser lo suficientemente flexible como para deformarse fácilmente por una fuerza externa. Una batería secundaria de tipo bolsa 1 puede fabricarse de la manera descrita anteriormente.
La Figura 2 es una vista en sección transversal de la película de bolsa 135 según el ejemplo.
La bolsa, que puede referirse a la caja de batería 13 de la batería secundaria de tipo bolsa 1, puede fabricarse estirando la película de bolsa 135. La bolsa puede fabricarse formando la porción de copa 133 estirando la película de bolsa 135 usando el punzón 22 o similar.
Como se ilustra en la Figura 2, la película de bolsa 135 puede incluir una capa selladora 1351, una capa de barrera contra la humedad 1352, una capa de protección superficial 1353 y una capa de asistencia al estiramiento 1354. Alternativamente, la película de bolsa 135 puede incluir solo algunas de estas capas 1351, 1352, 1353 y 1354. Además, las capas 1351, 1352, 1353 y 1354 pueden apilarse en un orden diferente al ejemplo ilustrado en la Figura 2.
La capa sellante 1351 puede estar hecha de un primer polímero. La capa sellante 1351 puede formarse como una capa más interna (con respecto al espacio de alojamiento 1331) y entrar en contacto directo con (o puede disponerse más cerca de) el conjunto de electrodo 10. La capa más interna puede ser una capa que se coloca más alejada de la capa de barrera contra la humedad 1352 en la dirección hacia el conjunto de electrodos 10.
Cuando la película de bolsa 135 que tiene la estructura de pila descrita anteriormente se extrae usando el punzón 22 o similar, una porción de la película de bolsa 135 puede extraerse para formar la porción de copa 133 que incluye el espacio de alojamiento 1331, que puede tener una forma similar a una bolsa como se mencionó anteriormente. La caja de la batería 13 puede fabricarse de esta manera. Cuando el conjunto de electrodos 10 se aloja en el espacio de alojamiento 1331, se puede inyectar el electrolito. A continuación, la primera caja 131 y la segunda caja 132 pueden ponerse en contacto entre sí para estar enfrentadas entre sí. A continuación, los lados 134 se pueden prensar con calor. Las capas sellantes 1351 se pueden unir entre sí de esta manera, y la bolsa se puede sellar.
Puede ser ventajoso que la capa sellante 1351 sea un aislante eléctrico porque la capa sellante 1351 está en contacto directo con el conjunto de electrodo 10. También puede ser ventajoso que la capa sellante 1351 tenga una alta resistencia a la corrosión debido a que la capa sellante 1351 entra en contacto con el electrolito. Además, puede ser ventajoso que la capa sellante 1351 se selle herméticamente para impedir el intercambio de material entre el interior y el exterior de la caja. La porción lateral 134 en la que las capas de sellante 1351 están unidas entre sí puede tener una mayor resistencia de unión térmica. Generalmente, el primer polímero utilizado para fabricar la capa sellante 1351 puede estar hecho de uno o más materiales seleccionados del grupo que consiste en polietileno, polipropileno, policarbonato, tereftalato de polietileno, cloruro de polivinilo, polímero a base de acrilo, poliacrilonitrilo, poliimida, poliamida, celulosa, aramida, nailon, poliéster, poliparafenilen benzobisoxazol, poliarilato, teflón y fibra de vidrio. En particular, se usa principalmente resina a base de poliolefina tal como polipropileno (PP) o polietileno (PE). Se puede utilizar polipropileno (PP) para fabricar la capa selladora 1351, ya que el PP tiene excelentes propiedades mecánicas tales como resistencia a la tracción, rigidez, dureza superficial, resistencia al desgaste y resistencia térmica, y excelentes propiedades químicas tales como resistencia a la corrosión. Además, también se puede usar polipropileno fundido, polipropileno modificado con ácido o terpolímero de polipropileno-butileno-etileno. El polipropileno modificado con ácido puede ser polipropileno de anhídrido maleico (MAH<p>P). La capa selladora 1351 puede tener una estructura de una sola capa hecha de un material, o una estructura de capa compuesta, en la que dos o más materiales pueden constituir capas respectivas.
La capa sellante 1351 puede tener un espesor de aproximadamente 60 jm a aproximadamente 100 |jm, o de 70 jm a 90 jm , o de aproximadamente 75 jm a aproximadamente 85 jm . Si el espesor de la capa sellante es inferior a aproximadamente 60 jm , la durabilidad del sellado puede deteriorarse y, por ejemplo, el interior de la capa sellante puede romperse cuando se sella. Si el espesor de la capa selladora es mayor que aproximadamente 100 pm, el espesor total de la bolsa puede llegar a ser excesivamente grande, y una densidad de energía en relación con el volumen de la batería secundaria puede deteriorarse.
La capa de barrera contra la humedad 1352 puede apilarse entre la capa de protección superficial 1353 y la capa sellante 1351 para garantizar la resistencia mecánica de la bolsa, para bloquear la entrada de un gas o humedad desde el exterior de la batería secundaria 1 y para impedir una fuga del electrolito. La capa de barrera contra la humedad 1352 puede estar hecha de metal. En particular, la capa de barrera contra la humedad 1352 puede estar hecha de metal que incluye, por ejemplo, una aleación de la serie de aleación de aluminio AA80XX. Dicho material de aluminio puede ser liviano al tiempo que garantiza un nivel deseado de resistencia mecánica, y también puede garantizar el remedio de las propiedades electroquímicas del conjunto de electrodos 10 y el electrolito, la radiación de calor y similares.
En la técnica relacionada, se ha utilizado con frecuencia una aleación de la serie de aleación de aluminio AA30XX. Sin embargo, el contenido de hierro puede ser igual o inferior a aproximadamente el 0,7 % en peso y, por lo tanto, la resistencia mecánica puede ser baja. En vista de esto, se puede utilizar una aleación de aluminio de la serie de aleación de aluminio AA80XX. Dicha aleación de aluminio puede incluir diversos materiales. Por ejemplo, los materiales pueden incluir uno o dos o más seleccionados del grupo que consiste en hierro (Fe), cobre (Cu), cromo (Cr), manganeso (Mn), níquel (Ni), magnesio (Mg) y zinc (Zn).
La capa de barrera contra la humedad 1352 puede tener un espesor de aproximadamente 50 pm a aproximadamente 80 pm, o de 50 pm a 70 pm, o de aproximadamente 55 pm a aproximadamente 65 pm. En la técnica relacionada, el espesor de la capa de barrera contra la humedad ha sido inferior a aproximadamente 50 pm, lo que resulta en una disminución de la conformabilidad. Por consiguiente, cuando se estira la película de bolsa 135, existe una limitación en la formación de una porción de copa que tiene una pared exterior casi vertical cuando la porción de copa debe tener una profundidad aumentada. Además, puede haber una limitación en la reducción de un radio de curvatura de un borde de la porción de copa. Por otro lado, si el grosor de la capa de barrera contra la humedad es mayor que aproximadamente 80 pm, no solo aumentan los costos de fabricación, sino que también aumenta excesivamente el grosor total de la batería secundaria. Como resultado, la densidad de energía con respecto al volumen de la batería secundaria puede deteriorarse. Si el espesor de la capa sellante se reduce a menos de aproximadamente 60 pm para reducir el espesor total de la batería secundaria, la durabilidad del sellado puede deteriorarse.
La capa de protección superficial 1353 puede estar hecha de un segundo polímero. La capa de protección de superficie 1353 puede disponerse como una capa más externa del conjunto de electrodos 10 o el espacio de alojamiento 1331. La capa de protección de superficie 1353 puede aislar eléctricamente el conjunto de electrodos 10 del exterior mientras protege la batería secundaria 1 de la fricción y la colisión con el exterior. Aquí, la capa más externa puede representar una capa que está colocada más lejos de la capa de barrera contra la humedad 1352 en la dirección opuesta al conjunto de electrodos 10. El segundo polímero utilizado para fabricar la capa de protección superficial 1353 puede ser uno o más materiales seleccionados del grupo que consiste en polietileno, polipropileno, policarbonato, tereftalato de polietileno, cloruro de polivinilo, polímero a base de acrilo, poliacrilonitrilo, poliimida, poliamida, celulosa, aramida, nylon, poliéster, poliparafenilen benzobisoxazol, poliarilato, teflón y fibra de vidrio. En particular, puede ser ventajoso usar polímeros que tengan una buena resistencia al desgaste y resistencia térmica, tales como tereftalato de polietileno (PET). La capa de protección superficial 1353 puede tener una estructura de una sola capa hecha de un material, o una estructura de capa compuesta, en la que dos o más materiales pueden constituir capas respectivas.
La capa de protección de superficie 1353 puede tener un espesor de alrededor de 5 jm a alrededor de 25 jm , o de 6 jm a 20 jm , o de alrededor de 7 jm a alrededor de 12 jm , o de 8 jm a 10 jm . Si el espesor de la capa de protección de superficie es inferior a aproximadamente 5 jm , el aislamiento externo puede deteriorarse. Si el espesor de la capa de protección de superficie es mayor que aproximadamente 25 jm , el espesor total de la bolsa puede volverse demasiado grande, de modo que la densidad de energía en relación con el volumen de la batería secundaria puede deteriorarse.
EL PET no es caro, tiene una excelente durabilidad y proporciona aislamiento eléctrico. Sin embargo, el PET puede tener una mala adhesión con el aluminio, que puede usarse como la capa de barrera contra la humedad 1352. Además, el PET puede presentar un comportamiento diferente al del aluminio cuando se somete a tensión y a un procedimiento de estirado. Por lo tanto, cuando la capa de protección de superficie 1353 se une directamente a la capa de barrera contra la humedad 1352, la capa de protección de superficie 1353 puede desprenderse de la capa de barrera contra la humedad 1352 durante un procedimiento de estirado. Como resultado, la capa de barrera contra la humedad 1352 puede no estirarse uniformemente y, por lo tanto, la conformabilidad puede deteriorarse.
La caja de batería 13 puede incluir la capa de asistencia al estiramiento 1354. La capa de asistencia al estiramiento 1354 puede estar hecha de un tercer polímero. La capa de asistencia al estiramiento 1354 puede apilarse entre la capa de protección superficial 1353 y la capa de barrera contra la humedad 1352. La capa de asistencia al estiramiento 1354 puede apilarse entre la capa de protección de superficie 1353 y la capa de barrera contra la humedad 1352 para impedir que la capa de protección de superficie 1353 y la capa de barrera contra la humedad 1352 se desprendan durante un procedimiento de estiramiento. El tercer polímero utilizado para fabricar la capa de asistencia al estiramiento 1354 puede ser uno o más materiales seleccionados del grupo que consiste en polietileno, polipropileno, policarbonato, tereftalato de polietileno, cloruro de polivinilo, polímero a base de acrilo, poliacrilonitrilo, poliimida, poliamida, celulosa, aramida, nylon, poliéster, poliparafenilen benzobisoxazol, poliarilato, teflón y fibra de vidrio. En particular, la resina de nailon se une fácilmente al tereftalato de polietileno (PET) de la capa de protección superficial 1353 y tiene un comportamiento similar, cuando se estira, a la aleación de aluminio de la capa de barrera contra la humedad 1352. Por estas razones, el tercer polímero puede estar hecho de una resina de nylon. Además, la capa de asistencia al estiramiento 1354 puede tener una estructura de una sola capa hecha de un material, o una estructura de capa compuesta, en la que dos o más materiales pueden constituir capas respectivas.
De acuerdo con la técnica relacionada, la capa de barrera contra la humedad típicamente tiene un espesor de aproximadamente 40 pm, y la capa de asistencia al estiramiento tiene un espesor extremadamente pequeño de aproximadamente 15 pm. Por consiguiente, la relación de espesor de la capa de asistencia al estiramiento a la capa de barrera contra la humedad es típicamente de aproximadamente 1: 2,67, y una proporción de espesor de la capa de barrera contra la humedad es significativamente alta.
Por el contrario, si la capa de barrera contra la humedad 1352 tiene un espesor de aproximadamente 50 pm a aproximadamente 80 pm, o de 50 pm a 70 pm, o de aproximadamente 55 pm a aproximadamente 65 pm como se describe en esta invención, la formabilidad de la capa de barrera contra la humedad 1352 puede mejorarse. Con el fin de mejorar la formabilidad de la capa de asistencia de estirado 1354, la capa de asistencia de estirado 1354 puede tener un espesor de aproximadamente 20 pm a aproximadamente 50 pm, o de 22 pm a 40 pm, o de aproximadamente 25 pm a aproximadamente 38 pm. Si el espesor es inferior a aproximadamente 20 pm, la capa de asistencia al estirado puede no ajustarse a la conformabilidad mejorada de la capa de barrera contra la humedad y, por lo tanto, puede dañarse durante un procedimiento de estirado. Por otro lado, si el grosor es mayor que aproximadamente 50 mm, el grosor total de la bolsa puede aumentar, el volumen de la batería secundaria puede aumentar y la densidad de energía puede deteriorarse. En particular, la relación de espesor de la capa de asistencia al estiramiento 1354 a la capa de barrera contra la humedad 1352 puede ser inferior a aproximadamente 1: 2,5. Por consiguiente, una proporción de espesor de la capa de asistencia al estiramiento 1354 puede aumentar más fuerte que lo conocido de la técnica relacionada. Sin embargo, si el espesor de la capa de asistencia de estirado 1354 aumenta excesivamente, el espesor total de la bolsa puede aumentar. Por lo tanto, la relación de espesor puede ser superior a aproximadamente 1: 1,5 para impedir un espesor total excesivamente grande. Por lo tanto, la relación de espesor puede ser de aproximadamente 1: 1,5 a aproximadamente 1: 2,5.
La Figura 3 es una gráfica que muestra los contenidos de hierro y silicio en una aleación de aluminio AA8079 y una aleación de aluminio AA8021.
La resistencia mecánica se mejora al aumentar la cantidad de hierro contenido en la aleación de aluminio, y la flexibilidad se mejora al disminuir el hierro contenido en la aleación de aluminio. Tal como se ilustra en la Figura 3, la aleación AA8079 entre las aleaciones de aluminio puede incluir de alrededor de 0,6 % en peso a alrededor de 1,2 % en peso de hierro y alrededor de 0,3 % en peso o menos de silicio. Por lo tanto, cuando la capa de barrera contra la humedad 1352 está hecha de la aleación de aluminio AA8079, puede contener una cantidad relativamente pequeña de hierro, lo que puede aumentar la flexibilidad pero disminuir la resistencia, lo que puede limitar la conformabilidad.
En comparación, como se ilustra en la Figura 3, la aleación de aluminio AA8021 puede incluir de alrededor de 1,2 % en peso a alrededor de 1,7 % en peso de hierro, y particularmente de alrededor de 1,3 % en peso a alrededor de 1,7 % en peso de hierro, y alrededor de 0,2 % en peso o menos de silicio. Por lo tanto, cuando la capa de barrera contra la humedad 1352 está hecha de la aleación de aluminio AA8021, puede contener una cantidad relativamente grande de hierro, lo que puede aumentar la resistencia a la tracción así como la tasa de alargamiento.
Cuando se aplica una fuerza de tracción a un material, la relación entre la resistencia a la tracción y la tasa de alargamiento se puede representar en un gráfico. Aquí, cuando el eje vertical del gráfico representa la resistencia a la tracción y el eje horizontal representa la tasa de alargamiento, el área debajo del gráfico puede representar la tenacidad del material. La tenacidad puede representar la capacidad de resistir la fractura. Por lo tanto, cuanto mayor sea la tenacidad de un material, más se puede estirar el material sin romperse. Por lo tanto, cuando la capa de barrera contra la humedad 1352 está hecha de una aleación de aluminio AA8021, la resistencia a la tracción y la tasa de alargamiento pueden mejorarse. Por consiguiente, la tenacidad puede aumentarse y la conformabilidad puede mejorarse.
La Figura 4 es una gráfica que muestra los cambios en una resistencia a la tracción Rm, una tasa de alargamiento y un tamaño de grano de acuerdo con el contenido de hierro en cada una de la aleación de aluminio AA8079 y la aleación de aluminio AA8021. La Figura 5 es una imagen SEM ampliada de granos de cada una de la aleación de aluminio AA8079 y la aleación de aluminio AA8021.
Como se ilustra en la Figura 4, la resistencia a la tracción, la tasa de alargamiento y el tamaño de grano cambian en función del contenido de hierro en la aleación de aluminio. Específicamente, la resistencia a la tracción y la tasa de alargamiento son proporcionales al contenido de hierro y, por lo tanto, la resistencia a la tracción y la tasa de alargamiento pueden aumentar a medida que aumenta el contenido de hierro. Por otro lado, el tamaño de grano es inversamente proporcional al contenido de hierro y, por lo tanto, el tamaño de grano puede disminuir a medida que aumenta el contenido de hierro.
Como se describió anteriormente, la aleación de aluminio AA8079 puede contener aproximadamente 0.6 % en peso a aproximadamente 1.2 % en peso de hierro y, por lo tanto, el tamaño de grano puede ser relativamente grande, por ejemplo, aproximadamente 13 mm a aproximadamente 21 mm, como se ilustra en la Figura 5. Por lo tanto, la tensión interna puede dispersarse menos durante un procedimiento de estirado, y el número de orificios de pasador puede aumentar. Por lo tanto, la conformabilidad de la caja de la batería 13 puede deteriorarse.
Por el contrario, la aleación de aluminio AA8021 puede contener aproximadamente 1,2 % en peso a aproximadamente 1,7 % en peso de hierro y, por lo tanto, el tamaño de grano puede ser relativamente pequeño, por ejemplo, aproximadamente 10 pm a aproximadamente 13 pm, como se ilustra en la Figura 5. Por lo tanto, la tensión interna puede dispersarse mejor duranteun procedimiento de estirado, y el número de orificios de pasador puede disminuir. Por lo tanto, se puede mejorar la conformabilidad de la caja de la batería 13.
Por lo tanto, la aleación de aluminio utilizada para fabricar la capa de barrera contra la humedad 1352 de acuerdo con un ejemplo puede incluir entre alrededor de un 1,2 % en peso y alrededor de un 1,7 % en peso de hierro, en particular, entre alrededor de un 1,3 % en peso y alrededor de un 1,7 % en peso de hierro. Además, la aleación de aluminio puede incluir aproximadamente un 0,2 % en peso o menos de silicio. Además, el tamaño de grano puede ser de aproximadamente 10 pm a aproximadamente 13 pm. Es decir, en un ejemplo, la aleación de aluminio utilizada para fabricar la capa de barrera contra la humedad 1352 puede ser la aleación n° AA8021.
La Figura 6 es una vista esquemática ampliada de un borde de matriz 138 y una pestaña de electrodo 11 según un ejemplo comparativo de la presente invención.
Una porción de copa 133 puede incluir diversos tipos de borde. Específicamente, la porción de copa 133 puede incluir un borde de punzón 139 formado correspondiente a un borde de presión 221 de un punzón 22 y un borde de matriz 138 formado correspondiente a un borde de presión 213 de una matriz 21. El borde del punzón 139 puede conectar las paredes externas 1333 a una parte inferior 1332. Las paredes exteriores 1333, que también pueden denominarse paredes laterales 1333 de la porción de copa 133, pueden rodear total o parcialmente la porción inferior 1332. El borde de matriz 138 puede conectar las paredes exteriores 1333 a una o más partes laterales 134.
Si el borde de presión de la matriz no está redondeado, el borde de presión de la matriz puede estar afilado. Por lo tanto, cuando se forma la película de bolsa 135, la tensión puede concentrarse en el borde de matriz de la porción de copa, lo que facilita la aparición de una grieta. Para resolver dicho problema, el borde de presión 213 de la matriz 21 puede ser redondeado. Como resultado, el borde de matriz 138 de la porción de copa 133 puede redondearse como se ilustra en la Figura 6, y la tensión concentrada en el borde de matriz 138 puede dispersarse en cierta medida. Sin embargo, si la profundidad de la porción de copa excede un cierto umbral, todavía puede producirse una grieta en la película de bolsa 135 cuando un radio de curvatura del borde de matriz de la porción de copa es de aproximadamente 2 mm o menos. Aquí, el umbral de la profundidad puede ser de aproximadamente 7 mm cuando se forma una porción de copa 133, y puede ser de aproximadamente 6,5 mm cuando se forman dos porciones de copa 133.
En esta invención, el borde de matriz 138 que está redondeado puede representar que se forma una superficie curva a lo largo de una curvatura. La superficie curva puede tener una curvatura completamente uniforme. Sin embargo, la materia objeto no se limita a esto, y la superficie curva puede tener una curvatura parcial o totalmente no uniforme. La curvatura se puede definir por un radio de curvatura respectivo. La curvatura puede ser una curvatura bidimensional a lo largo de un borde correspondiente (tal como el borde del punzón 139 y/o el borde de matriz 138 como se describe en esta invención). Una curvatura uniforme puede significar que la superficie curva respectiva está formada con un radio de curvatura fijo alrededor de un punto central fijo o alrededor de un eje de simetría (cilindro).
La capa sellante 1351 puede tener un espesor de alrededor de 60 pm a alrededor de 100 pm, o de 70 pm a 90 pm, o de alrededor de 75 pm a alrededor de 85 pm. La capa de barrera contra la humedad 1352 puede tener un espesor de aproximadamente 50 pm a aproximadamente 80 pm, o de 55 pm a 70 pm, o de aproximadamente 55 pm a aproximadamente 65 pm. La capa de barrera contra la humedad 1352 puede contener una aleación de aluminio de la serie AA80XX, particularmente una aleación AA8021. La conformabilidad de la capa de barrera contra la humedad 1352 se puede mejorar de esta manera. Por consiguiente, como se muestra en la Figura 6, las otras paredes 1333 de la porción de copa 133 pueden formarse mediante el procedimiento de estirado para que sean casi verticales, aunque la porción de copa 133 tenga una profundidad que exceda un umbral como se discutió anteriormente, aunque la porción de copa 133 tenga una profundidad que exceda un umbral. Además, los radios de curvatura R3 de los bordes 138 y 139 de la porción de copa 133 también se pueden reducir.
Alternativamente, la profundidad de la porción de copa 133 puede estar por debajo del umbral cuando se estira la película de bolsa 135, de modo que las paredes exteriores 1333 de la porción de copa 133 pueden volverse casi verticales, y los radios de curvatura R3 de los bordes 138 y 139 de la porción de copa 333 también pueden reducirse.
Específicamente, las paredes exteriores 1333 de la porción de copa 133 pueden formarse casi verticalmente de modo que un ángulo de inclinación desde la porción inferior 1332 sea de aproximadamente 90° a aproximadamente 95°, o de 90° a 94°, o de aproximadamente 90° a aproximadamente 93°. Al menos uno de los bordes 138 y 139 de la porción de copa 133 puede ser redondeado con el radio de curvatura R3 siendo de aproximadamente 1 mm o menos, o 0,9 mm o menos, o 0,8 mm o menos, o aproximadamente 0,7 mm o menos. De esta manera, es posible impedir que se produzca una grieta incluso cuando el radio de curvatura es tan pequeño como por debajo de 1 mm o por debajo de 0,7 mm.
Con la caja de la batería 13 fabricada como se describió anteriormente, el volumen de un espacio de alojamiento 1331 puede ampliarse. Esto también puede aumentar el volumen de un conjunto de electrodos 10 alojado dentro del espacio de alojamiento 1331, y puede aumentar aún más la eficiencia energética con respecto al volumen de una batería secundaria 1. Además, los costes de fabricación pueden no aumentar significativamente, y todo el espesor de la bolsa puede no aumentar significativamente sin reducir el espesor de la capa sellante 1351. Además, la durabilidad del sellado puede no deteriorarse. Además, la caja de batería de tipo bolsa 13 y la batería secundaria de tipo bolsa 1 pueden proporcionarse en general con formas afiladas. Por consiguiente, la batería secundaria 1 puede tener una apariencia excelente y un valor comercial mejorado.
A medida que la pared exterior 1333 de la porción de copa 133 se vuelve casi vertical y los radios de curvatura de los bordes 138 y 139 de la porción de copa 133 se reducen, puede haber interferencia entre el borde de matriz 138 y la pestaña de electrodo 11 como se ilustra en la Figura 6. Específicamente, la pestaña de electrodo 11 sobresale de un electrodo apilado dentro del conjunto de electrodos 10 y, por lo tanto, se puede formar una pluralidad de pestañas de electrodos 11 tanto como la cantidad de electrodos dentro del conjunto de electrodos 10. Además, la pluralidad de pestañas de electrodo 11 pueden apilarse entre sí, conectarse entre sí y colocarse en la parte lateral 134. Las pestañas de electrodo 11 pueden descansar sobre el borde de matriz 138 y la parte lateral 134. A medida que se reduce el radio de curvatura R3 del borde de matriz 138, el borde de matriz 138 puede sobresalir aún más en la porción de copa 133, lo que puede deteriorar la flexibilidad en el borde de matriz 138. Además, la distancia entre el borde de matriz 138 y las pestañas de electrodo 11 también puede reducirse, y el borde de matriz 138 puede aplicar una presión a la pestaña de electrodo 11. Por lo tanto, puede ocurrir una interacción entre el borde de matriz 138 y la pestaña de electrodo 11. En particular, a medida que aumenta el número de pestañas de electrodo 11, aumenta el espesor de las pestañas de electrodo apiladas 11. Por lo tanto, se puede reducir un espacio entre la pestaña de electrodo 11 y la pared exterior 1333 de la porción de copa 133. Como resultado, con el borde de matriz 138 aplicando además una presión a la pestaña de electrodo 11, el suministro de energía eléctrica puede deteriorarse. Además, la pestaña de electrodo 11 puede incluso cortarse.
La Figura 7 es una vista en planta parcial de una caja de batería 13 según un ejemplo. La Figura 8 es una vista en planta parcial que muestra un estado en el que un conjunto de electrodo 10 se inserta en una porción de copa 133 de la caja de batería 13 según un ejemplo.
El objeto reivindicado puede proporcionar una mayor formabilidad de la película de bolsa 135. La pared exterior 1333 de la porción de copa 133 puede conformarse para ser aproximadamente (sustancialmente) vertical. Los radios de curvatura R1 y R2 del borde de matriz 138 de la porción de copa 133 pueden reducirse. Al mismo tiempo, se puede impedir eficazmente la aparición de interacción entre el borde de matriz 138 y la pestaña de electrodo 11.
Con este fin, una caja de batería de tipo bolsa 13 según un ejemplo puede incluir una porción de copa 133 y bordes de matriz 138. La porción de copa 133 puede acomodar en su interior un conjunto de electrodos 10. El conjunto de electrodo 10 puede formarse apilando un electrodo y un separador. Los bordes de matriz 138 pueden conectar una pared exterior 1333 de la porción de copa 133 a una porción lateral 134 que se extiende desde la pared exterior 1333. Al menos uno de los bordes de matriz 138 puede incluir una primera región 1381 y una segunda región 1382. La primera región 1381 puede redondearse con un primer radio de curvatura R1 (ilustrado en la Figura 9). La segunda región 1382 puede redondearse con un segundo radio de curvatura R2 (ilustrado en la Figura 10). El segundo radio de curvatura R2 es menor que el primer radio de curvatura R1.
Una batería secundaria de tipo bolsa 1 según un ejemplo puede incluir un conjunto de electrodos 10 y una caja de batería 13. El conjunto de electrodo 10 puede formarse apilando un electrodo y un separador. La caja de la batería 13 puede ser como se describió anteriormente, y puede incluir una porción de copa 133 que aloja en su interior el conjunto de electrodos 10. La caja de batería 13 puede incluir bordes de matriz 138 que conectan una pared exterior 1333 de la porción de copa 133 a una porción lateral 134 que se extiende desde la pared exterior 1333. Al menos uno de los bordes de matriz 138 puede incluir una primera región 1381 y una segunda región 1382. La primera región 1381 puede ser redondeada con un primer radio de curvatura R1 . La segunda región 1382 puede redondearse con un segundo radio de curvatura R2 . El segundo radio de curvatura R2 es menor que el primer radio de curvatura R1.
Como se describió anteriormente, la caja de batería 13 puede incluir paredes exteriores 1333 que pueden rodear la porción de copa 133. La caja de batería 13 puede incluir la porción lateral 134 que se extiende hacia fuera desde las paredes exteriores 1333. Los bordes de matriz 138 pueden conectar las paredes exteriores 1333 a la porción lateral 134.
Al menos uno de los bordes de la matriz 138 puede tener regiones que están redondeadas con dos radios de curvatura diferentes R1 y R2 . Como se ilustra en la Figura 7, al menos uno de los bordes de matriz 138 puede incluir una primera región 1381 que está redondeada con un primer radio de curvatura R1 . El mismo borde de matriz 138 puede comprender además una segunda región 1382 que está redondeada con un segundo radio de curvatura R2, donde el segundo radio de curvatura R2 es menor que el primer radio de curvatura R1.
El primer radio de curvatura R1 puede ser de aproximadamente 1,7 mm a aproximadamente 2,7 mm, o de 1,9 mm a 2,5 mm, o de 2,1 mm a 2,3 mm. El segundo radio de curvatura R2 puede ser de aproximadamente 1,2 mm o menos, o 1,0 mm o menos, o 0,9 mm o menos, o aproximadamente 0,7 mm o menos. El primer radio de curvatura R1 puede ser de aproximadamente 1,5 veces a aproximadamente 4 veces más grande que el segundo radio de curvatura R2 . La relación del primer radio de curvatura R1 con respecto al segundo radio de curvatura R2 puede ser de 1,7 a 3,5, o de 1,9 a 3,0, o de 2,1 a 2,5.
Con referencia a las figuras 7 y 8, la primera región 1381 puede ser una región del borde de matriz 138 sobre (y/o en) la que se dispone la pestaña de electrodo 11. Como se describió anteriormente, la pestaña de electrodo 11 puede sobresalir de un lado del conjunto de electrodo 10. La segunda región 1382 puede ser una región sobre (y/o en) la cual la pestaña de electrodo 11 no está dispuesta. Para este propósito, la primera región 1381 puede redondearse con un radio de curvatura relativamente grande que es el primer radio de curvatura R1, facilitando así la recepción de la pestaña de electrodo 11, mientras que la segunda región 1382, que no necesita recibir la pestaña de electrodo 11, puede redondearse con un radio de curvatura relativamente pequeño que es el segundo radio R2, aumentando así la compacidad de la caja.
El ancho de la primera región 1381 puede corresponder al ancho de la pestaña de electrodo 11 de modo que la pestaña de electrodo 11 pueda descansar de forma estable sobre la primera región 1381. Los anchos, tal como se usan en esta invención, pueden representar una medida unidimensional en una dirección a lo ancho de la característica respectiva. La dirección a lo ancho de la primera región 1381 y la segunda región 1382 de un mismo borde de matriz 138 puede ser paralela y ser, por ejemplo, paralela a una dirección de alargamiento del borde de matriz 138 respectivo. La dirección a lo ancho puede ser perpendicular a un plano en el que se determinan los radios de curvatura de las regiones primera y segunda 1381, 1382. En caso de que la primera caja 131 o la segunda caja 132 (o la porción de copa 133 respectiva) tengan una forma similar a una bandeja rectangular, la dirección a lo ancho puede ser paralela a un lado respectivo de la forma similar a una bandeja rectangular. La dirección a lo ancho puede ser perpendicular al puente 136. El ancho de la primera región 1381 puede ser igual o ligeramente mayor que el ancho de la pestaña de electrodo 11. Si el ancho de la primera región 1381 es menor que el ancho de la pestaña de electrodo 11, la pestaña de electrodo 11 puede no descansar de forma estable en/sobre el borde de matriz 138.
El borde de matriz 138 puede formarse a lo largo de la periferia de las paredes exteriores 1333 de la porción de copa 133. Por ejemplo, los bordes de matriz 138 pueden formarse tantas veces como el número de paredes externas 1333. Por ejemplo, como se ilustra en la Figura 7, cuando la porción de copa 133 tiene una forma de bandeja cuadrangular, se pueden formar cuatro bordes de matriz 138. Sin embargo, el número de bordes de matriz 138 puede cambiarse diversamente según el número de paredes exteriores 1333 de la porción de copa 133. Además, la porción de copa 133 puede tener una forma con lados no rectos, y la anchura puede determinarse a lo largo de una curva del borde respectivo.
Las pestañas de electrodos 11 pueden sobresalir en diferentes direcciones desde el conjunto de electrodos 10 como se analizó anteriormente, y la primera región 1381 puede formarse en los bordes de la matriz 138 correspondientes a cada uno de los ensamblajes de electrodos 10 que se van a recibir.
Por ejemplo, como se ilustra en la Figura 7, la primera región 1381 puede formarse en cada uno de los dos bordes de matriz opuestos 138. La primera región 1381 puede proporcionarse en una porción aproximadamente central del borde de matriz 138. La segunda región 1382 puede formarse en cualquiera de los lados o en ambos lados de la primera región 1381. En el ejemplo que se muestra en la Figura 7, cada uno de los dos bordes de matriz 138 puede dividirse en una primera región 1381 y dos segundas regiones 1382 que intercalan la primera región respectiva 1381.
El objeto reivindicado no se limita a ello. Por ejemplo, las pestañas de electrodos 11 pueden sobresalir de un mismo lado del conjunto de electrodos 10 en una misma dirección, y las primeras regiones 1381 (con el número correspondiente al número de pestañas de electrodos 11) pueden formarse en un único borde de matriz 138 que recibe las pestañas de electrodos 11. Las segundas regiones 1382 pueden formarse entre y lateralmente adyacentes a cada una de las primeras regiones 1381.
La primera región 1381 y la segunda región 1382 están redondeadas con diferentes radios de curvatura R1 y R2. Esto puede dar como resultado que se forme una parte escalonada entre la primera y la segunda regiones adyacentes 1381, 1382. Alternativamente, se puede formar una región de conexión entre la primera región 1381 y la segunda región 1382 para impedir la formación de una parte escalonada. Por ejemplo, la región de conexión puede redondearse, aplanarse o alisarse de otro modo para eliminar los bordes afilados. Por ejemplo, el radio de curvatura de la región de conexión puede cambiar gradual y continuamente del primer radio de curvatura R1 al segundo radio de curvatura R2 a medida que la región de conexión se extiende desde la primera región 1381 a la segunda región 1382. Por consiguiente, la primera región 1381 puede estar conectada suavemente a la segunda región 1382 sin una porción escalonada.
La Figura 9 es una vista esquemática ampliada de una primera región 1381 de un borde de matriz 138 y una pestaña de electrodo 11 según un ejemplo. La Figura 10 es una vista esquemática ampliada de una segunda región 1382 del borde de matriz 138 de una porción de copa 133 y la pestaña de electrodo 11 según un ejemplo.
Como se describió anteriormente, la primera región 1381, sobre la cual puede descansar la pestaña de electrodo 11, está redondeada con un radio de curvatura R1 relativamente grande, que es el primer radio de curvatura R1. El primer radio de curvatura R1 puede ser de aproximadamente 1,7 mm a aproximadamente 2,7 mm o cualquier otro valor mencionado anteriormente. Como tal, como se ilustra en la Figura 9, el borde de matriz 138 puede no aplicar ninguna presión a la pestaña de electrodo 11, o la presión aplicada por el borde de matriz 138 a la pestaña de electrodo 11 puede reducirse. Como tal, puede ser posible impedir la aparición de una interacción entre el borde de matriz 138 y la pestaña de electrodo 11 en la primera región 1381, en/sobre la cual se recibirá la pestaña de electrodo 11.
Por otro lado, la segunda región 1382, que no recibe la pestaña de electrodo 11, tiene una forma redondeada con un radio de curvatura relativamente pequeño, que es el segundo radio de curvatura R2. El segundo radio de curvatura R2 puede ser de aproximadamente 1,2 mm o menos, aproximadamente 0,7 mm o menos, o cualquier otro valor mencionado anteriormente. Como tal, como se ilustra en la Figura 10, la eficiencia energética con respecto al volumen de una batería secundaria 1 puede aumentarse, y la caja de batería de tipo bolsa 13 y la batería secundaria de tipo bolsa 1 pueden tener bordes afilados generales. Por consiguiente, la batería secundaria 1 también puede tener una apariencia excelente y un valor comercial mejorado.
La Figura 11 es una vista esquemática de un aparato de formación 2 según un ejemplo;
El aparato de formación 2 para formar una película de bolsa, por ejemplo, la película de bolsa 135 como se describió anteriormente puede incluir una matriz 21 y un punzón 22. La matriz 21 puede tener una superficie superior, en la que se puede colocar la película de bolsa 135. La matriz 21 puede incluir al menos un espacio de formación 211 como un rebaje desde la superficie superior. El punzón 22 puede estar dispuesto por encima del espacio de formación 211. El punzón 22 puede ser operable para descender (como se ilustra por la flecha P en la Figura 11) para insertar la película de bolsa 135, que se coloca en la superficie superior de la matriz 21, en el espacio de formación 211, formando así la porción de copa 133 de la película de bolsa 135.
La matriz 21 puede incluir bordes de presión 213 que se conectan entre el espacio de formación 211 y la superficie superior de la matriz 21. Al menos un borde de presión 213 puede incluir una primera región de presión 2131 (también denominada en esta invención como una tercera región 2131, ilustrada en la Figura 12) que está redondeada con un tercer radio de curvatura; y una segunda región de presión 2132 (también denominada en esta invención como una cuarta región 2132, ilustrada en la Figura 12) que está redondeada con un cuarto radio de curvatura menor que el tercer radio de curvatura. En particular, la primera región de prensado 2131 puede corresponder a la primera región 1381 de la matriz de borde 138 como se describió anteriormente. La primera región de prensa 2131 se puede usar para crear la primera región 1381. La segunda región de prensado 2132 puede corresponder a la segunda región 1382 de la matriz de borde 138 como se describió anteriormente. La segunda región de prensado 2132 se puede usar para crear la segunda región 1382.
Cuando la película de bolsa 135 se forma usando el aparato de formación 2, solo se puede formar una porción de copa 133 como se describió anteriormente. Alternativamente, se pueden extraer dos porciones de copa vecinas 133. Para este fin, como se ilustra en la Figura 11, se pueden proporcionar dos espacios de formación vecinos 211 en la matriz 21. Además, se puede formar una pared divisoria 212 entre los dos espacios de formación vecinos 211. Cuando el punzón 22 se inserta en los dos espacios de formación 211 con la película de bolsa 135 en su lugar para extraer la película de bolsa 135, se puede formar una porción de copa 133 en cada una de una primera caja 131 y una segunda caja 132 correspondientes a los espacios de formación 211. Al mismo tiempo, también se puede formar un puente 136 entre las dos porciones de copa 133 correspondientes a la pared divisoria 212.
El puente 136 puede usarse como una parte de referencia cuando una caja de batería 13 se pliega posteriormente. Cuando se completa la fabricación de una batería secundaria 1, el puente 136 puede formar una parte plegable (no se muestra) en un lado de la batería secundaria 1. Además, la primera caja 131 y la segunda caja 132 pueden estar conectadas integralmente entre sí a través de la porción de plegado (es decir, pueden formarse como una sola pieza). Como tal, se puede reducir la cantidad de lados 134 necesarios para un procedimiento de sellado posterior. Por lo tanto, se puede mejorar la velocidad del procedimiento y se puede reducir el número de procedimientos de sellado. Dado que la anchura de la parte de plegado es menor, también se puede reducir un espacio entre una pared exterior 1333 de la porción de copa 133 y un conjunto de electrodo 10. Por consiguiente, se puede reducir el volumen total de la batería secundaria 1. Esto puede aumentar la densidad de energía en relación con el volumen.
La anchura de la parte de plegado puede ser proporcional al espesor del puente 136. Como se mencionó anteriormente, el puente 136 puede formarse correspondiente a la pared divisoria 212 de la matriz 21. Por lo tanto, un espesor del puente 136 puede ser proporcional a un espesor T de la pared divisoria 212. Puede ser deseable minimizar el espesor del puente 136 cuando se forma la película de bolsa 135. Con este fin, es deseable minimizar el espesor T de la pared divisoria 212. Sin embargo, si la pared divisoria 212 se formó para tener una altura excesivamente grande a pesar de un pequeño espesor T, la pared divisoria 212 puede dañarse durante un procedimiento de estirado. En particular, mientras que una parte inferior de la matriz 21 ha estado presente de acuerdo con la técnica relacionada, un gas presente en un espacio entre la película de bolsa 135 y el espacio de formación 211 en dicha configuración no podría descargarse adecuadamente cuando la película de bolsa 135 se formó mediante un punzón 22. Por lo tanto, recientemente, la parte inferior se ha retirado de la matriz 21 para facilitar la descarga del gas presente entre la película de bolsa 135 y el espacio de formación 211. Sin embargo, ha habido un problema de que la pared divisoria 212 se formó para tener una altura excesivamente grande.
Por el contrario, como se ilustra en la Figura 11, una porción superior de la pared divisoria 212 puede mantener un espesor reducido T. Una porción de refuerzo 2121 que tiene un espesor mayor que el espesor T de la pared divisoria 212 puede formarse en una porción inferior de la pared divisoria 212. La porción inferior de la pared divisoria 212 puede referirse a una parte distal de la superficie superior de la matriz 21, en la que se va a recibir (colocar) la película de bolsa 135. La porción de refuerzo 2121 puede formarse en una posición por debajo de una profundidad D de la porción de copa 133 que debe formarse en la caja de la batería 13 (véase la Figura 11). Además, la porción de refuerzo 2121 puede formarse en una posición tal que la pared divisoria 212 no se dañe. La posición precisa de la porción de refuerzo 2121 puede determinarse experimentalmente en función del espesor T de la pared divisoria 212, el material de la pared divisoria 212, la presión del punzón 22 y la profundidad D de la porción de copa 133 a formar.
Adicional o alternativamente, el espesor T de la pared divisoria 212 puede aumentar gradualmente hacia la porción inferior (no se muestra). Por consiguiente, al menos una porción de la sección transversal de la pared divisoria 212 puede tener una forma aproximadamente triangular (o cónica, o trapezoidal), y una pared interna 214 del espacio de formación 211 formado en la pared divisoria 212 puede estar inclinada con respecto a una dirección de profundidad D. La inclinación precisa de la pared interna 214 del espacio de formación 211 formado en la pared divisoria 212 puede determinarse experimentalmente en función del grosor de la porción superior de la pared divisoria 212, el material de la pared divisoria 212, la presión del punzón 22 y la profundidad de la porción de copa 133 a formar. Como tal, la resistencia de la pared de separación 212 puede aumentarse y, por lo tanto, puede ser posible impedir que la pared de separación 212 se dañe durante un procedimiento de estirado.
La Figura 12 es una vista ampliada de una porción de una matriz 21 según un ejemplo. En este caso, los signos de referencia similares pueden indicar características similares, a menos que sea estructural o funcionalmente inapropiado o a menos que se indique lo contrario. En particular, las características descritas anteriormente pueden aplicarse a la matriz 21 de la Figura 12 en consecuencia.
De acuerdo con realizaciones de la presente descripción, al menos un borde de matriz 138 de la caja de batería de tipo bolsa 13 incluye la primera región 1381 que está redondeada con el primer radio de curvatura R1 y la segunda región 1382 que está redondeada con el segundo radio de curvatura R2 más pequeño que el primer radio de curvatura R1.
Además, para fabricar la caja de batería 13, la matriz 21 según realizaciones de la presente descripción puede incluir múltiples bordes de presión 213 que conectan entre el espacio de formación 211 y la superficie superior de la matriz 21. Al menos un borde de prensado 213 puede incluir una primera región de prensado 2131, también denominada tercera región 2131, que está redondeada con un tercer radio de curvatura y una segunda región de prensado 2132, también denominada cuarta región 2132, que está redondeada con un cuarto radio de curvatura menor que el tercer radio de curvatura.
La película de bolsa 135 se puede colocar en la superficie superior de la matriz 21 para cubrir el espacio de formación 211. El punzón 22 puede disponerse por encima del espacio de formación 211 y puede accionarse para descender para insertar la película de bolsa 135 en el espacio de formación 211 de la matriz 31. La película de bolsa 135 puede formarse de esta manera. La porción de copa 133 puede formarse, y la caja de batería de tipo bolsa 13 puede fabricarse. Los bordes de la matriz 138 de la caja de la batería de tipo bolsa 13 pueden formarse en correspondencia con los bordes de presión 213 de la matriz 21.
La primera región de presión 2131 del borde de presión 213 puede corresponder a la primera región 1381 de la caja de batería 13. Además, el primer radio de curvatura R1 de la primera región 1381 puede ser de aproximadamente 1,7 mm a aproximadamente 2,7 mm, o cualquier otro valor indicado anteriormente. Como tal, el tercer radio de curvatura de la primera región de prensado 2131 puede ser menor que el primer radio de curvatura R1 en aproximadamente 0,2 mm, que aproximadamente puede ser el espesor de la película de bolsa 135. El tercer radio de curvatura puede ser de aproximadamente 1,5 mm a aproximadamente 2,5 mm. La cuarta región 2132 del borde de presión 213 puede corresponder a la segunda región 1382 de la caja de batería 13. El segundo radio de curvatura R2 de la segunda región 1382 puede ser de aproximadamente 1,2 mm o menos, o de aproximadamente 0,7 mm o menos, o cualquier otro valor indicado anteriormente. El cuarto radio de curvatura de la segunda región de prensado 2132 puede ser menor que el segundo radio de curvatura R2 en aproximadamente 0.2 mm, que aproximadamente puede ser el espesor de la película de bolsa 135. El cuarto radio de curvatura puede ser de aproximadamente 1,0 mm o menos, o 0,8 mm o menos, 0,6 mm o menos, o aproximadamente 0,5 mm o menos.
El borde de presión 213 de la matriz 21 puede corresponder al borde de matriz 138 de la caja de la batería 13. El espacio de formación 211 de la matriz 21 puede corresponder a la porción de copa 133 de la caja de batería 13. El borde de presión 213 también puede formarse a lo largo de la periferia del espacio de formación 211. Cuando el espacio de formación 211 tiene una forma cuadrangular, se pueden formar cuatro bordes de presión 213.
La primera región de prensado 2131 puede formarse en cada uno de los bordes de prensado 213. Por ejemplo, la primera región de prensado 2131 puede formarse en dos de los bordes de prensado 213 que son opuestos entre sí. La primera región de prensado 2131 puede colocarse en una porción aproximadamente central del borde de prensado 213. La segunda región de prensa 2132 puede formarse en cualquier lado o en ambos lados de la primera región de prensa 2131, sin que la materia objeto se limite a la misma. Múltiples primeras regiones de prensado 2131 pueden formarse en un borde de matriz 138, y la segunda región de prensado 2132 puede formarse entre y adyacente a cada una de las primeras regiones de prensado 2131.
La primera región de prensado 2131 puede redondearse con un radio de curvatura que es diferente del radio de curvatura de la segunda región de prensado 2132. Como tal, una parte escalonada puede ocurrir entre la primera y segunda regiones de prensado adyacentes 2131,2132, sin que la materia objeto se limite a las mismas. Una región de conexión que se conecta entre las regiones de prensado primera y segunda adyacentes 2131,2132 puede formarse para impedir dicha porción escalonada. La región de conexión también puede ser redondeada. El radio de curvatura de la región de conexión puede cambiar gradual y continuamente del tercer radio de curvatura al cuarto radio de curvatura, a medida que la región de conexión se extiende desde la primera región de prensado 2131 a la segunda región de prensado 2132. Por consiguiente, la tercera región 2131 puede conectarse suavemente a la cuarta región 2132 sin la porción escalonada.
La Figura 13 es una vista en perspectiva de una caja de batería según otro ejemplo. Aquí, los signos de referencia similares (excepto el primer dígito) pueden indicar características similares, a menos que sea estructural o funcionalmente inapropiado o a menos que se indique lo contrario. En particular, las características descritas anteriormente pueden aplicarse a la caja de batería 413 de la Figura 13 en consecuencia.
Como se muestra en la Figura 13, una caja de batería 413 puede incluir una porción de copa 533 (porciones de copa 533-1 y 533-2) y múltiples bordes de matriz.
La porción de copa 533 puede configurarse para acomodar en ella un conjunto de electrodos, tal como el conjunto de electrodos 10 como se ha descrito anteriormente, que puede formarse apilando un electrodo y un separador de cualquier manera descrita anteriormente. La porción de copa 533 puede incluir una primera porción de copa 533-1 proporcionada en un primer caso. La porción de copa 533 puede comprender una segunda porción de copa 533-2 proporcionada en un segundo caso.
Un borde de matriz se refiere a una parte que se conecta entre una pared lateral 5333 de la porción de copa 533 y una porción lateral 534 que se extiende hacia fuera desde la pared lateral 5333. En el ejemplo de la Figura 13, múltiples paredes laterales 5333 están presentes en la porción de copa 533 y se pueden proporcionar múltiples bordes de matriz.
Los bordes de matriz incluyen una primera región 5381 y una segunda región 5382. La primera región 5381 es una región que está redondeada con un primer radio de curvatura r1. Una pestaña de electrodo que se extiende desde el conjunto de electrodos puede colocarse en la primera región 5381. La primera región 5381 puede implementar algunas o todas las características como se describió anteriormente con respecto a la primera región 1381. Una anchura de la primera región se ilustra como L1 en la Figura 13.
La segunda región 5382 es una región adyacente a la primera región 5381 sin superposición. El borde de matriz se divide en la primera región 5381 y la segunda región 5382 que están dispuestas adyacentes entre sí. La segunda región 5382 es una región que está redondeada con múltiples segundos radios de curvatura r2, r3 y r4, que son más pequeños que el primer radio de curvatura r1.
En la caja de batería 413 de un ejemplo específico, la segunda región 5382 puede dividirse en una región interior 5383 y una región exterior 5384 con respecto a la primera región 5381. Es decir, por ejemplo, cuando la región interior 5383 está en un lado (por ejemplo, un lado interno proximal a un puente 536) de la primera región 5381, la región exterior 5384 puede estar en el otro lado (por ejemplo, un lado externo distal del puente 536) de la primera región 5381.
La porción de copa 533 puede incluir la primera porción de copa 533-1 y la segunda porción de copa 533-2 que están formadas para acomodar el montaje de electrodo a través del plegado de cualquier manera descrita anteriormente. Se puede formar un puente 536 entre la primera porción de copa 533-1 y la segunda porción de copa 533-2 y conectar la primera porción de copa 533-1 y la segunda porción de copa 533-2. La región interior 5383 puede estar más cerca del puente 536 que la región exterior 5384 con respecto a la primera región 5381.
En la caja de batería 413 de acuerdo con un ejemplo adicional, el radio de curvatura r2 en la región interior 5383 puede ser diferente de los radios de curvatura r3 y r4 en la región exterior 5384.
Cuando, en ejemplos comparativos de casos de batería, el radio de curvatura de un borde de matriz se ha determinado independientemente del radio de curvatura de un puente 536 y, en particular, se aplicó el mismo radio de curvatura a toda una región interior 5383 y una región exterior 5384. Esto conduce a la aparición de arrugas en una porción de esquina (particularmente, en una porción de esquina del borde de matriz) de una caja de batería de tipo bolsa 413. Además, se ha producido un fenómeno de blanqueamiento y ha estado presente un riesgo de ruptura del aislamiento en una parte de plegado lateral.
Por el contrario, en la caja de la batería 413 como se describió anteriormente, el radio de curvatura r2 en la región interior 5383 se puede establecer para que difiera de los radios de curvatura r3 y r4 en la región exterior 5384 dependiendo de los requisitos. Como tal, es posible ajustar el radio de curvatura para impedir la aparición de arrugas en la parte de esquina de la caja de batería de tipo bolsa 413. Además, los intervalos numéricos, que son capaces de impedir el fenómeno de blanqueamiento y eliminar el riesgo de ruptura del aislamiento, pueden establecerse adecuadamente en la parte de plegado lateral y, por lo tanto, puede lograrse que la batería secundaria de tipo bolsa tenga una calidad muy excelente.
Más específicamente, en la caja de batería 413, la primera región 5381 puede formarse en cada uno de un primer borde de matriz 5380-1 y un segundo borde de matriz que son dos bordes de matriz enfrentados entre sí en una dirección paralela a una dirección en la que se extiende el puente 536. En la Figura 13, se ilustran el primer borde de matriz 5380-1 y la primera región 5381 formados en el primer borde de matriz 5380-1. El segundo borde de matriz se omite en la Figura 13 por conveniencia de ilustración. El segundo borde de matriz está en el lado opuesto al primer borde de matriz 5380-1, y la primera región 5381 también puede formarse en el segundo borde de matriz. El segundo borde de matriz, que no se muestra en la Figura 13, y el primer borde de matriz 5380-1, que se muestra en la Figura 13, pueden ser imágenes especulares entre sí.
En la caja de batería 413, un radio de curvatura b1 del puente 536 puede ser igual al radio de curvatura r2 de la región interior 5383. Por consiguiente, una región que se conecta entre el puente 536 y la región interior 5383 puede tener la misma curvatura. Esto hace posible impedir la aparición de arrugas en la región que conecta el puente 536 y la región interior 5383, es decir, en una porción de esquina interior de la caja de batería 413.
Específicamente, el radio de curvatura b1 del puente 536 y el radio de curvatura r2 de la región interior 5383 pueden ser de aproximadamente 0,3 mm a aproximadamente 0,7 mm, o de 0,4 mm a 0,6 mm, o de 0,35 mm a 0,55 mm. El radio de curvatura b1 del puente 536 y el radio de curvatura r2 de la región interior 5383 pueden tener un valor igual o similar dentro de un intervalo de aproximadamente 0,3 mm a aproximadamente 0,7 mm. El radio de curvatura b1 del puente 536 y el radio de curvatura r2 de la región interior 5383 pueden ser de aproximadamente 0,45 mm a aproximadamente 0,55 mm, o de 0,47 mm a 0,53 mm, o de 0,49 mm a 0,51 mm. El radio de curvatura b1 del puente 536 y el radio de curvatura r2 de la región interior 5383 pueden tener un mismo valor dentro de un intervalo de aproximadamente 0,45 mm a aproximadamente 0,55 mm. Más específicamente, tanto el radio de curvatura b1 del puente 536 como el radio de curvatura r2 de la región interior 5383 pueden ser de aproximadamente 0,5 mm.
Cuando el radio de curvatura del puente 536 tiene un valor pequeño dentro del Intervalo numérico como se describió anteriormente, el puente 536 puede extenderse de forma tensa mientras se pliega la caja de la batería 413. Por lo tanto, las partes sobresalientes innecesarias pueden retirarse del exterior de la caja de la batería 413. Por consiguiente, se puede mejorar la densidad de energía.
En la caja de batería 413, la región exterior 5384 puede incluir una región exterior principal 5384-1 (que también puede denominarse región exterior lateral 5384-1) y una región exterior de conexión 5384-2 (que también puede denominarse región exterior de esquina 5384-2). La región exterior principal 5384-1 puede ser una región en un tercer borde de matriz 5380-3 (que también puede denominarse borde de matriz lateral 5380-3) opuesto al puente 536. El tercer borde de matriz 5380-3 puede ser un borde de matriz que se conecta entre el primer borde de matriz 5380-1 y el segundo borde de matriz (no mostrado en la Figura 13). La región exterior principal 5384-1 de la región exterior 5384 puede ser una región formada en el tercer borde de matriz 5380-3. La región exterior de conexión 5384-2 puede ser una región que se conecta entre la región exterior principal 5384-1 y la primera región 5381. Para facilitar la comprensión, el ancho de la región exterior de conexión 5384-2 se ilustra como L2 en la Figura 13.
El radio de curvatura r3 en la región exterior principal 5384-1 puede ser igual al radio de curvatura r4 en la región exterior de conexión 5384-2. El radio de curvatura r3 en la región exterior principal 5384-1 y el radio de curvatura r4 en la región exterior de conexión 5384-2 pueden ser cada uno de aproximadamente 1 mm o más. Los radios de curvatura r3 y r4 pueden ser iguales.
Después de que la caja de la batería (413) se pliega alrededor del puente (536), la parte lateral (534) conectada a la región exterior principal (5384-1) puede plegarse por el doble lado y entrar en contacto cercano con la parte de la copa (533) para exhibir una apariencia ordenada. Sin embargo, cuando el radio de curvatura r3 de la región exterior principal 5384-1, que se va a plegar de doble lado, es inferior a aproximadamente 1 mm, puede ocurrir un fenómeno de blanqueamiento. El fenómeno de blanqueamiento puede referirse a que un color de la bolsa cambia a blanco justo antes de que se produzca una grieta en la bolsa. Además, puede producirse una falla de aislamiento. Por consiguiente, en la caja de batería 413, el radio de curvatura r3 de la región exterior principal 5384-1 puede ser de aproximadamente 1 mm o más. De esta manera, es posible impedir dichos problemas tales como el fenómeno de blanqueamiento, la falla de aislamiento y similares.
El radio de curvatura r3 de la región exterior principal 5384-1, que es de aproximadamente 1 mm o más, y el radio de curvatura r4 de la región exterior de conexión 5384-2 se pueden establecer para que sean iguales. Cuando estos dos radios de curvatura son iguales, una región que se conecta entre la región exterior principal 5384-1 y la región exterior de conexión 5384-2 puede tener una misma curvatura. Como tal, es posible impedir la aparición de arrugas en la región que conecta la región exterior principal 5384-1 a la región exterior de conexión 5384-2, es decir, en una porción de esquina exterior de la caja de batería 413. En este caso, los radios de curvatura r3 y r4 de la región exterior 5384 pueden ser mayores que el radio de curvatura r2 de la región interior 5383.
En la caja de batería 413, la primera región 5381 puede formarse para tener un radio de curvatura mayor que la segunda región 5382. El radio de curvatura r1 de la primera región 5381 puede ser mayor que cualquiera del radio de curvatura r2 de la región interior 5383, el radio de curvatura r3 de la región exterior principal 5384-1 y el radio de curvatura r4 de la región exterior de conexión 5384-2.
Específicamente, el radio de curvatura r1 de la primera región 5381 puede ser de aproximadamente 1,5 mm a aproximadamente 2,5 mm, o de 1,7 mm a 2,3 mm, o de 1,9 mm a 2,1 mm, o aproximadamente 2,0 mm. Cuando el radio de curvatura en la primera región 5381 tiene el valor dentro de dicho intervalo numérico, es posible impedir la aparición de una interacción entre el borde de matriz y la pestaña de electrodo como se describió anteriormente.
Cuando se usa la caja de batería 413 como se describió anteriormente, se puede obtener una batería secundaria que sea capaz de impedir la aparición de arrugas en la porción de esquina. La batería secundaria puede ser capaz además de impedir el fenómeno de blanqueamiento y reducir el riesgo de ruptura del aislamiento en la parte de plegado lateral.
Específicamente, una batería secundaria que utiliza la caja de batería 413 puede incluir un montaje de electrodo formado apilando un electrodo y un separador. La caja de batería 413 que incluye la porción de copa 533 puede acomodar en su interior el conjunto de electrodos descrito en esta invención. La caja de batería 413 puede incluir bordes de matriz que se conectan entre la pared lateral 5333 de la porción de copa 533 y la porción lateral 534 que se extiende hacia fuera desde la pared lateral 5333. Los bordes de matriz pueden incluir la primera región 5381 y la segunda región 5382 como se describió anteriormente.
La primera región 5381 puede ser una región que está redondeada con el primer radio de curvatura r1. La pestaña de electrodo que se extiende desde el electrodo puede estar dispuesta en (o sobre) la primera región 5381. En otras palabras, la primera región 5381 puede configurarse para recibir la pestaña de electrodo. La segunda región 5382 puede ser una región adyacente a la primera región 5381. La segunda región 5382 puede ser redondeada con un único radio de curvatura o con múltiples segundos radios de curvatura r2, r3 y r4, que pueden ser iguales o menores que el primer radio de curvatura r1.
La segunda región 5382 puede dividirse en la región interior 5383 y la región exterior 5384 por la primera región 5381. El radio de curvatura r2 de la región interior 5383 puede ser diferente de los radios de curvatura r3 y r4 de la región exterior 5384.
La Figura 14 es una vista en perspectiva de un aparato de formación para fabricar una caja de batería según otra. Aquí, los signos de referencia similares (excepto el primer dígito) pueden indicar características similares, a menos que sea estructural o funcionalmente inapropiado o a menos que se indique lo contrario. En particular, las características descritas anteriormente pueden aplicarse a la matriz 421 de la Figura 14 en consecuencia.
El aparato de formación de la caja de la batería puede incluir una matriz y un punzón (consulte la Figura 11 para conocer las estructuras y los principios de la matriz y el punzón). Con referencia a la Figura 14, una matriz 421 puede tener una superficie superior 634, en la que se puede colocar una película de bolsa, como la película de bolsa 135 como se describió anteriormente, e incluir al menos un espacio de formación 633 rebajado desde la superficie superior 634. El punzón puede disponerse por encima del espacio de formación 633, y configurarse (operable) para descender para insertar la película de bolsa en el espacio de formación 633, formando así la caja de batería de tipo bolsa.
En la Figura 14 solo se ilustra la matriz 421. Se omite un punzón por la simplicidad de la ilustración. Con referencia a la Figura 14, en el aparato de formación de caja de batería para fabricar la caja de batería 413, la matriz 421 puede incluir bordes de presión que se conectan entre el espacio de formación 633 y la superficie superior 634. Además, los bordes de prensado pueden incluir una primera región de prensado 6381 (una tercera región 6381) y una segunda región de prensado 6382 (una cuarta región 6382).
La primera región de prensado 6381 puede ser una región que se redondea con un tercer radio de curvatura C1. La primera región de prensado 6381 puede usarse para formar la primera región 5381 como se describió anteriormente. La segunda región de prensa 6382 puede ser una región adyacente a la primera región de prensa 6381 (sin superposición con la primera región de prensa 6381) y puede redondearse con un único cuarto radio de curvatura o múltiples cuartos radios de curvatura C2, C3 y C4, que es menor que el tercer radio de curvatura C1. La segunda región de prensa 6382 se puede usar para formar la segunda región 5382 como se describió anteriormente.
Aquí, la segunda región de prensado 6382 puede dividirse en una región interior de matriz 6383 y una región exterior de matriz 6384 por la primera región de prensado 6381. Por ejemplo, cuando la región interior de la matriz 6383 está en un lado (por ejemplo, un lado interno proximal a la pared divisoria 212) de la tercera región 6381, la región exterior de la matriz 6384 puede estar en el otro lado (por ejemplo, un lado externo distal de la pared divisoria 212) de la tercera región 6381.
El radio de curvatura C2 de la región interior de la matriz 6383 puede ser diferente de los radios de curvatura C3 y C4 de la región exterior de la matriz 6384. Debido a la diferencia entre el radio de curvatura C2 de la región interior de la matriz 6383 y los radios de curvatura C3 y C4 de la región exterior de la matriz 6384, el radio de curvatura r2 de la región interior de la caja de la batería puede ser diferente de los radios de curvatura r3 y r4 de la región exterior de la caja de la batería de la manera descrita anteriormente.
Más específicamente, los radios de curvatura C3 y C4 de la región exterior de la matriz 6384 pueden ser mayores que el radio de curvatura C2 de la región interior de la matriz 6383. Por consiguiente, los radios de curvatura r3 y r4 de la región exterior de la caja de la batería pueden ser mayores que el radio de curvatura r2 de la región interior de la caja de la batería.
Esto se debe a que el radio de curvatura r2 de la región interior de la caja de la batería puede formarse como el radio de curvatura correspondiente al radio de curvatura C2 de la región interior de la matriz 6383, y los radios de curvatura r3 y r4 de la región exterior de la caja de la batería pueden formarse como los radios de curvatura correspondientes a los radios de curvatura C3 y C4 de la región exterior de la matriz 6384.
El espacio de formación 633 de la matriz 421 puede incluir un primer espacio de formación 633-1 y un segundo espacio de formación 633-2 para formar la porción de copa. El primer espacio de formación 633-1 puede formar la primera porción de copa 533-1, y el segundo espacio de formación 633-2 puede formar la segunda porción de copa 533-2. Además, se puede formar un puente de matriz 636 entre el primer espacio de formación 633-1 y el segundo espacio de formación 633-2 para conectar el primer espacio de formación 633-1 al segundo espacio de formación 633-2. En este caso, el puente de matriz 636 puede formar el puente 536 de la caja de batería. Con respecto a la tercera región 6381, la región interior de la matriz 6383 puede estar más cerca del puente de la matriz 636 que la región exterior de la matriz 6384.
La tercera región 6381 puede formarse en cada uno de un primer borde de presión 6380-1 y un segundo borde de presión que son dos bordes de presión opuestos entre sí en una dirección paralela a una dirección en la que se extiende el puente de matriz 636. La Figura 14 ilustra el primer borde de prensado 6380-1 y la tercera región 6381 formados en el primer borde de prensado 6380-1. El segundo borde de presión se omite en la Figura 14 por la simplicidad de la ilustración. El segundo borde de prensado puede estar en el lado opuesto al primer borde de prensado 6380-1, y la primera región de prensado 5381 también puede formarse en el segundo borde de prensado. Es decir, el segundo borde de prensado, que no se muestra en la Figura 14, y el primer borde de prensado 6380-1, que se muestra en la Figura 14, pueden ser imágenes especulares entre sí.
Un radio de curvatura S1 del puente de matriz 636 y el radio de curvatura C2 de la región interior de matriz 6383 pueden ser iguales. Por consiguiente, una región que se conecta entre el puente de matriz 636 y la región interior de matriz 6383 puede tener una misma curvatura. En consecuencia, en la caja de la batería formada por la matriz, puede ser posible impedir la aparición de arrugas en la región de la esquina de la caja de la batería que se conecta entre el puente 536 y la región interior 5383.
El radio de curvatura S1 del puente de matriz 636 y el radio de curvatura C2 de la región interior de matriz 6383 pueden ser de aproximadamente 0,3 mm a aproximadamente 0,7 mm, o de 0,4 mm a 0,6 mm, o aproximadamente 0,5 mm. El radio de curvatura S1 del puente de matriz 636 y el radio de curvatura C2 de la región interior de matriz 6383 pueden tener un mismo valor dentro de un intervalo de aproximadamente 0,3 mm a aproximadamente 0,7 mm. Además, el radio de curvatura S1 del puente de matriz 636 y el radio de curvatura C2 de la región interior de matriz 6383 pueden ser de aproximadamente 0,45 mm a aproximadamente 0,55 mm. Es decir, en este caso, el radio de curvatura S1 del puente 636 y el radio de curvatura C2 de la región interior de la matriz 6383 pueden tener un mismo valor dentro de un intervalo de aproximadamente 0,45 mm a aproximadamente 0,55 mm. Más específicamente, el radio de curvatura S1 del puente de matriz 636 y el radio de curvatura C2 de la región interior de matriz 6383 pueden ser ambos de aproximadamente 0,5 mm.
Cuando el radio de curvatura del puente de matriz 636 tiene un valor pequeño dentro del intervalo numérico descrito anteriormente, el puente 536 de la caja de batería también puede tener una curvatura pequeña y, en consecuencia, el puente 536 puede estar extendido de forma tensa. Por lo tanto, las partes sobresalientes innecesarias pueden retirarse del exterior de la caja de la batería y, en consecuencia, la densidad de energía también puede mejorarse.
La región exterior de la matriz 6384 puede incluir una región exterior de la matriz principal 6384-1 y una región exterior de la matriz de conexión 6384-2. La región exterior de la matriz principal 6384-1 puede ser una región en un tercer borde de presión 6380-3 orientado hacia el puente de la matriz 636. Aquí, el tercer borde de prensado 6380-3 puede ser un borde de prensado que conecta el primer borde de prensado 6380-1 al segundo borde de prensado.
La región exterior de la matriz principal 6384-1 de la región exterior de la matriz 6384 puede ser una región formada en el tercer borde de presión 6380-3. Además, la región exterior de la matriz de conexión 6384-2 puede ser una región que conecta la región exterior de la matriz principal 6384-1 a la tercera región 6381.
El radio de curvatura C3 de la región exterior de la matriz principal 6384-1 puede ser igual al radio de curvatura C4 de la región exterior de la matriz de conexión 6384-2. El radio de curvatura C3 de la región exterior de la matriz principal 6384-1 y el radio de curvatura C4 de la región exterior de la matriz de conexión 6384-2 pueden ser cada uno de aproximadamente 1 mm o más y pueden ser iguales.
Por consiguiente, el radio de curvatura r3 de la región exterior principal 5384-1 y el radio de curvatura r4 de la región exterior de conexión 5384-2 pueden ser cada uno de aproximadamente 1 mm o más. Cuando el radio de curvatura r3 de la región exterior principal es de aproximadamente 1 mm o más en la caja de la batería, es posible impedir el fenómeno de blanqueamiento, la falla de aislamiento o similares.
Además, como el radio de curvatura C3 de la región exterior de la matriz principal 6384-1 y el radio de curvatura C4 de la región exterior de la matriz de conexión 6384-2 son iguales, el radio de curvatura r3 de la región exterior principal 5384-1 y el radio de curvatura r4 de la región exterior de conexión 5384-2 pueden ser iguales. Cuando estos dos radios de curvatura son iguales, es posible impedir la aparición de arrugas en la región que conecta entre la región exterior principal 5384-1 y la región exterior de conexión 5384-2, es decir, en la porción de esquina exterior de la caja de batería 413.
Como se describió anteriormente, el aparato de formación para fabricar la caja de la batería puede fabricar la caja de la batería, lo que puede impedir la aparición de arrugas en la porción de esquina de la caja de la batería y reducir el fenómeno de blanqueamiento y el riesgo de ruptura del aislamiento en la porción de plegado lateral.
La tercera región 6381 puede formarse para tener un radio de curvatura mayor que la segunda región de prensado 6382. Es decir, el radio de curvatura C1 de la primera región de prensado 6381 es mayor que cualquiera del radio de curvatura C2 de la región interior de la matriz 6383, el radio de curvatura C3 de la región exterior de la matriz principal 6384-1 y el radio de curvatura C4 de la región exterior de la matriz de conexión 6384-2.
El radio de curvatura C1 de la primera región de prensado 6381 puede ser de aproximadamente 1,5 mm a aproximadamente 2,5 mm, o de 1,7 mm a 2,3 mm, o de 1,9 mm a 2,1 mm, o de aproximadamente 2,0 mm. Cuando el radio de curvatura de la tercera región 6381 tiene el valor dentro del intervalo numérico descrito anteriormente, la primera región 5381 de la caja de batería 413 puede formarse para tener una forma correspondiente y dimensiones correspondientes. Por consiguiente, es posible impedir la aparición de una interacción entre el borde de matriz y la pestaña de electrodo como se describió anteriormente.
Las realizaciones de la presente invención pueden tener al menos los siguientes efectos.
La primera región de los bordes de la matriz, en la que se coloca la pestaña de electrodo, se redondea en el primer radio de curvatura relativamente grande, y la segunda región, en la que no se coloca la pestaña de electrodo, se redondea en el segundo radio de curvatura relativamente pequeño. Por lo tanto, se puede impedir la aparición de interferencia entre el borde de matriz y la pestaña de electrodo, incluso si la pared lateral de la porción de copa se vuelve casi vertical y el radio de curvatura del borde de matriz de la porción de copa se reduce.
Además, se puede impedir la aparición de arrugas en la porción de esquina de la caja de batería de tipo bolsa. En la parte de plegado lateral, se puede eliminar el fenómeno de blanqueamiento y se puede reducir el riesgo de ruptura del aislamiento.
Los efectos según la presente invención no se limitan a los ejemplificados anteriormente, y se incluyen más efectos diversos en la presente memoria descriptiva.
Los expertos en el campo técnico al que pertenece la presente invención entenderán que la presente invención puede implementarse 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 en todos los aspectos. El alcance de la presente invención se define por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (18)

REIVINDICACIONES
1. Una caja de batería tipo bolsa (13) que comprende:
una porción de copa (133; 533) configurada para acomodar en ella un conjunto de electrodos (10); y bordes de matriz (138; 5380) que se conectan entre una pared lateral (1333; 5333) de la porción de copa (133; 533) a una porción lateral (134; 534), extendiéndose la porción lateral (134; 534) desde la pared lateral (1333; 5333), donde los bordes de matriz (138; 5380) comprenden:
- una primera región (1381; 5381) que es redondeada con un primer radio de curvatura (r1), donde una pestaña de electrodo (11) que se extiende desde el conjunto de electrodos (10) debe estar dispuesta en la primera región (1381; 5381); y
- una segunda región (1382; 5382) que es adyacente a la primera región (1381; 5381) es redondeada con más segundos radios de curvatura (r2, r3, r4), donde los segundos radios de curvatura (r2, r3, r4) son más pequeños que el primer radio de curvatura (r1),
donde la segunda región (1382; 5382) está dividida en una región interior (5383) y una región exterior (5384) por la primera región (1381; 5381), donde el radio de curvatura (r2) de la región interior (5383) es diferente de los radios de curvatura (r3, r4) de la región exterior (5384).
2. La caja de batería tipo bolsa de la reivindicación 1,
donde la porción de copa (133; 533) comprende una primera porción de copa (533-1) y una segunda porción de copa (533-2) que están configuradas para acomodar el conjunto de electrodos (10) entre ellas después del plegado, donde se forma un puente (136; 536) entre la primera porción de copa (533-1) y la segunda porción de copa (533 2) y se conecta entre la primera porción de copa (533-1) y la segunda porción de copa (533-2),
en donde la primera región (1381; 5381) está formada en cada uno de un primer borde de matriz (5380-1) y un segundo borde de matriz que son dos bordes de matriz opuestos entre sí en una dirección paralela a una dirección en la que se extiende el puente (136; 536).
3. La caja de batería de tipo bolsa de la reivindicación 1 o 2, donde una distancia entre la región interior (5383) y el puente (136; 536) es menor que una distancia entre la región exterior (5384) y el puente (136; 536).
4. La caja de batería de tipo bolsa de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los radios de curvatura (r3, r4) de la región exterior (5384) son mayores que el radio de curvatura (r2) de la región interior (5383).
5. La caja de batería de tipo bolsa de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, donde el puente (136; 536) es redondeado con un radio de curvatura (b1), donde el radio de curvatura (b1) del puente (136; 536) es igual al radio de curvatura (r2) en la región interior (5383).
6. La caja de batería de tipo bolsa de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, donde cada uno del radio de curvatura (b1) del puente (136; 536) y el radio de curvatura (r2) de la región interior (5383) es de 0,3 mm a 0,7 mm, o de 0,45 mm a 0,55 mm.
7. La caja de batería tipo bolsa de cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
donde la región exterior (5384) comprende una región exterior principal (5384-1) que es una región en un tercer borde de matriz (5380-3) opuesto al puente (136; 536) y una región exterior de conexión (5384-2) que se conecta entre la región exterior principal (5384-1) y la primera región (1381; 5381),
donde el radio de curvatura (r3) de la región exterior principal (5384-1) es igual al radio de curvatura (r4) de la región exterior de conexión (5384-2).
8. La caja de batería tipo bolsa de la reivindicación 7,
donde cada uno del radio de curvatura (r3) de la región exterior principal (5384-1) y el radio de curvatura (r4) de la región exterior de conexión (5384-2) es de aproximadamente 1 mm o más,
donde el radio de curvatura (ri) de la primera región (1381; 5381) es de aproximadamente 1,5 mm a aproximadamente 2,5 mm.
9. Un aparato de formación de caja de batería para fabricar la caja de batería de tipo bolsa de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el aparato de formación de caja de batería comprende:
una matriz (21; 421) que tiene una superficie superior (634), sobre la cual se colocará una película de bolsa (135), y comprende al menos un espacio de formación (211; 633) rebajado de la superficie superior (634); y un punzón (22) que está dispuesto por encima del espacio de formación (211; 633) y es operable para descender con el fin de insertar la película de bolsa (135), que está colocada en la superficie superior (634), en el espacio de formación (211; 633),
donde la matriz (21; 421) comprende bordes de presión (213; 6380) configurados para conectar el espacio de formación (211; 633) a la superficie superior (634),
donde la pluralidad de bordes de presión (213; 6380) comprende:
- una primera región de prensado (6381) que se redondea con un tercer radio de curvatura (C1) y se utiliza para formar la primera región (1381; 5381); y
- una segunda región de prensado (6382) que es adyacente a la primera región de prensado (6381) y redondeada con más cuartos radios de curvatura (C2, C3, C4), donde los más cuartos radios de curvatura (C2, C3, C4) son más pequeños que el tercer radio de curvatura,
donde la segunda región de prensado (6382) está dividida en una región interior de matriz (6383) y una región exterior de matriz (6384) por la primera región de prensado (6381), donde el radio de curvatura (C2) en la región interior de matriz (6383) es diferente de los radios de curvatura (C3, C4) de la región exterior de matriz (6384).
10. El aparato de formación de caja de batería de la reivindicación 9,
donde el espacio de formación (211; 633) comprende un primer espacio de formación (633-1) y un segundo espacio de formación (633-2) para formar la porción de copa (133; 533) de la película de bolsa (135),
donde se forma un puente de matriz (636) entre el primer espacio de formación (633-1) y el segundo espacio de formación (633-2) y se conecta entre el primer espacio de formación (633-1) y el segundo espacio de formación (633-2).
11. El aparato de formación de caja de batería de la reivindicación 9 o 10, donde la primera región de prensado (6381) está formada en cada uno de un primer borde de prensado (6380-1) y un segundo borde de prensado que son dos bordes de prensado opuestos entre sí en una dirección paralela a una dirección en la que se extiende el puente de matriz (636).
12. El aparato de formación de caja de batería de cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, donde una distancia entre la región interior de matriz (6383) y el puente de matriz (636) es menor que una distancia entre la región exterior de matriz (6384) y el puente (636).
13. El aparato de formación de caja de batería de cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, donde los radios de curvatura (C3, C4) de la región exterior de matriz (6384) son cada uno mayores que el radio de curvatura (C2) de la región interior de matriz (6383).
14. El aparato de formación de caja de batería de la reivindicación 12, donde el puente de matriz (636) está curvado con un radio de curvatura (S1), donde el radio de curvatura (S1) del puente de matriz (636) es igual al radio de curvatura (C2) de la región interior de matriz (6383).
15. El aparato de formación de caja de batería de la reivindicación 14, donde cada uno del radio de curvatura (S1) del puente de matriz (636) y el radio de curvatura (C2) de la región interior de matriz (6383) es de 0,3 mm a 0,7 mm, o de 0,45 mm a 0,55 mm.
16. El aparato de formación de caja de batería de cualquiera de las reivindicaciones 9 a 15,
donde la región exterior de la matriz (6384) comprende
una región exterior de matriz principal (6384-1) que es una región en un tercer borde de presión (6380-3) opuesto al puente de matriz (636) y una región exterior de matriz de conexión (6384-2) que conecta la región exterior de matriz principal (6384-1) a la primera región de prensado (6381),
donde el radio de curvatura (C3) de la región exterior de la matriz principal (6384-1) es igual al radio de curvatura (C4) de la región exterior de la matriz de conexión (6384-2).
17. El aparato de formación de caja de batería de la reivindicación 16,
donde cada uno del radio de curvatura (C3) de la región exterior de matriz principal (6384-1) y el radio de curvatura (C4) de la región exterior de matriz de conexión (6384-2) es de aproximadamente 1 mm o más, y
donde el radio de curvatura (C1) de la primera región de prensado (6381) es de aproximadamente 1,5 mm a aproximadamente 2,5 mm.
18. Un conjunto de baterías secundarias de tipo bolsa (1) que comprende:
un conjunto de electrodos (10) formado apilando un electrodo y un separador; y una caja de batería (13) que comprende una porción de copa (133; 533) configurada para alojar en la misma el conjunto de electrodos (10), donde la caja de batería (13) comprende bordes de matriz (138; 5380) configurados para conectar una pared lateral (1331; 5333) de la porción de copa (133; 533) a una porción lateral (134; 534) que se extiende desde la pared lateral (1331; 5333),
donde los bordes de matriz (138; 5380) comprenden:
- una primera región (1381; 5381) que está redondeada con un primer radio de curvatura (r1), donde una pestaña de electrodo (11) que se extiende desde el conjunto de electrodo (10) está posicionada en la primera región (1381; 5381); y
- una segunda región (1382; 5382) que es adyacente a la primera región (1381; 5381) y redondeada con más segundos radios de curvatura (r2, r3, r4), donde los segundos radios de curvatura (r2, r3, r4) son cada uno más pequeños que el primer radio de curvatura (n),
donde la segunda región (1382; 5382) está dividida en una región interior (5383) y una región exterior (5384) por la primera región (1381; 5381), y
el radio de curvatura (r2) de la región interior (5383) es diferente de los radios de curvatura (r3, r4) de la región exterior (5384).
ES21213617T 2021-03-30 2021-12-10 Caja de batería de tipo bolsa, aparato para formarla y batería secundaria de tipo bolsa Active ES2966942T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210041418A KR102562686B1 (ko) 2021-03-30 2021-03-30 파우치 형 전지 케이스 및 그의 성형 장치, 파우치 형 이차 전지

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2966942T3 true ES2966942T3 (es) 2024-04-25

Family

ID=78829587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES21213617T Active ES2966942T3 (es) 2021-03-30 2021-12-10 Caja de batería de tipo bolsa, aparato para formarla y batería secundaria de tipo bolsa

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11955648B2 (es)
EP (1) EP4068475B1 (es)
JP (1) JP7362185B2 (es)
KR (1) KR102562686B1 (es)
CN (1) CN115149160B (es)
ES (1) ES2966942T3 (es)
HU (1) HUE064029T2 (es)
PL (1) PL4068475T3 (es)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116097503A (zh) 2020-08-19 2023-05-09 株式会社 Lg新能源 软包型电池壳体和软包型二次电池
WO2022039533A1 (ko) * 2020-08-19 2022-02-24 주식회사 엘지에너지솔루션 파우치 형 전지 케이스 및 파우치 형 이차 전지
KR102562686B1 (ko) 2021-03-30 2023-08-03 주식회사 엘지에너지솔루션 파우치 형 전지 케이스 및 그의 성형 장치, 파우치 형 이차 전지
KR20240159324A (ko) * 2023-04-28 2024-11-05 에스케이온 주식회사 파우치형 이차전지의 폴딩부 검사 방법 및 검사 장치
WO2025101047A1 (ko) * 2023-11-08 2025-05-15 주식회사 엘지에너지솔루션 파우치 필름 적층체, 파우치형 전지 케이스 및 파우치형 이차 전지

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4951812B2 (ja) 2001-01-11 2012-06-13 ソニー株式会社 非水電解質電池およびその製造方法
US20090081532A1 (en) * 2007-09-21 2009-03-26 David Aaron Kaplin Electrochemical cell with improved internal contact
KR101243560B1 (ko) * 2006-05-09 2013-03-20 삼성에스디아이 주식회사 파우치형 리튬 이차 전지
JP2010232067A (ja) 2009-03-27 2010-10-14 Sanyo Electric Co Ltd ラミネート外装電池
EP2273162B1 (de) * 2009-07-06 2019-01-09 Carl Freudenberg KG Dichtungsrahmen zur Verwendung in einer Batterie
JP5035397B2 (ja) * 2010-07-28 2012-09-26 Ｔｄｋ株式会社 電気化学デバイス
JP6016368B2 (ja) 2012-01-31 2016-10-26 昭和電工パッケージング株式会社 絞り加工用金型
CN104145350B (zh) 2012-02-29 2017-07-21 日新制钢株式会社 层叠式电池的外壳件、层叠式电池的外壳件的制造方法、以及层叠式电池的制造方法
TWI673899B (zh) * 2013-10-22 2019-10-01 日商半導體能源研究所股份有限公司 二次電池及電子裝置
CN106165143B (zh) * 2014-04-09 2020-07-07 凸版印刷株式会社 蓄电装置用封装材料、蓄电装置及压花型封装材料的制造方法
JP6892216B2 (ja) * 2014-10-24 2021-06-23 株式会社半導体エネルギー研究所 蓄電体
KR102143366B1 (ko) * 2016-02-02 2020-08-12 주식회사 엘지화학 곡면 엣지를 가진 전지셀 케이스 및 이의 제조 장치
KR102201640B1 (ko) 2016-05-03 2021-01-11 주식회사 엘지화학 전극조립체의 수납 부위를 깊게 성형할 수 있는 전지케이스 제조 장치 및 이를 이용한 제조 방법
KR102566302B1 (ko) 2016-06-27 2023-08-11 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP6837320B2 (ja) 2016-11-22 2021-03-03 昭和電工パッケージング株式会社 蓄電デバイス用外装ケース及びその製造方法
US11638948B2 (en) * 2016-12-06 2023-05-02 Robert Bosch Battery Systems Llc Electrochemical cell having wave corner sealed joints, and device and method for forming same
KR102087992B1 (ko) 2017-01-11 2020-03-11 주식회사 엘지화학 파우치형 이차전지 및 파우치 필름 포밍 장치
KR101999435B1 (ko) * 2017-05-22 2019-07-11 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR20190098581A (ko) 2018-02-14 2019-08-22 주식회사 엘지화학 파우치 성형 장치 및 방법
KR102419678B1 (ko) * 2018-03-09 2022-07-12 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지 제조 방법 및 이차전지용 파우치
KR102284606B1 (ko) 2018-04-03 2021-07-30 에스케이이노베이션 주식회사 이차 전지용 파우치, 이차 전지 및 상기 이차 전지를 포함하는 배터리 모듈
KR102721844B1 (ko) * 2018-12-20 2024-10-25 주식회사 엘지에너지솔루션 비대칭 형태의 오목부를 포함하는 파우치형 전지케이스
KR102874996B1 (ko) 2019-01-23 2025-10-21 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 전고체 전지용 외장재, 그 제조 방법, 및 전고체 전지
JP2020179419A (ja) 2019-04-26 2020-11-05 キヤノンマシナリー株式会社 絞り成形装置、絞り成形方法、二次電池製造装置、及び二次電池製造方法
WO2021054722A1 (ko) 2019-09-17 2021-03-25 주식회사 엘지화학 파우치 형 전지 케이스 및 이를 제조하는 제조 장치, 파우치 형 이차 전지
KR102562686B1 (ko) 2021-03-30 2023-08-03 주식회사 엘지에너지솔루션 파우치 형 전지 케이스 및 그의 성형 장치, 파우치 형 이차 전지

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022155573A (ja) 2022-10-13
KR102562686B1 (ko) 2023-08-03
EP4068475A1 (en) 2022-10-05
PL4068475T3 (pl) 2024-03-18
US20220320634A1 (en) 2022-10-06
HUE064029T2 (hu) 2024-02-28
CN115149160B (zh) 2023-12-26
JP7362185B2 (ja) 2023-10-17
EP4068475B1 (en) 2023-10-04
CN115149160A (zh) 2022-10-04
US11955648B2 (en) 2024-04-09
KR20220135568A (ko) 2022-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2966942T3 (es) Caja de batería de tipo bolsa, aparato para formarla y batería secundaria de tipo bolsa
CN215955368U (zh) 袋型电池壳体和袋型二次电池
KR101264527B1 (ko) 파우치형 케이스 및 이를 포함하는 전지팩
JP4970600B2 (ja) 板形状二次バッテリー及びその製造方法
KR20230145964A (ko) 파우치 필름 적층체, 파우치 형 전지 케이스 및 파우치 형 이차 전지
KR102119535B1 (ko) 전극조립체의 외면에 대면하여 위치하는 전극리드를 포함하는 전지셀
US12463287B2 (en) Secondary battery and sealing block
CN110770956A (zh) 电化学电池单元的堆叠式棱柱形架构
EP4094928B1 (en) Apparatus and method for folding a side
CN115149161B (zh) 袋型二次电池和具有该袋型二次电池的电池模块
EP3211688B1 (en) Rechargeable battery
JP7779610B2 (ja) パウチ型電池ケースおよびその成形装置、並びにパウチ型二次電池
US11811077B2 (en) Pouch packaged lithium-ion battery with tooth-shaped sealing edge
US20230373138A1 (en) Apparatus and Method for Molding Battery Case, and Battery Case
EP4201651A1 (en) Apparatus for sealing battery case, and secondary battery manufactured using same
EP4657614A1 (en) Battery, battery manufacturing method and automated plant
KR102920616B1 (ko) 전지셀 및 이의 제조 장치
JP2024529441A (ja) 電池セルおよびこれを含む電池モジュール
CN121488350A (zh) 电池模块及包括该电池模块的电池组和车辆