ES3033827T3 - Coating die for lithium secondary battery, including removable spacer shims - Google Patents

Coating die for lithium secondary battery, including removable spacer shims

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ES3033827T3
ES3033827T3 ES22881332T ES22881332T ES3033827T3 ES 3033827 T3 ES3033827 T3 ES 3033827T3 ES 22881332 T ES22881332 T ES 22881332T ES 22881332 T ES22881332 T ES 22881332T ES 3033827 T3 ES3033827 T3 ES 3033827T3
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Yoonju Han
Byoung Hoon Ahn
Hyunwoo Choi
Hyeong Geun Chae
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Abstract

La presente invención se refiere a una matriz de recubrimiento para una batería secundaria, comprendiendo la matriz de recubrimiento: una placa superior de la matriz; una placa inferior de la matriz; y un conjunto de calzas interpuesto entre la placa superior de la matriz y la placa inferior de la matriz, en donde el conjunto de calzas comprende una calza de cuerpo y una o más calzas espaciadoras, y las calzas espaciadoras están formadas para ser removibles o acoplables individualmente en la matriz de recubrimiento. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Matriz de recubrimiento para batería secundaria de litio, que incluye calzos espaciadores extraíbles
Sector de la técnica
Cita cruzada con solicitud(es) relacionada(s)
Esta solicitud reivindica el beneficio de la solicitud de patente coreana n.° 10-2021-0135173 presentada el 12 de octubre de 2021 ante la Oficina Coreana de Propiedad Intelectual.
La presente divulgación se refiere a una matriz de recubrimiento para batería secundaria de litio que incluye calzos espaciadores extraíbles.
Antecedentes de la invención
Con el desarrollo tecnológico y el aumento de la demanda de dispositivos móviles, la demanda de baterías secundarias como fuentes de energía ha aumentado rápidamente. Entre tales baterías secundarias se encuentra la batería secundaria de litio que presenta una alta densidad energética y tensión de funcionamiento, una larga vida útil de ciclo y una baja tasa de autodescarga, que ahora se comercializa y se utiliza ampliamente.
Además, recientemente, a medida que crece el interés por las cuestiones medioambientales, se realizan con frecuencia estudios sobre vehículos eléctricos (EV), vehículos eléctricos híbridos (HEV), etc., que pueden sustituir a vehículos que utilizan combustibles fósiles como vehículos de gasolina y vehículos diésel, que son una de las principales causas de la contaminación atmosférica. Se estudian principalmente baterías secundarias de litio que tienen alta densidad energética, tensión de descarga y estabilidad de salida y se utilizan como fuente de energía para vehículos eléctricos (EV), vehículos eléctricos híbridos (HEV) y similares.
Una batería secundaria de litio de este tipo se fabrica generalmente apilando o enrollando electrodos de cátodo y ánodo con un separador interpuesto entre los mismos, e incorporándolos junto con una solución electrolítica en una carcasa de batería.
Entre los mismos, los electrodos como el cátodo y el ánodo se fabrican aplicando, secando y enrollando una lechada de material activo sobre un colector de corriente, en el que la aplicación de la lechada de material activo se realiza generalmente mediante una matriz de recubrimiento que descarga la lechada de material activo.
A continuación, en la Fig. 1 se muestra, a modo de ejemplo, una vista en perspectiva de la matriz de recubrimiento. Haciendo referencia a la Fig. 1 a continuación, dicha matriz de recubrimiento está compuesta por una matriz 11 de recubrimiento superior, una matriz 12 de recubrimiento inferior, y un conjunto 13 de calzos interpuesto entre las mismas, en el que el conjunto 13 de calzos tiene una estructura en la que están integrados un calzo 14 de cuerpo 14 para formar una conexión entre la matriz 11 de recubrimiento superior y la matriz 12 de recubrimiento inferior, y calzos 15, 16, 17 y 18 espaciadores para descargar un líquido aislante.
Sin embargo, recientemente, a medida que aumenta el número de vías para la fabricación de electrodos y aumenta la anchura de la lámina metálica utilizada como colector de corriente, el conjunto de calzos integrados muestra muchas dificultades en el ajuste de la anchura individual de la lechada, la carga y el desajuste, y tiene problemas con el diseño de precisión y el montaje de los calzos espaciadores en la formación simultánea del líquido aislante y la lechada de material activo.
Por tanto, existe la necesidad de desarrollar una tecnología que pueda resolver los problemas anteriores. El documento CN 211 026 907 U divulga una junta de cabezal de matriz. Los documentos KR 102 035 826 B1, JP 2001 029861 A y CN 113275200 A divulgan recubrimientos de matriz adicionales.
Explicación de la invención
Problema técnico
Un objeto de la presente divulgación es proporcionar una matriz de recubrimiento para una batería secundaria de litio que tenga una estructura novedosa que permita ajustar la anchura de recubrimiento, la carga y el desajuste de una lechada de material activo o un líquido aislante para cada segmento según sea necesario.
Solución técnica
La invención se define por las reivindicaciones adjuntas.
Según la presente invención, se proporciona una matriz de recubrimiento para una batería secundaria de litio, Comprendiendo la matriz de recubrimiento una placa de matriz superior, una placa de matriz inferior y un conjunto de calzos interpuesto entre la placa de matriz superior y la placa de matriz inferior,
en el que el conjunto de calzos incluye un calzo de cuerpo y uno o más calzos espaciadores, y
en el que los calzos espaciadores están formados para ser extraíbles individualmente de la matriz de recubrimiento. En una realización específica, la placa de matriz superior puede incluir una trayectoria de inyección de líquido aislante en la que se inyecta un líquido aislante.
En este caso, la trayectoria de inyección de líquido aislante puede estar formada de una parte superior a una parte inferior.
En una realización específica, la placa de matriz inferior está acoplada a la placa de matriz superior, y puede incluir una trayectoria de inyección de lechada en la que se inyecta la lechada de material activo, y un colector que almacena la lechada de material activo, en el que la placa de matriz inferior está acoplada a la placa de matriz superior mediante un pasador de fijación, un perno de fijación, o ambos.
En una realización específica, el calzo de cuerpo está acoplado a la placa de matriz superior y a la placa de matriz inferior, y puede tener un orificio de salida que se abre desde el colector hacia el exterior donde se realiza el recubrimiento y descarga por tanto la lechada de material activo almacenada en el colector, para no cubrir el colector formado en la placa de matriz inferior y almacenar la lechada de material activo.
En este caso, el calzo de cuerpo puede acoplarse a la placa de matriz superior y a la placa de matriz inferior mediante un pasador de fijación, un perno de fijación o ambos.
En la invención, los calzos espaciadores se acoplan individualmente a la placa de matriz superior, a la placa de matriz inferior, o a la placa de matriz superior y a la placa de matriz inferior, y pueden incluir un paso de flujo aislante que, colocado de forma que corresponda a una trayectoria de inyección de líquido aislante de la placa de matriz superior, almacena y descarga el líquido aislante inyectado desde la trayectoria de inyección de la placa de matriz superior.
En este caso, los calzos espaciadores pueden acoplarse a la placa de matriz superior, a la placa de matriz inferior o a las placas de matriz superior e inferior mediante un pasador de fijación, un perno de fijación o ambos.
Además, el pasador de fijación y el perno de fijación están formados por una estructura capaz de acoplarse y extraerse, y por tanto, pueden formarse de manera que los calzos espaciadores sean extraíbles de la matriz de recubrimiento.
Los calzos espaciadores pueden consistir en uno o más números o pueden incluirse menos o igual que el número de trayectorias de inyección de líquido aislante formadas en la placa de matriz superior.
Breve descripción de los dibujos
La Fig. 1 es una vista en perspectiva de una matriz de recubrimiento convencional para una batería secundaria de litio;
la Fig. 2 es una vista en perspectiva de una matriz de recubrimiento para una batería secundaria de litio según una realización de la presente divulgación;
la Fig. 3 es una vista en sección transversal de la placa de la matriz superior de la Fig. 1; y
la Fig. 4 es una vista en perspectiva del calzo espaciador de la Fig. 1.
Realización preferente de la invención
Los términos o palabras utilizados en la presente memoria descriptiva y reivindicaciones no deben interpretarse como limitados a términos ordinarios o de diccionario, y la presente divulgación debe interpretarse con significados y conceptos que sean coherentes con la idea técnica de la presente divulgación basándose en el principio de que los inventores pueden definir apropiadamente los conceptos de los términos para describir adecuadamente su propia divulgación de la mejor manera. En consecuencia, las realizaciones descritas en el presente documento y las configuraciones mostradas en los dibujos son solo las realizaciones más preferibles de la presente invención que se define por las reivindicaciones adjuntas. Por tanto, debe apreciarse que puede haber varios equivalentes y modificaciones que puedan sustituir a las realizaciones y las configuraciones en el momento en que se presente la presente solicitud, y el alcance de la presente invención está limitado por las reivindicaciones adjuntas y no se limita a las realizaciones descritas a continuación.
A continuación, la presente divulgación se describirá en detalle con referencia a los dibujos adjuntos. Los términos o palabras utilizados en la presente memoria descriptiva y reivindicaciones no deben interpretarse como limitados a términos ordinarios o de diccionario, y la presente divulgación debe interpretarse con significados y conceptos que sean coherentes con la idea técnica de la presente divulgación basándose en el principio de que los inventores pueden definir adecuadamente los conceptos de los términos para describir de la mejor manera su propia divulgación.
Además, las realizaciones descritas en el presente documento y las configuraciones mostradas en los dibujos son solo las realizaciones más preferidas de la presente invención, que se define por las reivindicaciones adjuntas. Por tanto, debe apreciarse que puede haber varios equivalentes y modificaciones que puedan sustituir a las realizaciones y las configuraciones en el momento en que se presente la presente solicitud.
Según la presente invención, se proporciona una matriz de recubrimiento para una batería secundaria de litio, comprendiendo la matriz de recubrimiento una placa de matriz superior, una placa de matriz inferior y un conjunto de calzos interpuesto entre la placa de matriz superior y la placa de matriz inferior,
en el que el conjunto de calzos incluye un calzo de cuerpo y uno o más calzos espaciadores, y
en el que los calzos espaciadores están formados para ser extraíbles individualmente de la matriz de recubrimiento. La Fig. 2 es una vista en perspectiva de una matriz de recubrimiento para una batería secundaria de litio según una realización de la presente divulgación, la Fig. 3 es una vista en sección transversal de la placa 110 de matriz superior de la matriz de recubrimiento, y la Fig. 4 es una vista en perspectiva de un calzo 132 espaciador de la matriz de recubrimiento.
En un ejemplo, la presente divulgación se describirá con referencia a las Figs. 2 a 4 conjuntamente.
Haciendo referencia a la Fig. 2, la matriz de recubrimiento para una batería secundaria de litio según la presente divulgación incluye una placa 110 de matriz superior, una placa 120 de matriz inferior y un conjunto 130 de calzos interpuesto entre la placa 110 de matriz superior y la placa 120 de matriz inferior, en el que el conjunto 130 de calzos incluye un calzo 131 de cuerpo y uno o más calzos 132, 133, 134 y 135 espaciadores.
Más concretamente, la placa 110 de matriz superior incluye orificios 141 de acoplamiento en los que se insertan pasadores de fijación, pernos de fijación, o ambos, para el acoplamiento con la placa 120 de matriz inferior, y trayectorias 142 de inyección de líquido aislante en las que se inyecta un líquido aislante.
Haciendo referencia a la Fig. 3 junto con la Fig. 2, la trayectoria 142 de inyección de líquido aislante está formada de la parte superior a la parte inferior y está formada de manera que atraviesa la placa 110 de matriz superior, lo que hace posible inyectar el líquido aislante en los calzos 132, 133, 134 y 135 espaciadores a través de las trayectorias 142 de inyección de líquido aislante.
El orificio 141 de acoplamiento está formado para el acoplamiento entre el calzo 130 de cuerpo y la placa 120 de matriz inferior, que se describirá más adelante.
Mientras tanto, la placa 120 de matriz inferior incluye una trayectoria de inyección de lechada en la que se inyecta la lechada de material activo (no mostrada en la figura), y un colector 121 que almacena la lechada de material activo. En este caso, la trayectoria de inyección de lechada tiene una estructura que está conectada al colector 121. Por tanto, la lechada de material activo inyectada desde la trayectoria de inyección de lechada llega al colector 121 y se almacena.
La lechada de material activo almacenada en el colector 121 realiza el recubrimiento del electrodo en forma de ser descargada por el orificio 136 de salida del calzo 131 de cuerpo del conjunto 130 de calzos de la matriz de recubrimiento en un estado montado, que se describirá más adelante.
Para ello, la placa 120 de matriz inferior se acopla a la placa 110 de matriz superior, ya que puede acoplarse mediante un pasador de fijación, un perno de fijación, o ambos, y la placa 120 de matriz inferior también puede incluir orificios 122 y 123 de acoplamiento que pueden acoplarse con la placa 110 de matriz superior.
Como componente del conjunto 130 de calzos, el calzo 131 de cuerpo tiene un orificio 136 de salida que se abre desde el colector 121 hacia el exterior donde se realiza el recubrimiento y descarga por tanto la lechada de material activo almacenada en el colector 121, para no cubrir el colector 121 formado en la placa 120 de matriz inferior y que almacena la lechada de material activo.
Como se ha descrito anteriormente, la lechada de material activo almacenada en el colector 121 se descarga a través del orificio 136 de salida. Es decir, el calzo 131 de cuerpo tiene simplemente una forma de
Además, el calzo 131 de cuerpo se acopla con la placa 110 de matriz superior y la placa 120 de matriz inferior. En este momento, el acoplamiento del calzo 131 de cuerpo también puede estar formado por un pasador de fijación, un perno de fijación, o ambos, y por tanto, el calzo 131 de cuerpo puede incluir orificios 137 y 138 de acoplamiento en los que pueden insertarse.
Mientras tanto, los calzos 132, 133, 134 y 135 espaciadores incluidos en la matriz 100 de recubrimiento de la presente divulgación están configurados para ser extraíbles individualmente.
Concretamente, los calzos 132, 133, 134 y 135 espaciadores se acoplan individualmente a la placa 110 de matriz superior, a la placa 120 de matriz inferior, o a la placa 110 de matriz superior y a la placa 120 de matriz inferior. Para que puedan extraerse individualmente, los calzos 132, 133, 134 y 135 espaciadores pueden acoplarse a la placa 110 de matriz superior, a la placa 120 de matriz inferior, o a la placa 110 de matriz superior y a la placa 120 inferior mediante un pasador de fijación, un perno de fijación, o ambos.
En este caso, el pasador de fijación y el perno de fijación están formados por una estructura capaz de acoplarse y extraerse, de modo que los calzos 132, 133, 134 y 135 espaciadores están formados para ser extraíbles de la matriz 100 de recubrimiento.
En este momento, los calzos 132, 133, 134 y 135 espaciadores pueden formarse en cualquier posición correspondiente a la trayectoria 142 de inyección de líquido aislante de la placa 110 superior de matriz, y la anchura y la posición de formación de los mismos pueden seleccionarse adecuadamente según sea necesario.
Además, dado que el número de calzos 132, 133, 134 y 135 espaciadores utilizados también puede seleccionarse, los calzos espaciadores pueden consistir en uno o más números o pueden incluirse menos o igual que el número de trayectorias de inyección de líquido aislante formadas en la placa superior de la matriz. Específicamente, es preferible que el número de calzos espaciadores sea 1 o más, específicamente 2 o más, y más específicamente 3 o más.
Por tanto, según la presente divulgación, los calzos 132, 133, 134 y 135 espaciadores son extraíbles individualmente de la matriz 100 de recubrimiento, y el número y la posición de cada uno puede cambiarse, lo que permite ajustar la anchura del recubrimiento, la carga y el desajuste entre la lechada de material activo y el líquido aislante.
Con el fin de mostrar la estructura específica de estos calzos 132, 133, 134 y 135 espaciadores, la Fig. 4 muestra esquemáticamente una vista en perspectiva de uno de estos calzos 132 espaciadores.
Haciendo referencia a la Fig. 4, el calzo 132 espaciador incluye orificios 132b y 132c de acoplamiento para acoplarse con la placa 110 de matriz superior y/o la placa 120 de matriz inferior.
Además, los calzos 132, 133, 134 y 135 espaciadores sirven específicamente para recubrir el líquido aislante. Por tanto, los calzos 132, 133, 134 y 135 espaciadores incluyen un paso 132a de flujo aislante a través del cual el líquido aislante inyectado desde la trayectoria 142 de entrada de líquido aislante de la placa 110 superior de matriz se descarga al exterior de la matriz 100 de recubrimiento.
Por tanto, la lechada de material activo del colector 121 de la placa 120 de matriz inferior se descarga y recubre por el orificio 136 de salida del calzo 131 de cuerpo, y el líquido aislante se descarga y recubre a través de los pasos 132a de flujo aislante de los calzos 132, 133, 134 y 135 espaciadores.
Por tanto, es posible el recubrimiento simultáneo de la lechada de material activo y del líquido aislante.
Cualquier persona que tenga conocimientos ordinarios en el campo al que pertenece la presente divulgación puede realizar diversas aplicaciones y modificaciones dentro del alcance de la presente invención, que se define mediante las reivindicaciones adjuntas, basándose en los contenidos anteriores.
Aplicabilidad industrial
Una matriz de recubrimiento para una batería secundaria de litio según la presente divulgación tiene un calzo espaciador extraíble que descarga el líquido aislante, y tiene el efecto de permitir el ajuste de la anchura del recubrimiento, la carga y el desajuste de la lechada de material activo y el líquido aislante, si fuera necesario.

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Una matriz de recubrimiento para una batería secundaria de litio,
comprendiendo la matriz de recubrimiento una placa (110) de matriz superior, una placa (120) de matriz inferior, y un conjunto (130) de calzos interpuesto entre la placa (110) de matriz superior y la placa (120) de matriz inferior, en la que el conjunto (130) de calzos incluye un calzo (131) de cuerpo y uno o más calzos (132, 133, 134, 135) espaciadores, y
en la que los calzos (132, 133, 134, 135) espaciadores están formados para ser extraíbles individualmente de la matriz de recubrimiento,
caracterizada porquelos calzos (132, 133, 134, 135) espaciadores están acoplados individualmente a la placa (110) de matriz superior, a la placa (120) de matriz inferior, o a la placa (110) de matriz superior y a la placa (120) de matriz inferior, e incluyen un paso de flujo aislante que está colocado de forma que se corresponde con una trayectoria (142) de inyección de líquido aislante de la placa (110) de matriz superior, almacena y descarga el líquido aislante inyectado desde la trayectoria de inyección de la placa (110) de matriz superior.
2. La matriz de recubrimiento según la reivindicación 1, en la que:
la trayectoria (142) de inyección de líquido aislante está formada de una parte superior a una parte inferior.
3. La matriz de recubrimiento según la reivindicación 1, en la que:
la placa (120) de matriz inferior está acoplada a la placa (110) de matriz superior, e incluye una trayectoria de inyección de lechada en la que se inyecta la lechada de material activo, y un colector (121) que almacena la lechada de material activo.
4. La matriz de recubrimiento según la reivindicación 1, en la que:
la placa (120) de matriz inferior está acoplada a la placa (110) de matriz superior mediante un pasador de fijación, un perno de fijación, o ambos.
5. La matriz de recubrimiento según la reivindicación 1, en la que:
el calzo (131) de cuerpo está acoplado a la placa (110) de matriz superior y a la placa (120) de matriz inferior, y tiene un orificio (136) de salida que se abre desde el colector (121) hacia el exterior donde se realiza el recubrimiento y descarga por tanto la lechada de material activo almacenada en el colector (121), para no cubrir el colector (121) formado en la placa (120) de matriz inferior y que almacena la lechada de material activo.
6. La matriz de recubrimiento según la reivindicación 1, en la que:
el calzo (131) de cuerpo está acoplado a la placa (110) de matriz superior y a la placa (120) de matriz inferior mediante un pasador de fijación, un perno de fijación, o ambos.
7. La matriz de recubrimiento según la reivindicación 1, en la que:
los calzos (132, 133, 134, 135) espaciadores están acoplados con la placa (110) de matriz superior, la placa (120) de matriz inferior, o las placas (110, 120) de matriz superior e inferior mediante un pasador de fijación, un perno de fijación, o ambos.
8. La matriz de recubrimiento según la reivindicación 1, en la que:
el pasador de fijación y el perno de fijación están formados por una estructura capaz de acoplarse y extraerse, y por tanto, están formados de manera que los calzos (132, 133, 134, 135) espaciadores son extraíbles de la matriz de recubrimiento.
9. La matriz de recubrimiento según la reivindicación 1, en la que:
los calzos (132, 133, 134, 135) espaciadores constan de uno o más números o se incluyen menos o igual que el número de trayectorias (142) de inyección de líquido aislante formadas en la placa (110) de matriz superior.
ES22881332T 2021-10-12 2022-10-12 Coating die for lithium secondary battery, including removable spacer shims Active ES3033827T3 (en)

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