ES3034843T3 - Electrode assembly - Google Patents

Electrode assembly

Info

Publication number
ES3034843T3
ES3034843T3 ES20795261T ES20795261T ES3034843T3 ES 3034843 T3 ES3034843 T3 ES 3034843T3 ES 20795261 T ES20795261 T ES 20795261T ES 20795261 T ES20795261 T ES 20795261T ES 3034843 T3 ES3034843 T3 ES 3034843T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
heat transfer
transfer layer
separator
stacked
electrode assembly
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
ES20795261T
Other languages
English (en)
Inventor
Hyun Seok Shim
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 ES3034843T3 publication Critical patent/ES3034843T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0436Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • H01M10/0585Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/613Cooling or keeping cold
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/653Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/654Means for temperature control structurally associated with the cells located inside the innermost case of the cells, e.g. mandrels, electrodes or electrolytes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105Pouches or flexible bags
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/534Electrode connections inside a battery casing characterised by the material of the leads or tabs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/552Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • H01M50/557Plate-shaped terminals
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

La presente invención se refiere a un conjunto de electrodos que incorpora electrodos positivos, separadores y negativos apilados repetidamente, y que cuenta con una pestaña para electrodos positivos, donde los electrodos positivos se conectan entre sí, y una pestaña para electrodos negativos, donde los electrodos negativos también se conectan entre sí. El conjunto de electrodos se caracteriza por incluir capas de transferencia de calor, fabricadas con un material con mayor conductividad térmica que los separadores, apiladas entre los electrodos positivos y los separadores, o entre los electrodos negativos y los separadores, que dispersan el calor generado en zonas de temperatura relativamente alta a zonas de temperatura relativamente baja. Según la presente invención, la capa de transferencia de calor puede dispersar el calor generado en zonas de temperatura relativamente alta a zonas de temperatura relativamente baja, reduciendo así la variación de temperatura en el conjunto de electrodos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Conjunto de electrodos
Referencia cruzada a solicitud relacionada
La presente solicitud reivindica el beneficio de la prioridad de la Solicitud de Patente Coreana n.° 10-2019-0046622, presentada el 22 de abril de 2019.
Sector de la técnica
La presente invención se refiere a un conjunto de electrodos en el que se apilan repetidamente electrodos negativos, separadores y electrodos positivos y, más particularmente, a un conjunto de electrodos en el que se apila además una placa de transferencia de calor que dispersa el calor para reducir una desviación de temperatura en su interior.
Antecedentes de la invención
La demanda de baterías secundarias de alta eficiencia está aumentando rápidamente en los campos de dispositivos móviles y vehículos eléctricos. Entre tales baterías secundarias, se utiliza ampliamente en el ámbito comercial una batería secundaria de litio que tiene una densidad energética alta, que mantiene una tensión relativamente alta, y que tiene una tasa de autodescarga baja, y se están llevando a cabo de manera activa tareas de investigación y desarrollo para mejorar el rendimiento.
La batería secundaria tiene una estructura en la que un conjunto de electrodos y un electrolito están integrados en una caja como, por ejemplo, una lata o una bolsa. El conjunto de electrodos tiene una estructura en la que electrodos positivos, separadores y electrodos negativos están apilados repetidamente. En general, el conjunto de electrodos se puede clasificar en un conjunto de electrodos de tipo enrollado en el que los electrodos positivos, los separadores y los electrodos negativos, que están en un estado apilado, se enrollan para integrarse en la caja y un conjunto de electrodos (apilados) de tipo apilado en el que se apilan los electrodos positivos, los separadores y los electrodos negativos, cada uno de los cuales se corta en un tamaño predeterminado.
Debido a que el conjunto de electrodos de tipo enrollado tiene una estructura de enrollado en espiral, el conjunto de electrodos de tipo enrollado es adecuado para montarse en una batería cilíndrica, pero no es ventajoso en cuanto a utilización del espacio para una batería prismática o tipo bolsa. Por otro lado, debido a que el conjunto de electrodos de tipo apilado se ajusta en tamaño cuando se cortan el electrodo y el separador, se obtiene fácilmente la forma prismática encajada en la caja, pero el proceso de fabricación es relativamente complicado, y el conjunto de electrodos de tipo apilado es relativamente vulnerable a un impacto externo.
Como se ilustra en la FIG. 1B, que ilustra una vista en sección transversal interna de la batería secundaria de tipo apilada, el número de electrodos 20 negativos, separadores 30 y electrodos 10 positivos apilados se ajusta para aumentar fácilmente la capacidad.
Además, como la batería secundaria se carga y descarga, se genera calor en la batería secundaria. El calor no solo afecta de manera negativa la vida útil y el rendimiento de la batería secundaria, sino que también provoca incendios 0 explosiones. Además, recientemente, como se ha desarrollado una batería secundaria de gran capacidad montada en un vehículo, un ESS (sistema de almacenamiento de energía, ESS, por sus siglas en inglés), y similares, aumenta la cantidad de generación de calor de la batería secundaria.
Como se ilustra en la FIG. 1A, que ilustra una vista de despiece y un estado montado de un módulo de batería secundaria, en el módulo de batería secundaria, se apilan y luego se montan en una estructura 60 múltiples baterías 1 secundarias. Aquí, ambas lengüetas de electrodo están eléctricamente conectadas entre sí a través de una barra 80 colectora, y una placa 70 de enfriamiento para suprimir la generación de calor en las baterías 1 secundarias montadas se fija a una superficie lateral. En la placa 70 de enfriamiento, típicamente se aplica un método en el que se introduce o descarga agua de enfriamiento para ser intercambiada por calor o un método en el que se forman múltiples aletas de enfriamiento.
En el módulo de batería secundaria configurado como se describe anteriormente, debido a que la placa 70 de enfriamiento está fijada a solo una superficie lateral, inevitablemente ocurre una desviación térmica en el conjunto de electrodos dentro de cada una de las baterías secundarias. Debido a que la desviación de temperatura afecta de manera adversa al rendimiento y vida útil de cada una de las baterías secundarias dentro del módulo de batería secundaria, es necesario resolver la desviación de temperatura. Los documentos US2017/365829A y US2016/043370A1 describen conjuntos de electrodos con un separador provisto de una capa de transferencia de calor.
Explicación de la invención
Problema técnico
Por lo tanto, un objeto principal de la presente invención es proveer un conjunto de electrodos para una batería secundaria montada en el módulo de batería secundaria, donde se minimiza una desviación de temperatura en su interior.
Solución técnica
Según la presente invención para lograr el objeto anterior, se define un conjunto de electrodos en el conjunto de reivindicaciones anexas, se proveen el conjunto de electrodos en el que electrodos positivos, separadores y electrodos negativos se apilan repetidamente, y una lengüeta de electrodo positivo, a través de la cual se conectan los electrodos positivos entre sí, y una lengüeta de electrodo negativo, a través de la cual se conectan los electrodos negativos entre sí, y comprende: una capa de transferencia de calor hecha de un material que tiene una conductividad térmica mayor que la del separador y que está apilada entre el electrodo positivo y el separador o entre el electrodo negativo y el separador para dispersar el calor generado en un punto de temperatura relativamente alto a un punto de temperatura relativamente bajo.
Una capa de transferencia de calor puede estar hecha de un material que contiene grafito.
La capa de transferencia de calor tiene un área menor que la del separador y apilada para no sobresalir del separador. Aquí, el electrodo negativo puede tener un área igual a o mayor que la del electrodo positivo, y la capa de transferencia de calor puede tener un área igual a o mayor que la del electrodo negativo.
La capa de transferencia de calor está provista de múltiples orificios punzonados a través de los que pasan los iones, y los orificios punzonados pueden estar dispuestos para estar acomodados de manera regular en la capa de transferencia de calor.
Además, la capa de transferencia de calor puede estar apilada en cada uno de ambos lados con el separador en el medio en el uno o más separadores, y la capa de transferencia de calor puede estar apilada para estar en contacto solo con una superficie lateral del separador en el uno o más separadores.
Además, se pueden proveer al menos dos o más capas de transferencia de calor, y una capa de transferencia de calor puede tener un espesor mayor que el de la otra capa de transferencia de calor.
Además, el separador se puede proveer en un estado en el que se aplica un material de transferencia de calor en una superficie del separador, de manera que el material de transferencia de calor forme la capa de transferencia de calor en el conjunto de electrodos. Además, la capa de transferencia de calor se puede proveer en forma de una placa que tiene un tamaño capaz de apilarse entre el electrodo positivo y el separador o entre el electrodo negativo y el separador, y, además, se apilan juntos cuando se apilan el electrodo positivo, el separador y el electrodo negativo. La lengüeta de electrodo positivo y la lengüeta de electrodo negativo pueden estar dispuestas para sobresalir en direcciones opuestas entre sí.
Además, la presente invención está provista además de una batería secundaria en la que el conjunto de electrodos que tiene las características técnicas anteriores está integrado en una bolsa.
Efectos ventajosos
La presente invención que tiene la configuración como se describe anteriormente puede dispersar el calor generado en el punto de temperatura relativamente alto al punto de temperatura relativamente bajo para reducir la desviación de temperatura dentro del conjunto de electrodos. Por lo tanto, debido a que los factores que afectan negativamente el rendimiento de carga y descarga y la vida útil se eliminan, la fiabilidad del producto se puede mejorar.
La capa de transferencia de calor está provista de los múltiples orificios punzonados a través de los que pasan los iones para no interferir con la transferencia de iones y electrones, y la disposición de los orificios punzonados puede variar según las especificaciones del conjunto de electrodos.
Debido a que la capa de transferencia de calor se apila para que las capas de transferencia de calor estén apiladas en cada uno de ambos lados con el separador entremedias o apiladas para estar en contacto solo con una superficie lateral en uno o más separadores, las configuraciones descritas anteriormente se pueden seleccionar teniendo en cuenta el efecto de dispersión de calor y el aumento en el espesor del conjunto de electrodos.
Además, ya que una capa de transferencia de calor tiene un espesor mayor que el de la otra capa de transferencia de calor, se puede mejora el efecto de dispersión de calor en la ubicación específica.
Breve descripción de los dibujos
La FIG. 1a es una vista de despiece de un módulo de batería secundaria y una vista en perspectiva que ilustra un estado montado del módulo de batería secundaria.
La FIG. 1b es una vista en perspectiva de una batería secundaria montada en la FIG. 1a y una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea F-F.
La FIG. 2 es una vista en sección transversal que ilustra una configuración interna de la batería secundaria según la presente invención.
La FIG. 3 es una vista en planta que ilustra un estado en el que se apila una capa de transferencia de calor en una superficie de un separador según una primera realización de la presente invención.
La FIG. 4a es una vista en planta de una capa de transferencia de calor según una segunda realización de la presente invención.
La FIG. 4b es una vista en planta de una capa de transferencia de calor según una tercera realización de la presente invención.
La FIG. 4c es una vista en planta de una capa de transferencia de calor según una cuarta realización de la presente invención.
La FIG. 5 es una vista en sección transversal que ilustra una configuración interna de una batería secundaria en la que se apila una capa de transferencia de calor según una quinta realización de la presente invención.
La FIG. 6a es una vista en perspectiva de una batería secundaria en la que no se provee una capa de transferencia de calor, es decir, una vista en perspectiva que ilustra los puntos A a E enumerados en la Tabla 1 y una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea G-G (que se muestra con un color relativamente oscuro a una temperatura baja).
La FIG. 6b es una vista en perspectiva de una batería secundaria en la que se apila adicionalmente una capa de transferencia de calor, es decir, una vista en perspectiva que ilustra los puntos A a E enumerados en la Tabla 1 y una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea H-H según la presente invención.
Realización preferente de la invención
De aquí en adelante, las realizaciones preferidas de la presente invención se describirán en detalle con referencia a los dibujos anexos de manera tal que la idea técnica de la presente invención pueda llevarse a cabo fácilmente por una persona con experiencia ordinaria en la técnica a la cual pertenece la invención. Sin embargo, la presente invención puede realizarse en diferentes formas y no debe interpretarse como limitada a las realizaciones establecidas en la presente memoria.
Con el fin de ilustrar de manera clara la presente invención, partes que no están relacionadas con la descripción se omiten, y los mismos componentes o componentes similares se denotan por los mismos numerales de referencia a lo largo de la memoria descriptiva.
Asimismo, términos o palabras usadas en la presente memoria y en las reivindicaciones no deben interpretarse de manera restrictiva como significados ordinarios o significados basados en el diccionario, sino que deben interpretarse como significados o conceptos acordes al alcance de la presente invención según el principio de que el inventor puede definir, de manera apropiada, el concepto de un término para describir y explicar su invención de la mejor manera.
La presente invención se refiere a un conjunto de electrodos, en el que se apilan repetidamente electrodos 10 positivos, separadores 30 y electrodos 20 negativos, y se proveen una lengüeta 11 de electrodo positivo, a través de la cual se conectan los electrodos 10 positivos entre sí, y una lengüeta 21 de electrodo negativo, a través de la cual se conectan los electrodos 20 negativos entre sí, para estar integrados en una bolsa 40.
Un objeto de la presente invención es evitar que se deteriore el rendimiento debido al calor. Es decir, un punto principal de la presente invención es mejorar el rendimiento de la disipación de calor y minimizar una diferencia térmica cuando se lleva a cabo el enfriamiento mediante un medio de enfriamiento en un lado en un estado en el que se apilan múltiples baterías 100 secundarias.
Por consiguiente, según se ilustra en la FIG. 2, que ilustra una configuración interna de la batería secundaria según la presente invención, el conjunto de electrodos según la presente invención comprende una capa 50 de transferencia de calor hecha de un material que tiene una conductividad térmica mayor que la del separador 30 y apilarse entre el electrodo 10 positivo y el separador 30 o entre el electrodo 20 negativo y el separador 30 para disipar el calor generado en un punto de temperatura relativamente alto a un punto de temperatura relativamente bajo. En la presente invención, la capa 50 de transferencia de calor contiene un material que tiene una conductividad térmica alta como, por ejemplo, grafito, y está provista de múltiples orificios 51 punzonados a través de los cuales pasan electrones e iones.
Aquí, la capa 50 de transferencia de calor tiene un área menor que la del separador 30 para no sobresalir del conjunto de electrodos. Sin embargo, la capa 50 de transferencia de calor puede tener un área igual a o mayor que la del electrodo 20 negativo, de manera que un área de intercambio de calor completa del electrodo 20 negativo y del electrodo 10 positivo se maximiza teniendo en cuenta el hecho de que el electrodo 20 negativo es mayor que el electrodo 10 positivo para evitar que el litio se extraiga debido a una sobrecarga cuando el litio sale del electrodo 10 positivo para moverse hacia el electrodo 20 negativo. La capa 50 de transferencia de calor puede estar apilada en cada una de ambas superficies laterales con el separador entremedias o apilada para estar en contacto solo con una superficie lateral del separador 30 en uno o más separadores.
Asimismo, los orificios 51 punzonados pueden estar dispuestos para formar una disposición constante en la capa 50 de transferencia de calor, es decir, pueden estar dispuestos de manera variada según especificaciones y características de la batería secundaria.
De aquí en adelante, las realizaciones según la presente invención se describirán con referencia a los dibujos anexos.
Primera realización
Con referencia a la FIG. 3 que ilustra un estado en el que una capa 50 de transferencia de calor se apila en una superficie de un separador 30 según una primera realización de la presente invención, esta realización se caracteriza por que la capa 50 de transferencia de calor apilada en el separador 30 está provista de orificios 51 punzonados que tienen el mismo tamaño y que están dispuestos regularmente a un intervalo constante.
Es decir, en esta realización, los orificios 51 punzonados se disponen a un intervalo constante a lo largo de la capa 50 de transferencia de calor de manera que iones y cargas que se mueven entre un electrodo 20 negativo y un electrodo 10 positivo pasen de manera uniforme a través de ellos. Esta puede ser la estructura de disposición más básica de los orificios 50 punzonados y aplicarse junto con una estructura de disposición que se describirá más adelante. Es decir, se proveen múltiples capas 50 de transferencia de calor en un conjunto de electrodos, pero la estructura de disposición de los orificios 51 punzonados según la primera realización se puede aplicar a la mayoría de las capas de transferencia de calor.
Segunda realización
Como se ilustra en la FIG. 4a, que ilustra una vista en planta de una capa 50 de transferencia de calor según una segunda realización de la presente invención, la capa 50 de transferencia de calor según esta realización puede tener orificios 51 punzonados con un tamaño aumentado en una posición específica. Por ejemplo, cuando la velocidad de transferencia de iones y cargas en una posición específica es más importante que la transferencia de calor, los orificios 51 punzonados pueden tener un tamaño aumentado de manera que la velocidad de transferencia de los iones y cargas aumente más.
Tercera y cuarta realizaciones
Como se ilustra en las FIGS. 4b y 4c, que ilustran una vista en planta de una capa de transferencia de calor según una tercera y cuarta realizaciones de la presente invención, la capa 50 de transferencia de calor según esta realización está provista de un orificio 51 punzonado que se extiende en una dirección longitudinal (una dirección izquierda y derecha en los dibujos) y/o en una dirección a lo ancho (una dirección hacia arriba y hacia abajo en los dibujos). Como se describe anteriormente, la estructura en la que el orificio 51 punzonado se extiende ampliamente puede simplificar aún más un proceso de recubrimiento en un método de recubrimiento de la capa 50 de transferencia de calor que se describirá más adelante.
Quinta realización
Como se ilustra en la FIG. 5, que ilustra una configuración interna de una batería secundaria en la que se apila una capa 50 de transferencia de calor según una quinta realización de la presente invención, al menos dos o más capas 50 de transferencia de calor están dispuestas en un conjunto de electrodos. Aquí, una capa 50 de transferencia de calor tiene un espesor mayor que el de la otra capa 50 de transferencia de calor.
Es decir, en una posición intermedia dentro del conjunto de electrodos puede ser relativamente difícil de disipar el calor que en comparación con un lado exterior y, por tanto, puede haber un aumento de temperatura. Aquí, la capa 50 de transferencia de calor dispuesta en la capa intermedia para aumentar la eficiencia de transferencia de calor puede tener un espesor mayor que el de la capa 50 de transferencia de calor dispuesta en la otra capa.
La capa 50 de transferencia de calor que tiene la configuración descrita anteriormente puede estar provista en un estado aplicado en una superficie de un separador 30 o en forma de una placa separada.
Es decir, el material de transferencia de calor se puede aplicar en la superficie del separador 30, y después de curar el material de transferencia de calor, el material de transferencia de calor se puede apilar junto con el separador 30 dentro del conjunto de electrodos para formar la capa 50 de transferencia de calor.
De manera alternativa, la capa 50 de transferencia de calor se puede fabricar previamente en forma de una placa que tiene un tamaño capaz de apilarse entre un electrodo 10 positivo y un separador 30 o entre un electrodo 20 negativo y el separador 30. La capa 50 de transferencia de calor fabricada previamente se apila cuando se apilan el electrodo 10 positivo, el separador 30 y el electrodo negativo 20.
El método para proveer la capa 50 de transferencia de calor se puede seleccionar según el número de orificios 51 punzonados o según el estado de disposición de los orificios 51 punzonados. Por ejemplo, se puede aplicar un método en el que la capa 50 de transferencia de calor dispuesta en una posición específica se forma a modo de recubrimiento, y la capa 50 de transferencia de calor dispuesta en otra posición se apila en forma de placa.
El conjunto de electrodos según la presente invención está integrado en una bolsa 40, y una lengüeta 11 de electrodo positivo y una lengüeta 21 de electrodo negativo se disponen en direcciones opuestas entre sí, y un extremo de cada una de las lengüetas sobresale de la bolsa 40.
La FIG. 6a es una vista en perspectiva de una batería secundaria en la que no se provee la capa de transferencia de calor, es decir, una vista en perspectiva que ilustra los puntos A a E enumerados en la Tabla 1 y una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea G-G (mostrada con un color relativamente oscuro a una baja temperatura), y la FIG. 6b es una vista en perspectiva de una batería secundaria en la que se apila adicionalmente una capa de transferencia de calor, es decir, una vista en perspectiva que ilustra los puntos A a E enumerados en la Tabla 1 y una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea H-H según la presente invención (en las FIGS. 6a y 6b, aunque se ilustra una batería secundaria, la distribución de temperatura ilustrada en la vista en sección transversal se muestra cuando se montan baterías secundarias como un módulo de batería secundaria como se ilustra en la FIG. 1a). La Tabla 1 debajo muestra una diferencia de temperatura entre cuando la capa se transferencia de calor no está apilada y cuando la capa de transferencia de calor está apilada en cinco puntos ilustrados en las FIGS. 6a y 6b.
Tabla 1
Como se puede observar a partir de los datos de la Tabla 1, cuando se provee la capa 50 de transferencia de calor en un conjunto de electrodos, se puede confirmar que la desviación de temperatura disminuye en una región completa de la batería secundaria. Es decir, cuando no se provee la capa 50 de transferencia de calor, si se genera calor, el enfriamiento es fácil de llevar a cabo en los alrededores de una placa de enfriamiento, pero la disipación de calor se dificulta en un punto que está relativamente alejado de la placa de enfriamiento, lo cual resulta en una temperatura relativamente alta. Asimismo, aquí, la dispersión de calor no se consigue para provocar la desviación de calor. Sin embargo, cuando se agrega la capa 50 de transferencia de calor según la presente invención, se puede confirmar que el calor generado en un punto de temperatura relativamente alto se dispersa a un punto de temperatura relativamente bajo y, por lo tanto, el área expuesta al calor hacia el exterior aumenta para reducir la temperatura general, así como también la desviación de temperatura.
Por lo tanto, debido a que la estructura según la presente invención reduce la desviación de temperatura y mejora la eficiencia de enfriamiento, se pueden mejorar el rendimiento de carga/descarga y la fiabilidad del producto.
La capa 50 de transferencia de calor puede estar provista de los múltiples orificios 51 punzonados a través de los que pasan los iones, para no interferir con la transferencia de iones y electrones, y la disposición de los orificios punzonados puede variar según las especificaciones del conjunto de electrodos.
Debido a que la capa 50 de transferencia de calor se apila para que las capas 50 de transferencia de calor estén apiladas en cada uno de ambos lados con el separador 30 entremedias o apiladas para estar en contacto solo con una superficie lateral en uno o más separadores 30, las configuraciones descritas anteriormente se pueden seleccionar teniendo en cuenta el efecto de dispersión de calor y el aumento en el espesor del conjunto de electrodos.
Además, ya que una capa 50 de transferencia de calor tiene un espesor mayor que el de la otra capa 50 de transferencia de calor, se puede mejorar el efecto de dispersión de calor en la ubicación específica.
A pesar de que las realizaciones de la presente invención se han descrito con referencia a las realizaciones específicas, será evidente para las personas con experiencia en la técnica que se pueden llevar a cabo varios cambios y modificaciones sin apartarse del alcance de la invención según se define en las siguientes reivindicaciones.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Un conjunto de electrodos en el que electrodos (10) positivos, separadores (30) y electrodos (20) negativos se apilan repetidamente, y una lengüeta (11) de electrodo positivo, a través de la cual se conectan los electrodos positivos entre sí, y una lengüeta (21) de electrodo negativo, a través de la cual se conectan los electrodos negativos entre sí, se proveen, comprendiendo el conjunto de electrodos:
una capa (50) de transferencia de calor hecha de un material que tiene una conductividad térmica mayor que la del separador (30) y apilada entre el electrodo (10) positivo y el separador (30) o entre el electrodo (20) negativo y el separador (30) para dispersar el calor generado en un punto de temperatura relativamente alto a un punto de temperatura relativamente bajo,
en donde la capa (50) de transferencia de calor está provista de múltiples orificios punzonados a través de los cuales pasan los iones, y la capa (50) de transferencia de calor tiene un área menor que la del separador (30) y se apila para no sobresalir del separador.
2. El conjunto de electrodos de la reivindicación 1, en donde la capa (50) de transferencia de calor está hecha de un material que contiene grafito.
3. El conjunto de electrodos de la reivindicación 1, en donde el electrodo (20) negativo tiene un área igual a o mayor que la del electrodo (10) positivo, y la capa (50) de transferencia de calor tiene un área igual a o mayor que la del electrodo (20) negativo.
4. El conjunto de electrodos de la reivindicación 1, en donde los orificios (51) punzonados están dispuestos para estar acomodados de manera regular en la capa (50) de transferencia de calor.
5. El conjunto de electrodos de la reivindicación 1, en donde la capa (50) de transferencia de calor se apila en cada uno de ambos lados con el separador (30) entremedias en el uno o más separadores.
6. El conjunto de electrodos de la reivindicación 1, en donde la capa (50) de transferencia de calor se apila para estar en contacto solo con una superficie lateral del separador (30) en el uno o más separadores.
7. El conjunto de electrodos de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde se proveen al menos dos o más capas (50) de transferencia de calor, y una capa de transferencia de calor tiene un espesor mayor que el de la otra capa de transferencia de calor.
8. El conjunto de electrodos de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el separador (30) se provee en un estado en el que se aplica un material de transferencia de calor en una superficie del separador (30), de manera que el material de transferencia de calor forma la capa (50) de transferencia de calor en el conjunto de electrodos.
9. El conjunto de electrodos de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la capa (50) de transferencia de calor se provee en la forma de una placa que tiene un tamaño capaz de apilarse entre el electrodo (10) positivo y el separador (30) o entre el electrodo (20) negativo y el separador (30) y además se apilan juntos cuando se apilan el electrodo (10) positivo, el separador (30), y el electrodo (20) negativo.
10. El conjunto de electrodos de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la lengüeta (11) de electrodo positivo y la lengüeta (21) de electrodo negativo se disponen para sobresalir en direcciones opuestas entre sí.
11. Una batería secundaria en la que el conjunto de electrodos de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 está integrado en una bolsa.
ES20795261T 2019-04-22 2020-04-20 Electrode assembly Active ES3034843T3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190046622A KR102429590B1 (ko) 2019-04-22 2019-04-22 전극조립체
PCT/KR2020/005219 WO2020218794A1 (ko) 2019-04-22 2020-04-20 전극조립체

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES3034843T3 true ES3034843T3 (en) 2025-08-25

Family

ID=72940736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES20795261T Active ES3034843T3 (en) 2019-04-22 2020-04-20 Electrode assembly

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20210257688A1 (es)
EP (1) EP3780218B1 (es)
KR (1) KR102429590B1 (es)
CN (1) CN112119524A (es)
ES (1) ES3034843T3 (es)
HU (1) HUE071958T2 (es)
WO (1) WO2020218794A1 (es)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230119472A (ko) * 2022-02-07 2023-08-16 주식회사 엘지에너지솔루션 발화억제 구조의 리튬이차전지
CN117117183B (zh) * 2023-01-03 2024-06-07 荣耀终端有限公司 一种负极极片及锂离子电池

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI346406B (en) * 2006-02-16 2011-08-01 Lg Chemical Ltd Lithium secondary battery with enhanced heat-resistance
JP4923679B2 (ja) * 2006-03-31 2012-04-25 トヨタ自動車株式会社 積層型電池
JP2010171030A (ja) * 2008-12-22 2010-08-05 Kaneka Corp 放熱構造体
KR20100073753A (ko) * 2008-12-23 2010-07-01 주식회사 효성 내열성 및 강도가 개선된 다공성 분리막, 이의 제조방법 및이를 포함하는 전기화학 소자
KR20120062713A (ko) * 2009-08-19 2012-06-14 미쓰비시 쥬시 가부시끼가이샤 비수계 전해액 2 차 전지용 세퍼레이터 및 비수계 전해액 2 차 전지
JP2011165361A (ja) * 2010-02-05 2011-08-25 Sumitomo Heavy Ind Ltd 蓄電モジュール及びハイブリッド型作業機械
JP5891655B2 (ja) * 2010-08-30 2016-03-23 ソニー株式会社 非水電解質電池および非水電解質電池の製造方法、並びに絶縁材および絶縁材の製造方法、並びに電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム
JP5834940B2 (ja) * 2012-01-18 2015-12-24 トヨタ自動車株式会社 非水電解質二次電池用のセパレータ、及び非水電解質二次電池
KR101515357B1 (ko) * 2012-02-29 2015-04-28 제일모직주식회사 유기 및 무기 혼합물 코팅층을 포함하는 분리막 및 이를 이용한 전지
KR101920714B1 (ko) * 2012-05-16 2018-11-21 삼성전자주식회사 리튬 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 전지
JP6186783B2 (ja) * 2013-03-19 2017-08-30 ソニー株式会社 セパレータ、電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム
CA2905653C (en) * 2013-03-19 2020-06-23 Sony Corporation Separator, battery, battery pack, electronic apparatus, electric vehicle, power storage device, and electric power system
EP3032607B1 (en) * 2013-08-07 2018-05-09 Hitachi, Ltd. Battery module
DE102013226743A1 (de) * 2013-12-19 2015-06-25 Robert Bosch Gmbh Wärmeleitender Polymerseparator
KR101896142B1 (ko) * 2015-01-09 2018-09-06 주식회사 엘지화학 열확산성 분리막 및 이를 포함하는 이차전지
WO2017052194A1 (ko) * 2015-09-21 2017-03-30 주식회사 엘지화학 서로 다른 두께를 가진 쿨링 핀들의 배열을 포함하는 전지 모듈
CN105374972B (zh) * 2015-12-14 2018-01-19 苏州锂盾储能材料技术有限公司 一种锂离子电池耐高温隔膜材料及制备方法
KR20170114171A (ko) * 2016-04-05 2017-10-13 현대자동차주식회사 리튬이차전지 및 그 제조방법
US10439260B2 (en) * 2016-06-30 2019-10-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery
KR102140122B1 (ko) * 2016-08-19 2020-07-31 주식회사 엘지화학 다중 보호층을 포함하는 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
CN108258358B (zh) * 2016-12-28 2022-11-11 松下知识产权经营株式会社 电池

Also Published As

Publication number Publication date
KR102429590B1 (ko) 2022-08-05
HUE071958T2 (hu) 2025-10-28
EP3780218B1 (en) 2025-05-28
US20210257688A1 (en) 2021-08-19
EP3780218A1 (en) 2021-02-17
KR20200123583A (ko) 2020-10-30
CN112119524A (zh) 2020-12-22
WO2020218794A1 (ko) 2020-10-29
EP3780218A4 (en) 2021-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11139529B2 (en) Cylindrical battery cell assembly with improved space utilization and safety, and battery module comprising same
US11923523B2 (en) Battery module
EP3336957B1 (en) Battery module, and battery pack and vehicle comprising the same
US10950905B2 (en) Battery module, and battery pack and vehicle comprising the same
US8734977B2 (en) Battery module
ES3042158T3 (en) Battery module
ES2994706T3 (en) Cooling efficiency-enhanced battery module and battery pack comprising same
ES3037368T3 (en) Battery module, and battery pack and vehicle comprising same
KR101847182B1 (ko) 수냉식 냉각을 위한 열전도성 케이스를 가지는 배터리
JP5651444B2 (ja) 電池モジュール
KR20200030396A (ko) 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
ES3034843T3 (en) Electrode assembly
JP5904109B2 (ja) 蓄電モジュール及び蓄電モジュールの温度調節構造
KR100953614B1 (ko) 이차 전지 모듈
AU2025308129A1 (en) Blade battery and battery pack having same
US20100136403A1 (en) Electric facility operating according to galvanic principles
ES2935657T3 (es) Batería secundaria
KR101898009B1 (ko) 이차 전지용 배터리 셀
KR100590017B1 (ko) 이차 전지 모듈
KR100590018B1 (ko) 이차 전지 모듈
ES3034282T3 (en) Can for secondary battery, and secondary battery
CN119812637B (zh) 电池装置及用电装置
CN119812636B (zh) 电池装置及用电装置
KR102260389B1 (ko) 냉각 성능이 향상된 이차전지셀 및 복수의 이차전지셀로 구성되는 이차전지 모듈
KR100590015B1 (ko) 이차 전지 모듈