ES3035909T3 - Pouch-type secondary battery pack including protection circuit module - Google Patents

Pouch-type secondary battery pack including protection circuit module

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ES3035909T3
ES3035909T3 ES18860026T ES18860026T ES3035909T3 ES 3035909 T3 ES3035909 T3 ES 3035909T3 ES 18860026 T ES18860026 T ES 18860026T ES 18860026 T ES18860026 T ES 18860026T ES 3035909 T3 ES3035909 T3 ES 3035909T3
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Sung-Ho Choi
Dae-Ho Jung
Sung-Jin Oh
Ki-Deok Kim
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LG Energy Solution Ltd
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Abstract

La presente invención describe un paquete de baterías recargables tipo bolsa que permite reducir el número de componentes y simplificar el proceso de fabricación. Para lograr este objetivo, el paquete de baterías recargables tipo bolsa, según la presente invención, comprende: una celda de batería con un conjunto de electrodos y un electrolito sellados dentro de una carcasa tipo bolsa, y con un cable de electrodo formado en un lado; y un módulo de circuito de protección con una placa de circuito impreso y una placa de conexión de cables. La placa de circuito impreso tiene un circuito de protección, y la placa de conexión de cables está formada en una superficie de la placa de circuito impreso para permitir la conexión eléctrica con el cable de electrodo de la celda de batería, y tiene formada en la otra superficie de la placa de circuito impreso una parte expuesta para exponer al menos una parte de la placa de conexión de cables. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Paquete de batería secundaria de tipo bolsa que incluye módulo de circuito de protección
Sector de la técnica
La presente divulgación se refiere a un paquete de batería secundaria de tipo bolsa que incluye un módulo de circuito de protección, y, más particularmente, a un paquete de batería secundaria de tipo bolsa que presenta un proceso de fabricación simplificado con un número reducido de componentes.
La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente coreana n.° 10-2017-0126531, presentada el 28 de septiembre de 2017 en la República de Corea.
Estado de la técnica
Recientemente, la demanda de productos electrónicos portátiles tales como ordenadores portátiles, cámaras de vídeo y teléfonos portátiles ha aumentado considerablemente, y se han desarrollado en profundidad vehículos eléctricos, acumuladores de energía, robots, satélites y similares. Por consiguiente, se están estudiando activamente las baterías secundarias de alto rendimiento que permiten la carga y descarga repetidas.
Las baterías secundarias actualmente comercializadas incluyen baterías de níquel cadmio, baterías de hidrógeno de níquel, baterías de níquel zinc, baterías secundarias de litio y así sucesivamente. Entre las mismas, las baterías secundarias de litio se destacan más en comparación con las baterías secundarias a base de níquel debido a ventajas tales como la carga y descarga gratuitas, causadas por sustancialmente ningún efecto de memoria, una muy baja tasa de autodescarga y una alta densidad de energía.
La batería secundaria de litio utiliza principalmente óxidos a base de litio y materiales carbonosos como material activo de electrodo positivo y material activo de electrodo negativo, respectivamente. Adicionalmente, la batería secundaria de litio incluye un conjunto de electrodos en el que están dispuestas una placa de electrodo positivo, revestida con el material activo de electrodo positivo, y una placa de electrodo negativo, revestida con el material activo de electrodo negativo, con un separador interpuesto entre las mismas, y un exterior que contiene herméticamente el conjunto de electrodos junto con un electrolito.
Al mismo tiempo, la batería secundaria de litio puede clasificarse en una batería secundaria de tipo cilíndrico, en la que el conjunto de electrodos está incluido en un cilindro metálico, y una batería secundaria de tipo bolsa, en la que el conjunto de electrodos está incluido en una bolsa hecha de láminas de aluminio, dependiendo de la forma del albergue de la batería. Adicionalmente, la batería secundaria de tipo lata también puede clasificarse en una batería cilíndrica y una batería rectangular en función de la forma de la lata metálica.
En el presente documento, la bolsa de la batería secundaria de tipo bolsa incluye generalmente una lámina inferior y una lámina superior que cubre la lámina inferior, y en la bolsa se aloja el conjunto de electrodos en el que un electrodo positivo, un electrodo negativo y un separador están apilados y enrollados. Adicionalmente, después de alojar el conjunto de electrodos, se sellan los bordes de la lámina superior y de la lámina inferior por fusión térmica o similar. Asimismo, se acopla al conductor de electrodo una pestaña de electrodo extraída de cada electrodo, y puede añadirse una película aislante a una parte del conductor de electrodo que está en contacto con la parte de sellado.
Como se ha descrito anteriormente, la batería secundaria de tipo bolsa puede configurarse libremente con diversas formas y realizarse una batería secundaria con la misma capacidad y menores volumen y masa. Sin embargo, dado que la batería secundaria de tipo bolsa utiliza una bolsa blanda como contenedor, a diferencia de la batería secundaria de tipo cilíndrico, la batería secundaria de tipo bolsa puede adolecer de una baja resistencia mecánica y de la posibilidad de infiltración de humedad, y puede tener problemas de seguridad dado que puede causar la explosión de la batería debido a una alta temperatura y una alta presión dentro de la batería, que pueden deberse a un estado de funcionamiento anormal de la batería, tal como un cortocircuito interno, un estado de sobrecarga que supere la corriente y la tensión permitidas, la exposición a altas temperaturas, un impacto por caída, o similares.
Adicionalmente, la batería secundaria de tipo bolsa incluye diversos materiales inflamables, por lo que presenta graves problemas de seguridad, tales como ignición y explosión, causadas por sobrecarga, sobrecorriente, otros choques físicos externos, y similares. De este modo, la batería secundaria incluye un módulo de circuito de protección (PCM) conectado eléctricamente a la celda de batería para controlar eficazmente condiciones anormales tales como la sobrecarga.
La FIG. 1 es una vista en perspectiva despiezada que muestra esquemáticamente algunos componentes de una batería secundaria convencional de tipo bolsa.
Con referencia a la FIG. 1, el paquete de batería secundaria 10 convencional utiliza un miembro de conexión 13 para conectar eléctricamente un módulo de circuito de protección 12 y una celda de batería 11. El miembro de conexión 13 se acopla respectivamente a unos conductores de electrodo 14, 15 formados en la celda de batería 11 y a un terminal de conexión (no mostrado) del módulo de circuito de protección 12, mediante soldadura.
Más específicamente, el miembro de conexión 13 tiene una parte 13A unida a un terminal de conexión del módulo de circuito de protección 12, y la otra parte 13B del miembro de conexión 13 está doblada desde una parte 13A para sobresalir hacia fuera de modo que esté unida a los conductores de electrodo 14, 15 de la celda de batería 11.
Sin embargo, una parte doblada y extendida del miembro de conexión unida al conductor de electrodo deberá doblarse adicionalmente mientras se instala el módulo de circuito de protección convencional en la celda de batería. Por consiguiente, el trabajo de instalación del módulo de circuito de protección es complicado y se alarga el tiempo de instalación.
Además, dado que el miembro de conexión tiene una forma complicada que incluye una parte unida al terminal de conexión formado en la placa de circuito impreso y la otra parte doblada que se extiende desde la primera parte, se requieren un mayor coste de fabricación y un tiempo de fabricación más largo.
Los documentos US 8435655 B2, US 2013/130065 A1, US 2008/118820 A1, y EP 3038 191 A1 divulgan una celda de batería secundaria que tiene una placa de circuito impreso.
Objeto de la invención
Problema técnico
La presente divulgación está diseñada para resolver los problemas de la técnica relacionada, y por lo tanto la presente divulgación está dirigida a proporcionar un paquete de batería secundaria de tipo bolsa que presenta un proceso de fabricación simplificado con un número reducido de componentes.
Estos y otros objetos y ventajas de la presente divulgación pueden entenderse a partir de la siguiente descripción detallada y resultarán más evidentes a partir de las realizaciones ilustrativas de la presente divulgación. También, se entenderá fácilmente que los objetivos y las ventajas de la presente divulgación pueden realizarse con los medios mostrados en las reivindicaciones adjuntas y combinaciones de las mismas.
Solución técnica
En un aspecto de la presente divulgación, se proporciona un paquete de batería secundaria de tipo bolsa como se define en el conjunto de reivindicaciones adjuntas, comprendiendo el paquete de batería secundaria de tipo bolsa:
una celda de batería en la que un conjunto de electrodos está sellado en el exterior de una bolsa junto con un electrolito, teniendo la celda de batería un conductor de electrodo formado en un lado de la misma; y un módulo de circuito de protección que tiene una placa de circuito impreso con un circuito de protección formado en la misma y una placa de conexión de conductor formada en una superficie de la placa de circuito impreso, de modo que la placa de circuito impreso está conectada eléctricamente al conductor de electrodo de la celda de batería, teniendo el módulo de circuito de protección una parte de exposición formada en la otra superficie de la placa de circuito impresa para exponer por lo menos una parte de la placa de conexión de conductor.
En el presente documento, la placa de conexión de conductor puede estar formada por una sola lámina plana.
También, la placa de conexión de conductor puede tener una superficie, al menos una parte de la cual está unida a una superficie de la placa de circuito impreso, y otra superficie, al menos una parte de la cual está unida al conductor de electrodo.
Asimismo, la parte de exposición es un orificio de perforación perforado desde una superficie a la otra superficie de la placa de circuito impresa, o una ranura rebajada hacia dentro que está rebajada desde una circunferencia externa de la placa de circuito impresa.
Adicionalmente, el módulo de circuito de protección incluye además una almohadilla aislante de módulo de circuito de protección (PCM) hecha de un material eléctricamente aislante y situada en la otra superficie de la placa de circuito impreso.
También, el exterior de la bolsa puede tener una parte de alojamiento en la que se alojan el conjunto de electrodos y el electrolito, y una parte de sellado formada alrededor de la parte de alojamiento.
Asimismo, el módulo de circuito de protección puede colocarse en una parte de terraza de modo que la otra superficie de la almohadilla aislante de PCM entre en contacto con una superficie superior de la parte de terraza de la parte de sellado en la que sobresale el conductor de electrodo.
Adicionalmente, la almohadilla aislante de PCM tiene una parte comunicante formada para comunicarse con la parte de exposición, de modo que una parte de la placa de conexión de conductor quede expuesta al exterior.
Además, la parte comunicante puede tener un orificio comunicante que comunica con el orificio de perforación y que está perforado desde una superficie a la otra superficie de la almohadilla aislante de PCM, o una ranura cóncava hacia el interior que comunica con el ranura rebajado y que está rebajada hacia el interior en una circunferencia exterior de la almohadilla aislante de PCM.
También, la placa de circuito impreso puede tener una parte incrustada en la que está incrustada una parte de la almohadilla aislante de PCM.
Asimismo, la parte incrustada puede ser al menos una de una ranura de fijación, que se forma ahuecando hacia el interior una parte de la circunferencia exterior de la placa de circuito impreso, y un orificio de fijación rebajado hacia el interior a una profundidad predeterminada desde la otra superficie de la placa de circuito impreso.
Adicionalmente, el orificio de fijación puede estar formado a ambos lados de la placa de circuito impreso con respecto a un centro de la misma.
También, la almohadilla aislante de PCM puede formarse aplicando una resina termofusible en la otra superficie de la placa de circuito impreso y curando la resina termofusible.
Asimismo, al menos una parte de la almohadilla aislante de PCM puede estar hecha de un material transparente desde una superficie a la otra de la misma.
Adicionalmente, el módulo de circuito de protección puede incluir además otra placa de circuito impreso conectada y acoplada a un terminal externo de entrada/salida formado en la placa de circuito impreso, y una parte inclinada puede estar formada en una ubicación de la otra superficie de la placa de circuito impreso, que corresponde a una ubicación en la que la otra placa de circuito impreso está conectada y acoplada a una superficie de la placa de circuito impreso.
Efectos ventajosos
Si se utiliza el paquete de batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con una realización de la presente divulgación, la placa de conexión de conductor y el conductor de electrodo pueden soldarse fácilmente a través de la parte de exposición formada en la placa de circuito impreso, y la placa de conexión de conductor puede tener un tamaño reducido, en comparación con la técnica convencional. Adicionalmente, no es necesario doblar la placa de conexión de conductor durante el proceso de colocación del módulo de circuito de protección en la parte de terraza de la celda de batería.
De este modo, el paquete de batería secundaria de tipo bolsa de la presente divulgación puede reducir el tamaño de los componentes y simplificar el proceso de fabricación, reduciendo de este modo finalmente el coste de fabricación.
También, de acuerdo con una realización de la presente divulgación, dado que la almohadilla aislante de PCM formada por una resina termofusible no incluye un disolvente que contiene componentes nocivos, es posible mejorar la seguridad para el fabricante y para el usuario cuando se utiliza la almohadilla aislante de PCM.
Asimismo, de acuerdo con una realización de la presente divulgación, la almohadilla aislante de PCM de la presente divulgación puede proteger de forma estable los dispositivos y componentes montados en la placa de circuito impreso y también evitar eficazmente que los dispositivos y componentes se dañen o desvíen debido a un impacto externo.
Adicionalmente, de acuerdo con una realización de la presente divulgación, dado que la almohadilla aislante de PCM de la presente divulgación está interpuesta entre la parte de terraza y la placa de circuito impreso, es posible evitar que el módulo de circuito de protección y la celda de batería sufran un cortocircuito o se averíen involuntariamente.
También, de acuerdo con una realización de la presente divulgación, dado que la almohadilla aislante de PCM de la presente divulgación tiene una parte comunicante en comunicación con el orificio de perforación o la ranura rebajada de la placa de circuito impreso, es posible evitar que la almohadilla aislante de PCM entre en contacto con una varilla de soldadura e interfiera con el láser de soldadura, garantizando de este modo la fluidez del proceso de soldadura y mejorando la eficacia de fabricación.
Además, de acuerdo con una realización de la presente divulgación, dado que la placa de circuito impreso de la presente divulgación tiene una parte incrustada formada para evitar que la almohadilla aislante de PCM se desprenda fácilmente debido a un impacto externo, la almohadilla aislante de PCM puede fijarse firmemente a la otra superficie de la placa de circuito impreso, mejorando así eficazmente la durabilidad de la batería secundaria.
Descripción de las figuras
Los dibujos adjuntos ilustran una realización preferida de la presente divulgación y, junto con la divulgación anterior, sirven para proporcionar una mayor comprensión de las características técnicas de la presente divulgación y, por tanto, no se debe interpretar que la presente divulgación está limitada a los dibujos.
La FIG. 1 es una vista en perspectiva despiezada que muestra esquemáticamente algunos componentes de una batería secundaria convencional de tipo bolsa.
La FIG. 2 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente algunos componentes del paquete de batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La FIG. 3 es una vista en perspectiva parcial que muestra esquemáticamente algunos componentes del paquete de batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La FIG. 4 consiste en una vista en planta (a), una vista frontal (b) y una vista lateral (c) que muestran esquemáticamente una placa de conexión de conductor del paquete de batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La FIG. 5 es una vista en perspectiva parcial que muestra esquemáticamente algunos componentes de un paquete de batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con otra realización de la presente divulgación.
La FIG. 6 es una vista lateral que muestra esquemáticamente una parte del paquete de batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con otra realización, representada en la FIG. 5.
La FIG. 7 es una vista lateral que muestra esquemáticamente cómo el módulo de circuito de protección del paquete de batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con una realización de la presente divulgación está colocado sobre la porción de terraza.
La FIG. 8 es una vista en perspectiva parcial que muestra esquemáticamente algunos componentes de un paquete de batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con otra realización de la presente divulgación.
La FIG. 9 es una vista en sección transversal, tomada a lo largo de la línea punteada C' de la FIG. 5.
La FIG. 10 es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente una parte de una placa de circuito impreso, empleada en un paquete de batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con otra realización más de la presente divulgación.
La FIG. 11 es una vista plana parcial que muestra esquemáticamente el módulo de circuito de protección del paquete de batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con otra realización de la presente divulgación.
Descripción detallada de la invención
En lo sucesivo del presente documento, se describirán en detalle las realizaciones preferidas de la presente divulgación haciendo referencia a los dibujos adjuntos. Antes de la descripción, debe entenderse que los términos utilizados en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones adjuntas no deben interpretarse como limitados a significados generales y de diccionario, sino que deben interpretarse en función de los significados y conceptos correspondientes a los aspectos técnicos de la presente divulgación sobre la base del principio de que el inventor puede definir términos apropiadamente para una mejor explicación.
Por lo tanto, la descripción propuesta en el presente documento es solo un ejemplo preferible con fines ilustrativos únicamente, y no pretende limitar el alcance de la divulgación, por lo que se entiende que se podrían realizar otros equivalentes y modificaciones en la misma sin desviarse del alcance de la divulgación.
La FIG. 2 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente algunos componentes del paquete de batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con una realización de la presente divulgación. Adicionalmente, la FIG. 3 es una vista en perspectiva parcial que muestra esquemáticamente algunos componentes del paquete de batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
Haciendo referencia a las FIGS. 2 y 3, el paquete de batería secundaria de tipo bolsa 100 incluye una celda de batería 110 y un módulo de circuito de protección 120.
En el presente documento, la celda de batería 110 es una celda de batería de tipo bolsa. En particular, la celda de batería de tipo bolsa 110 incluye un conjunto de electrodos (no mostrado), un electrolito (no mostrado) y un exterior de bolsa 115. También, el conjunto de electrodos está sellado en el exterior de bolsa junto con el electrolito, y unos conductores de electrodo 111, 112 están formados en un lado de la celda de batería de tipo bolsa 110.
Adicionalmente, el conjunto de electrodos (no mostrado) puede estar configurado de tal manera que al menos una placa de electrodo positivo y al menos una placa de electrodo negativo están dispuestas con un separador interpuesto entre las mismas. Más específicamente, el conjunto de electrodos puede clasificarse en un tipo enrollado, en el que una placa de electrodo positivo y una placa de electrodo negativo están enrolladas juntas con un separador, un tipo apilado, en el que una pluralidad de placas de electrodo positivo y una pluralidad de placas de electrodo negativo están apiladas alternativamente con un separador interpuesto entre las mismas, y similares.
Además, el exterior de bolsa 115 puede estar configurado para tener una capa aislante exterior, una capa metálica y una capa adhesiva interior. El exterior de bolsa 115 puede estar configurado para incluir una película metálica delgada, p. ej. una película delgada de aluminio, para proteger los componentes internos tales como el conjunto de electrodos y el electrolito, mejorar las propiedades electroquímicas por parte del conjunto de electrodos y el electrolito, y mejorar la disipación del calor.
Además, la película delgada de aluminio puede interponerse entre las capas aislantes hechas de un material aislante para asegurar el aislamiento eléctrico entre los componentes dentro de la celda de batería 110, tales como el conjunto de electrodos y el electrolito, o con respecto a otros componentes externos a la celda de batería 110.
Adicionalmente, el exterior de bolsa 115 puede estar compuesto por dos bolsas, al menos una de las cuales puede tener un espacio interior cóncavo formado en su interior. También, el exterior de bolsa 115 puede tener una parte de alojamiento 116 en la que se alojan el conjunto de electrodos y el electrolito.
Asimismo, el exterior de bolsa 115 puede tener una parte de sellado 117 alrededor de la parte de alojamiento 116, formada mediante fusión térmica de dos bolsas de modo que el espacio interior de la parte de alojamiento 116 que aloja el conjunto de electrodos quede sellado. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 2, en la circunferencia exterior delantera de la bolsa exterior 115 puede estar formada una parte de terraza 117S sellada.
Además, cada celda de batería de tipo bolsa 110 incluye conductores de electrodo 111, 112, y los conductores de electrodo 111, 112 pueden incluir un conductor de electrodo positivo 111 y un conductor de electrodo negativo 112. En el presente documento, cada uno de los conductores de electrodo 111, 112 tiene forma de placa, cuando se miran en la dirección F representada en la FIG. 3, de modo que dos superficies anchas estén situadas respectivamente en las partes superior e inferior.
En el presente documento, los términos que indican direcciones tales como delantera, trasera, izquierda, derecha, superior e inferior pueden cambiar en función de la posición de un observador o de la forma de un objeto. Con el fin de que la descripción sea conveniente, en la presente memoria descriptiva, las direcciones se clasifican en delantera, trasera, izquierda, derecha, superior e inferior, en función de la dirección F.
Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 2, un conductor de electrodo 111 puede estar formado para sobresalir por un lado de una superficie lateral de la parte de terraza 117S de la celda de batería 110, y el otro conductor de electrodo 112 puede estar separado de un conductor de electrodo 111 para sobresalir por el otro lado de una superficie lateral de la parte de terraza 117S.
La configuración de la celda de batería de tipo bolsa 110 descrita anteriormente es obvia para los expertos en la materia y, por tanto, no se describe en detalle. Adicionalmente, el paquete de batería secundaria de tipo bolsa 100 de acuerdo con la presente divulgación puede emplear diversas celdas de batería conocidas en el momento de presentación de esta solicitud.
Adicionalmente, el módulo de circuito de protección 120 incluye una placa de circuito impreso 121 en la que está formado un circuito de protección. En particular, el módulo de circuito de protección 120 puede incluir una placa de circuito impreso 121 y otra placa de circuito impreso 150 acoplada a un terminal externo de entrada/salida 122 de la placa de circuito impreso 121.
En este momento, la otra placa de circuito impreso 150 puede tener un conector (no mostrado) formado en un extremo de la misma para la conexión con otros dispositivos externos. Además, la otra placa de circuito impreso 150 puede ser una placa de circuito impreso flexible (FPCB) que tenga un sustrato flexible.
Además, el módulo de circuito de protección 120 incluye una placa de conexión de conductor 130 formada en una superficie de la placa de circuito impreso 121 de modo que la placa de circuito impreso 121 esté conectada eléctricamente a los conductores de electrodo 111, 112 de la celda de batería 110.
La FIG.4 consiste en una vista en planta (a), una vista frontal (b) y una vista lateral (c) que muestran esquemáticamente una placa de conexión de conductor del paquete de batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
Con referencia a la FIG. 4 junto con la FIG. 2, la placa de conexión de conductor 130 puede estar formada por una sola lámina plana. Adicionalmente, la placa de conexión de conductor 130 puede montarse de modo que tenga un plano paralelo a una superficie de la placa de circuito impreso 121. Además, una superficie 131 de la placa de conexión de conductor 130 puede estar unida a un terminal de conexión (no mostrado) formado en la placa de circuito impreso 121, y la otra superficie 132 puede estar unida a los conductores de electrodo 111, 112 de la celda de batería 110.
Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 2, el módulo de circuito de protección 120 puede tener dos placas de conexión de conductor 130 acopladas y conectadas a dos conductores de electrodo 111, 112, y la placa de conexión de conductor 130 puede estar montada de modo que tenga un plano paralelo a una superficie de la placa de circuito impreso 121.
De este modo, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, dado que la placa de conexión de conductor está formada por una sola lámina, a diferencia de la técnica convencional, puede no realizarse el proceso de doblado de la placa de conexión de conductor durante el proceso de colocación del módulo de circuito de protección en la parte de terraza de la celda de batería. También, la forma de la placa de conexión de conductor no es complicada, en comparación con un miembro convencional, y la placa de conexión de conductor se forma con un tamaño más pequeño, reduciendo de este modo el coste de fabricación.
Con referencia a la FIG. 3 junto con la FIG. 2 de nuevo, en la otra superficie de la placa de circuito impreso 121 está formada una parte de exposición 123 para exponer al menos una parte de la placa de conexión de conductor 130.
Específicamente, la parte de exposición 123 puede tener una forma abierta de modo que una superficie de la placa de conexión de conductor 130 se caliente de manera que la otra superficie de la placa de conexión de conductor 130 se funda y se una a los conductores de electrodo 111, 112 de la celda de batería 110. Por consiguiente, la parte de exposición 123 puede tener un tamaño adecuado para que la placa de conexión de conductor 130 pueda soldarse y acoplarse a los conductores de electrodo 111, 112.
Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 3, la parte de exposición 123 es un orificio de perforación 124 perforado desde una superficie a la otra superficie de la placa de circuito impreso 121. Adicionalmente, pueden formarse dos orificios de perforación 124 a ambos lados de la placa de circuito impreso 121 con respecto a un centro de la misma. Los orificios de perforación 124 pueden tener forma rectangular a ambos lados de la placa de circuito impreso 121, en una vista en planta.
De este modo, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, dado que la placa de conexión de conductor 130 y los conductores de electrodo 111, 112 pueden soldarse fácilmente a través de la parte de exposición 123, pueden unirse la placa de conexión de conductor 130 y los conductores de electrodo 111, 112 fácilmente mediante soldadura o similares.
La FIG. 5 es una vista en perspectiva parcial que muestra esquemáticamente algunos componentes de un paquete de batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con otra realización de la presente divulgación. Adicionalmente, la FIG.
6 es una vista lateral que muestra esquemáticamente una parte del paquete de batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con otra realización, representada en la FIG. 5.
Haciendo referencia a las FIGS. 5 y 6, la parte de exposición 123 es una ranura rebajada 125 que está rebajada hacia dentro en una circunferencia exterior de la placa de circuito impreso 121A del módulo de circuito de protección 120A. Específicamente, la ranura rebajada 125 puede tener una estructura rebajada hacia el interior en la superficie circunferencial exterior de la cara trasera de la placa de circuito impreso 121A.
Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 5, pueden formarse dos ranuras rebajadas 125 a ambos lados de la placa de circuito impreso 121A con respecto al centro de la misma.
De este modo, de acuerdo con esta configuración de la presente invención, en comparación con el orificio de perforación 124 (FIG. 3), la ranura rebajada 125 está conformada de modo que uno de sus lados está abierto al exterior, reduciendo así la posibilidad de que la parte de exposición 123 interfiera con otro objeto. De este modo, es más fácil permitir que una herramienta de soldadura entre en contacto con la placa de conexión de conductor 130 durante un proceso de soldadura o establecer un objetivo en el que se aplique calor mediante irradiación láser o similar a una distancia predeterminada.
Además, pueden montarse una pluralidad de elementos 127 o partes 128 en la placa de circuito impreso 121A. En el presente documento, los elementos 127 y las partes 128 son elementos y partes generales que se utilizan en el paquete de batería secundaria 100A y no se describirán en detalle aquí.
Al mismo tiempo, de nuevo con referencia a la FIG. 3, el módulo de circuito de protección 120 incluye además una almohadilla aislante de PCM 140 hecha de un material eléctricamente aislante. También, la almohadilla aislante de PCM 140 puede proporcionarse en la otra superficie de la placa de circuito impreso 121 para no cubrir la parte de exposición 123. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 3, la almohadilla aislante de PCM 140 puede colocarse entre dos orificios de perforación 124.
En el presente documento, el material eléctricamente aislante puede ser un compuesto polimérico de baja conductividad eléctrica. Por ejemplo, la almohadilla aislante de PCM 140 puede estar hecha de una resina polimérica, silicona, caucho o similar.
Además, la almohadilla aislante de PCM 140 puede formarse curando una resina polimérica de tipo termofusible.
Más específicamente, la resina de tipo termofusible puede ser una resina termofusible. La resina termofusible es una resina sin disolventes y puede ser una resina termoplástica que sea sólida a temperatura normal pero que se funda a un punto de fusión o superior cuando se caliente, y que se solidifique al enfriarse para formar un adhesivo.
De este modo, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, la placa aislante de PCM 140 fabricada con resina termofusible no contiene disolventes con componentes nocivos. De este modo, si se utiliza la almohadilla aislante de PCM 140, es posible mejorar la seguridad para el fabricante y para el usuario.
Adicionalmente, la almohadilla aislante de PCM 140 puede colocarse en la otra superficie de la placa de circuito impreso 121 sobre la que están montados los elementos 127 y las piezas 128. Es decir, la almohadilla aislante de PCM 140 puede formarse montando los elementos 127 y las partes 128 en la otra superficie de la placa de circuito impreso 121, aplicando en la superficie superior una resina fundida a alta temperatura y, a continuación, enfriando la resina aplicada para que se cure.
De este modo, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, la almohadilla aislante de PCM 140 puede proteger de forma estable los elementos 127 y las piezas 128 montados en la placa de circuito impreso 121. Por consiguiente, en la presente divulgación, es posible evitar eficazmente que los elementos 127 y las piezas 128 de la placa de circuito impreso 121 se dañen o desvíen debido a un impacto externo.
Adicionalmente, al menos una parte de la almohadilla aislante de PCM 140 puede estar hecha de un material transparente desde una superficie a la otra de la misma. Específicamente, la almohadilla aislante de PCM 140 puede incluir un material transparente para que puedan comprobarse a simple vista los elementos y las piezas montados en la placa de circuito impreso 121.
Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 3, la almohadilla aislante de PCM 140 puede estar formada en su totalidad por un material transparente para que pueda observarse la otra superficie de la placa de circuito impreso 121.
La FIG. 7 es una vista lateral que muestra esquemáticamente cómo el módulo de circuito de protección del paquete de batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con una realización de la presente divulgación está colocado sobre la porción de terraza.
Con referencia a la FIG. 7 junto con la FIG. 6, el módulo de circuito de protección 120 puede colocarse sobre la parte de terraza 117S de modo que la otra superficie de la almohadilla aislante de PCM 140 esté en contacto con la superficie superior de la parte de terraza 117S, donde los conductores de electrodo 111, 112 sobresalen en la parte de sellado 117 de la celda de batería 110.
Dicho de otra manera, si se coloca el módulo de circuito de protección 120 en la parte de terraza 117S de la celda de batería 110, la almohadilla aislante de PCM 140 puede interponerse entre la otra superficie de la placa de circuito impreso 121 y la parte de terraza 117S.
De este modo, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, dado que la almohadilla aislante de PCM 140 está interpuesta entre la parte de terraza 117S y la placa de circuito impreso 121, es posible evitar que el módulo de circuito de protección 120 y la celda de batería 110 sufran un cortocircuito o se averíen involuntariamente.
Además, en la técnica convencional, se fija una cinta aislante por separado a la parte de terraza 117S para evitar un cortocircuito entre el módulo de circuito de protección 120 y la celda de batería 110. Sin embargo, en la presente divulgación, la almohadilla aislante de PCM 140 puede aislar eléctricamente el módulo de circuito de protección 120 y la celda de batería 110 sin necesidad de colocar dicha cinta aislante.
Adicionalmente, a lo largo de una superficie exterior de los elementos 127 y las partes 128 de la placa de circuito impreso 121 puede formarse una superficie de la almohadilla aislante de PCM 140 en contacto con la placa de circuito impreso 121.
La FIG. 8 es una vista en perspectiva parcial que muestra esquemáticamente algunos componentes de un paquete de batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con otra realización de la presente divulgación.
Con referencia a la FIG. 8 junto con la FIG. 6, una almohadilla aislante de PCM 140B de acuerdo con otra realización tiene una parte comunicante 143 formada para comunicarse con la parte de exposición 123 de modo que una parte de la placa de conexión de conductor 130 quede expuesta al exterior.
Específicamente, la parte comunicante 143 puede ser un orificio comunicante 144 que comunica con el orificio de perforación 124 y que está perforado desde una superficie a la otra superficie de la almohadilla aislante de PCM 140B. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 8, pueden formarse dos orificios comunicantes 144 para que se comuniquen con el orificio de perforación 124 formado en la placa de circuito impreso 121, y los orificios comunicantes 144 pueden formarse a ambos lados de la placa de circuito impreso 121 con respecto al centro de la misma.
De nuevo con referencia a la FIG. 5, en la almohadilla aislante de PCM 140A de acuerdo con otra realización, la parte comunicante 143 puede ser una ranura cóncava hacia el interior 145.
Específicamente, la ranura cóncava hacia el interior 145 puede comunicarse con la ranura rebajada 125 y estar rebajada hacia el interior desde la circunferencia exterior de la almohadilla aislante de PCM 140A.
Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 5, pueden formarse dos ranuras cóncavas hacia dentro 145 para que se comuniquen con dos ranuras rebajadas 125 formadas en la placa de circuito impreso 121A, y las ranuras cóncavas hacia dentro 145 pueden formarse a ambos lados de la placa de circuito impreso 121A con respecto al centro de la misma.
De este modo, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, puede calentarse una superficie de la placa de conexión de conductor 130 a través de la parte comunicante 143 formada en la almohadilla de aislamiento de PCM 140A para adherir la otra superficie de la placa de conexión de conductor 130 fácilmente a los conductores de electrodo 111, 112 de la celda de batería 110. Es decir, dado que la parte comunicante 143 está formada para que se comunique con el orificio de perforación 124 o la ranura rebajada 125, es posible evitar que la almohadilla aislante de PCM 140A entre en contacto con una varilla de soldadura e interfiera con el láser de soldadura, garantizando de este modo la fluidez del proceso de soldadura.
Al mismo tiempo, haciendo referencia a la FIG. 5, la placa de circuito impreso 121A puede tener una parte incrustada 146 en la que está incrustada una parte de la almohadilla aislante de PCM 140A.
Específicamente, la parte incrustada 146 puede tener una ranura de fijación 147 que se forma ahuecando hacia el interior una parte de la circunferencia exterior de la placa de circuito impreso 121A. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 5, la ranura de fijación 147 puede formarse en el lado derecho de la placa de circuito impreso 121A de modo que esté ahuecada más hacia el interior de la otra región. Adicionalmente, puede incrustarse o insertarse una parte de la almohadilla aislante de PCM 140A en la ranura de fijación 147.
De este modo, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, la almohadilla aislante de PCM 140 puede fijarse a la otra superficie de la placa de circuito impreso 121A mediante la ranura de fijación 147 para que la almohadilla aislante de PCM 140 no se desvíe fácilmente debido a un impacto externo. Por consiguiente, puede mejorarse eficazmente la durabilidad del producto de acuerdo con la presente divulgación.
De nuevo con referencia a la FIG. 5, la parte incrustada 146 puede tener un orificio de fijación 148 formado de modo que esté rebajado hacia el interior a una profundidad predeterminada desde la otra superficie de la placa de circuito impreso 121A. Adicionalmente, el orificio de fijación 148 puede formarse de modo que esté perforado desde una superficie a la otra superficie de la placa de circuito impreso 121A.
La FIG. 9 es una vista en sección transversal, tomada a lo largo de la línea punteada C' de la FIG. 5.
Con referencia a la FIG. 9, la placa de circuito impreso 121A de acuerdo con otra realización de la presente divulgación tiene un orificio de fijación 148 formado en la parte incrustada 146 de modo que esté rebajado hacia el interior a una profundidad predeterminada desde la otra superficie de la placa de circuito impreso 121A, para que sirva como la parte incrustada 146.
Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 9, el orificio de fijación 148 puede estar perforado desde una superficie 121C hasta la otra superficie 121D de la placa de circuito impreso 121A. En este momento, el orificio de fijación 148 puede tener una estructura escalonada K cuyo diámetro aumenta gradualmente desde una superficie 121C a la otra superficie 121D de la placa de circuito impreso 121A. Adicionalmente, puede aplicarse una parte de la almohadilla aislante de PCM 140A a lo largo de la pared interior del espacio interior del orificio de fijación 148.
También, se incrusta una parte de la almohadilla aislante de PCM 140A en el orificio de fijación 148 para fijar la almohadilla aislante de PCM 140A a la otra superficie de la placa de circuito impreso 121A de modo que la almohadilla aislante de PCM 140A no se desvíe fácilmente debido a un impacto externo.
Además, el orificio de fijación 148 puede formarse a ambos lados de la placa de circuito impreso 121A con respecto al centro de la misma. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 5, pueden formarse dos orificios de fijación 148 a ambos lados de la placa de circuito impreso 121A con respecto al centro de la misma, respectivamente. De este modo, dado que una parte de ambos lados de la almohadilla aislante de PCM 140 está incrustada o insertada en el orificio de fijación 148, la almohadilla aislante de PCM 140A puede fijarse de forma estable a la otra superficie de la placa de circuito impreso 121A.
La FIG. 10 es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente una parte de una placa de circuito impreso, empleada en un paquete de batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con otra realización más de la presente divulgación.
Con referencia a la FIG. 10, puede formarse un orificio de fijación 148B de acuerdo con otra realización ahuecando una superficie de la placa de circuito impreso 121B hasta una profundidad predeterminada D. Además, puede incrustarse una parte de la almohadilla aislante de PCM 140A en el espacio interior del orificio de fijación 148B.
De este modo, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, es posible evitar que una parte de la almohadilla aislante de PCM 140A se pierda al salirse al exterior a través del orificio de fijación 148B, reduciendo así el número de productos defectuosos causados por contaminación de la almohadilla aislante de PCM 140A fundida.
La FIG. 11 es una vista en planta parcial que muestra esquemáticamente el módulo de circuito de protección 120E del paquete de batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con otra realización de la presente divulgación.
Con referencia a la FIG. 11, un paquete de batería secundaria 101 de acuerdo con otra realización puede tener una parte inclinada 129 formada en la placa de circuito impreso 121E con un grosor que disminuye gradualmente en una dirección exterior S desde el interior.
Específicamente, la parte inclinada 129 puede estar formada en una ubicación de la otra superficie de la placa de circuito impreso 121 correspondiente a una ubicación en la que otra placa de circuito impreso 150 está conectada y acoplada a una superficie de la placa de circuito impreso 121E.
Adicionalmente, cuando se forma la almohadilla aislante de PCM 140E, la parte inclinada 129 puede permitir que la resina fundida aplicada fluya hacia abajo a lo largo de la parte inclinada 129 para su aplicación en una parte E de otra placa de circuito impreso 150.
Además, la resina fundida aplicada en una parte E de otra placa de circuito impreso 150 se forma como una parte de la almohadilla aislante de PCM 140E tras curarse. También, puede fijarse otra placa de circuito impreso 150 en la placa de circuito impreso 121 mediante la fuerza adhesiva de la almohadilla aislante de PCM 140E.
De este modo, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, dado que la resina fundida se forma como parte de la almohadilla aislante de PCM 140E en otra placa de circuito impreso 150 a lo largo de la parte inclinada 129 de la presente divulgación, es posible evitar eficazmente que otra placa de circuito impreso 150 se desvíe con respecto a la placa de circuito impreso 121E debido a un impacto externo.
Al mismo tiempo, aunque en la memoria descriptiva se utilizan términos que indican direcciones tales como superior, inferior, izquierda, derecha, delantera y trasera, resulta evidente para las personas expertas en la materia que estos simplemente representan posiciones relativas por comodidad de la explicación y pueden variar basándose en la ubicación de un observador u objeto.
La presente divulgación se ha descrito en detalle. Sin embargo, se debe entender que la descripción detallada y los ejemplos específicos, si bien indican las realizaciones preferidas de la divulgación, se presentan únicamente a modo de ilustración, dado que, para las personas expertas en la materia, resultarán evidentes los diversos cambios y modificaciones dentro del alcance de la divulgación a partir de esta descripción detallada. El alcance de protección está definido únicamente por las reivindicaciones adjuntas.
Símbolos de referencia
100, 101: paquete de batería secundaria de tipo bolsa 120: módulo de circuito de protección
110: celda de batería 121: placa de circuito impreso
115: exterior de bolsa 122: terminal externo de entrada/salida
111, 112: conductor de electrodo 129: parte inclinada
117: parte de sellado 130: placa de conexión de conductor
117S: parte de terraza 123: parte de exposición
116: parte de alojamiento 124: orificio de perforación
140: almohadilla aislante de PCM 125: ranura rebajada
143: parte comunicante 146: parte incrustada
144: orificio comunicante 147: ranura de fijación
145: ranura cóncava hacia el interior 148: orificio de fijación
Aplicabilidad industrial
La presente divulgación se refiere a un paquete de batería secundaria de tipo bolsa. Adicionalmente, la presente divulgación está disponible para industrias asociadas con dispositivos o vehículos eléctricos que incluyan el paquete de batería secundaria de tipo bolsa.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Un paquete de batería secundaria de tipo bolsa, que comprende:
una celda de batería (110) en la que un conjunto de electrodos está sellado en un exterior de bolsa (115) junto con un electrolito, teniendo la celda de batería un conductor de electrodo (111, 112) formado en un lado de la misma; y
un módulo de circuito de protección (120) que tiene una placa de circuito impreso (121) con un circuito de protección formado en la misma y una placa de conexión de conductor (130) formada en una superficie de la placa de circuito impreso (121), de modo que la placa de circuito impreso (121) está conectada eléctricamente al conductor de electrodo (111, 112) de la celda de batería (110), teniendo el módulo de circuito de protección (120) una parte de exposición (123) formada en la otra superficie de la placa de circuito impreso (121) para exponer al menos una parte de la placa de conexión de conductor (130),
en donde la parte de exposición (123) es un orificio de perforación (124) perforado desde una superficie a la otra superficie de la placa de circuito impreso (121), o una ranura rebajada (125) hacia dentro que está rebajada desde una circunferencia exterior de la placa de circuito impreso (121),
el módulo de circuito de protección (120) incluye además una almohadilla aislante de módulo de circuito de protección (PCM) (140) hecha de un material eléctricamente aislante y situada en la otra superficie de la placa del circuito impreso (121), y
la almohadilla aislante de PCM (140) tiene una parte comunicante (143) formada para comunicarse con la parte de exposición (123) de modo que una parte de la placa de conexión de conductor (130) quede expuesta al exterior.
2. El paquete de batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde la placa de conexión de conductor (130) está formada por una única lámina plana, y
en donde la placa de conexión de conductor (130) tiene una superficie, al menos una parte de la cual está unida a una superficie de la placa de circuito impreso (121), y la otra superficie, al menos una parte de la cual está unida al conductor de electrodo (111, 112).
3. El paquete de batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde el exterior de bolsa (115) tiene una parte de alojamiento en la que se alojan el conjunto de electrodos y el electrolito, y una parte de sellado formada alrededor de la parte de alojamiento, y
en donde el módulo de circuito de protección (120) se coloca sobre una parte de terraza (117S) de modo que la otra superficie de la almohadilla aislante de PCM (140) entre en contacto con una superficie superior de la parte de terraza (117S) de la parte de sellado en la que sobresale el conductor de electrodo (111, 112).
4. El paquete de batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde la parte comunicante (143) tiene un orificio comunicante (144) que comunica con el orificio de perforación (124) y que está perforado desde una superficie a la otra superficie de la almohadilla aislante de PCM (140), o una ranura cóncava hacia el interior que comunica con la ranura rebajada (125) y que está rebajada hacia el interior en una circunferencia exterior de la almohadilla aislante de PCM (140).
5. El paquete de batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde la placa de circuito impreso (121) tiene una parte incrustada (146) en la que se incrusta una parte de la almohadilla aislante de PCM (140).
6. El paquete de batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con la reivindicación 5,
en donde la parte empotrada (146) es al menos una de una ranura de fijación (147), que se forma ahuecando hacia el interior una parte de la circunferencia exterior de la placa de circuito impreso (121), y un orificio de fijación (148) rebajado hacia el interior a una profundidad predeterminada desde la otra superficie de la placa de circuito impreso (121).
7. El paquete de batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con la reivindicación 6,
en donde el orificio de fijación (148) se forma a ambos lados de la placa de circuito impreso (121) con respecto a un centro de la misma.
8. El paquete de batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde la almohadilla aislante de PCM (140) es una resina termofusible curada que se forma en la otra superficie de la placa de circuito impreso (121).
9. El paquete de batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde al menos una parte de la almohadilla aislante de PCM (140) está hecha de un material transparente desde una superficie hasta la otra de la misma.
10. El paquete de batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde el módulo de circuito de protección (120) incluye además otra placa de circuito impreso (150) conectada y acoplada a un terminal externo de entrada/salida formado en la placa de circuito impreso (121), y una parte inclinada (129) está formada en una ubicación de la otra superficie de la placa de circuito impreso (121), que corresponde a una ubicación en la que la otra placa de circuito impreso está conectada y acoplada a una superficie de la placa de circuito impreso (121).
11. Un paquete de batería secundaria de tipo bolsa, que comprende:
una celda de batería en la que un conjunto de electrodos está sellado en el exterior de una bolsa junto con un electrolito, teniendo la celda de batería un conductor de electrodo formado en un lado de la misma; y un módulo de circuito de protección (120) que tiene una placa de circuito impreso (121) con un circuito de protección formado en la misma, una placa de conexión de conductor (130) formada en una superficie de la placa de circuito impreso (121) de modo que la placa de circuito impreso esté conectada eléctricamente al conductor de electrodo (111, 112) de la celda de batería, y una almohadilla aislante de PCM (140) hecha de una resina curada formada en la otra superficie de la placa de circuito impreso (121),
en donde una parte de exposición (123) está formada en la otra superficie de la placa de circuito impreso (121) para exponer al menos una parte de la placa de conexión de conductor (130),
en donde la parte de exposición (123) es un orificio de perforación (124) perforado desde una superficie a la otra superficie de la placa de circuito impreso (121), o una ranura rebajada (125) que está rebajada hacia el interior desde una circunferencia exterior de la placa de circuito impreso (121),
la almohadilla aislante de PCM (140) está hecha de un material eléctricamente aislante, y
la almohadilla aislante de PCM (140) tiene una parte comunicante (143) formada para comunicarse con la parte de exposición (123) de modo que una parte de la placa de conexión de conductor (130) quede expuesta al exterior.
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