ES3037501T3 - Gas venting induction block and pouch-type secondary battery including the same - Google Patents

Gas venting induction block and pouch-type secondary battery including the same

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ES3037501T3 ES22883882T ES22883882T ES3037501T3 ES 3037501 T3 ES3037501 T3 ES 3037501T3 ES 22883882 T ES22883882 T ES 22883882T ES 22883882 T ES22883882 T ES 22883882T ES 3037501 T3 ES3037501 T3 ES 3037501T3
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Kyoung-Choon Min
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Abstract

Un bloque guía de ventilación de gas según la presente invención comprende: un cuerpo principal del bloque que comprende una ranura a través de la cual se puede insertar una terraza de celdas de una batería secundaria de tipo bolsa hasta una profundidad predeterminada; una parte de bolsillo que se proporciona dentro del cuerpo principal del bloque y que tiene un espacio que es más grande que la ranura para que una porción de la terraza de celdas se pueda acomodar en la misma; y un tubo de ventilación que es tubular y que se extiende desde la parte de bolsillo hasta la superficie exterior del cuerpo principal del bloque, en donde el tubo de ventilación comprende una parte de aguja que sobresale agudamente hacia el espacio interior de la parte de bolsillo para que la terraza de celdas se pueda perforar si la terraza de celdas se expande en un volumen predeterminado o más en la parte de bolsillo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Bloque de inducción de ventilación de gas y batería secundaria de tipo bolsa que incluye el mismo
Sector de la técnica
La presente divulgación se refiere a una batería secundaria de tipo bolsa, y a un dispositivo para descargar gas interno en una dirección específica durante el hinchamiento de la batería secundaria de tipo bolsa.
La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente coreana n.° 10-2021-0142201, presentada el 22 de octubre de 2021 en la República de Corea.
Antecedentes de la invención
En general, una batería secundaria significa una batería con capacidad de carga/descarga, a diferencia de una batería primaria que no puede cargarse, y se utiliza mucho en dispositivos electrónicos tal como teléfonos móviles, ordenadores portátiles, videocámaras y similares, o vehículos eléctricos. En particular, ya que una batería secundaria de litio tiene una mayor capacidad que una de níquel-cadmio o una de níquel-hidrógeno, que se utiliza ampliamente como fuente de energía para equipos electrónicos, y tiene una alta densidad energética por unidad de peso, el grado de utilización de la misma está aumentando rápidamente.
Cuando una batería secundaria se sobrecarga o se produce un cambio brusco en el entorno eléctrico, un electrolito puede descomponerse en el electrodo positivo y el metal de litio puede depositarse en el electrodo negativo, y en el caso de que se produzca tal fenómeno, el rendimiento de la batería secundaria puede disminuir. Además, una batería secundaria usa, por ejemplo, un disolvente tal como carbonato de etileno o carbonato de propileno como un electrolito, pero estos disolventes se descomponen a alta temperatura para generar gas, por lo que se produce un aumento de la presión, de modo que pueda producirse un fenómeno de hinchazón que es un tipo de fenómeno de inflado, dando lugar a graves problemas tales como la explosión de la batería secundaria.
Por consiguiente, el presente solicitante busca un método para eliminar el factor de riesgo de la batería secundaria induciendo la ventilación de gas en una dirección específica antes de que la presión interna de la batería secundaria aumente hasta alcanzar una etapa de riesgo de explosión.
Por ejemplo, la publicación de patente coreana n.° KR 10-2018-0075797 divulga una batería secundaria cilíndrica en la que un conjunto de electrodos y un electrolito se colocan en una lata metálica y se sellan con una tapa superior, y se aplica un orificio de gas a la tapa superior. Cuando se produce una situación de desbocamiento térmico, la batería secundaria cilíndrica está configurada de tal manera que el gas del interior de la lata metálica se descarga al exterior a través del orificio de gas de la tapa superior para no aumentar la presión interna.
Sin embargo, la batería secundaria de tipo bolsa 1 puede no aplicar estructuralmente un orificio de gas como en una batería secundaria cilíndrica o prismática, y como se muestra en la Figura 1, está formada por una estructura en la que el conjunto de electrodos 2 está dispuesto entre la lámina de bolsa superior 3 y la lámina de bolsa inferior 4 y, a continuación, cuatro bordes de las láminas de bolsa superior e inferior 3, 4 se fusionan térmicamente para sellarse, de modo que no sea fácil inducir la ventilación de gas en una dirección específica. Por consiguiente, es necesario desarrollar medios de ventilación de gas adecuados para una batería secundaria de tipo bolsa.
El documento KR20150023114A se refiere a un paquete de baterías que tiene un tubo de descarga de gas.
El documento JP2010186786A se refiere a un dispositivo de almacenamiento eléctrico y a un módulo de dispositivo de almacenamiento eléctrico.
El documento US2011129702A1 se refiere a una batería secundaria y a un paquete de baterías que utiliza la misma.
Explicación 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 reducir un factor de riesgo mediante la ventilación de gas en una dirección específica durante el hinchamiento de una batería secundaria de tipo bolsa.
A continuación se describirán otros objetivos y ventajas de la presente divulgación, que se conocerán mediante realizaciones de la presente divulgación. Además, los objetivos y ventajas de la presente invención se realizan mediante configuraciones y una combinación de configuraciones dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Solución técnica
De acuerdo con la presente invención, se proporciona un bloque de inducción de ventilación de gas de acuerdo con la reivindicación 1 que incluye un cuerpo de bloque que tiene una hendidura para permitir que la terraza de celda de una batería secundaria de tipo bolsa se inserte a una profundidad predeterminada; una parte de bolsillo proporcionada dentro del cuerpo de bloque y proporcionada para alojar una parte de la terraza de celda en una forma en la que un espacio se expande hasta ser más grande que la hendidura; y un tubo de escape proporcionado en una forma tubular y que se extiende desde la parte de bolsillo hasta la superficie exterior del cuerpo de bloque, en donde el tubo de escape incluye una parte de aguja que sobresale bruscamente hacia el espacio interior de la parte de bolsillo para perforar la terraza de celda cuando la terraza de celda se expande más allá de un determinado volumen en la parte de bolsillo.
El cuerpo de bloque puede incluir una parte superior de bloque y una parte inferior de bloque separadas verticalmente con la hendidura entre las mismas; y una parte frontal de bloque que no tiene hendidura y está conectada a la parte superior de bloque y a la parte inferior de bloque.
La parte superior de bloque y la parte inferior de bloque pueden ser verticalmente simétricas, y el grosor de la región central puede configurarse para que sea más fino que el grosor de ambas regiones de borde, de modo que se proporcione la parte de bolsillo.
Un extremo del tubo de escape correspondiente a la parte de aguja puede estar situado en la parte de bolsillo y el otro extremo del tubo de escape puede estar expuesto al exterior de la parte frontal de bloque a través del interior de la parte frontal de bloque.
El tubo de escape es plural y puede incluir un tubo de escape superior que tiene la parte de aguja que sobresale de la parte superior de bloque hacia la parte de bolsillo; y un tubo de escape inferior que tiene la parte de aguja que sobresale de la parte inferior de bloque hacia la parte de bolsillo.
El bloque de inducción de ventilación de gas puede incluir una salida del cable de celda que tiene un tamaño correspondiente a la anchura y el grosor del cable de electrodo de la batería secundaria de tipo bolsa y proporcionada para penetrar la parte frontal de bloque para comunicarse con la parte de bolsillo.
El bloque de inducción de ventilación de gas puede incluir dos miembros de espuma dispuestos en la parte de bolsillo y espaciados verticalmente con la hendidura entre los mismos.
La parte de aguja puede estar configurada para colocarse dentro del miembro de espuma.
De acuerdo con otro aspecto, se puede proporcionar una batería secundaria de tipo bolsa que incluye el bloque de inducción de ventilación de gas descrito anteriormente.
De acuerdo con otro aspecto adicional, se puede proporcionar un módulo de batería que incluya las baterías secundarias de tipo bolsa descritas anteriormente.
Efectos ventajosos
El bloque de inducción de ventilación de gas de acuerdo con la reivindicación 1 es capaz de suprimir un aumento de la presión interna de la batería secundaria mediante la ventilación de gas durante el hinchamiento de la batería secundaria de tipo bolsa. En particular, el gas interno puede ser expulsado en una dirección específica a través del bloque de inducción de ventilación de gas durante el hinchamiento de la batería secundaria, reduciendo de este modo un factor de riesgo debido a la ventilación de gas.
Los efectos ventajosos que pueden obtenerse mediante la presente divulgación no se limitan a los descritos anteriormente, y los expertos en la técnica pueden comprender claramente otros efectos no mencionados en el presente documento a partir de la siguiente descripción de la presente divulgación.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es una vista que ilustra esquemáticamente la configuración de una batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con la técnica anterior.
La Figura 2 es una vista en planta de una batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La Figura 3 es una vista en perspectiva que ilustra una parte de una batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La Figura 4 (a) es una vista en perspectiva de un bloque de inducción de ventilación de gas de acuerdo con una realización de la presente divulgación, y la Figura 4 (b) es una vista en perspectiva parcialmente cortada del bloque de inducción de ventilación de gas.
La Figura 5 es una vista frontal del bloque de inducción de ventilación de gas de la Figura 4 (a).
La Figura 6 es una vista posterior del bloque de inducción de ventilación de gas de la Figura 4 (a).
La Figura 7 es una vista lateral del bloque de inducción de ventilación de gas de la Figura 4 (a).
La Figura 8 es una vista en sección transversal de la región del bloque de inducción de ventilación de gas cuando una batería secundaria de tipo bolsa de la presente divulgación está en condiciones normales.
La Figura 9 es una vista en sección transversal de la región del bloque de inducción de ventilación de gas cuando una batería secundaria de tipo bolsa de la presente divulgación está en condiciones de hinchamiento.
La Figura 10 es una vista que ilustra una parte de un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
Realización preferente de la invención
En lo sucesivo en el presente documento, se describirán en detalle las realizaciones preferidas de la presente divulgación haciendo referencia a los dibujos adjuntos. Antes de la descripción, las formas y tamaños de los componentes en los dibujos pueden estar exagerados, omitidos, o ilustrados esquemáticamente para una descripción más clara. Por consiguiente, el tamaño o la proporción de cada componente no refleja totalmente el tamaño o la proporción reales.
Por lo tanto, la descripción propuesta en el presente documento es solo un ejemplo preferible con fines ilustrativos únicamente, no pretende limitar el alcance de la presente divulgación, por lo que debe entenderse que se podrían realizar otras equivalencias y modificaciones a la misma sin desviarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
La Figura 2 es una vista en planta de una batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con una realización de la presente divulgación, y la Figura 3 es una vista en perspectiva que ilustra una parte de una batería secundaria de tipo bolsa de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La batería secundaria de tipo bolsa 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación puede estar configurada para incluir un conjunto de electrodos, un cable de electrodo 111, una funda de bolsa, y un bloque de inducción de ventilación de gas 130.
El conjunto de electrodos puede incluir una placa de electrodo positivo, una placa de electrodo negativo, y un separador. La placa de electrodo positivo puede formarse aplicando un material activo de electrodo positivo a una placa colectora de corriente hecha de aluminio (Al), y la placa de electrodo negativo puede formarse aplicando un material activo de electrodo negativo a una placa colectora de corriente hecha de cobre (Cu). El conjunto de electrodos proporcionarse como un tipo apilado, formado por la interposición de un separador entre la placa de electrodos positivos y la placa de electrodos negativos, o como un tipo gelatinoso, en el que una placa de electrodos positivos y una placa de electrodos negativos están enrolladas con un separador interpuesto entre las mismas. Evidentemente, el alcance de la presente divulgación no debería limitarse a la misma. Por ejemplo, el conjunto de electrodos puede proporcionarse como un tipo apilado y plegable en el que se mezclan un tipo apilado y un tipo gelatinoso.
El cable de electrodo 111 es una parte que está conectada al conjunto de electrodos y se extiende hasta el exterior de la funda de bolsa, y puede funcionar como un terminal de electrodo capaz de conectarse eléctricamente a otras baterías secundarias o dispositivos externos. El cable de electrodo 111 incluye un cable de electrodo positivo conectado a la placa de electrodo positivo y un cable de electrodo negativo conectado a la placa de electrodo negativo, y el cable de electrodo positivo y el cable de electrodo negativo pueden colocarse en direcciones diferentes como en la presente realización o fijarse al conjunto de electrodos para colocarse en la misma dirección a diferencia de la presente realización.
La funda de bolsa puede formar un espacio sellado capaz de alojar y proteger el conjunto de electrodos, el electrolito, y similares, y puede desempeñar una función de disipación del calor.
Aunque no se muestra en detalle por comodidad de uso de los dibujos, la funda de bolsa puede estar compuesta por una lámina de bolsa superior y una lámina de bolsa inferior en forma de dos láminas laminadas. Las láminas de bolsa superior e inferior pueden incluir una capa aislante exterior y una capa adhesiva interior de un material polimérico, y una capa metálica interpuesta entre la capa aislante exterior y la capa adhesiva interior. En el presente documento, el aluminio (Al) puede utilizarse como material para la capa metálica.
Al menos una de las láminas de bolsa superior y de la lámina de bolsa inferior puede proporcionarse con un espacio formado cóncavo para alojar el conjunto de electrodos. Por ejemplo, el conjunto de electrodos puede estar dispuesto en un espacio formado de la lámina de bolsa inferior, y la lámina de bolsa superior puede estar superpuesta sobre la lámina de bolsa inferior. Además, puede formarse una parte de sellado 120 a lo largo de las líneas de borde de los cuatro lados de las láminas de bolsa superior e inferior. En el presente documento, la parte de sellado 120 puede definirse como una parte en la que las láminas de bolsa superior e inferior se sellan por fusión térmica o similares.
En lo sucesivo en el presente documento, las porciones de la parte de sellado 120 donde sobresalen los cables de electrodo 111 se definirán como terrazas de celda 121, 122, y las porciones sin los cables de electrodo 111 se definirán como alas laterales 123, 124. Es decir, en el caso de la funda de bolsa, la parte de sellado 120 del lado corto corresponde a la terraza de celda 121 y la parte de sellado 120 del lado largo corresponde a las alas laterales 123, 124. Además, la parte que rodea al conjunto de electrodos como una región interior basada en la parte de sellado 120 se definirá como la parte de alojamiento del electrodo 110. Plegar las alas laterales 123, 124 y adherirlas a la superficie lateral de la parte de alojamiento del electrodo puede ser ventajoso para reducir la anchura de la batería secundaria.
El bloque de inducción de ventilación de gas 130 es un componente que sirve para reducir los factores de riesgo haciendo un orificio en la parte de sellado expandida 120 y permitiendo la expulsión de gas en una dirección específica cuando la presión aumenta hasta alcanzar un nivel peligroso debido a la generación de gas de la batería secundaria de tipo bolsa 100.
En lo sucesivo en el presente documento, la configuración del bloque de inducción de ventilación de gas 130 se describirá en detalle haciendo referencia a las Figuras 3 a 7.
El bloque de inducción de ventilación de gas 130 de acuerdo con una realización de la presente divulgación incluye un cuerpo de bloque 131, una parte de bolsillo 132, un tubo de escape 133, y dos miembros de espuma 135, 136.
Como se muestra en la Figura 3, el bloque de inducción de ventilación de gas 130 puede estar configurado de tal manera que el cable de electrodo 111 pase a través del cuerpo de bloque 131 y la terraza de celda 121 se inserte en el cuerpo de bloque 131 a una profundidad predeterminada.
En general, en el caso de la batería secundaria de tipo bolsa 100, cuando aumenta la presión interna, se destruye el sellado de las terrazas de celda 121, 122 en las que se colocan los cables de electrodo 111 en lugar de las alas laterales 123, 124, por lo que el área correspondiente tiende a hincharse. Por esta razón, con el fin de descargar activamente el gas de las terrazas de celda 121, 122 hacia el exterior en caso de emergencia, la presente realización está configurada para permitir que el bloque de inducción de ventilación de gas 130 se inserte en la terraza de celda 121 basándose en el cable de electrodo 111. Evidentemente, a diferencia de la presente realización, el bloque de inducción de ventilación de gas 130 puede insertarse en las alas laterales 123, 124 de la batería secundaria de tipo bolsa 100, y en este caso, puede omitirse la salida O del cable de celda para retirar el cable de electrodo 111. Más adelante se describirá en detalle la salida O del cable de celda.
Específicamente, el cuerpo de bloque 131 que constituye el bloque de inducción de ventilación de gas 130 está hecho de un material aislante tal como plástico, y puede proporcionarse en una forma de paralelepípedo sustancialmente rectangular como se muestra en la Figura 4. Evidentemente, el material del cuerpo de bloque 131 no tiene por qué limitarse necesariamente al plástico. Por ejemplo, el cuerpo de bloque 131 puede ser de cerámica o similares como un material aislante.
El grosor (dirección del eje Z) del cuerpo de bloque 131 puede corresponder al grosor de la celda de la batería de tipo bolsa, la longitud izquierda-derecha (dirección del eje ±X) del cuerpo de bloque 131 puede ser más corta que la longitud desde un extremo al otro extremo de la terraza de celda 121, y la longitud delantera-trasera del cuerpo de bloque 131 puede ser más larga que la longitud saliente (dirección del eje -Y) de la terraza de celda 121 y más corta que la longitud saliente del cable de electrodo 111.
El cuerpo de bloque 131 incluye una hendidura S formada en una dirección que cruza la dirección del grosor, de modo que la terraza de celda 121 pueda insertarse en el interior. La hendidura S está formada por la longitud saliente de la terraza de celda 121 desde la parte trasera del cuerpo de bloque 131 hacia la parte frontal. Por tal rendija S, el cuerpo de bloque 131 puede proporcionarse con una forma en la que la parte trasera está bisecada hacia arriba y hacia abajo.
Por consiguiente, el cuerpo de bloque 131 incluye una parte superior de bloque 131a y una parte inferior de bloque 131b espaciadas verticalmente con la hendidura S entre las mismas, y una parte frontal de bloque 131c que conecta la parte superior de bloque 131a y la parte inferior de bloque 131b como una parte sin la hendidura S y que tiene la salida O del cable de celda a través de la cual puede retirarse el cable de electrodo 111.
La parte de bolsillo 132 es una parte proporcionada para tener un espacio que se expande hasta un mayor tamaño que la hendidura S dentro del cuerpo de bloque 131 para que la terraza de celda 121 pueda expandirse dentro del cuerpo de bloque 131 cuando se genere gas en la batería secundaria de tipo bolsa 100.
Por ejemplo, con referencia a las Figuras 4 y 6, ya que la parte superior de bloque 131a y la parte inferior de bloque 131b son verticalmente simétricas y el grosor de la región central es menor que el grosor de ambas regiones de borde, la parte de bolsillo 132 que se expande hasta ser más grande que la hendidura S puede proporcionarse entre la parte superior de bloque 131a y la parte inferior de bloque 131b.
La salida O del cable de celda puede proporcionarse penetrando la parte frontal de bloque 131c en un tamaño correspondiente a la anchura y grosor del cable de electrodo 111 como se muestra en la Figura 4 (a) y puede proporcionarse para comunicarse con la parte de bolsillo 132 (en la dirección del eje Y) dentro del cuerpo de bloque 131 como se muestra en la Figura 4 (b).
De acuerdo con la configuración anterior, como se muestra en la Figura 3, la terraza de celda 121 puede insertarse en una parte donde la hendidura S está formada en el cuerpo de bloque 131, es decir, entre la parte superior de bloque 131a y la parte inferior de bloque 131b, y el cable de electrodo 111 puede retirarse hacia el exterior de la parte frontal de bloque 131c a través de la salida O del cable de celda. Una parte de la terraza de celda 121 puede alojarse en la parte de bolsillo 132 y la parte restante puede quedar expuesta al exterior de ambas superficies laterales del cuerpo de bloque 131. Además, ambas porciones de borde de la terraza de celda 121 pueden plegarse junto con las alas laterales 123, 124 para estar en estrecho contacto con la superficie lateral de la parte de alojamiento del electrodo 110.
Como se ha descrito anteriormente, el tubo de escape 133 puede proporcionarse con una forma tubular como componente para hacer un orificio en la terraza de celda 121 cuando la terraza de celda 121 alojada en la parte de bolsillo 132 se expande y dirigir el gas expulsado de la terraza de celda 121 en una dirección específica, y puede estar configurado para extenderse desde la parte de bolsillo 132 hasta la superficie exterior del cuerpo de bloque 131.
Por ejemplo, tal y como se muestra en la Figura 4 (a), el tubo de escape 133 puede estar configurado de tal manera que un extremo está ubicado en la parte de bolsillo 132 y el otro extremo P está expuesto al exterior de la parte frontal de bloque 131c a través del interior de la parte frontal de bloque 131c.
Además, el tubo de escape 133 puede incluir una parte de aguja 134 que sobresale bruscamente hacia el espacio interior de la parte de bolsillo 132, de modo que la terraza de celda 121 pueda perforarse cuando la terraza de celda 121 se expanda más allá de un determinado volumen en la parte de bolsillo 132.
El bloque de inducción de ventilación de gas 130 de la presente realización tiene una pluralidad de tubos de escape 133, y la pluralidad de tubos de escape 133 incluye dos tubos de escape superiores 133a que tienen porciones de aguja 134 que sobresalen hacia abajo desde la parte superior de bloque 131a hacia la parte de bolsillo 132 y dos tubos de escape inferiores 133b que tienen porciones de aguja 134 que sobresalen hacia arriba desde la parte inferior de bloque 131b hacia la parte de bolsillo 132.
Los dos tubos de escape superiores 133a pueden estar configurados para proporcionarse uno a uno en la dirección izquierda-derecha (dirección del eje ±X) basándose en la salida O del cable de celda y para estar expuestos al exterior de la parte frontal de bloque 131c a través del interior de la parte superior de bloque 131a y la parte frontal de bloque 131c, respectivamente. Además, los dos tubos de escape inferiores 133b pueden estar configurados para proporcionarse uno a uno en la dirección izquierda-derecha (dirección del eje ±X) basándose en la salida O del cable de celda y para estar expuestos al exterior de la parte frontal de bloque 131c a través del interior de la parte inferior de bloque 131b y la parte frontal de bloque 131c, respectivamente.
El tubo de escape 133 descrito anteriormente puede estar hecho de un material metálico tal como inoxidable y puede estar fabricado integralmente con el cuerpo de bloque 131 por un método de moldeo por inyección de insertos. Sin embargo, el alcance de la presente divulgación no se limita al material del tubo de escape 133 ni al método de fabricación. Por ejemplo, el tubo de escape 133 puede estar hecho del mismo material que el cuerpo de bloque 131 y puede estar moldeado por inyección en una forma integrada con el cuerpo de bloque 131.
Al mismo tiempo, el bloque de inducción de ventilación de gas 130 de acuerdo con la presente realización puede incluir además dos miembros de forma dispuestos en la parte de bolsillo 132 y separados verticalmente con la hendidura S entre los mismos.
Cuando el cable de electrodo 111 y la terraza de celda 121 se insertan en el cuerpo de bloque 131, el cable de electrodo 111 o la terraza de celda 121 pueden estar en contacto con la parte de aguja 134 que va a dañarse. Los dos miembros de espuma 135, 136 son componentes que impiden que el cable de electrodo 111 o la terraza de celda 121 se dañen inesperadamente de este modo.
Los dos miembros de espuma 135, 136 pueden estar hechos de un material elástico tal como esponja o espuma con memoria, y como se muestra en la Figura 6, con la hendidura S interpuesta entre los mismos en la parte de bolsillo 132, uno puede estar unido a la superficie interior de la parte superior de bloque 131a y el otro puede estar unido a la superficie interior de la parte inferior de bloque 131b.
Por ejemplo, después de empujar los miembros de espuma 135, 136 dentro de la parte de bolsillo 132 (en la dirección del eje Y) en un estado comprimido, los miembros de espuma 135, 136 se adhieren en una dirección ascendente (dirección del eje Z) hacia la superficie interior de la parte superior de bloque 131a o en una dirección descendente (dirección del eje -Z) hacia la superficie interior de la parte inferior de bloque 131b, de modo que la parte de aguja 134 se inserta en los miembros de espuma 135, 136. Después, la compresión de los miembros de espuma 135, 136 se libera de modo que los miembros de espuma 135, 136 recuperan su volumen original. En este caso, ya que las porciones de aguja 134 están incrustadas en los miembros de espuma 135, 136, los miembros de espuma 135, 136 pueden mantenerse en contacto con la superficie interior de la parte superior de bloque 131a o la superficie interior de la parte inferior de bloque 131b. En el presente documento, la distancia vertical entre los dos miembros de espuma 135 y 136 es al menos mayor que la hendidura S, y la parte de aguja 134 puede estar configurada para colocarse en un estado de estar incrustada en los miembros de espuma 135, 136.
Por lo tanto, en el proceso de empujar el cable de electrodo 111 y la terraza de celda 121 dentro de la parte de bolsillo 132, no hay temor de dañar el cable de electrodo 111 ni la terraza de celda 121. De esta manera, cuando se genera gas en la batería secundaria de tipo bolsa 100 en un estado en el que la terraza de celda 121 está colocada en la parte de bolsillo 132 y la terraza de celda 121 se expande, los miembros de espuma 135, 136 pueden comprimirse por presión. Asimismo, cuando la terraza de celda 121 alcanza un estado expandido por encima de un determinado volumen, la parte de aguja 134 puede hacer un orificio.
Como los miembros de espuma 135, 136, pueden usarse selectivamente miembros de espuma 135, 136 que tienen diferentes grados de compresibilidad, tal como la espuma de etilvinilacetato (EVA), látex sintético, espuma de poliestireno (Styrofoam), esponja, y similares. Por ejemplo, cambiando el material de los miembros de espuma 135, 136 como se ha descrito anteriormente, la parte de aguja 134 y la terraza de celda 121 pueden entrar en contacto entre sí solo cuando la fuerza de expansión de la terraza de celda 121 es superior a un determinado nivel, y por lo tanto puede descargarse gas.
La Figura 8 es una vista en sección transversal de la región de bloque de inducción de ventilación de gas 130 cuando una batería secundaria de tipo bolsa 100 de la presente divulgación se encuentra en condiciones normales, y la Figura 9 es una vista en sección transversal de la región de bloque de inducción de ventilación de gas 130 cuando una batería secundaria de tipo bolsa 100 de la presente divulgación se encuentra en condiciones de hinchamiento.
Haciendo referencia a las Figuras 8 y 9, a continuación se describe brevemente un mecanismo de descarga de gas de la batería secundaria de tipo bolsa 100 mediante el bloque de inducción de ventilación de gas 130.
Como se muestra en la Figura 8, el cable de electrodo 111 pasa a través del bloque de inducción de ventilación de gas 130 y se retira en la dirección del eje -Y, y la terraza de celda 121 puede insertarse en el bloque de inducción de ventilación de gas 130 de modo que una parte de la misma se aloje en la parte de bolsillo 132 del cuerpo de bloque 131. Normalmente, la terraza de celda 121 está separada de la parte de aguja 134 por una distancia predeterminada y está bloqueada por los dos miembros de espuma 135, 136 en la dirección vertical aunque se mueva un poco debido a golpes o vibraciones externas, de modo que no está en contacto con la parte de aguja 134.
Sin embargo, cuando la presión interna de la batería secundaria de tipo bolsa 100 aumenta debido a la generación de gas, la terraza de celda 121 puede hincharse y los miembros de espuma 135, 136 pueden comprimirse. Asimismo, cuando la expansión de la terraza de celda 121 se intensifica y el grado de expansión alcanza un determinado volumen o más, la parte de aguja 134 del tubo de escape 133 puede hacer un orificio en la terraza de celda 121 e insertarse en la terraza de celda 121, tal como se muestra en la Figura 9. Como resultado, el gas en la terraza de celda 121 puede fluir hacia el interior de la parte de aguja 134 y moverse a lo largo del interior del tubo de escape 133 para ser expulsado hacia el exterior de la parte frontal de bloque 131c.
De acuerdo con esta configuración de la presente realización, cuando se genera gas en la batería secundaria de tipo bolsa 100 debido a una situación tal como un desbordamiento térmico, la presión interna puede reducirse descargando el gas al exterior antes de que la batería secundaria alcance una etapa de explosión debido a un aumento de la presión interna, impidiendo de este modo la explosión de la batería secundaria.
Además, cuando se genera gas, la parte de sellado 120 de la funda de bolsa está dañada de una manera no especificada, impidiendo de este modo que el gas sea expulsado en una dirección indeterminada. Es decir, en la presente realización, ya que el gas es descargado en una dirección específica por el bloque de inducción de ventilación de gas 130, el lugar de descarga del gas puede ser totalmente esperable, reduciendo de este modo los factores de riesgo debidos a la descarga de gas.
Por ejemplo, como en esta realización, expulsando gas en la dirección del cable de electrodo 111 de la batería secundaria de tipo bolsa 100, puede ser fácil recoger el gas expulsado de cada batería secundaria de tipo bolsa 100 al fabricar el módulo de la batería, y puede facilitarse la aplicación de una configuración de sistema de escape para descargar el gas recogido al exterior de forma segura.
A continuación, haciendo referencia a la Figura 10, se describirá brevemente un módulo de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación que incluye las baterías secundarias de tipo bolsa 100 descritas anteriormente.
La Figura 10 es una vista que ilustra una parte de un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
El módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación mostrada en la Figura 10 puede configurarse en una forma en la que las baterías secundarias de tipo bolsa 100 descritas anteriormente se erigen verticalmente y se apilan en la dirección izquierda-derecha. En el caso de un módulo de baterías compuesto por baterías secundarias de tipo bolsa de acuerdo con la técnica anterior, una pluralidad de barras colectoras hechas de materiales metálicos tales como cobre se utilizan como componente para conectar eléctricamente las baterías secundarias de tipo bolsa, y se incluye un bastidor de barras colectoras en forma de cuerpo de placa para soportar la pluralidad de barras colectoras. Sin embargo, el módulo de batería de acuerdo con la presente divulgación puede estar configurado para omitir el marco de la barra colectora, ensamblar los bloques de inducción de ventilación de gas 130 de la batería secundaria de tipo bolsa 100 en una dirección con un método de acoplamiento adhesivo o a presión, y montar las barras colectoras 200 en la parte frontal de bloque 131c del bloque de inducción de ventilación de gas 130.
Por ejemplo, aunque no se muestra en la realización descrita anteriormente, cuando una región de la parte frontal de bloque 131c de cada bloque de inducción de ventilación de gas 130 se procesa y dos bloques de inducción de ventilación de gas 130 se combinan como se muestra en la Figura 10, el bloque de inducción de ventilación de gas 130 puede estar configurado para formar una ranura de barra colectora en la que puede insertarse y fijarse parcialmente una barra colectora 200. En este caso, las baterías secundarias de tipo bolsa 100 pueden conectarse eléctricamente flexionando y soldando el cable de electrodo positivo de una batería secundaria de tipo bolsa 100 y el cable de electrodo negativo de la otra batería secundaria de tipo bolsa 100 en una barra colectora unida a través de los dos bloques de inducción de ventilación de gas 130.
Aunque no se muestra, el módulo de batería de la presente divulgación puede estar configurado para descargar de forma segura el gas generado en las baterías secundarias fuera del módulo de batería mediante la adición de orificios a través de los cuales se descarga el gas desde los bloques de inducción de ventilación de gas 130, es decir, un tubo de gas (no se muestra) que puede conectarse a los otros extremos del tubo de escape 133. En el presente documento, el tubo de gas puede realizarse en forma de un colector que tiene una pluralidad de orificios de entrada y un único orificio de escape.
Además, el módulo de batería de la presente divulgación puede estar configurado para incluir además varios dispositivos (no se muestran) para controlar la carga/descarga de las baterías secundarias de tipo bolsa 100, por ejemplo, un sistema de gestión de batería (BMS, por sus siglas en inglés), un sensor de corriente, un fusible, y similares, y una carcasa modular para alojar las baterías secundarias de tipo bolsa 100 y los distintos dispositivos.
Al mismo tiempo, los términos que indican direcciones como se usan en el presente documento, tales como superior, inferior, izquierda, derecha, frontal y trasero se usan solo por conveniencia de descripción y es obvio para los expertos en la técnica que los términos pueden cambiar dependiendo de la posición del elemento indicado o un observador.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un bloque de inducción de ventilación de gas (130) que comprende:
un cuerpo de bloque (131) que tiene una hendidura (S) para permitir que la terraza de celda (121) de una batería secundaria de tipo bolsa (100) se inserte hasta una profundidad predeterminada;
una parte de bolsillo (132) proporcionada dentro del cuerpo de bloque (131) y proporcionada para alojar una parte de la terraza de celda (121) en una forma en la que un espacio se expande hasta ser más grande que la hendidura (S); y
un tubo de escape (133) proporcionado en una forma tubular y que se extiende desde la parte de bolsillo (132) hasta la superficie exterior del cuerpo de bloque (131),
en donde el tubo de escape (133) comprende una parte de aguja (134) que sobresale bruscamente hacia el espacio interior de la parte de bolsillo (132) para perforar la terraza de celda (121) cuando la terraza de celda (121) se expande más allá de un determinado volumen en la parte de bolsillo (132).
2. El bloque de inducción de ventilación de gas (130) de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde el cuerpo de bloque (131) comprende:
una parte superior de bloque (131a) y una parte inferior de bloque (131b) separadas verticalmente con la hendidura (S) entre las mismas; y
una parte frontal de bloque (131c) que no tiene hendidura (S) y está conectada a la parte superior de bloque (131a) y a la parte inferior de bloque (131b).
3. El bloque de inducción de ventilación de gas (130) de acuerdo con la reivindicación 2,
en donde la parte superior de bloque (131a) y la parte inferior de bloque (131b) son verticalmente simétricas, y el grosor de la región media está configurado para ser más delgado que el grosor de ambas regiones de borde, de modo que se proporciona la parte de bolsillo (132).
4. El bloque de inducción de ventilación de gas (130) de acuerdo con la reivindicación 2,
en donde un extremo del tubo de escape (133) correspondiente a la parte de aguja (134) está situado en la parte de bolsillo (132) y el otro extremo del tubo de escape (133) está expuesto al exterior de la parte frontal de bloque (131c) a través del interior de la parte frontal de bloque (131c).
5. El bloque de inducción de ventilación de gas (130) de acuerdo con la reivindicación 4,
en donde el tubo de escape (133) es plural y comprende:
un tubo de escape superior (133a) que tiene la parte de aguja (134) que sobresale de la parte superior de bloque (131a) hacia la parte de bolsillo (132); y
un tubo de escape inferior (133b) que tiene la parte de aguja (134) que sobresale de la parte inferior de bloque (131a) hacia la parte de bolsillo (132).
6. El bloque de inducción de ventilación de gas (130) de acuerdo con la reivindicación 2,
que comprende una salida del cable de celda que tiene un tamaño correspondiente a la anchura y el grosor del cable de electrodo (111) de la batería secundaria de tipo bolsa (100) y proporcionado para penetrar en la parte frontal de bloque (131c) para comunicarse con la parte de bolsillo (132).
7. El bloque de inducción de ventilación de gas (130) de acuerdo con la reivindicación 1,
que comprende dos miembros de espuma (135,136) dispuestos en la parte de bolsillo (132) y separados verticalmente con la hendidura (S) entre los mismos.
8. El bloque de inducción de ventilación de gas (130) de acuerdo con la reivindicación 7,
en donde la parte de aguja (134) está configurada para colocarse dentro del miembro de espuma (135,136).
9. Una batería secundaria de tipo bolsa (100) que comprende el bloque de inducción de ventilación de gas (130) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
10. Un módulo de batería que comprende las baterías secundarias de tipo bolsa (100) de acuerdo con la reivindicación 9.
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