ES3037784T3 - Battery module including secondary battery and bus bar - Google Patents

Battery module including secondary battery and bus bar

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ES3037784T3
ES3037784T3 ES19822155T ES19822155T ES3037784T3 ES 3037784 T3 ES3037784 T3 ES 3037784T3 ES 19822155 T ES19822155 T ES 19822155T ES 19822155 T ES19822155 T ES 19822155T ES 3037784 T3 ES3037784 T3 ES 3037784T3
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Hyun-Young Cho
Yong-Il Kim
Yong-Seok Choi
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Abstract

Se describe un módulo de batería que facilita la fabricación de una batería secundaria y una barra colectora, mejorando la durabilidad y el aprovechamiento del espacio. El módulo comprende: varias baterías secundarias, cada una con un conjunto de electrodos con una placa catódica, una placa anódica y un separador interpuesto entre ellas; un electrolito; una carcasa exterior que aloja el conjunto de electrodos y el electrolito en su interior; una unidad principal con un extremo conectado eléctricamente a la placa catódica o anódica del conjunto de electrodos y el otro extremo que sobresale de la carcasa exterior; una unidad de cabezal en forma de placa que se extiende desde el otro extremo de la unidad principal en ambas direcciones, perpendiculares a la dirección de proyección de la unidad principal; y un cable de electrodo con al menos una parte de material conductor de electricidad. y una barra colectora que incluye al menos una parte en forma de placa hecha del material eléctricamente conductor, y que tiene una ranura que se extiende desde una parte del extremo hacia la dirección interna de la misma de tal manera que una parte del cuerpo principal se inserta en la ranura. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Módulo de batería que incluye batería secundaria y barra colectora
Sector de la técnica
La presente divulgación se refiere a un módulo de batería que incluye una batería secundaria y una barra colectora, y más particularmente, a un módulo de batería que permite una fácil fabricación entre la batería secundaria y la barra colectora y garantiza una mayor durabilidad del producto y un mayor índice de utilización del espacio.
La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente coreana n.° 10-2018-0072154, presentada el 22 de junio de 2018 en la República de Corea.
Antecedentes de la invención
En los últimos años, la demanda de productos electrónicos portátiles tales como ordenadores portátiles, cámaras de vídeo, teléfonos móviles o similares aumenta rápidamente y el desarrollo de vehículos eléctricos, las baterías de almacenamiento de energía, los robots, satélites o similares son un asunto serio. Por esta razón, se están investigando activamente baterías secundarias de alto rendimiento que permitan cargas y descargas repetidas.
Las baterías secundarias actualmente comercializadas incluyen baterías de níquel cadmio, baterías de níquelhidrógeno, baterías de níquel-zinc, baterías secundarias de litio, etc. Entre ellas, las baterías secundarias de litio son más destacadas en comparación con las baterías secundarias de níquel debido a ventajas tales como la carga y descarga gratuitas, causadas por un efecto de memoria sustancialmente nulo, una tasa de autodescarga muy baja y una alta densidad energética.
La batería secundaria de litio utiliza principalmente óxidos a base de litio y materiales carbonosos como material activo del electrodo positivo y material activo del electrodo negativo, respectivamente. Además, la batería secundaria de litio incluye un conjunto de electrodos en el que se disponen una placa de electrodos positivos revestida con el material activo del electrodo positivo y una placa de electrodos negativos revestida con el material activo del electrodo negativo, con un separador interpuesto entre los mismos, y un exterior, en concreto, un exterior de bolsa de batería, que contiene herméticamente el conjunto de electrodos junto con un electrolito.
Generalmente, la batería secundaria de litio puede clasificarse en una batería secundaria de tipo lata, en la que el conjunto de electrodos está incluido en una lata metálica, y como batería secundaria de tipo bolsa, en la que el conjunto de electrodos está incluido en una bolsa fabricada con láminas de aluminio, en función de la forma del exterior.
En los últimos años, las baterías secundarias se han usado ampliamente no solo en dispositivos de pequeño tamaño tal como los aparatos electrónicos portátiles, sino también en dispositivos de tamaño medio o grande, como vehículos y dispositivos de almacenamiento de energía. Cuando las baterías secundarias se usan en dispositivos de tamaño mediano o grande, se conectan eléctricamente un gran número de baterías secundarias para aumentar la capacidad y la potencia. En particular, las baterías secundarias tipo bolsa se utilizan mucho para los dispositivos de tamaño mediano o grande, ya que pueden apilarse fácilmente.
Además, con el fin de conectar eléctricamente las baterías secundarias dentro de un módulo de baterías, se conectan terminales de electrodos entre sí, y las partes de conexión pueden estar soldadas para mantener el estado conectado. Asimismo, el módulo de baterías puede tener conexiones eléctricas en paralelo y/o en serie entre las baterías secundarias. Para ello, un extremo del terminal del electrodo puede fijarse en contacto con la barra colectora mediante soldadura o similar para la conexión eléctrica entre cada batería secundaria.
También, la conexión eléctrica entre las baterías secundarias se configura frecuentemente uniendo los terminales de los electrodos a la barra colectora. En este momento, para conectar eléctricamente en paralelo una pluralidad de baterías secundarias, los terminales de electrodos de la misma polaridad están unidos entre sí. También, para conectar eléctricamente en serie una pluralidad de baterías secundarias, los terminales de electrodos de polaridad diferente están unidos entre sí.
Por otro lado, en la técnica convencional, se realiza un proceso de doblado de un extremo de un terminal de electrodo de modo que el terminal de electrodo de una batería secundaria esté conectado y en contacto con una barra colectora, y la parte doblada del terminal de electrodo puede unirse a una superficie de la barra colectora mediante soldadura láser o ultrasónica.
Sin embargo, para el proceso de doblado del electrodo, se requiere doblar uno a uno una pluralidad de terminales de electrodos formados en una pluralidad de baterías secundarias, lo que conlleva grandes cargas de trabajo. Además, ya que no es fácil permitir que el extremo doblado del terminal de electrodo hecho de un material flexible entre en contacto de forma estable con una superficie de la barra colectora, el proceso de soldadura es difícil y no es fácil garantizar una alta fiabilidad de la soldadura.
Además, para proporcionar la parte doblada del terminal del electrodo, es necesario formar un terminal de electrodo más largo en la batería secundaria, lo que dificulta la manipulación de las baterías secundarias y aumenta también el coste del material.
Puede encontrarse más información sobre el estado de la técnica en los documentos KR 20150103496 A y JP 2013 118115 A.
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 proporcionar un módulo de baterías, que puede permitir una fácil fabricación entre una batería secundaria y una barra colectora y garantizar una mayor durabilidad del producto y un mayor índice de utilización del espacio.
Estos y otros objetos y ventajas de la presente divulgación pueden entenderse a partir de la siguiente descripción detallada, y se harán más totalmente evidentes a partir de las realizaciones ilustrativas de la presente divulgación. También, se entenderá fácilmente que los objetos y ventajas de la presente divulgación pueden materializarse mediante los medios mostrados en las reivindicaciones adjuntas y combinaciones de los mismos.
Solución técnica
En un aspecto de la presente divulgación, se proporciona un módulo de batería, que comprende:
una pluralidad de baterías de bolsa secundarias apiladas en dirección frontal y posterior cuando se ven en dirección F, cada una de las cuales incluye un conjunto de electrodos que tiene una placa de electrodos positivos y una placa de electrodos negativos con un separador interpuesto entre los mismos, un electrolito, una carcasa exterior configurada para alojar el conjunto de electrodos y el electrolito en un espacio interior de la misma, y un terminal de electrodo que tiene un cuerpo cuyo extremo está conectado eléctricamente a la placa de electrodo positivo o a la placa de electrodo negativo del conjunto de electrodos y el otro extremo sobresale hacia fuera de la carcasa exterior y una cabeza en forma de placa que se extiende en ambas, la dirección delantera y la dirección trasera perpendiculares a las direcciones superior e inferior que sobresalen del cuerpo desde el otro extremo del cuerpo, el terminal del electrodo que está hecho al menos parcialmente de un material conductor de la electricidad; y una barra colectora que tiene forma de placa fabricada al menos parcialmente de un material conductor de la electricidad, la barra colectora que tiene una hendidura que se extiende hacia el interior desde uno de sus extremos, de modo que una porción del cuerpo se introduce en la hendidura, la superficie inferior de la cabeza que está situada frente a la superficie superior de la barra colectora, y la barra colectora que está soldada al terminal del electrodo, en donde el cuerpo tiene un tapón en forma de protuberancia formado en una porción de la misma para sobresalir hacia adelante y hacia atrás en cada una de la superficie delantera y la superficie trasera de la misma, en donde la cabeza está formada de tal manera que un grosor de la misma en una dirección orientada hacia la barra colectora es mayor que un grosor del cuerpo en las direcciones delantera y trasera perpendiculares a una superficie lateral del cuerpo relativamente más ancha entre las superficies laterales del cuerpo.
Es más, al menos una porción del cuerpo puede tener una estructura cónica con un grosor que aumenta gradualmente desde una porción del cuerpo expuesta fuera de la carcasa exterior hasta la superficie inferior de la cabeza.
También, el cuerpo puede estar conformado de tal manera que al menos una porción de la misma tenga una anchura en dirección izquierda y derecha que disminuya gradualmente a medida que se acerca a la cabeza para tener una estructura inclinada.
Es más, el terminal de electrodo puede incluir un primer terminal de electrodo y un segundo terminal de electrodo situados en la misma superficie lateral de la batería secundaria y que tiene polaridades eléctricas diferentes.
Además, las cabezas del primer terminal de electrodo y del segundo terminal de electrodo pueden estar formadas para estar desviadas hacia un lado u otro con respecto al centro del cuerpo, de modo que se sitúen adyacentes entre sí.
También, un saliente de fijación que sobresale hacia el cuerpo del terminal del electrodo, que se introduce en la hendidura, puede formarse en una porción de una superficie interior de la hendidura.
Asimismo, al menos una porción de la hendidura puede tener una anchura espaciada que disminuye gradualmente hacia el interior desde uno de sus extremos.
También, en otro aspecto de la presente divulgación, se proporciona también un paquete de baterías, que comprende al menos un módulo de batería según la presente divulgación.
También, en otro aspecto de la presente divulgación, también se proporciona un vehículo, que comprende el paquete de baterías de acuerdo con la presente divulgación.
Efectos ventajosos
De acuerdo con una realización de la presente divulgación, dado que el terminal de electrodo de la batería secundaria tiene un cuerpo y una cabeza, una superficie de la cabeza puede ponerse en contacto con una superficie de la barra colectora sin necesidad de doblar por separado un extremo del terminal del electrodo para que entre en contacto con una superficie de la barra colectora, reduciendo de este modo el tiempo de proceso y el coste de fabricación del módulo de batería.
Además, de acuerdo con esta realización de la presente divulgación, dado que se forma un tapón en una porción del cuerpo del terminal del electrodo de la batería secundaria, es posible impedir que la cabeza se mueva en la dirección superior e inferior cuando la parte del cuerpo se introduce en la hendidura de la barra colectora, y también la superficie inferior de la cabeza puede fijarse a la superficie superior de la barra colectora. Por consiguiente, el terminal del electrodo y la barra colectora pueden soldarse fácilmente.
Asimismo, de acuerdo con una realización de la presente divulgación, dado que el terminal del electrodo de la batería secundaria tiene una estructura inclinada formada en una porción del cuerpo, se puede reducir el coste de material del terminal del electrodo, y también se puede insertar el cuerpo en la hendidura de la barra colectora utilizando la estructura inclinada. Además, la longitud del cuerpo introducido en la hendidura puede reducirse y, de este modo, el proceso de inserción puede realizarse más fácilmente.
También, de acuerdo con una realización de la presente divulgación, si las cabezas del primer terminal de electrodo y del segundo terminal de electrodo de la batería secundaria están formadas para estar desviadas hacia uno u otro lado con respecto al centro del cuerpo, de modo que las cabezas estén situadas adyacentes entre sí, las barras colectoras conectadas respectivamente al primer terminal de electrodo y al segundo terminal de electrodo pueden estar situadas cerca del centro de la batería secundaria, reduciendo de este modo eficazmente el volumen del aspecto del módulo de la batería.
Es más, de acuerdo con una realización de la presente divulgación, dado que la barra colectora tiene un saliente de fijación formado en la superficie interior de la hendidura, el terminal de electrodo insertado puede mantener establemente su estado insertado y fijo, y así la barra colectora y el terminal de electrodo pueden soldarse fácilmente.
Además, de acuerdo con otra realización de la presente divulgación, dado que la barra colectora tiene una forma tal que la anchura espaciada de la hendidura disminuye gradualmente hacia el interior desde un extremo, el terminal de electrodo insertado puede mantener su estado insertado y fijo de forma estable gracias a la disminución de la anchura de la hendidura y, de este modo, la barra colectora y el terminal de electrodo pueden soldarse fácilmente.
Breve descripción de los dibujos
Los dibujos adjuntos ilustran una realización preferida de la presente divulgación y, junto con la divulgación anterior, sirven para proporcionar un mejor entendimiento de las características técnicas de la presente divulgación y, por lo tanto, la presente divulgación no se interpreta como limitada al dibujo.
La figura 1 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La figura 2 es una vista en planta que muestra esquemáticamente el módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La figura 3 es una vista en planta despiezada que muestra esquemáticamente los componentes del módulo de batería según una realización de la presente divulgación en un estado separado.
La figura 4 es una vista frontal que muestra esquemáticamente una batería secundaria, que es un componente del módulo de batería según una realización de la presente divulgación.
La figura 5 es una vista en sección longitudinal que muestra esquemáticamente una batería secundaria, empleada en el módulo de batería según otra realización de la presente divulgación.
La figura 6 es una vista en planta que muestra esquemáticamente una barra colectora según otra realización de la presente divulgación.
La figura 7 es una vista en planta que muestra esquemáticamente otra barra colectora según otra realización más de la presente divulgación.
La figura 8 es una vista en planta que muestra esquemáticamente un módulo de baterías según otra realización de la presente divulgación.
La figura 9 es una vista en planta despiezada que muestra esquemáticamente los componentes del módulo de batería según otra realización de la presente divulgación en un estado separado.
La figura 10 es una vista en planta que muestra esquemáticamente un módulo de baterías según otra realización más de la presente divulgación.
Realización preferente de la invención
En lo sucesivo en el presente documento, las realizaciones preferidas de la presente divulgación se describirán con detalle con referencia a los dibujos adjuntos. Antes de la descripción, debería entenderse que los términos usados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas no deberían interpretarse como limitados a los significados generales y de diccionario, sino interpretarse basándose en los significados y conceptos correspondientes a aspectos técnicos de la presente divulgación en función del principio de que se permite al inventor definir términos de forma apropiada para la mejor explicación.
Por lo tanto, la descripción propuesta en el presente documento es solo un ejemplo preferible a efectos meramente ilustrativos, que no pretende limitar el alcance de la divulgación, por lo que debe entenderse que podrían realizarse otras equivalencias y modificaciones a la misma sin alejarse del alcance de la divulgación.
La figura 1 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación. La figura 2 es una vista en planta que muestra esquemáticamente el módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación. La figura 3 es una vista en planta despiezada que muestra esquemáticamente los componentes del módulo de batería según una realización de la presente divulgación en un estado separado. La figura 4 es una vista frontal que muestra esquemáticamente una batería secundaria, que es un componente del módulo de batería según una realización de la presente divulgación.
Haciendo referencia a las Figuras 1 a 4, un módulo de batería 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación incluye una pluralidad de baterías secundarias 110. También, la pluralidad de baterías secundarias 110 están dispuestas en dirección delantera y trasera, cuando se mira en la dirección F.
Por otro lado, los términos que indican direcciones tales como delantera, trasera, izquierda, derecha, superior e inferior, como se utiliza en esta memoria descriptiva, pueden variar en función de la posición de un observador o de la forma de un objeto. Sin embargo, en esta memoria descriptiva, para facilitar la descripción, las direcciones delantera, trasera, izquierda, derecha, superior e inferior se distinguen en función del caso cuando se mira en la dirección F.
En el presente caso, la batería secundaria 110 es una batería secundaria de tipo bolsa 110. La batería secundaria tipo bolsa 110 incluye un conjunto de electrodos 113, un electrolito 115, y una carcasa exterior 117.
En el presente caso, el conjunto de electrodos 113 está configurado para tener al menos una placa de electrodos positivos 113a y al menos una placa de electrodos negativos 113b con un separador 113c interpuesto entre los mismos. Más específicamente, el conjunto de electrodos 113 puede ser un conjunto de electrodos tipo pila en el que una pluralidad de placas de electrodos positivos 113a y una pluralidad de placas de electrodos negativos 113b se apilan alternativamente con los separadores 113c interpuestos entre los mismos. El conjunto de electrodos 113 de la presente divulgación puede ser un conjunto de electrodos tipo pila en el que una pluralidad de placas de electrodos positivos 113a y una pluralidad de placas de electrodos negativos 113b están apiladas alternativamente con los separadores 113c interpuestos entre los mismos.
Además, la batería secundaria 110 puede ser una batería secundaria 110 de litio provista de un material activo a base de litio.
Es más, la carcasa exterior 117 aloja el conjunto de electrodos 113 y el electrolito 115 en un espacio interior de la misma. En el presente caso, la carcasa exterior 117 es una carcasa exterior tipo bolsa 117. Específicamente, la carcasa exterior tipo bolsa 117 incluye una capa aislante exterior, una capa de metal y una capa adhesiva interior. La carcasa exterior tipo bolsa 117 aloja en su interior el conjunto de electrodos 113.
Asimismo, la carcasa exterior tipo bolsa 117 está configurada para contener una película metálica, por ejemplo, una película de aluminio, para proteger componentes internos tales como el conjunto de electrodos 113 y el electrolito 115 y para mejorar las propiedades electroquímicas y las propiedades de disipación de calor del conjunto de electrodos 113 y del electrolito 115.
Además, la película de aluminio puede interponerse entre capas aislantes hechas de un material aislante para garantizar el aislamiento eléctrico con componentes internos de la batería secundaria 110 tales como el conjunto de electrodos 113 y el electrolito 115 o con otros componentes fuera de la batería secundaria 110.
En particular, la carcasa exterior tipo bolsa 117 puede incluir dos bolsas, y se puede formar un espacio interior cóncavo en al menos una de las bolsas. Además, el conjunto de electrodos 113 se aloja en el espacio interior de la carcasa exterior 117. También, pueden proporcionarse porciones de sellado 117a a las circunferencias exteriores de las dos bolsas, de modo que las porciones de sellado 117a se fusionen entre sí para sellar el espacio interior en el que se aloja el conjunto de electrodos 113.
Además, la batería secundaria de tipo bolsa 110 incluye un terminal de electrodo 111. Asimismo, los terminales de electrodo 111 incluyen un terminal de electrodo positivo 111A y un terminal de electrodo negativo 111B. Específicamente, el terminal del electrodo 111 puede estar configurado para sobresalir hacia fuera de la porción de sellado 117a situada en la circunferencia exterior superior de la carcasa exterior tipo bolsa 117. También, el terminal de electrodo 111 funciona como un terminal de electrodo de la batería secundaria 110.
Haciendo referencia a la FIG. 4 de nuevo, el terminal de electrodo 111 formado en la batería secundaria 110 incluye un cuerpo 111a y una cabeza 111b.
Específicamente, el cuerpo 111a tiene al menos parcialmente forma de placa. Es decir, por ejemplo, como se muestra en la FIG. 4, el terminal de electrodo 111 se erige en la dirección superior e inferior con respecto al suelo cuando se mira desde delante (en la dirección F de la FIG. 1), y dos amplias superficies se sitúan en la dirección frontal y posterior.
Además, un extremo del terminal de electrodo 111 está conectado eléctricamente a la placa de electrodo positivo 113a o a la placa de electrodo negativo 113b del conjunto de electrodos 113. Más específicamente, una lengüeta de electrodo positivo 113a2 y una lengüeta de electrodo negativo (no mostrada) que sobresalen y se extienden hacia fuera están formadas respectivamente en uno de los extremos de la placa de electrodo positivo 113a y de la placa de electrodo negativo 113b. Además, una porción de la lengüeta del electrodo positivo 113a2 y una porción de la lengüeta del electrodo negativo están en contacto con un extremo del terminal del electrodo 111.
Es más, un extremo del cuerpo 111a en un lado interior está situado dentro de la carcasa exterior 117. Es decir, el extremo interior del cuerpo 111a está situado dentro de la carcasa exterior 117 para entrar en contacto con una porción de la lengüeta del electrodo positivo 113a2 y una porción de la lengüeta del electrodo negativo (no mostrada).
Además, el otro extremo del cuerpo 111a puede estar formado para sobresalir hacia fuera de la carcasa exterior 117. Es decir, el extremo hacia fuera del cuerpo 111a puede colocarse de manera que quede expuesto fuera de la carcasa exterior 117. Un extremo del cuerpo 111a del terminal de electrodo 111 en un lado inferior está situado dentro de la carcasa exterior 117. También, el otro extremo del cuerpo 111a en un lado superior está formado para sobresalir hacia arriba de la carcasa exterior 117.
Por otro lado, la cabeza 111b tiene forma de placa que se extiende en ambas direcciones W perpendiculares a la dirección de protuberancia del cuerpo 111a desde el otro extremo del cuerpo 111a. El terminal de electrodo 111 tiene una cabeza en forma de placa 111b que se extiende en ambas direcciones (en la dirección delantera y trasera) perpendiculares a la dirección de protuberancia (las direcciones superior e inferior) del cuerpo 111a desde el otro extremo del cuerpo 111a.
Por tanto, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, dado que el electrodo 111 tiene el cuerpo 111a y la cabeza 111b, cuando la cabeza 111b se une a la barra colectora 120, una superficie de la cabeza 111b está dispuesta para estar en contacto con una superficie de la barra colectora 120 sin realizar un proceso de doblado del terminal de electrodo 111 de modo que un extremo del terminal de electrodo 111 entre en contacto con una superficie de la barra colectora 120, reduciendo de este modo el tiempo de proceso y el coste de fabricación del módulo de batería 100.
Asimismo, el terminal de electrodo 111 puede estar hecho al menos parcialmente de un material conductor de la electricidad. Por ejemplo, el terminal de electrodo 111 puede incluir cobre, aluminio, níquel, y combinaciones de los mismos como material conductor de la electricidad.
La configuración de la batería secundaria tipo bolsa 110 descrita anteriormente es obvia para los expertos en la materia, por lo que no se describirá en detalle. Además, el módulo de baterías según la presente divulgación puede adoptar varios tipos de baterías secundarias 110 conocidas en el momento de presentar esta solicitud.
Haciendo referencia de nuevo a las figuras 1 a 4, el módulo de batería 100 incluye al menos una barra colectora 120. Específicamente, la barra colectora 120 está configurada para tener una forma de placa fabricada al menos parcialmente de un material conductor de la electricidad.
Además, el material conductor de la electricidad incluye, por ejemplo, cobre, aluminio, níquel, y combinaciones de los mismos. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 3, el módulo de batería 100 incluye trece barras colectoras 120. Es más, las trece barras colectoras 120 pueden tener al menos parcialmente una forma de placa rectangular.
También, la barra colectora 120 tiene al menos una hendidura 122 formada a la misma para extenderse hacia el interior desde un extremo de la misma. Además, una porción del cuerpo 111a se introduce en la hendidura 122. En este momento, una superficie inferior de la cabeza 111b está situada frente a una superficie superior de la barra colectora 120.
Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 3, en cada una de las trece barras colectoras 120 puede formarse al menos una hendidura 122 que se extienda hacia el interior de la barra colectora 120 desde un extremo de la barra colectora adyacente a la batería secundaria 110. Es más, como se muestra en la FIG. 2, una porción del cuerpo 111a de cada una de la pluralidad de baterías secundarias 110 se inserta en cada hendidura 122 formada en las trece barras colectoras 120.
Además, la superficie inferior de la cabeza 111b está situada frente a la superficie superior de la barra colectora 120. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 2, cuando se mira en la dirección F, el módulo de batería 100 incluye siete barras colectoras 120 en un lado (lado izquierdo) con respecto a una línea central P del módulo de batería 100 en dirección delantera y trasera. Asimismo, como se muestra en la FIG. 3, las siete barras colectoras 120 se mueven hacia el centro del módulo de batería 100 y se acoplan a la misma de tal manera que los doce terminales de electrodos 111 en total formados en un lado con respecto a la línea central del módulo de batería 100 se insertan en doce hendiduras 122 formadas en las siete barras colectoras 120, respectivamente.
Análogamente, cuando se mira en la dirección F, las seis barras colectoras 120 situadas en el otro lado (lado derecho) con respecto a la línea central P del módulo de batería 100 en la dirección delantera y trasera se desplazan hacia el centro del módulo de batería 100 y se acoplan a la misma de tal manera que doce terminales de electrodos 111 en total formados en el otro lado con respecto a la línea central del módulo de batería 100 se insertan en doce hendiduras 122 formadas en las seis barras colectoras 120, respectivamente.
Asimismo, la barra colectora 120 tiene una porción de placa 124 que tiene forma de placa y una porción que se extiende hacia arriba 126 que se extiende hacia arriba desde la porción de placa 124. Además, un terminal externo de entrada/salida 127 está formado en la parte que se extiende hacia arriba 126 de la barra colectora 120. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 1, entre la pluralidad de barras colectoras 120, dos barras colectoras 120A situadas respectivamente en los lados anterior y posterior del módulo de batería 100 incluyen una porción de placa 124 y una porción que se extiende hacia arriba 126. Asimismo, un terminal de entrada/salida externo tipo perno 127 se inserta en la porción que se extiende hacia arriba 126 y se fija a ella.
La figura 5 es una vista en sección longitudinal que muestra esquemáticamente una batería secundaria, empleada en el módulo de batería según otra realización de la presente divulgación.
Haciendo referencia a la FIG. 5, en una porción del cuerpo 111a se forma un tapón S2 que sobresale hacia fuera (en dirección horizontal). Específicamente, el tapón S2 está formado en una superficie lateral relativamente más ancha entre las superficies laterales del terminal de electrodo 111. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 5, en cada una de las superficies delantera y trasera del terminal de electrodo 111 se forma un tapón S2 en forma de protuberancia que sobresale hacia delante o hacia atrás.
En el presente caso, la dirección hacia fuera se refiere a una dirección hacia un lado relativamente exterior con respecto al centro interior del módulo de batería. Además, por dirección horizontal se entiende una dirección paralela al suelo sobre el que está colocado el módulo de batería.
Por tanto, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, dado que el tapón S2 está formado en una porción del cuerpo 111a del terminal de electrodo 111, cuando una porción del cuerpo 111a se introduce en la hendidura 122 de la barra colectora 120, se impide que la cabeza 111b se mueva en la dirección superior e inferior, y la superficie inferior de la cabeza 111b se fija en la superficie superior de la barra colectora 120. Como resultado, el terminal de electrodo 111 y la barra colectora 120 se sueldan más fácilmente.
Haciendo referencia a la FIG. 4 de nuevo, al menos una porción del cuerpo 111a puede tener una anchura que disminuye gradualmente hacia la cabeza 111b. Específicamente, el cuerpo 111a está conformado de tal manera que su anchura W2 en dirección izquierda y derecha disminuye gradualmente a medida que se acerca a la cabeza 111b, en concreto, para que tenga una estructura inclinada S1. En este momento, la cabeza 111b está formada para tener una longitud L1 similar a la anchura W2 del extremo del cuerpo 111a. También, el terminal de electrodo 111 incluye un primer terminal de electrodo 111A y un segundo terminal de electrodo 111B situados en la misma superficie lateral de la batería secundaria 110 y que tienen polaridades eléctricas diferentes entre sí.
Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 4, el electrodo positivo 111A tiene una estructura inclinada S1 de tal manera que al menos una porción del cuerpo 111a tiene una anchura que disminuye gradualmente a medida que se acerca a la cabeza 111b. En este momento, la estructura inclinada S1 del terminal de electrodo positivo 111A puede estar formada en un lado derecho con respecto al centro del cuerpo 111a del terminal de electrodo positivo 111A. También, el terminal de electrodo negativo 111B tiene una estructura inclinada S1 de tal manera que al menos una porción del cuerpo 111a tiene una anchura que disminuye gradualmente a medida que se acerca a la cabeza 111b. En este momento, la estructura inclinada del terminal de electrodo negativo 111B está formada en un lado izquierdo con respecto al centro del cuerpo 111a del terminal de electrodo negativo 111B.
Por tanto, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, dado que la estructura inclinada S1 está formada en al menos una porción del cuerpo 111a del terminal de electrodo 111, es posible reducir el coste del material del electrodo 111. Es más, dado que el cuerpo 111a se inserta en la hendidura 122 de la barra colectora 120 utilizando la estructura inclinada S1 y la longitud del cuerpo 111a insertado en la hendidura 122 puede acortarse, el proceso de inserción se realiza más fácilmente.
Asimismo, las cabezas 111b del primer terminal de electrodo 111A y del segundo terminal de electrodo 111B están formadas para estar desviadas hacia uno u otro lado con respecto al centro del cuerpo 111a para ser colocadas adyacentes entre sí. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 4, la cabeza 111b del terminal de electrodo positivo 111A está formada para estar desviada hacia la izquierda con respecto al centro del cuerpo 111a. Además, la cabeza 111b del terminal de electrodo negativo 111B está formada para estar desviada hacia la derecha con respecto al centro del cuerpo 111a. Es decir, las cabezas 111b del terminal de electrodo positivo 111A y del terminal de electrodo negativo 111B están situadas cerca del centro de la batería secundaria 110 en dirección izquierda y derecha.
Por tanto, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, si las cabezas 111b del primer terminal de electrodo 111A y del segundo terminal de electrodo 111B de la presente divulgación están formadas para estar desviadas hacia uno u otro lado con respecto al centro del cuerpo 111a para ser colocadas adyacentes entre sí, las barras colectoras 120 conectadas respectivamente al primer terminal de electrodo 111A y al segundo terminal de electrodo 111B se sitúan cerca del centro de la batería secundaria 110, reduciendo de este modo el volumen del módulo de batería 100.
La figura 6 es una vista en planta que muestra esquemáticamente una barra colectora según otra realización de la presente divulgación.
Haciendo referencia a la figura 6 junto con la figura 2, en cualquier parte de la superficie interior de la hendidura 122 de la barra colectora 120B puede formarse un saliente de fijación 122p que sobresalga hacia el cuerpo insertado 111a del terminal de electrodo 111. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 6, en la hendidura 122 de la barra colectora 120B se forman dos salientes de fijación 122P que sobresalen hacia el cuerpo insertado 111a del terminal de electrodo 111. Es decir, una porción del cuerpo 111a del terminal de electrodo 111 se introduce entre los dos salientes de fijación 122P para presionar y fijar el cuerpo 111a.
Por tanto, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, dado que el saliente de fijación 122P está formado en la superficie interior de la hendidura 122 de la barra colectora 120B, el terminal de electrodo 111 insertado se mantiene de forma estable en el estado insertado y fijo, permitiendo de este modo soldar fácilmente la barra colectora 120B y los terminales de electrodos 111.
La figura 7 es una vista en planta que muestra esquemáticamente otra barra colectora según otra realización más de la presente divulgación.
Haciendo referencia a la FIG. 7, la barra colectora 120C está conformada de tal manera que al menos una porción de la hendidura 122 tiene una anchura espaciada W3 que disminuye gradualmente hacia el interior desde uno de sus extremos. Es decir, la porción interior de la hendidura 122 de la barra colectora 120C tiene una pequeña anchura espaciada W3, de modo que una porción del cuerpo 111a del terminal de electrodo 111 insertado en la hendidura 122 queda presionada y fijada en la misma.
Por tanto, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, dado que la barra colectora 120C está conformada de tal manera que la anchura espaciada W3 de la hendidura 122 disminuye gradualmente hacia el interior desde uno de sus extremos, el terminal de electrodo 111 insertado puede mantener establemente su estado insertado y fijo debido a la anchura W3 de la hendidura estrechada 122, que facilita el proceso de soldadura entre la barra colectora 120C y el terminal de electrodo 111.
La figura 8 es una vista en planta que muestra esquemáticamente un módulo de baterías según otra realización de la presente divulgación. También, La figura 10 es una vista en planta despiezada que muestra esquemáticamente los componentes del módulo de batería según otra realización de la presente divulgación en un estado separado. En el presente caso, la batería secundaria 110 representada en las FIGS. 9 y 10 es idéntica a la batería secundaria 110 de la FIG. 2 descrita anteriormente, y por lo tanto la batería secundaria 110 representada en las FIGS. 9 y 10 no será descrita en detalle nuevamente.
Haciendo referencia a las figuras 8 y 9, la disposición de la pluralidad de baterías secundarias 110 mostrada en la FIG.
8 es diferente de la disposición de la pluralidad de baterías secundarias 110 mostrada en la FIG. 2. Es decir, toda la pluralidad de baterías secundarias 110 del módulo de baterías 100 están dispuestas de tal manera que los primeros terminales de electrodo 111A están situados en un lado y los segundos terminales de electrodo 111B están situados en el otro lado.
Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 8, cuando se mira desde la dirección F, la pluralidad de baterías secundarias 110 del módulo de batería 100B están dispuestas de tal manera que los primeros terminales de electrodo 111A (los terminales de electrodo positivo) están situados en un lado (un lado derecho) con respecto a la línea central P del módulo de batería 100B en la dirección delantera y trasera y los segundos terminales de electrodo 111B (los terminales de electrodo negativo) están situados en el otro lado (un lado izquierdo) con respecto a la línea central P del módulo de batería 100B en la dirección delantera y trasera.
Además, el módulo de batería 100B incluye una primera barra colectora 120D1 y una segunda barra colectora 120D2 configuradas para conectar eléctricamente los primeros terminales de electrodo 111A o los segundos terminales de electrodo 111B de la pluralidad de baterías secundarias 110. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 9, el módulo de batería 100B incluye una primera barra colectora 120D1 y una segunda barra colectora 120D2. Además, la primera barra colectora 120D1 situada en un lado (lado derecho) con respecto a la línea central P del módulo de batería 100B está configurada de tal manera que los cuerpos 111a de doce primeros terminales de electrodos 111A se insertan en doce hendiduras 122 formadas en la primera barra colectora 120D1, de forma que se conecten eléctricamente a los doce primeros terminales de electrodos 111A.
Además, por ejemplo, como se muestra en la FIG. 8, la segunda barra colectora 120D2 situada en el otro lado (lado izquierdo) con respecto a la línea central P del módulo de batería 100B está configurada de tal manera que los cuerpos 111a de los doce terminales de electrodos 111B se insertan respectivamente en las doce hendiduras 122 formadas en la segunda barra colectora 120D2, de forma que se conecten eléctricamente a los doce segundos electrodos 111B.
Por otro lado, la primera barra colectora 120D1 incluye el mismo material que los primeros terminales de electrodo 111A de la pluralidad de baterías secundarias 110. Por ejemplo, la primera barra colectora 120D1 incluye el mismo material de aluminio que el primer terminal de electrodo 111A. Además, la segunda barra colectora 120D2 incluye el mismo material que los segundos terminales de electrodo 111B de la pluralidad de baterías secundarias 110. Por ejemplo, la segunda barra colectora 120D2 incluye el mismo material de cobre que el segundo terminal de electrodo 111B.
Asimismo, el terminal externo de entrada/salida 127 está formado en cada una de la primera barra colectora 120D1 y la segunda barra colectora 120D2. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 8, la porción 126 que se extiende hacia arriba se forma en cada una de la primera barra colectora 120D1 y la segunda barra colectora 120D2, y el terminal 127 de entrada/salida externo tipo perno se inserta en la porción 126 que se extiende hacia arriba y se fija a ella.
Haciendo referencia a la FIG. 8 de nuevo, la pluralidad de baterías secundarias 110 está dispuesta para ser apilada en una dirección (una dirección delantera y otra trasera). Además, se añade un adhesivo o cinta adhesiva de doble cara 140 entre la pluralidad de baterías secundarias 110 para que la pluralidad de baterías secundarias 110 queden unidas entre sí. Es más, el adhesivo o cinta adhesiva de doble cara 140 puede incluir un material con alta conductividad térmica.
Por tanto, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, dado que el adhesivo o cinta adhesiva de doble cara 140 está entre la pluralidad de baterías secundarias 110, es fácil manipular la pluralidad de baterías secundarias 110 en una unidad, y no se genera un hueco entre la pluralidad de baterías secundarias 110 debido al adhesivo o cinta adhesiva de doble cara 140 añadida, impidiendo de este modo que se produzca condensación de calor en la misma debido al aire formado en el hueco. Asimismo, si el material conductor térmico está incluido en el adhesivo o cinta adhesiva de doble cara 140, la eficacia de refrigeración del módulo de batería 100B aumenta aún más.
La figura 10 es una vista en planta que muestra esquemáticamente un módulo de baterías según otra realización más de la presente divulgación.
Haciendo referencia a la FIG. 10, el módulo de batería 100C puede incluir además una carcasa de módulo 130 que tiene un espacio interior formado en la misma para alojar la pluralidad de baterías secundarias 110. Específicamente, la carcasa de módulo 130 puede tener forma de caja rectangular con la parte superior abierta. Además, la pluralidad de baterías secundarias 110 y la pluralidad de barras colectoras 120 pueden alojarse en el espacio interior de la carcasa del módulo 130. Asimismo, la carcasa del módulo 130 se rellena con una resina conductora térmica 150 para rodear la superficie exterior de la pluralidad de baterías secundarias 110. Por ejemplo, la resina termoconductora 150 puede incluir una resina a base de silicio, una resina de silicona modificada, o una resina acrílica.
Por tanto, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, dado que la resina termoconductora 150 se rellena en la carcasa del módulo 130, es posible transferir eficazmente el calor generado desde la pluralidad de baterías secundarias 110 a la carcasa del módulo 130, mejorando de este modo la eficacia de la refrigeración del módulo de batería 100C.
Por otro lado, una batería (no mostrada) según la presente divulgación puede incluir al menos un módulo de batería 100 según la presente divulgación. También, el paquete de baterías según la presente divulgación puede incluir además un estuche del paquete para alojar el módulo de baterías 100, y diversos dispositivos para controlar la carga y descarga del módulo de baterías 100, tal como un sistema de gestión de baterías (BMS), un sensor de corriente y un fusible, además del módulo de baterías 100.
Además, el paquete de baterías según la presente divulgación puede aplicarse a un medio móvil tal como un vehículo. Por ejemplo, un vehículo eléctrico de acuerdo con la presente divulgación puede incluir el paquete de baterías de acuerdo con la presente divulgación.
Signos de referencia
100: módulo de batería
110: batería secundaria 111: terminal de electrodo
111a cuerpo 111b: cabeza
120: barra colectora 122: hendidura
124: porción de placa 126: porción que se extiende hacia arriba 130: carcasa de módulo 140: cinta adhesiva de doble cara
150: resina termoconductora
Aplicabilidad Industrial
La presente divulgación se refiere a un módulo de batería y a un paquete de baterías, que incluye una batería secundaria y una barra colectora. Además, la presente divulgación está disponible para industrias relacionadas con dispositivos electrónicos o vehículos equipados con el paquete de baterías.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Un módulo de batería (100), que comprende:
una pluralidad de baterías de bolsa secundarias (110) apiladas en dirección delantera y trasera cuando se miran en dirección F, cada una de las cuales incluye un conjunto de electrodos que tiene una placa de electrodos positivos (113a) y una placa de electrodos negativos (113b) con un separador (113c) interpuesto entre los mismos, un electrolito (115), una carcasa exterior (117) configurada para alojar el conjunto de electrodos y el electrolito (115) en un espacio interior de la misma, y un terminal de electrodo (111) que tiene un cuerpo (111a) cuyo extremo está conectado eléctricamente a la placa de electrodo positiva (113a) o a la placa de electrodo negativa (113b) del conjunto de electrodos y el otro extremo sobresale hacia fuera de la carcasa exterior (117) y una cabeza en forma de placa (111b) que se extiende en ambas, la dirección delantera y la dirección trasera (W) perpendiculares a las direcciones superior e inferior que sobresalen del cuerpo (111a) desde el otro extremo del cuerpo (111a), el terminal de electrodo (111) está hecho al menos parcialmente de un material conductor de la electricidad; y una barra colectora (120) que tiene forma de placa fabricada al menos parcialmente con un material conductor de la electricidad, la barra colectora que tiene una hendidura (122) que se extiende hacia el interior desde uno de sus extremos, de modo que una porción del cuerpo (111a) se introduce en la hendidura (122), la superficie inferior de la cabeza (111b) que está situada frente a la superficie superior de la barra colectora (120), y la barra colectora (120) que está soldada al terminal de electrodo (111), en donde el cuerpo (111a) tiene un tapón en forma de protuberancia (S2) formado en una porción de la misma para sobresalir hacia delante y hacia atrás en cada una de la superficie delantera y la superficie trasera de la misma,
en donde la cabeza (111b) está formada de tal manera que un espesor (Z) de la misma en una dirección orientada hacia la barra colectora (120) es mayor que un espesor (E) del cuerpo (111a) en las direcciones delantera y trasera (W) perpendiculares a una superficie lateral relativamente más ancha del cuerpo (111a) entre las superficies laterales del cuerpo (111a).
2. El módulo de batería (100) de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde al menos una porción del cuerpo (111a) tiene una estructura cónica (T1), cuyo espesor (E) aumenta gradualmente desde una porción del cuerpo (111a) expuesta fuera de la carcasa exterior (117) hasta la superficie inferior de la cabeza (111b).
3. El módulo de batería (100) de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde el cuerpo (111a) está conformado de tal manera que al menos una porción de la misma tiene una anchura (W2) en dirección izquierda y derecha que disminuye gradualmente a medida que se acerca a la cabeza (111b) para tener una estructura inclinada (S1).
4. El módulo de batería (100) de acuerdo con la reivindicación 3,
en donde el terminal de electrodo (111) incluye un primer terminal de electrodo (111A) y un segundo terminal de electrodo (111B) situados en la misma superficie lateral de la batería secundaria y que tienen polaridades eléctricas diferentes, y
en donde las cabezas (111b) del primer terminal de electrodo (111A) y del segundo terminal de electrodo (111B) están formadas para estar desviadas hacia un lado u otro con respecto al centro del cuerpo (111a), de manera que se sitúen adyacentes entre sí.
5. El módulo de batería (100) de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde un saliente de fijación (122P) que sobresale hacia el cuerpo (111a) del terminal de electrodo (111), que se introduce en la hendidura (122), se forma en una porción de una superficie interior de la hendidura (122).
6. El módulo de batería (100) de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde al menos una porción de la hendidura (122) tiene una anchura espaciada que disminuye gradualmente hacia el interior desde un extremo de la misma.
7. Un paquete de batería, que comprende al menos un módulo de batería (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.
8. Un vehículo, que comprende el paquete de baterías de acuerdo con la reivindicación 7.
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