ES3037880T3 - Battery cell mounting apparatus and method therefor - Google Patents

Battery cell mounting apparatus and method therefor

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ES3037880T3
ES3037880T3 ES24165395T ES24165395T ES3037880T3 ES 3037880 T3 ES3037880 T3 ES 3037880T3 ES 24165395 T ES24165395 T ES 24165395T ES 24165395 T ES24165395 T ES 24165395T ES 3037880 T3 ES3037880 T3 ES 3037880T3
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Kyung Mo Kim
Jeong-O Mun
Ho-June Chi
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Abstract

Se describe un aparato para el montaje de una celda de batería. El aparato monta una pila de celdas de batería en un marco que incluye una cubierta de base y un par de cubiertas laterales que se extienden respectivamente desde ambos extremos de la cubierta de base. El aparato incluye un elemento de soporte sobre el que se sujeta la pila de celdas de batería, donde un lado de una película se fija respectivamente a las cubiertas laterales del marco, y el otro lado de la película se fija a una superficie lateral de la pila de celdas de batería. El elemento de soporte y el marco se acercan, la película se introduce en el marco y la pila de celdas de batería se mueve a lo largo de la película para ser montada en el marco. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato de montaje de celdas de batería y método para ello
Sector de la técnica
La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente coreana n.° 10-2018-0061626 presentada el 30 de mayo de 2018 en la República de Corea.
La presente divulgación se refiere a un módulo de batería y, más particularmente, a un módulo de batería que permite montar una pila de celdas de batería en un bastidor sin deformar el bastidor.
Antecedentes de la invención
Como han aumentado el desarrollo y la demanda de tecnología de dispositivos móviles, ha aumentado rápidamente la demanda de baterías secundarias como fuente de energía. Convencionalmente, se ha usado una batería de níquelcadmio o una batería de ion hidrógeno como batería secundaria. Sin embargo, recientemente se ha usado ampliamente una batería secundaria de litio debido a que la carga y descarga es independiente debido a un raro efecto de memoria en comparación con una batería secundaria basada en níquel, una tasa de autodescarga muy baja y una alta densidad de energía.
La batería secundaria de litio usa principalmente óxido de litio y un material carbonoso como material activo del electrodo positivo y material activo del electrodo del electrodo negativo, respectivamente. La batería secundaria de litio incluye un conjunto de electrodos en el que se disponen una placa de electrodo positivo y una placa de electrodo negativo, recubiertas respectivamente con el material activo del electrodo positivo y el material activo del electrodo negativo, con un separador entre ellas, y un miembro exterior, que es una carcasa de batería, que sella y aloja el conjunto de electrodos junto con una disolución electrolítica.
La batería secundaria de litio incluye un electrodo positivo, un electrodo negativo, un separador interpuesto entre ellos y un electrolito. Dependiendo del material usado para el material activo del electrodo positivo y el material activo del electrodo negativo, la batería secundaria de litio se clasifica en batería de ion litio (LIB) y batería de ion litio de polímero (PLIB). En general, un electrodo de la batería secundaria de litio se prepara aplicando el material activo del electrodo positivo o material activo del electrodo negativo a un colector de corriente hecho de una hoja, malla, película o lámina de aluminio o cobre, y secándolo a continuación.
En una batería secundaria, se puede montar una pila de celdas de batería en bastidores de diversas formas. En este caso, si el bastidor tiene forma en U, no es fácil montar la pila de celdas de batería en el bastidor.
Las FIG. 1 (a) y 1 (b) son diagramas que ilustran un método de inserción de una pila de celdas de batería en un bastidor en forma de U.
En referencia a la FIG. 1 (a), la longitud interior L1 del bastidor en forma de U 1 es idéntica o extremadamente similar a la longitud total L2 de una pila de celdas de batería 2, y, concretamente, no hay prácticamente ningún espacio libre. En este caso, la pila de celdas de batería 2 se inserta en el bastidor en forma de U 1 en un estado en el que una cubierta lateral 4 del bastidor 1 se deforma para extenderse hacia afuera aplicando una fuerza externa a la cubierta lateral 4 del bastidor en forma de U 1 hacia afuera. Sin embargo, en este método, el bastidor en forma de U 1 puede deformarse permanentemente y el bastidor en forma de U 1 puede distorsionarse.
En referencia a la FIG. 1 (b), dado que la longitud interior L1 del bastidor en forma de U 1 es mayor que la longitud total L2 de la pila de celdas de batería 2, se forma un espacio 5 predeterminado entre el bastidor en forma de U 1 y la pila de celdas de batería 2. De este modo, la pila de celdas de batería 2 puede montarse fácilmente en el bastidor en forma de U 1. Sin embargo, debido al espacio 5 entre el bastidor en forma de U 1 y la pila de celdas de batería 2, no es fácil fijar la pila de celdas de batería 2 al bastidor en forma de U 1, y la utilización del espacio del módulo de batería es baja, ya que aumenta el volumen total del módulo de batería. Los documentos de patente KR 20140087780 y JP 2012248484 divulgan un paquete de baterías.
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 se refiere a proporcionar un módulo de batería, que puede permitir que una pila de celdas de batería se monte en un bastidor sin deformar ni distorsionar el bastidor.
Por lo tanto, la presente divulgación se refiere a proporcionar un módulo de batería, que puede evitar que se deteriore la utilización del espacio de la batería.
Además, la presente divulgación se refiere a proporcionar un módulo de batería, que permita montar la pila de celdas de batería en el bastidor sin dañar la pila de celdas de batería.
Solución técnica
En un aspecto de la presente divulgación, se proporciona un módulo de batería como se define en la reivindicación 1. Las realizaciones preferidas se divulgan en las reivindicaciones 2 a 7.
Efectos ventajosos
En las realizaciones de la presente divulgación, dado que la pila de celdas de batería se monta en el bastidor a lo largo de una película, la pila de celdas de batería puede montarse en el bastidor sin deformar ni distorsionar el bastidor.
Por lo tanto, dado que no se forma ningún espacio entre el bastidor y la pila de celdas de batería, es posible evitar que se deteriore la utilización del espacio de la batería.
Además, dado que la pila de celdas de batería se inserta en el bastidor mientras se desliza a lo largo de la película, la pila de celdas de batería puede montarse en el bastidor sin sufrir daños.
Breve descripción de los dibujos
Las FIG. 1 (a) y 1 (b) son diagramas que ilustran un método de inserción de una pila de celdas de batería en un bastidor en forma de U.
La FIG. 2 es una vista en perspectiva esquemática que muestra que una pila de celdas de batería está separada de un bastidor.
La FIG. 3 es una vista lateral esquemática que muestra que una película está fijada al bastidor.
La FIG. 4 es una vista lateral esquemática que muestra el aparato para montar una celda de batería según una realización de la presente divulgación.
Las FIG. 5 y 6 son diagramas que ilustran un proceso de montaje de la pila de celdas de batería en el bastidor mediante el aparato para montar una celda de batería según una realización de la presente divulgación.
Realización preferente de la invención
A continuación, se describirán en detalle las realizaciones preferidas de la presente divulgación con referencia a los dibujos adjuntos. Antes de la descripción, debe entenderse que los términos usados en la especificación y en las reivindicaciones adjuntas no deben interpretarse como limitados a los significados generales y del diccionario, sino que deben interpretarse basándose en los significados y conceptos correspondientes a los aspectos técnicos de la presente divulgación, sobre la base del principio de que el inventor puede definir los términos de manera adecuada para la mejor explicación. Por lo tanto, la descripción propuesta en el presente documento es solo un ejemplo preferible con fines ilustrativos únicamente, sin intención de limitar el alcance de la divulgación, por lo que debe entenderse que se pueden realizar otros equivalentes y modificaciones sin apartarse del alcance de la divulgación.
En los dibujos, el tamaño de cada elemento o de una parte específica del elemento puede estar exagerado, omitido o ilustrado esquemáticamente para comodidad y claridad de una descripción. Por lo tanto, el tamaño de cada elemento no refleja totalmente el tamaño real del elemento. Se omitirá la descripción detallada de las funciones o elementos bien conocidos asociados con la presente divulgación si ello oscurece innecesariamente la materia de la presente divulgación.
El término 'combinar' o 'conectar', como se usa en el presente documento, puede referirse no solo a un caso en el que un miembro y otro miembro se combinan directamente o se conectan directamente, sino también a un caso en el que un miembro se combina indirectamente con otro miembro a través de un miembro de conexión o se conecta indirectamente.
La FIG. 2 es una vista en perspectiva esquemática que muestra que una pila de celdas de batería está separada de un bastidor, la FIG. 3 es una vista lateral esquemática que muestra que una película está fijada al bastidor, y la FIG. 4 es una vista lateral esquemática que muestra el aparato para montar una celda de batería según una realización de la presente divulgación.
En esta memoria descriptiva, una pila de celdas de batería 600 se monta en un bastidor 500 para formar un módulo de batería. Como se muestra en la FIG. 2, el bastidor 500 incluye una cubierta base 510 y un par de cubiertas laterales 520 que se extienden desde ambos extremos de la cubierta base 510. Por ejemplo, el bastidor 500 puede estar formado para tener una forma aproximada de "U". En este caso, la forma aproximada de "U" no tiene que ser necesariamente la misma que la forma de "U", sino que incluye todas las formas similares a la forma de "U".
En referencia a la FIG. 4, un aparato 10 para montar una celda de batería según una realización de la presente divulgación incluye un miembro de soporte 100. Por lo tanto, un lado de la película 700 está fijado al bastidor 500 y el otro lado de la película 700 está fijado a la pila de celdas de batería 600.
El miembro de soporte 100 soporta la pila de celdas de batería 600. Es decir, en referencia a la FIG. 4, la pila de celdas de batería 600 puede colocarse sobre un lado superior del miembro de soporte 100 y estar soportada por este. En este caso, la pila de celdas de batería 600 puede prepararse acoplando una pluralidad de celdas de batería de diversas maneras. Por ejemplo, una pluralidad de celdas de batería puede fijarse entre sí mediante una cinta adhesiva de doble cara para formar la pila de celdas de batería 600, y la pila de celdas de batería 600 configurada como se ha antes se coloca sobre un lado superior del miembro de soporte 100 basándose en la FIG. 4. El miembro de soporte 100 puede moverse cerca del bastidor 500. Es decir, el miembro de soporte 100 puede moverse hacia el bastidor 500 en un estado en el que la pila de celdas de batería 600 está colocada sobre él, o el bastidor 500 puede moverse hacia el miembro de soporte 100. En este sentido, se puede acoplar una fuente de alimentación predeterminada al miembro de soporte 100 para mover el miembro de soporte 100 hacia el bastidor 500. Alternativamente, el miembro de soporte 100 puede fijarse y el bastidor 500 puede moverse hacia el miembro de soporte 100. Sin embargo, por comodidad de la explicación, la siguiente descripción se basará en el caso en que el miembro de soporte 100 se mueve hacia el bastidor 500.
Mientras tanto, en referencia a la FIG. 3, una cara de dos películas 700 está fijada respectivamente al par de cubiertas laterales 520 del bastidor 500. En este caso, la película 700 puede fijarse a la cubierta lateral 520 del bastidor 500 de diversas maneras. Por ejemplo, la película 700 puede fijarse a la cubierta lateral 520 usando cinta adhesiva de doble cara. Sin embargo, el método de fijación de la película 700 no se limita a esto. Por lo tanto, en referencia a la FIG. 4, el otro lado de la película 700 está fijado a una superficie lateral de la pila de celdas de batería 600.
Como se ha descrito anteriormente, la película 700 puede fijarse a la pila de celdas de batería 600 de diversas maneras y, por ejemplo, la película 700 puede fijarse a la pila de celdas de batería 600 usando una cinta adhesiva de doble cara. Sin embargo, el método de fijación de la película 700 no se limita a esto. Es decir, una cara de la película 700 está fijada a la cubierta lateral 520 del bastidor 500, y la otra cara de la película 700 está fijada a la superficie lateral de la pila de celdas de batería 600.
Si el miembro de soporte 100 se mueve hacia el bastidor 500 en un estado en el que la película 700 está fijada respectivamente a la cubierta lateral 520 del bastidor 500 y a la pila de celdas de batería 600, por ejemplo, si el miembro de soporte 100 se mueve hacia arriba basándose en la FIG. 4, la película 700 también se mueve hacia el bastidor 500. Además, la pila de celdas de batería 600 puede moverse a lo largo de la película 700 para montarse en el bastidor 500. Es decir, dado que la pila de celdas de batería 600 se inserta suavemente en el bastidor 500 mientras se desliza a lo largo de la película 700 que tiene un bajo coeficiente de fricción, la pila de celdas de batería 600 puede montarse en el bastidor 500 sin sufrir daños.
En este caso, la película 700 puede proporcionarse como una película aislante 700. Como se explicará más adelante, después de que la película 700 se inserta en el marco 500 junto con la pila de celdas de batería 600, la película 700 permanece en el marco 500 en contacto con la pila de celdas de batería 600 sin retirarse. Además, dado que la película 700 se proporciona como película aislante 700 y permanece dentro del bastidor 500, no es necesario realizar por separado un recubrimiento aislante en la cubierta lateral 520 del bastidor 500. En consecuencia, se excluye el proceso de recubrimiento aislante del bastidor 500, lo que acorta el tiempo total del proceso y reduce el coste.
El miembro de presión 200 se mueve hacia el miembro de soporte 100 en una posición separada del miembro de soporte 100 para presionar una superficie lateral de la pila de celdas de batería 600 a la que está fijada la otra cara de la película 700. Es decir, el miembro de presión 200 presiona la superficie lateral de la pila de celdas de batería 600 de modo que la pila de celdas de batería 600 se inserte suavemente en el bastidor 500.
El miembro de presión 200 puede incluir una varilla móvil 210, un rodillo giratorio 220 y una fuente de transmisión de fuerza motriz 230. La varilla móvil 210 entra en contacto con la superficie lateral de la pila de celdas de batería 600 y presiona la pila de celdas de batería 600 (véase la FIG. 5). Para ello, la varilla móvil 210 puede tener una altura correspondiente a la altura de la pila de celdas de batería 600 basándose en la dirección en la que la pila de celdas de batería 600 está soportada por el miembro de soporte 100. Es decir, la varilla móvil 210 puede estar provista para tener una longitud igual a la altura de la pila de celdas de batería 600, sin estar limitada a ello. Además, la varilla móvil 210 está provista para ser móvil hacia la pila de celdas de batería 600 en una posición separada de la pila de celdas de batería 600. Se proporciona al menos un rodillo giratorio 220 para acoplarse a la varilla móvil 210. Además, en la superficie lateral de la pila de celdas de batería 600, el rodillo giratorio 220 entra en contacto con la película 700 fijada a la superficie lateral de la pila de celdas de batería 600. Además, si el miembro de soporte 100 se mueve hacia el bastidor 500 en un estado en el que la película 700 y la pila de celdas de batería 600 están presionadas por el miembro de presión 200, la pila de celdas de batería 600 y la película 700 también se mueven hacia el bastidor 500, y el rodillo giratorio 220 gira en asociación con el movimiento de la película 700. Al hacerlo, se puede relajar la fuerza de fricción entre el miembro de presión 200 y la película 70. La fuente de transmisión de la fuerza motriz 230 está acoplada a la varilla móvil 210 para transmitir una fuerza motriz a la varilla móvil 210. La varilla móvil 210 puede moverse hacia la pila de celdas de batería 600 o alejarse de la pila de celdas de batería 600 mediante la fuerza motriz transmitida desde la fuente de transmisión de la fuerza motriz 230. En este caso, la fuente de transmisión de la fuerza motriz 230 puede proporcionarse de diversas maneras y puede incluir, por ejemplo, diversos motores o cilindros.
El miembro de empuje 300 puede emplear varias plantillas, mecanismos o dispositivos que están adaptados para empujar el bastidor 500 hacia el miembro de soporte 100 para proporcionar una presión al bastidor 500. El miembro de empuje 300, por ejemplo, entra en contacto con la cubierta base 510 del bastidor 500 y la presiona (véase la FIG. 6). Es decir, si la pila de celdas de batería 600 colocada sobre el miembro de soporte 100 se mueve hacia el bastidor 500 de modo que la pila de celdas de batería 600 se inserta en el bastidor 500, el miembro de empuje 300 presiona el bastidor 500 para montar completamente la pila de celdas de batería 600 en el bastidor 500. Por ejemplo, si la pila de celdas de batería 600 se mueve hacia el bastidor 500 en un estado en el que está colocada sobre el miembro de soporte 100 de modo que la pila de celdas de batería 600 se inserta en el bastidor 500, el miembro de empuje 300 empuja la cubierta base 510 del bastidor 500 de modo que la pila de celdas de batería 600 queda completamente montada en el bastidor 500.
Se puede acoplar un miembro de conducción de calor 400 a la pila de celdas de batería 600. Por ejemplo, en referencia a la FIG. 4, el miembro de conducción de calor 400 se puede acoplar a la parte superior de la pila de celdas de batería 600 según la FIG. 4. Si el miembro de conducción de calor 400 está montado en la pila de celdas de batería 600, el miembro de conducción de calor 400 puede interponerse entre el bastidor 500 y la pila de celdas de batería 600. Es decir, dado que no es necesario montar por separado el miembro de conducción de calor 400, el trabajo de montaje se vuelve sencillo y el proceso de montaje se simplifica. En este caso, el miembro de conducción de calor 400 puede incluir varios miembros capaces de descargar el calor generado en la pila de celdas de batería 600, e incluye varios miembros disipadores de calor.
Las FIG. 5 y 6 son diagramas que ilustran un proceso de montaje de la pila de celdas de batería en el bastidor mediante el aparato para montar una celda de batería según una realización de la presente divulgación.
A continuación, se describirá un método de montaje de una celda de batería según una realización de la presente divulgación con referencia a las figuras.
Como se ha descrito anteriormente, se describirá el bastidor 500 en el que se monta la pila de celdas de batería 600 como que incluye una cubierta base 510 y un par de cubiertas laterales 520 que se extienden respectivamente desde ambos extremos de la cubierta base 510.
En primer lugar, con referencia a la FIG. 3, un lado de la película 700 se fija respectivamente al par de cubiertas laterales 520 del bastidor 500. Es decir, se fijan dos películas 700 al par de cubiertas laterales 520, respectivamente. En este caso, la película 700 puede fijarse de diversas maneras y, por ejemplo, la película 700 puede fijarse a la cubierta lateral 520 usando cinta adhesiva de doble cara.
A continuación, en referencia a la FIG. 4, la pila de celdas de batería 600 se coloca sobre el lado superior del miembro de soporte 100 y queda soportada por él. En este caso, el miembro de soporte 100 está dispuesto para ser móvil hacia el bastidor 500.
A continuación, en referencia a la FIG. 4, el otro lado de la película 700 fijada al bastidor 500 se fija a la pila de celdas de batería 600. Así, una cara de la película 700 queda fijada a la cubierta lateral 520 del bastidor 500, y la otra cara de la película 700 queda fijada a la pila de celdas de batería 600.
A continuación, en referencia a la FIG. 5, la varilla móvil 210 acoplada a la fuente de transmisión de la fuerza motriz 230 del miembro de presión 200 se mueve hacia el miembro de soporte 100 en una posición separada del miembro de soporte 100, de modo que el rodillo giratorio 220 del miembro de presión 200 presiona la superficie lateral de la pila de celdas de batería 600 a la que está unido el otro lado de la película 700. Dado que el miembro de presión 200 presiona la superficie lateral de la pila de celdas de batería 600, la pila de celdas de batería 600 puede insertarse suavemente en el bastidor 500.
A continuación, en referencia a la FIG. 6, el miembro de soporte 100 y el bastidor 500 se acercan entre sí. Es decir, el miembro de soporte 100 se mueve hacia el bastidor 500.
A continuación, en referencia a la FIG. 6, la pila de celdas de batería 600 se mueve a lo largo de la película 700 y se inserta en el bastidor 500. En este caso, el miembro de empuje 300 entra en contacto con la cubierta base 510 del bastidor 500 y presiona el bastidor 500 de modo que la pila de celdas de batería 600 quede completamente montada dentro del bastidor 500.
Mientras tanto, la película 700 se interpone entre la cubierta lateral 520 del bastidor 500 y la pila de celdas de batería 600 en un estado en el que está fijada a la cubierta lateral 520 del bastidor 500 y a la pila de celdas de batería 600, y la película 700 no se retira incluso después de que la pila de celdas de batería 600 se haya montado en el bastidor 500. En este caso, dado que la película 700 puede proporcionarse como película aislante 700, no es necesario realizar por separado un recubrimiento aislante o similar en la cubierta lateral 520 del bastidor 500.
Aplicabilidad industrial
La presente divulgación se refiere a un módulo de batería y es particularmente aplicable a una industria relacionada con las baterías secundarias.

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Un módulo de batería que comprende:
una pila de celdas de batería (600);
un bastidor (500) en el que se dispone la pila de celdas de batería (600), incluyendo dicho bastidor (500) una cubierta base (510) y un par de cubiertas laterales (520) que se extienden respectivamente desde ambos extremos de la cubierta base (510); y
una película (700) dispuesta entre la pila de celdas de batería (600) y el bastidor (500), en donde la película (700) tiene una primera cada fijada al bastidor (500) y una segunda cara fijada a la pila de celdas de batería (600).
2. El módulo de batería de la reivindicación 1,
en donde la primera cara de la película (700) está fijada al par de cubiertas laterales (520) del bastidor (500), y la segunda cara de la película (700) está fijada a una superficie lateral de la pila de celdas de batería (600).
3. El módulo de batería según la reivindicación 1,
en donde la película (700) es una película aislante.
4. El módulo de batería según la reivindicación 1,
en donde la primera cada de la película (700) está fijada al bastidor (500) con una cinta adhesiva de doble cara.
5. El módulo de batería según la reivindicación 1,
en donde la segunda cara de la película (700) está fijada a la pila de celdas de batería (600) con una cinta adhesiva de doble cara.
6. El módulo de batería según la reivindicación 1, que comprende además:
un miembro de conducción de calor (400) acoplado a la pila de celdas de batería (600).
7. El módulo de batería según la reivindicación 2, que comprende además:
una segunda película dispuesta entre la pila de celdas de batería (600) y el bastidor (500), en donde la segunda película tiene una primera cara fijada al bastidor (500) y una segunda cara fijada a la pila de celdas de batería (600).
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