ES3040126T3 - Battery cell comprising sealing part having embossed pattern formed - Google Patents

Battery cell comprising sealing part having embossed pattern formed

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ES3040126T3
ES3040126T3 ES22883948T ES22883948T ES3040126T3 ES 3040126 T3 ES3040126 T3 ES 3040126T3 ES 22883948 T ES22883948 T ES 22883948T ES 22883948 T ES22883948 T ES 22883948T ES 3040126 T3 ES3040126 T3 ES 3040126T3
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ES
Spain
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battery cell
sealed portion
embossed pattern
sealing
experimental example
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ES22883948T
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English (en)
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Gyung Soo Kang
Jae Ho Lee
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LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
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    • B29C66/737—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the state of the material of the parts to be joined
    • B29C66/7371—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the state of the material of the parts to be joined oriented or heat-shrinkable
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Abstract

La presente invención se refiere a una celda de batería que comprende una caja de batería tipo bolsa para alojar un conjunto de electrodos. Esta caja tiene una pieza de sellado formada en la periferia exterior que rodea la pieza de recepción del conjunto de electrodos y un patrón en relieve en todas las direcciones. La resistencia del sellado de la celda de batería tipo bolsa puede mejorarse sin necesidad de un proceso de fabricación independiente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Celda de batería que comprende una parte de sellado que tiene formado un patrón en relieve
Sector de la técnica
La presente invención se refiere a una celda de batería que incluye una porción sellada que tiene un patrón en relieve formado en la misma.
De manera más particular, la presente invención se refiere a una celda de batería que incluye una porción sellada que tiene un patrón en relieve formado en la misma, en donde el patrón en relieve está configurado para evitar una fácil liberación de gases de una porción sellada de una celda de batería en forma de bolsa.
Antecedentes de la invención
Se ha utilizado ampliamente una batería secundaria de litio, que pueden cargarse y descargarse, como fuente de energía para dispositivos móviles inalámbricos o dispositivos vestibles, que se llevan puestos sobre el cuerpo, y también se ha utilizado como fuente de energía para vehículos eléctricos y vehículos eléctricos híbridos presentados como alternativas a los vehículos de gasolina y diésel existentes, que contaminan el aire.
Dependiendo del material y de la forma de una carcasa de batería, la batería secundaria de litio puede clasificarse como celda de batería cilíndrica que tiene un conjunto de electrodos montado en una envoltura metálica, celda de batería prismática que tiene un conjunto de electrodos montado en una envoltura metálica o celda de batería en forma de bolsa que tiene un conjunto de electrodos montado en una carcasa de batería constituida por una chapa laminada. La celda de batería en forma de bolsa tiene las ventajas de una fácil deformación y alta densidad de energía.
Para sellar la celda de batería en forma de bolsa, se utiliza un método para presionar una periferia exterior de la carcasa de la batería utilizando un bloque de sellado a alta temperatura para formar una porción sellada. Si se utiliza un método de sellado de este tipo, sin embargo, es fácil que se produzca una liberación de gases de la celda de batería en forma de bolsa cuando aumenta la presión interna de la celda de batería en forma de bolsa.
Por consiguiente, se han ideado métodos para mejorar la capacidad de sellado de la celda de batería en forma de bolsa.
El documento de patente 1 divulga un dispositivo de almacenamiento de potencia configurado de tal manera que, en un recipiente sellado formado por un miembro de revestimiento del dispositivo de almacenamiento de potencia que incluye una capa de lámina metálica, una capa de tratamiento anticorrosión y una capa sellante, que se apilan secuencialmente, una porción de borde en la que las capas de sellante entran en contacto entre sí se sella mediante sellado térmico, y se forma una delgada porción cóncava en la porción de borde.
En el documento de patente 1, la porción delgada se forma en la porción sellada formada por sellado térmico, por lo que la porción de borde se dobla con facilidad.
El documento de patente 2 divulga una batería recubierta con película que incluye una película de revestimiento configurada de tal manera que se apila al menos una capa de resina termofusible y una capa de una delgada película de metal, un elemento de batería está rodeado en un estado en el que la capa de resina termofusible mira hacia dentro, y una porción de unión periférica está fusionada térmicamente para sellar el elemento de batería, en donde al menos una porción doblada está formada en la porción de unión, y el espesor de la porción doblada es menor que el espesor de la porción de unión alrededor de la porción doblada.
En el documento de patente 2, la porción doblada que tiene un espesor relativamente pequeño se forma en la porción de unión de la película de revestimiento, por lo que se evita la formación de grietas en la porción doblada debido a la diferencia en extensión de la película dentro y fuera de la porción de unión.
El documento de patente 3 divulga un dispositivo de sellado para realizar un sellado preliminar, realizándose secuencialmente el sellado preliminar y el sellado principal para sellar una carcasa de batería en forma de bolsa, en donde el dispositivo de sellado incluye una prensa configurada para calentar y presionar una superficie y la otra superficie de una periferia exterior de un miembro laminar para carcasas de batería con el fin de formar una porción sellada preliminar y un par de bloques de sellado, incluyendo, cada una de ellas, una porción de fijación configurada para fijar el miembro de lámina, se forma una protuberancia de sellado en la prensa de modo que sobresalga hacia fuera, y un extremo exterior de la protuberancia de sellado es redondo cuando se observa en sección vertical.
En el documento de patente 3, el sellado preliminar se realiza antes del sellado principal, por lo que se reduce la formación de arrugas en la superficie exterior de una celda de batería.
Sin embargo, los documentos de patente anteriores no sugieren una tecnología capaz de proporcionar con fácilmente una estructura capaz de aumentar la fuerza de sellado de una celda de batería en forma de bolsa y, por lo tanto, existe la necesidad de desarrollar tal tecnología.
Documentos de la técnica anterior
(Documento de patente 1) Publicación de solicitud de patente japonesa n.° 2013-157286 (2013.08.15) (Documento de patente 2) Publicación de solicitud de patente coreana n.° 2006-0064686 (2006.04.18) (Documento de patente 3) Publicación de solicitud de patente coreana n.° 2018-0028714 (2018.03.19)
Además, el documento KR 2011 0006524A proporciona un ejemplo de batería recargable para asegurar la propiedad de sellado en una interfaz de sellado de una chapa laminada que forma una carcasa.
El documento KR 2016 0018389 A proporciona un ejemplo de una batería secundaria adecuada para un dispositivo vestible o un terminal de información portátil.
El documento JP 2004095401 A proporciona un ejemplo de una batería laminada que tiene una parte de sellado que guía el terminal de electrodo por fuera, formada con una forma cóncavo-convexa.
Explicación de la invención
Problema técnico
La presente invención se ha redactado en vista de los problemas anteriores, y un objetivo de la presente invención consiste en proporcionar una celda de batería que incluya una porción sellada que tenga un patrón en relieve formado en la misma de tal manera que una estructura en la que la fuerza de sellado de una porción sellada de una celda de batería en forma de bolsa aumenta sea aplicable utilizando un método simple.
Solución técnica
En las reivindicaciones adjuntas se proporciona una celda de batería de acuerdo con la presente invención para alcanzar el objeto anterior.
Efectos ventajosos
Como se desprende de la descripción anterior, una celda de batería está configurada de tal manera que se forme un patrón en relieve en la totalidad de una porción sellada, por lo que aumenta el área superficial total de la porción sellada. En consecuencia, se puede aumentar el área de contacto entre una carcasa superior y una carcasa inferior y, por lo tanto, puede aumentar la fuerza de sellado de la celda de batería.
Incluso cuando una celda de batería en forma de bolsa se deforma, por lo tanto, es posible evitar la apertura de la porción sellada, e incluso cuando aumenta la presión interna de la celda de batería, es posible impedir que la celda de batería explote.
Además, es posible formar el patrón en relieve en la porción sellada durante un proceso de fabricación de celda de batería convencional y, por lo tanto, no es necesario ampliar las instalaciones de producción.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es una vista en perspectiva de una celda de batería de acuerdo con una primera realización.
La Figura 2 es una vista en perspectiva de una celda de batería de acuerdo con una segunda realización.
La Figura 3 es una vista en sección vertical de una porción sellada de una celda de batería.
La Figura 4 es una vista en sección vertical de un bloque de sellado de acuerdo con una tercera realización. La Figura 5 es una vista en sección vertical de un bloque de sellado de acuerdo con una cuarta realización.
La Figura 6 es una vista que muestra los resultados de la simulación estructural de cantidad de deformación máxima cuando se aplica una presión interna de 0,01 MPa al Ejemplo Experimental 1.
La Figura 7 es una vista que muestra los resultados de la simulación estructural de cantidad de deformación máxima cuando se aplica una presión interna de 0,01 MPa al Ejemplo Experimental 2.
La Figura 8 es una vista que muestra los resultados de la simulación estructural de tensión máxima cuando se aplica una presión interna de 0,01 MPa al Ejemplo Experimental 1.
La Figura 9 es una vista que muestra los resultados de la simulación estructural de tensión máxima cuando se aplica una presión interna de 0,01 MPa al Ejemplo Experimental 2.
La Figura 10 es una vista que muestra los resultados de la simulación estructural de cantidad de deformación máxima cuando se aplica una presión interna de 0,1 MPa al Ejemplo Experimental 1.
La Figura 11 es una vista que muestra los resultados de la simulación estructural de cantidad de deformación máxima cuando se aplica una presión interna de 0,1 MPa al Ejemplo Experimental 2.
La Figura 12 es una vista que muestra los resultados de la simulación estructural de tensión máxima cuando se aplica una presión interna de 0,1 MPa al Ejemplo Experimental 1.
La Figura 13 es una vista que muestra los resultados de la simulación estructural de tensión máxima cuando se aplica una presión interna de 0,1 MPa al Ejemplo Experimental 2.
Realización preferente de la invención
Ahora bien, las realizaciones preferidas de la presente invención se describirán en detalle con referencia a los dibujos adjuntos, de modo que las realizaciones preferidas de la presente invención puedan ser fácilmente implementadas por un experto en la materia a la que pertenece la presente invención. Al describir en detalle el principio de funcionamiento de las realizaciones preferidas de la presente invención, sin embargo, se omitirá una descripción detallada de las funciones y configuraciones conocidas incorporadas en el presente documento cuando las mismas puedan oscurecer la materia objeto de la presente invención.
Además, se utilizarán los mismos números de referencia a lo largo de todos los dibujos para referirse a piezas que realizan funciones u operaciones similares. En caso de que se diga que una pieza está conectada a otra pieza en la memoria descriptiva, no solo puede esa una pieza estar conectada directamente a la otra pieza, sino que, también, una pieza puede estar conectada indirectamente a la otra pieza a través de una pieza adicional. Además, que cierto elemento esté incluido no significa que otros elementos estén excluidos, sino que significa que tales elementos pueden incluirse además a menos que se indique lo contrario.
También, en la descripción de la invención y las reivindicaciones de la presente solicitud, se pretende que las formas singulares incluyan formas plurales a menos que se mencione lo contrario.
También, en la descripción de la invención y las reivindicaciones de la presente solicitud, "o" incluye "y" a menos que se mencione lo contrario. Por lo tanto, "que incluye A o B" se refiere a tres casos, a saber, el caso que incluye A, el caso que incluye B y el caso que incluye A y B.
Las realizaciones de la presente invención se describirán en detalle con referencia a los dibujos adjuntos.
La Figura 1 es una vista en perspectiva de una celda de batería de acuerdo con una primera realización.
La celda de batería 100 es una celda de batería en forma de bolsa que incluye una carcasa de batería en forma de bolsa 110 constituida por una chapa laminada. La carcasa de batería en forma de bolsa 110 incluye una carcasa superior 111 que tiene una porción de recepción 114 de un conjunto de electrodos configurada para recibir un conjunto de electrodos formado dentro de la misma y una carcasa inferior 112 ubicada debajo de la carcasa superior 111.
La carcasa de la batería puede estar constituida por una chapa laminada configurada de tal manera que una capa de resina exterior, una capa de metal que bloquea el aire y la humedad y una capa de resina interior termofusible estén apiladas.
Se requiere que la capa de resina externa presente una excelente tolerancia a un entorno externo y, por lo tanto, son necesarias una resistencia a la tracción y una resistencia a la intemperie superiores a las predeterminadas. Por ejemplo, la capa de resina exterior puede incluir naftalato de polietileno (PEN), tereftalato de polietileno (PET) o nailon orientado.
La capa metálica puede estar constituida de aluminio (Al) o una aleación de aluminio para presentar una función de mejor resistencia de la carcasa de la batería además de una función de prevención de introducción de cuerpos extraños, tales como gases y humedad o fugas de una solución electrolítica.
Se puede utilizar como capa de resina interna una resina polimérica que presenta fusibilidad térmica, tiene baja higroscopicidad a la solución electrolítica y no se expande ni erosiona con la solución electrolítica. Por ejemplo, la capa de resina interna puede estar constituida por una película de polipropileno fundido (CPP).
La carcasa superior 111 y la carcasa inferior 112 entran en contacto entre sí en las periferias exteriores de las mismas, que rodean la porción de recepción del conjunto de electrodos. Cuando las periferias exteriores se calientan y presionan, la capa de resina interior de la carcasa superior y la capa de resina interior de la carcasa inferior se funden y se acoplan entre sí para formar una porción sellada 115.
En la celda de batería 100, la carcasa superior 111 y la carcasa inferior 112 están conectadas entre sí, y la porción sellada 115 está formada en tres direcciones de las periferias exteriores de la misma excluyendo una porción doblada.
Es decir, la porción sellada formada en los tres lados de las periferias exteriores incluye porciones selladas en la dirección de la anchura total (W), ubicadas en extremos opuestos de la celda de batería, y una porción sellada en la dirección de la longitud total (H), y se forma un patrón en relieve 116 en todas las porciones selladas.
El patrón en relieve 116 se puede formar en todas las porciones selladas para que tengan tamaños uniformes. En una realización que no es conforme a la invención, está dispuesto a intervalos regulares de tal manera que todas las porciones selladas tengan la misma fuerza de sellado.
De acuerdo con la invención, dado que la presión interna aumenta en gran medida sobre todo en una parte intermedia en la dirección de la longitud total de la porción sellada en la dirección de la longitud total (H), el patrón en relieve se forma en la parte intermedia en dirección de la longitud total a intervalos más pequeños.
Como alternativa, los cables de electrodo 120 se extienden hacia fuera desde la carcasa de batería en las porciones selladas en dirección de la anchura total (W), y la fuerza de sellado en las partes de las que sobresalen los cables de electrodo 120 se reduce aún más. Para evitar la reducción de la fuerza de sellado en las partes de las que sobresalen los cables de electrodo 120, por lo tanto, el patrón en relieve formado en las porciones selladas en direcciones en las que sobresalen los cables de electrodo 120 puede formarse a intervalos más pequeños que el patrón en relieve formado en la porción sellada en una dirección en la que los cables de electrodo 120 no sobresalen. De igual manera, esta construcción también puede aplicarse a una celda de batería unidireccional configurada de tal manera que los cables de electrodo sobresalgan de una porción sellada en una dirección.
El patrón en relieve formado en la celda de batería 100 generalmente tiene una forma cilíndrica y una forma circular cuando se observa en planta. Sin embargo, la forma del patrón en relieve no está particularmente restringida, siempre que sea posible aumentar el área de adhesión entre la carcasa superior y la carcasa inferior. Por ejemplo, la sección vertical del patrón en relieve puede ser poligonal, semicircular o semielíptica.
En la presente invención, el patrón en relieve se forma para aumentar el área de adhesión de la carcasa de batería en la porción sellada. El patrón en relieve se puede formar de tal manera que las partes en relieve, vistas desde arriba de la porción sellada, son partes rebajadas, vistas desde abajo de la porción sellada, y de tal manera que las partes rebajadas, vistas desde arriba de la porción sellada, son partes en relieve, vistas desde abajo de la porción sellada.
La Figura 2 es una vista en perspectiva de una celda de batería de acuerdo con una segunda realización.
Con referencia a la Figura 2, una carcasa superior 211 y una carcasa inferior 212 que constituyen una carcasa de batería 210 en forma de bolsa de la celda de batería 200 se muestran separadas entre sí para facilitar la descripción; sin embargo, la carcasa superior 211 y la carcasa inferior 212 se ponen en estrecho contacto entre sí por fusión térmica.
La celda de batería 200 está configurada para tener una estructura en la que se forma una porción de recepción 214 de un conjunto de electrodos en cada una de la carcasa superior 211 y la carcasa inferior 212 para recibir un conjunto de electrodos bidireccional que tiene cables de electrodos 220 que sobresalen en direcciones opuestas, que puede ser más adecuada para fabricar una celda de batería de alta capacidad.
La celda de batería 200 difiere en forma de un patrón en relieve de la celda de batería 100. Específicamente, el patrón en relieve 216 generalmente tiene una forma de prisma cuadrangular y una forma cuadrangular cuando se observa en planta. Además, el patrón en relieve 216 se forma hasta el extremo de la porción sellada. En consecuencia, el área de adhesión entre la carcasa superior 211 y la carcasa inferior 212 en la porción sellada 215 puede ser más ancha, por lo que la fuerza de sellado puede mejorar aún más.
Al mismo tiempo, la celda de batería 200 está configurada de tal manera que el patrón en relieve formado en la porción sellada en dirección de la anchura total (W) y el patrón en relieve formado en la porción sellada en dirección de la longitud total (H) difieren entre sí en tamaño e intervalo. En consecuencia, es posible establecer libremente el tamaño y el intervalo del patrón en relieve para garantizar la fuerza de sellado deseada.
Una descripción de la celda de batería 100 puede aplicarse igualmente a las otras partes de la celda de batería 200 y, por lo tanto, se omitirá una descripción detallada de la misma.
La Figura 3 es una vista en sección vertical de una porción sellada de una celda de batería.
Con referencia a la Figura 3, se muestran tres tipos de patrones en relieve. Para facilitar la comprensión, la carcasa superior 211 y la carcasa inferior 212 se muestran separadas entre sí; sin embargo, estas carcasas se ponen en estrecho contacto entre sí sin estar separadas entre sí para formar una porción sellada.
El patrón en relieve mostrado en la sección (a) de la Figura 3 está configurado de tal manera que las formas poligonales vistas en sección vertical se forman a intervalos regulares que tienen tamaños uniformes, de tal manera que las partes en relieve, vistas desde arriba de la porción sellada, son partes rebajadas vistas desde abajo de la porción sellada, y de tal manera que las partes rebajadas, vistas desde arriba de la porción sellada, son partes en relieve, vistas desde abajo de la porción sellada.
El patrón en relieve mostrado en la sección (b) de la Figura 3 está configurado de tal manera que las formas poligonales vistas en sección vertical se forman a intervalos regulares que tienen tamaños regulares, de tal manera que los relieves y rebajes se repitan alternadamente vistos desde arriba de la porción sellada, y de tal manera que los rebajes y rebajes se repitan alternadamente, vistos desde abajo de la porción sellada, en posiciones correspondientes a los relieves y los rebajes.
El patrón en relieve mostrado en la sección (c) de la Figura 3 está configurado de tal manera que las formas semicirculares vistas en sección vertical se forman a intervalos regulares que tienen tamaños regulares, de tal manera que las formas semicirculares son relieves, vistas desde arriba de la porción sellada, y de tal manera que las formas semicirculares son rebajes, vistas desde abajo de la porción sellada.
El patrón en relieve de acuerdo con la presente invención no se limita a las formas mostradas en la Figura 3, y el patrón en relieve se puede formar en varios intervalos mientras aún teniendo varias formas.
La Figura 4 es una vista en sección vertical de un bloque de sellado de acuerdo con una tercera realización.
Con referencia a la Figura 4, el bloque de sellado de acuerdo con la tercera realización es adecuado para formar el patrón en relieve mostrado en la sección (a) de la Figura 3. El bloque de sellado de acuerdo con la tercera realización incluye un bloque de sellado superior 310 dispuesto encima de una porción sellada de una celda de batería en forma de bolsa y un bloque de sellado inferior 320 dispuesto debajo de la porción sellada de la celda de batería en forma de bolsa.
El bloque de sellado superior 310 y el bloque de sellado inferior 320 están configurados para ensamblarse entre sí en posiciones en las que el bloque de sellado superior y el bloque de sellado inferior se corresponden entre sí. Los rebajes cóncavos 340 se forman basándose en una superficie de sellado 301, y las protuberancias convexas 330 se forman basándose en la superficie de sellado 301.
Cuando la porción sellada de la celda de batería en forma de bolsa se dispone entre el bloque de sellado superior 310 y el bloque de sellado inferior 320 y la porción sellada se presiona y calienta, se forma el patrón en relieve mostrado en la sección (a) de la Figura 3. Las protuberancias 330 pueden sobresalir hacia la porción sellada de la celda de batería en forma de bolsa.
La Figura 5 es una vista en sección vertical de un bloque de sellado de acuerdo con una cuarta realización.
Con referencia a la Figura 5, el bloque de sellado de acuerdo con la cuarta realización es adecuado para formar el patrón en relieve mostrado en la sección (b) de la Figura 3. El bloque de sellado de acuerdo con la cuarta realización incluye un bloque de sellado superior 410 dispuesto encima de una porción sellada de una celda de batería en forma de bolsa y un bloque de sellado inferior 420 dispuesto debajo de la porción sellada de la celda de batería en forma de bolsa.
El bloque de sellado superior 410 y el bloque de sellado inferior 420 están configurados para ensamblarse entre sí en posiciones en las que el bloque de sellado superior y el bloque de sellado inferior se corresponden entre sí. Los rebajes cóncavos 440 se forman basándose en una superficie de sellado 401, y las protuberancias convexas 430 se forman basándose en la superficie de sellado 401.
Las protuberancias 430 están configuradas de tal manera que las porciones que sobresalen hacia arriba, hacia la porción sellada de la celda de batería en forma de bolsa, y las porciones que sobresalen hacia abajo, hacia la porción sellada de la celda de batería en forma de bolsa, están dispuestas repetidamente de manera alternada, y los rebajes 440 se forman en los bloques de sellado que están enfrentados entre sí para ensamblarse con las protuberancias 430.
En la celda de batería de acuerdo con la presente invención, aumenta la fuerza de sellado de la porción sellada. En un módulo de batería que incluye la celda de batería como unidad de batería, por lo tanto, la celda de batería puede no liberar gases incluso con una mayor presión interna. En consecuencia, se puede mejorar la seguridad del módulo de baterías.
En lo sucesivo en el presente documento, la presente invención se describirá con referencia a ejemplos. Estos ejemplos se proporcionan únicamente para una comprensión más fácil
Ejemplo experimental 1
Se preparó una celda de batería en forma de bolsa y se selló una periferia exterior de la celda de batería en forma de bolsa, de tal manera que se formara un patrón en relieve en la totalidad de la porción sellada.
Ejemplo experimental 2
Se preparó una celda de batería en forma de bolsa y se selló una periferia exterior de la celda de batería en forma de bolsa, de tal manera que la porción sellada fuera plana.
Cantidad de deformación máxima y medición de tensión máxima 1
Se midió la cantidad de deformación máxima y la tensión máxima de cada una de las celdas de batería fabricadas de acuerdo con el Ejemplo Experimental 1 y el Ejemplo Experimental 2 mientras se les aplicaba una presión interna de 0,01 MPa. Los resultados de la simulación estructural de cantidad de deformación máxima del Ejemplo Experimental 1 se muestran en la Figura 6, y los resultados de la simulación estructural de cantidad de deformación máxima del Ejemplo Experimental 2 se muestran en la Figura 7. Además, los resultados de la simulación estructural de tensión máxima del Ejemplo Experimental 1 se muestran en la Figura 8, y los resultados de la simulación estructural de tensión máxima del Ejemplo Experimental 2 se muestran en la Figura 9.
La simulación estructural se realizó utilizando Meshfree, que es una herramienta CAE (por sus siglas en inglés de "Computer-Aided Engineering" o ingeniería asistida por ordenador), desarrollada por Midas IT Co., Ltd. Las formas tridimensionales se implementaron utilizando SolidWorks, que es un programa de CAD (por sus siglas en inglés de "Computer-Aided Design" o diseño asistido por ordenador), y luego se realizó una simulación estructural en las formas respectivas utilizando Meshfree.
Con referencia a las Figuras. 6 y 7, la cantidad de deformación máxima del Ejemplo Experimental 1 es de aproximadamente 0,03 mm, y la cantidad de deformación máxima del Ejemplo Experimental 2 es de aproximadamente 0,04 mm.
Con referencia a las Figuras. 8 y 9, la tensión máxima del Ejemplo Experimental 1 es de aproximadamente 8,8 N/mm2, y la tensión máxima del Ejemplo Experimental 2 es de aproximadamente 11,3 N/mm2.
Ejemplo experimental 1, en el que el patrón en relieve se formó en la totalidad de la porción sellada, presentó una cantidad de deformación máxima menor que la cantidad de deformación máxima del Ejemplo Experimental 2, en el que la porción sellada era plana y, por lo tanto, se puede ver que la celda de batería en forma de bolsa, que tiene el patrón en relieve formado en la totalidad de la porción sellada de la misma, tiene una estructura más dura que tiene una pequeña cantidad de deformación con respecto a un aumento de presión interna.
Además, cuando se aplicó la misma presión interna, se midió que la tensión máxima del Ejemplo Experimental 1 era menor que la tensión máxima del Ejemplo Experimental 2. En consecuencia, se puede ver que la celda de batería en forma de bolsa que tiene el patrón en relieve formado en la totalidad de la porción sellada de la misma es capaz de soportar una mayor presión interna.
De los resultados anteriores se puede deducir que, cuando el patrón en relieve se forma en la totalidad de la porción sellada de la celda de batería en forma de bolsa, aumenta la fuerza de sellado.
Cantidad de deformación máxima y medición de tensión máxima 2
Se midió la cantidad de deformación máxima y la tensión máxima de cada una de las celdas de batería fabricadas de acuerdo con el Ejemplo Experimental 1 y el Ejemplo Experimental 2 mientras se les aplicaba una presión interna de 0,1 MPa. Los resultados de la simulación estructural de cantidad de deformación máxima del Ejemplo Experimental 1 se muestran en la Figura 10, y los resultados de la simulación estructural de cantidad de deformación máxima del Ejemplo Experimental 2 se muestran en la Figura 11. Además, los resultados de la simulación estructural de tensión máxima del Ejemplo Experimental 1 se muestran en la Figura 12, y los resultados de la simulación estructural de tensión máxima del Ejemplo Experimental 2 se muestran en la Figura 13.
La simulación estructural se realizó utilizando el mismo método que con la cantidad de deformación máxima y la medición de tensión máxima 1.
Con referencia a las Figuras 10 a 13, la cantidad de deformación máxima del Ejemplo Experimental 1 es de aproximadamente 0,25 mm, y la cantidad de deformación máxima del Ejemplo Experimental 2 es de aproximadamente 0,37 mm. La tensión máxima del Ejemplo Experimental 1 es de aproximadamente 84 N/mm2, y la tensión máxima del Ejemplo Experimental 2 es de aproximadamente 111 N/mm2.
Ejemplo experimental 1, en el que el patrón en relieve se formó en la totalidad de la porción sellada, presentó una cantidad de deformación máxima y una tensión máxima más pequeña que la cantidad de deformación máxima y tensión máxima del Ejemplo Experimental 2, en el que la porción sellada era plana.
Cuando el patrón en relieve se forma en la totalidad de la porción sellada de la celda de batería en forma de bolsa, por lo tanto, la celda de batería en forma de bolsa puede tener una estructura más dura y la fuerza de sellado puede mantenerse incluso cuando la presión interna aumenta mucho más.
Un experto en la materia a la que pertenece la presente invención apreciará que son posibles diversas aplicaciones y modificaciones basándose en la descripción anterior.
Descripción de los símbolos de referencia
100, 200: Celdas de batería
110, 210: Carcasas de batería en forma de bolsa
111, 211: Carcasas superiores
112, 212: Carcasas inferiores
114, 214: Porciones de recepción del conjunto de electrodos
115, 215: Porciones selladas
116, 216: Patrones en relieve
120, 220: Cables de electrodo
301, 401: Superficies de sellado
310, 410: Bloques de sellado superior
320, 420: Bloques de sellado inferior
330, 430: Protuberancias
340, 440: Rebajes
H: Dirección de longitud total
W: Dirección de anchura total

Claims (5)

REIVINDICACIONES
1. Una celda de batería (100) que comprende una carcasa de batería en forma de bolsa (110) configurada para recibir un conjunto de electrodos dentro de la misma, en donde
la carcasa de batería en forma de bolsa incluye una porción sellada (115) provista en una periferia exterior de la misma que rodea una porción de recepción de un conjunto de electrodos, y
se forma un patrón en relieve (116) en la porción sellada en todas las direcciones,
caracterizada por quelos intervalos del patrón en relieve formado en la porción sellada en una dirección en la que sobresale un cable de electrodo (120) se forman a intervalos más pequeños que los intervalos del patrón en relieve formado en la porción sellada en una dirección en la que no sobresale ningún cable de electrodo.
2. La celda de batería de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el patrón en relieve se forma de tal manera que los relieves, vistos desde arriba de la porción sellada, son rebajes, vistos desde abajo de la porción sellada, y de tal manera que los rebajes, vistos desde arriba de la porción sellada, son relieves, vistos desde debajo de la porción sellada.
3. La celda de batería de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el patrón en relieve se forma de tal manera que los relieves y los rebajes se repiten alternadamente, vistos desde arriba de la porción sellada.
4. La celda de batería de acuerdo con la reivindicación 1, en donde una sección vertical del patrón en relieve es poligonal, semicircular o semielíptica.
5. Un módulo de batería que comprende la celda de batería de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 como unidad de batería.
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