ES3045146T3 - Battery cell and battery cell manufacturing apparatus for manufacturing same - Google Patents

Battery cell and battery cell manufacturing apparatus for manufacturing same

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ES3045146T3
ES3045146T3 ES22837984T ES22837984T ES3045146T3 ES 3045146 T3 ES3045146 T3 ES 3045146T3 ES 22837984 T ES22837984 T ES 22837984T ES 22837984 T ES22837984 T ES 22837984T ES 3045146 T3 ES3045146 T3 ES 3045146T3
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Sang-Hun Kim
Min-Hyeong Kang
Hyung-Kyun Yu
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Abstract

Una celda de batería, según una realización de la presente invención, comprende: una caja de batería que incluye una parte de recepción donde se monta un conjunto de electrodos y una parte de sellado con una estructura cuya circunferencia exterior ha sido sellada; un cable de electrodo conectado eléctricamente a una pestaña de electrodo incluida en el conjunto de electrodos y que sobresale de la caja de batería a través de la parte de sellado; y una película de plomo ubicada en una porción correspondiente a la parte de sellado de al menos una de las partes superior e inferior del cable de electrodo, donde la película de plomo incluye una primera parte escalonada que sobresale en dirección opuesta a la dirección hacia el cable de electrodo, la parte de sellado incluye una segunda parte escalonada que rodea la superficie exterior de la primera parte escalonada, y una parte inductora de descarga de gas se inserta en la primera parte escalonada. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Celda de batería y aparato de fabricación de celda de batería para fabricar la misma
[0003] Sector de la técnica
[0004] La presente descripción se refiere a una celda de batería y a un aparato de fabricación de celda de batería para fabricar la misma y, más en particular, a una celda de batería con una emisión externa mejorada del gas generado en la celda de batería mientras mejora la resistencia de sellado y la seguridad, y a un aparato de fabricación de celda de batería para fabricar la misma. La presente solicitud reivindica prioridad con respecto a la Solicitud de Patente Coreana n.° 10-2021-0088727 presentada el 6 de julio de 2021, y a la Solicitud de Patente Coreana n.° 10­ 2022-0081997 presentada el 4 de julio de 2022 en la República de Corea.
[0005] Antecedentes de la invención
[0006] A medida que el desarrollo de la tecnología y la demanda de dispositivos móviles aumentan, aumenta rápidamente la demanda de baterías secundarias como fuente de energía. En particular, las baterías secundarias son de gran interés como fuentes de energía no solo para dispositivos móviles como, por ejemplo, teléfonos móviles, cámaras digitales, ordenadores portátiles y dispositivos ponibles, sino también para dispositivos de potencia como, por ejemplo, bicicletas eléctricas, vehículos eléctricos y vehículos eléctricos híbridos.
[0007] Dependiendo de la forma de una caja de batería, estas baterías secundarias se clasifican en una batería cilíndrica y una batería prismática en las cuales un conjunto de electrodos se incluye en una lata metálica cilíndrica o prismática, y una batería tipo bolsa en la cual el conjunto de electrodos se incluye en una caja tipo bolsa de una hoja laminada de aluminio. Aquí, el conjunto de electrodos incluido en la caja de batería es un elemento de potencia que incluye un electrodo positivo, un electrodo negativo y un separador interpuesto entre el electrodo positivo y el electrodo negativo, y capaz de cargarse y descargarse, y se clasifica en un tipo de lámina enrollada en el cual electrodos positivos y negativos tipo hoja larga recubiertos con un material activo se enrollan con un separador interpuesto entre los mismos, y un tipo pila en el cual múltiples electrodos positivos y negativos se apilan secuencialmente con un separador interpuesto entre los mismos.
[0008] Entre ellas, en particular, una batería tipo bolsa en la cual un conjunto de electrodos tipo pila o tipo pila/plegable se incluye en una caja de batería tipo bolsa hecha de una hoja laminada de aluminio se está usando cada vez más debido a su bajo coste de fabricación, peso ligero, y fácil modificación.
[0009] La FIG. 1 es una vista superior que muestra una celda de batería convencional. La FIG. 2 es una vista en sección transversal, tomada a lo largo del eje a-a' de la FIG. 1.
[0010] Con referencia a las FIGS. 1 y 2, una celda 10 de batería convencional incluye una caja 20 de batería que tiene una porción 21 de alojamiento en la cual se monta un conjunto 11 de electrodos, y una porción 25 de sellado formada sellando una periferia exterior de la misma. Además, la celda 10 de batería incluye un conductor 30 de electrodos eléctricamente conectado a una lengüeta 15 de electrodo incluida en el conjunto 11 de electrodos y que sobresale de la caja 20 de batería a través de la porción 25 de sellado, y una película 40 de conductor se ubica entre las porciones superior e inferior del conductor 30 de electrodos y la porción 25 de sellado.
[0011] Sin embargo, dado que la densidad energética de la celda de batería ha aumentado en los últimos años, existe el problema de que la cantidad de gas generado dentro de la celda de batería también aumenta. En el caso de la celda 10 de batería convencional, un componente capaz de descargar el gas generado dentro de la celda de batería no se incluye, de modo que puede ocurrir una ventilación que rompa la caja 20 de batería debido a la generación de gas en el almacenamiento a largo plazo. Además, la humedad puede penetrar la celda de batería dañada por la ventilación, lo cual puede provocar reacciones secundarias, y existe el problema de que el rendimiento de la batería se deteriora y se genera gas adicional. Por consiguiente, existe una necesidad creciente de desarrollar una celda de batería con emisión externa mejorada del gas generado dentro de la celda de batería.
[0012] El documento KR 101 904587 B1 se refiere a una celda de batería en la cual se construye un tubo de descarga de gas y a un método para fabricar la misma. El documento JP 2005 038707 A se refiere a un material de sellado de lengüeta de electrodo usado cuando una batería de iones de litio se empaqueta con un material exterior. El documento KR 101947149 B1 se refiere a un dispositivo de sellado para una caja de batería con área de aplicación de calor y presión aumentada.
[0013] Explicación de la invención
[0014] Problema técnico
[0015] La presente descripción está dirigida a proveer una celda de batería con emisión externa mejorada del gas generado dentro de la celda de batería mientras mejora la resistencia de sellado y la seguridad, y un aparato de fabricación de celda de batería para fabricar la misma.
[0016] El objeto a resolver por la presente descripción no está limitado al objeto descrito más arriba, y los objetos no descritos aquí pueden comprenderse claramente por las personas con experiencia en la técnica a partir de la presente memoria descriptiva y de los dibujos anexos.
[0017] Solución técnica
[0018] En un aspecto de la presente descripción, se provee una celda de batería, que comprende: una caja de batería que tiene una porción de alojamiento en la cual se monta un conjunto de electrodos, y una porción de sellado formada sellando una periferia exterior de la misma; un conductor de electrodos conectado eléctricamente a una lengüeta de electrodo incluida en el conjunto de electrodos y que sobresale de la caja de batería a través de la porción de sellado; y una película de conductor ubicada en una porción correspondiente a la porción de sellado en al menos una de una porción superior y una porción inferior del conductor de electrodos, en donde la película de conductor incluye una primera porción escalonada que sobresale en una dirección opuesta al conductor de electrodos, la porción de sellado incluye una segunda porción escalonada que rodea una superficie exterior de la primera porción escalonada, y una unidad de guía de descarga de gas se inserta en la primera porción escalonada.
[0019] Un primer escalón de la primera porción escalonada y un segundo escalón de la segunda porción escalonada tienen un tamaño correspondiente a una altura de la unidad de guía de descarga de gas, respectivamente.
[0020] El primer escalón y el segundo escalón pueden tener el mismo tamaño.
[0021] La unidad de guía de descarga de gas puede ubicarse en un centro del conductor de electrodos en base a una dirección de ancho de la película de conductor.
[0022] La unidad de guía de descarga de gas puede extenderse a lo largo de una dirección sobresaliente del conductor de electrodos, y un extremo de la unidad de guía de descarga de gas adyacente a un lado exterior de la caja de batería puede estar rodeado por la película de conductor.
[0023] Un extremo de la unidad de guía de descarga de gas adyacente a un lado interior de la caja de batería puede exponerse dentro de la caja de batería. Una trayectoria de descarga de gas puede formarse en una interfaz entre la unidad de guía de descarga de gas y la película de conductor.
[0024] Una fuerza adhesiva entre la unidad de guía de descarga de gas y la película de conductor puede ser menor que al menos una de una fuerza adhesiva entre la película de conductor y el conductor de electrodos y una fuerza adhesiva entre la película de conductor y la porción de sellado.
[0025] La unidad de guía de descarga de gas puede ser una capa de película hecha de al menos uno de poliimida y tereftalato de polietileno.
[0026] La unidad de guía de descarga de gas puede ser una capa de recubrimiento hecha de resina líquida.
[0027] La unidad de guía de descarga de gas puede incluir además un materialgetterque contiene al menos uno de óxido de calcio (CaO), cloruro de litio (LiCl), sílice (SiO<2>), óxido de bario (BaO), bario (Ba), y calcio (Ca).
[0028] La segunda porción escalonada puede formarse para tener un espesor uniforme.
[0029] La unidad de guía de descarga de gas puede ubicarse en el conductor de electrodos, y una capa adhesiva puede formarse entre la unidad de guía de descarga de gas y el conductor de electrodos.
[0030] Una fuerza adhesiva entre la unidad de guía de descarga de gas y la película de conductor puede ser menor que al menos una de una fuerza adhesiva entre la capa adhesiva y la unidad de guía de descarga de gas y una fuerza adhesiva entre la capa adhesiva y el conductor de electrodos.
[0031] La capa adhesiva puede estar hecha de una cinta adhesiva o de un aglutinante adhesivo.
[0032] La película de conductor puede tener permeabilidad al gas de 20 Barrer a 60 Barrer a 60 °C.
[0033] La película de conductor puede tener una cantidad de penetración de humedad de 0,02 g a 0,2 g durante 10 años a 25 °C, 50 % RH.
[0034] La unidad de guía de descarga de gas puede tener una permeabilidad al gas de 40 Barrer o más a 60 °C.
[0035] En otro aspecto de la presente descripción, también se provee un aparato de fabricación de celda de batería, que comprende una herramienta de sellado configurada para sellar la porción de sellado, el conductor de electrodos, y la película de conductor juntos, en donde la herramienta de sellado incluye una tercera porción escalonada formada cóncavamente en una dirección opuesta a la porción de sellado, y la tercera porción escalonada rodea la superficie exterior de la primera porción escalonada, la segunda porción escalonada se ubica entre la tercera porción escalonada y la superficie exterior de la primera porción escalonada.
[0036] Un primer escalón de la primera porción escalonada, un segundo escalón de la segunda porción escalonada, y un tercer escalón de la tercera porción escalonada pueden tener un tamaño correspondiente a una altura de la unidad de guía de descarga de gas, respectivamente.
[0037] El primer escalón al tercer escalón pueden tener el mismo tamaño.
[0038] Efectos ventajosos
[0039] Según las realizaciones, la presente descripción provee una celda de batería en la cual una porción escalonada se forma en una película de conductor y una porción de sellado, respectivamente, y un aparato de fabricación de celda de batería para fabricar la misma y, por consiguiente, es posible mejorar la emisión externa del gas generado dentro de la celda de batería, mientras se mejoran la resistencia de sellado y la seguridad.
[0040] De manera específica, según un aspecto de la presente descripción, una trayectoria de descarga de gas puede formarse en la interfaz entre la unidad de guía de descarga de gas y la película de conductor, de modo que el gas en la celda de batería puede descargarse efectivamente al exterior, mientras se garantiza un proceso de fabricación relativamente fácil.
[0041] Según otro aspecto de la presente descripción, aunque la primera porción escalonada se forma en la película de conductor, la porción de sellado también tiene una segunda porción escalonada formada en una ubicación correspondiente a la primera porción escalonada, la resistencia de sellado entre la porción de sellado y la película de conductor puede mejorarse. Además, según la alta resistencia de sellado entre la porción de sellado y la película de conductor, también puede aumentarse la presión de ventilación cuando el gas generado en la celda de batería se descarga al exterior, y también puede mejorarse la seguridad.
[0042] Según otro aspecto de la presente descripción, al ajustar la forma de la unidad de guía de descarga de gas, es posible controlar el rendimiento de descarga de gas de la unidad de guía de descarga de gas y la durabilidad y hermeticidad de la película de conductor. Además, si fuera necesario, al cambiar la forma de la unidad de guía de descarga de gas, es posible simplificar el proceso de fabricación y reducir el coste.
[0043] Según otro aspecto de la presente descripción, al establecer la permeabilidad al gas y la cantidad de penetración de humedad de la película de conductor dentro de un rango predeterminado, se puede evitar de manera más eficaz la penetración de humedad del exterior mientras se descarga el gas generado dentro de la celda de batería.
[0044] Según otro aspecto de la presente descripción, puede proveerse un aparato de fabricación de celda de batería capaz de fabricar una celda de batería en la cual una primera porción escalonada se forma en la película de conductor y la porción de sellado también tiene una segunda porción escalonada formada en una ubicación correspondiente a la primera porción escalonada. Según este aparato de fabricación de celda de batería, dado que la celda de batería puede fabricarse sin formar una porción de sellado excesivo en la porción de sellado, cuando se forma la porción de sellado excesivo, es posible evitar que se reduzca la resistencia de sellado entre la porción de sellado excesivo y la película de conductor. Dado que la resistencia de sellado entre la porción de sellado y la película de conductor puede mantenerse alta, la presión de ventilación cuando el gas generado en la celda de batería se descarga al exterior puede también aumentarse, de modo que es posible fabricar una celda de batería con seguridad mejorada.
[0045] El efecto de la presente descripción no está limitado a los efectos anteriores, y los efectos no descritos en la presente memoria se comprenderán claramente por las personas con experiencia en la técnica a partir de esta memoria descriptiva y de los dibujos anexos.
[0046] Breve descripción de los dibujos
[0047] La FIG. 1 es una vista superior que muestra una celda de batería convencional.
[0048] La FIG. 2 es una vista en sección transversal, tomada a lo largo del eje a-a' de la FIG. 1.
[0049] La FIG. 3 es una vista superior que muestra una celda de batería según una realización de la presente descripción. La FIG. 4 es una vista ampliada que muestra una región de línea de cadena de dos puntos de la FIG.3.
[0050] La FIG. 5 es una vista en sección transversal, tomada a lo largo del eje B-B' de la FIG. 4.
[0051] La FIG. 6 es una vista en sección transversal, tomada a lo largo del eje A-A de la FIG. 3.
[0052] La FIG 7 muestra varias formas de una unidad de guía de descarga de gas.
[0053] La FIG 8 es una vista ampliada que muestra una región de línea de cadena de dos puntos de la FIG. 6.
[0054] La FIG 9 es una vista que muestra una trayectoria de descarga de gas formada en una interfaz entre una película de conductor y la unidad de guía de descarga de gas de la FIG 8.
[0055] La FIG. 10 es una vista en sección transversal que muestra una celda de batería según otra realización de la presente descripción, tomada a lo largo del eje B-B' de la FIG. 4.
[0056] La FIG. 11 es una vista en sección transversal que muestra la celda de batería que tiene la sección transversal de la FIG. 10, tomada a lo largo del eje A-A' de la FIG. 3.
[0057] La FIG 12 es una vista ampliada que muestra una región de línea de cadena de dos puntos de la FIG. 11.
[0058] La FIG 13 es un diagrama que muestra una trayectoria de descarga de gas formada en la interfaz entre la película de conductor y la unidad de guía de descarga de gas de la FIG. 12.
[0059] La FIG. 14 es un diagrama que muestra un aparato de fabricación de celda de batería según otra realización de la presente descripción, y una celda de batería fabricada a través del mismo.
[0060] La FIG. 15 es un diagrama que muestra un aparato de fabricación de celda de batería según un ejemplo comparativo y una celda de batería fabricada a través del mismo.
[0061] Realización preferente de la invención
[0062] En lo sucesivo, con referencia a los dibujos anexos, varias realizaciones de la presente descripción se describirán en detalle para implementarse fácilmente por las personas con experiencia en la técnica. La presente descripción puede implementarse mediante varias formas diferentes y no está limitada a las realizaciones descritas en la presente memoria.
[0063] Con el fin de explicar claramente la presente descripción, se omiten las partes irrelevantes para la descripción, y componentes idénticos o similares se denotan con los mismos signos de referencia a lo largo de la memoria descriptiva.
[0064] Además, dado que el tamaño y el espesor de cada componente mostrado en los dibujos se expresan de forma arbitraria en aras de la descripción, la presente descripción no se encuentra necesariamente limitada a los dibujos. Con el fin de expresar claramente varias capas y regiones en los dibujos, los espesores están ampliados. Asimismo, en los dibujos, en aras de la explicación, el espesor de algunas capas y regiones se muestra exagerado.
[0065] Además, a lo largo de la presente memoria descriptiva, cuando una parte "incluye" cierto componente, ello significa que otros componentes pueden además estar incluidos, en lugar de excluir otros componentes, a menos que se establezca lo contrario.
[0066] Además, a lo largo de la memoria descriptiva, cuando se hace referencia a “vista superior”, ello significa que la parte objetivo se observa desde arriba, y cuando se hace referencia a “vista en sección transversal”, ello significa que una sección cortada verticalmente de la parte objetivo se observa desde un lado.
[0067] A continuación, se describirá una celda de batería según una realización de la presente descripción. Sin embargo, aquí, la descripción se llevará a cabo en base a un extremo de la celda de batería, pero no se limita necesariamente a ello, y contenidos iguales o similares pueden describirse en el caso del otro extremo de la celda de batería.
[0068] La FIG. 3 es una vista superior que muestra una celda de batería según una realización de la presente descripción. La FIG. 4 es una vista ampliada que muestra una región de línea de cadena de dos puntos de la FIG. 3.
[0069] Con referencia a las FIGS. 3 y 4, la celda 100 de batería según una realización de la presente descripción incluye una caja 200 de batería que tiene una porción 210 de alojamiento en la cual se monta un conjunto 110 de electrodos, y una porción 250 de sellado formada sellando una periferia exterior de la misma; un conductor 300 de electrodos conectado eléctricamente a una lengüeta 115 de electrodo incluida en el conjunto 110 de electrodos y que sobresale de la caja 200 de batería a través de la porción 250 de sellado; y una película 400 de conductor ubicada en una porción correspondiente a la porción 250 de sellado en al menos una de una porción superior y una porción interior del conductor 300 de electrodos. Por ejemplo, la celda 100 de batería tiene un lado largo en una dirección a lo largo del eje X y un lado corto en una dirección a lo largo del eje Y, y también tiene un espesor pequeño en la dirección del eje Z en comparación con la longitud del eje X o el eje Y, de modo que puede ser una celda en forma de placa aproximadamente rectangular. El conductor 300 de electrodos puede formarse en el lado corto de la celda 100 de batería. Dichas celdas 100 de batería están integradas en la dirección del eje Z para apilar varias celdas 100 de batería cara a cara, lo cual es una estructura eficiente para aumentar la densidad energética.
[0070] La caja 200 de batería puede ser una hoja laminada que incluye una capa de resina y una capa metálica. De manera más específica, la caja 200 de batería puede estar hecha de una hoja laminada, y puede incluir una capa de resina exterior que forma la capa más exterior, una capa metálica de barrera que evita la penetración de materiales, y una capa de resina interior para el sellado.
[0071] El conjunto 110 de electrodos puede tener una estructura de un tipo de lámina enrollada (tipo bobinado), un tipo de pila (tipo laminación), o un tipo compuesto (tipo pila/plegado). De manera más específica, el conjunto 110 de electrodos puede incluir un electrodo positivo, un electrodo negativo y un separador dispuesto entre los mismos. El conductor 300 de electrodos está eléctricamente conectado a una lengüeta 115 de electrodo incluida en el conjunto 110 de electrodos, y sobresale de la caja 200 de batería mediante la porción 250 de sellado. Además, la película 400 de conductor está ubicada en una porción correspondiente a la porción 250 de sellado en al menos una de una porción superior y una porción interior del conductor 300 de electrodos. Por consiguiente, la película 400 de conductor puede mejorar las propiedades de sellado de la porción 250 de sellado y el conductor 300 de electrodos mientras evita que ocurra un cortocircuito en el conductor 300 de electrodos durante la fusión térmica o la fusión por presión junto con la porción 250 de sellado.
[0072] Con referencia a las FIGS. 3 y 4, la película 400 de conductor puede tener un ancho más ancho que el conductor 300 de electrodos. Aquí, el ancho de la película 400 de conductor significa un valor máximo de la distancia entre un extremo y el otro extremo de la película 400 de conductor en una dirección (dirección del eje Y) ortogonal a la dirección sobresaliente (dirección del eje X) del conductor 300 de electrodos, y el ancho del conductor 300 de electrodos significa un valor máximo de la distancia entre un extremo y el otro extremo del conductor 300 de electrodos en una dirección ortogonal a la dirección sobresaliente del conductor 300 de electrodos.
[0073] La película 400 de conductor puede tener una longitud mayor que la longitud de la porción 250 de sellado en base a la dirección sobresaliente del conductor 300 de electrodos y tener una longitud menor que la longitud del conductor 300 de electrodos. Aquí, la longitud de la película 400 de conductor significa un valor máximo de la distancia entre un extremo y el otro extremo de la película 400 de conductor en la dirección sobresaliente del conductor 300 de electrodos. La longitud de la porción 250 de sellado significa un valor máximo de la distancia entre un extremo y el otro extremo de la porción 250 de sellado en la dirección sobresaliente del conductor 300 de electrodos. La longitud del conductor 300 de electrodos significa un valor máximo de la distancia entre un extremo y el otro extremo del conductor 300 de electrodos en la dirección sobresaliente del conductor 300 de electrodos. Por consiguiente, la película 400 de conductor puede evitar que la superficie lateral del conductor 300 de electrodos se exponga al exterior sin interferir con la conexión eléctrica del conductor 300 de electrodos.
[0074] La FIG 5 es una vista en sección transversal, tomada a lo largo del eje B-B' de la FIG. 4.
[0075] Con referencia a las FIGS. 4 y 5, la película 400 de conductor incluye una primera porción 400p escalonada que sobresale en una dirección opuesta al conductor 300 de electrodos, y una unidad 450 de guía de descarga de gas se inserta en la primera porción 400p escalonada.
[0076] Aquí, la primera porción 400p escalonada puede referirse a una porción que sobresale en una dirección opuesta al conductor 300 de electrodos con respecto a la superficie en la cual la película 400 de conductor y la porción 250 de sellado están en contacto. De manera más específica, la primera porción 400p escalonada puede referirse a una porción que sobresale en una dirección opuesta al conductor 300 de electrodos en la posición donde se inserta la unidad 450 de guía de descarga de gas. En otras palabras, en la película 400 de conductor, la primera porción 400p escalonada puede referirse a una porción en la cual un escalón se genera entre una porción donde se inserta la unidad 450 de guía de descarga de gas y una porción donde no se inserta la unidad 450 de guía de descarga de gas.
[0077] Además, la porción 250 de sellado incluye una segunda porción 250p escalonada que rodea la superficie exterior de la primera porción 400p escalonada. Aquí, la segunda porción 250p escalonada puede referirse a una porción que sobresale a lo largo de la dirección sobresaliente de la primera porción 400p escalonada con respecto a la superficie en la cual la película 400 de conductor y la porción 250 de sellado están en contacto. De manera más específica, la segunda porción 250p escalonada puede referirse a una porción que sobresale a lo largo de la dirección sobresaliente de la primera porción 400p escalonada en la posición donde se forma la primera porción 400p escalonada. En otras palabras, en la porción 250 de sellado, la segunda porción 250p escalonada puede referirse a una porción en la cual un escalón se genera entre la porción donde se forma la primera porción 400p escalonada y la porción donde no se forma la primera porción 400p escalonada.
[0078] Según la configuración de más arriba, en esta realización, aunque la primera porción 400p escalonada se forma en la película 400 de conductor, la segunda porción 250p escalonada también se forma en la porción 250 de sellado en una posición correspondiente a la primera porción 400p escalonada, de modo que puede mejorarse la resistencia de sellado entre la porción 250 de sellado y la película 400 de conductor. Además, según la alta resistencia de sellado entre la porción 250 de sellado y la película 400 de conductor, también puede aumentarse la presión de ventilación cuando el gas generado en la celda 100 de batería se descarga al exterior, y también puede mejorarse la seguridad. Además, en la película 400 de conductor y la porción 250 de sellado, un primer escalón d1 de la primera porción 400p escalonada y un segundo escalón d2 de la segunda porción 250p escalonada no están limitados en tamaño, pero pueden tener un tamaño correspondiente al espesor D (altura en la dirección del eje Z) de la unidad 450 de guía de descarga de gas. De manera más específica, el primer escalón d1 y el segundo escalón d2 pueden ser iguales a, mayores que, o menores que el espesor D de la unidad 450 de guía de descarga de gas, respectivamente. Por ejemplo, el primer escalón d1 y el segundo escalón d2 pueden tener el mismo tamaño que el espesor D de la unidad 450 de guía de descarga de gas, respectivamente. A modo de otro ejemplo, el primer escalón d1 y el segundo escalón d2 pueden tener un tamaño del 50 % al 150 % del espesor D de la unidad 450 de guía de descarga de gas.
[0079] Por consiguiente, en esta realización, la primera porción 400p escalonada en la película 400 de conductor y la segunda porción 250p escalonada en la porción 250 de sellado pueden tener un tamaño correspondiente al espesor D de la unidad 450 de guía de descarga de gas, de modo que la resistencia de sellado entre la porción 250 de sellado y la película 400 de conductor y la presión de ventilación cuando el gas generado en la celda 100 de batería se descarga al exterior pueden también aumentarse, y también puede mejorarse la seguridad.
[0080] Más preferiblemente, el primer escalón d1 de la primera porción 400p escalonada y el segundo escalón d2 de la segunda porción 250p escalonada pueden tener el mismo tamaño uno con respecto al otro, y pueden ser iguales que el espesor D de la unidad 450 de guía de descarga de gas, respectivamente.
[0081] Por consiguiente, en esta realización, la resistencia de sellado entre la porción 250 de sellado y la película 400 de conductor y la presión de ventilación cuando el gas generado en la celda 100 de batería se descarga al exterior también pueden aumentarse, y también puede mejorarse aún más la seguridad.
[0082] Por otro lado, cuando el segundo escalón d2 tiene un tamaño mayor o menor que el primer escalón d1, una porción no sellada o una porción excesivamente sellada puede ocurrir entre la película 400 de conductor y la porción 250 de sellado, de modo que la resistencia de sellado entre la porción 250 de sellado y la película 400 de conductor y la presión de ventilación cuando el gas generado en la celda 100 de batería se descarga al exterior pueden reducirse, y también puede reducirse la seguridad.
[0083] Además, en la porción 250 de sellado, la segunda porción 250p escalonada puede formarse para tener un espesor uniforme. De manera más específica, en la porción 250 de sellado, el espesor de la segunda porción 250p escalonada puede rodear la superficie exterior de la película 400 de conductor con el mismo espesor. En otras palabras, en la porción 250 de sellado, el espesor de la segunda porción 250p escalonada puede rodear la superficie exterior de la primera porción 400p escalonada con el mismo espesor.
[0084] Por consiguiente, en esta realización, a pesar del hecho de que la primera porción 400p escalonada se forma en la película 400 de conductor, la porción 250 de sellado puede rodear la superficie exterior de la película 400 de conductor con un espesor uniforme, de modo que la resistencia de sellado entre la porción 250 de sellado y la película 400 de conductor y la tasa de cambio de espesor antes y después de que la porción 250 de sellado se selle pueden mantenerse de manera uniforme. Es decir, es posible minimizar la región donde la resistencia de sellado es relativamente débil entre la porción 250 de sellado y la película 400 de conductor, de modo tal que la presión de ventilación cuando el gas generado en la celda 100 de batería se descarga al exterior puede también aumentarse y también puede mejorarse la seguridad.
[0085] El espesor D de la unidad 450 de guía de descarga de gas puede ser de 50 pm a 150 pm. Cuando el espesor de la unidad 450 de guía de descarga de gas satisface el rango anterior, el gas dentro de la caja 200 de batería puede descargarse más fácilmente al exterior.
[0086] Con referencia a las FIGS. 4 y 5, la unidad 450 de guía de descarga de gas puede ubicarse en el conductor 300 de electrodos. De manera más específica, la unidad 450 de guía de descarga de gas puede ubicarse en el centro del conductor 300 de electrodos en base a la dirección de ancho de la película 400 de conductor. En otras palabras, la primera porción 400p escalonada y la segunda porción 250p escalonada pueden ubicarse en el centro del conductor 300 de electrodos en base a la dirección de ancho de la película 400 de conductor, y la unidad 450 de guía de descarga de gas puede insertarse en la primera porción 400p escalonada.
[0087] Por consiguiente, en la película 400 de conductor, dado que la unidad 450 de guía de descarga de gas se ubica en el conductor 300 de electrodos, la unidad 450 de guía de descarga de gas puede tener un área relativamente grande, y la cantidad de gas descargado por la unidad 450 de guía de descarga de gas puede también aumentarse de manera efectiva.
[0088] La FIG. 6 es una vista en sección transversal, tomada a lo largo del eje A-A de la FIG. 3.
[0089] Con referencia a las FIGS. 4 y 6, la unidad 450 de guía de descarga de gas puede extenderse a lo largo de la dirección sobresaliente del conductor 300 de electrodos. De manera más específica, en la unidad 450 de guía de descarga de gas, un extremo de la unidad 450 de guía de descarga de gas adyacente al lado exterior de la caja 200 de batería puede estar rodeado por la película 400 de conductor. En otras palabras, el extremo de la unidad 450 de guía de descarga de gas adyacente al lado exterior de la caja 200 de batería puede no exponerse fuera de la caja 200 de batería.
[0090] Además, un extremo de la unidad 450 de guía de descarga de gas adyacente al lado interior de la caja 200 de batería puede exponerse dentro de la caja 200 de batería. En otras palabras, el extremo de la unidad 450 de guía de descarga de gas adyacente al lado interior de la caja 200 de batería puede ubicarse en la misma línea vertical que el extremo de la película 400 de conductor, o puede ubicarse en el lado interior de la caja 200 de batería en comparación con el extremo de la película 400 de conductor.
[0091] Por consiguiente, en la película 400 de conductor, dado que un extremo de la unidad 450 de guía de descarga de gas adyacente al lado exterior de la caja 200 de batería no se expone fuera de la caja 200 de batería, puede mejorarse la fuerza de sellado de la caja 200 de batería por la película 400 de conductor y la porción 250 de sellado. Además, en la película 400 de conductor, dado que el extremo de la unidad 450 de guía de descarga de gas adyacente al lado interior de la caja 200 de batería se expone dentro de la caja 200 de batería, el gas generado en la celda 100 de batería puede introducirse fácilmente a lo largo de la trayectoria de descarga de gas formada por la unidad 450 de guía de descarga de gas y puede descargarse de manera efectiva al exterior.
[0092] Con referencia a la FIG. 6, el espesor H (altura en la dirección del eje Z) de la película 400 de conductor en la superficie superior de la unidad 450 de guía de descarga de gas puede ser de 100 pm a 300 pm, o de 100 pm a 200 |jm. Cuando el espesor H de la película 400 de conductor satisface el rango anterior, el gas dentro de la caja 200 de batería puede descargarse más fácilmente al exterior.
[0093] Asimismo, con referencia a la FIG. 6, en base a la dirección sobresaliente del conductor 300 de electrodos, el ancho W de la película 400 de conductor que rodea la superficie frontal de la unidad 450 de guía de descarga de gas puede ser de 2 mm o más, o de 2 mm a 3 mm. Cuando el ancho W de la película 400 de conductor satisface el rango anterior, la película 400 de conductor puede no rasgarse tanto como sea posible mientras el gas generado dentro de la caja 200 de batería se descarga al exterior.
[0094] Además, la FIG. 7 muestra varias formas de la unidad de guía de descarga de gas. La unidad 450 de guía de descarga de gas puede formarse en un patrón predeterminado para descargar gas dentro de la caja 200 de batería. Por ejemplo, la unidad 450 de guía de descarga de gas puede tener una forma rectangular que se extiende a lo largo de la dirección sobresaliente del conductor 300 de electrodos como se muestra en la FIG. 4. Sin embargo, la presente descripción no se encuentra limitada a ello, y la unidad 450 de guía de descarga de gas puede tener varias formas como, por ejemplo, una forma circular como se muestra en (a) de la FIG 7, una forma elíptica como se muestra en (b) de la FIG 7, y otras formas lineales o curvadas.
[0095] A modo de otro ejemplo, la unidad 450 de guía de descarga de gas puede incluir una primera unidad 450a de guía de descarga de gas a lo largo de la dirección sobresaliente del conductor 300 de electrodos y una segunda unidad 450b de guía de descarga de gas que se extiende en una dirección perpendicular a la dirección sobresaliente del conductor 300 de electrodos como se muestra en (c) de la FIG. 7. En particular, la primera unidad 450a de guía de descarga de gas y la segunda unidad 450b de guía de descarga de gas pueden conectarse entre sí. Aquí, la segunda unidad 450b de guía de descarga de gas puede estar ubicada en el exterior de la porción 250 de sellado y en el interior de la película 400 de conductor en base a la porción 250 de sellado como se muestra en (c) de la FIG 7, o puede estar ubicada en el interior de la porción 250 de sellado y en el exterior de la película 400 de conductor en base a la porción 250 de sellado como se muestra en (d) de la FIG. 7. De manera alternativa, la segunda unidad 450b de guía de descarga de gas puede estar ubicada tanto en el exterior de la película 400 de conductor como en el interior de la película 400 de conductor con respecto a la porción 250 de sellado como se muestra en (e) de la FIG 7. Sin embargo, la forma de la unidad 450 de guía de descarga de gas no se limita a lo anterior, y la unidad 450 de guía de descarga de gas puede insertarse en la película 400 de conductor en una forma apropiada.
[0096] Por consiguiente, al ajustar la forma de la unidad 450 de guía de descarga de gas insertada en la película 400 de conductor, es posible controlar el rendimiento de la descarga de gas de la unidad 450 de guía de descarga de gas y la durabilidad y hermeticidad de la película 400 de conductor. Además, si fuera necesario, al cambiar la forma de la unidad 450 de guía de descarga de gas, es posible simplificar el proceso de fabricación y reducir el coste.
[0097] Por ejemplo, solo una unidad 450 de guía de descarga de gas puede incluirse en la película 400 de conductor como se muestra en la FIG. 4. A modo de otro ejemplo, múltiples unidades 450 de guía de descarga de gas pueden insertarse en la película 400 de conductor y posicionarse para estar espaciadas entre sí.
[0098] Por consiguiente, es posible controlar el rendimiento de la descarga de gas de la unidad 450 de guía de descarga de gas y la durabilidad y hermeticidad de la película 400 de conductor ajustando el número de unidades 450 de guía de descarga de gas insertadas en la película 400 de conductor. Además, si fuera necesario, al minimizar el número de unidades 450 de guía de descarga de gas, es posible simplificar el proceso de fabricación y reducir el coste.
[0100] La FIG. 8 es una vista ampliada que muestra una región de línea de cadena de dos puntos de la FIG. 6. La FIG. 9 es una vista que muestra una trayectoria de descarga de gas formada en una interfaz entre una película de conductor y la unidad de guía de descarga de gas de la FIG. 8. En la FIG. 9, la trayectoria de movimiento del gas se indica mediante flechas de puntos.
[0102] Con referencia a las FIGS. 8 y 9, en esta realización, una trayectoria de descarga de gas puede formarse en la interfaz entre la unidad 450 de guía de descarga de gas y la película 400 de conductor. De manera más específica, como se muestra en la FIG. 9, la trayectoria de descarga de gas puede significar un espacio en el cual al menos una parte de la interfaz entre la unidad 450 de guía de descarga de gas y la película 400 de conductor está espaciada por la presión del gas generado en la caja 200 de batería. Es decir, como se muestra en la dirección de la flecha de puntos de la FIG 9, la trayectoria de descarga de gas puede significar una trayectoria a través de la cual se introduce gas en el espacio en la interfaz entre la unidad 450 de guía de descarga de gas y la película 400 de conductor o se descarga al exterior.
[0104] Aquí, la fuerza adhesiva entre la unidad 450 de guía de descarga de gas y la película 400 de conductor puede ser menor que la fuerza adhesiva entre la película 400 de conductor y el conductor 300 de electrodos y/o la fuerza adhesiva entre la película 400 de conductor y la porción 250 de sellado. De manera más específica, cuando la presión dentro de la caja 200 de batería aumenta por el gas generado en la celda 100 de batería, la fuerza adhesiva de la interfaz entre la unidad 450 de guía de descarga de gas y la película 400 de conductor es relativamente menor que la fuerza adhesiva entre la película 400 de conductor y otros componentes, de modo que al menos una parte de la interfaz entre la unidad 450 de guía de descarga de gas y la película 400 de conductor puede estar espaciada por la presión del gas generado en la celda 100 de batería como se muestra en la FIG 9.
[0106] Es decir, en esta realización, dado que la unidad 450 de guía de descarga de gas y la película 400 de conductor están espaciadas debido a la fuerza adhesiva relativamente baja entre la unidad 450 de guía de descarga de gas y la película 400 de conductor, el gas dentro de la celda 100 de batería puede introducirse en el paso de descarga de gas formado en la interfaz entre la unidad 450 de guía de descarga de gas y la película 400 de conductor, y el gas puede moverse a lo largo del paso de descarga de gas y descargarse finalmente a través de la película 400 de conductor. El gas introducido en el paso de descarga de gas puede descargarse al exterior según la diferencia de presión con el exterior.
[0108] Sin embargo, la trayectoria de descarga de gas puede incluir también un caso donde tanto la interfaz entre la superficie superior de la unidad 450 de guía de descarga de gas y la película 400 de conductor como la interfaz entre la superficie inferior de la unidad 450 de guía de descarga de gas y la película 400 de conductor están espaciadas como se muestra en la FIG. 9, así como un caso donde la interfaz entre la superficie superior de la unidad 450 de guía de descarga de gas y la película 400 de conductor o la interfaz entre la superficie inferior de la unidad 450 de guía de descarga de gas y la película 400 de conductor está espaciada.
[0110] Por ejemplo, la unidad 450 de guía de descarga de gas puede ser una capa de película hecha de al menos uno de poliimida (PI) y tereftalato de polietileno (PET). A modo de otro ejemplo, la unidad 450 de guía de descarga de gas puede ser una capa de recubrimiento hecha de resina líquida. Sin embargo, la forma de la unidad 450 de guía de descarga de gas o el material que constituye la misma no se limita a ello, y puede emplearse cualquier forma o material que pueda incluirse en esta realización siempre que la fuerza adhesiva de la interfaz entre la unidad 450 de guía de descarga de gas y la película 400 de conductor pueda reducirse relativamente con respecto a la fuerza adhesiva entre la película 400 de conductor y otros componentes.
[0112] Por consiguiente, dado que la celda de batería según esta realización puede formar una trayectoria de descarga de gas en la interfaz entre la unidad 450 de guía de descarga de gas y la película 400 de conductor a través de una fuerza adhesiva relativamente baja entre la unidad 450 de guía de descarga de gas y la película 400 de conductor, es posible descargar de manera eficaz el gas en la celda 100 de batería al exterior mientras el proceso de fabricación es relativamente fácil.
[0114] Asimismo, con referencia a las FIGS. 4 a 6 nuevamente, un extremo de la unidad 450 de guía de descarga de gas puede ubicarse más adentro que en la superficie interior de la porción 250 de sellado en base a la dirección sobresaliente del conductor 300 de electrodos. En esta memoria descriptiva, la superficie interior de la porción 250 de sellado significa el extremo de la porción 250 de sellado adyacente al interior de la caja 200 de batería, y un extremo de la unidad 450 de guía de descarga de gas ubicado más adentro que la superficie interior de la porción 250 de sellado significa que un extremo de la unidad 450 de guía de descarga de gas se ubica más adentro que la superficie interior de la porción 250 de sellado hacia el interior de la caja 200 de batería. Cuando un extremo de la unidad 450 de guía de descarga de gas se ubica más adentro que la superficie interior de la porción 250 de sellado, no interfiere con la porción 250 de sellado, de modo que el gas puede introducirse más fácilmente en la unidad 450 de guía de descarga de gas.
[0116] Además, en base a la dirección sobresaliente del conductor 300 de electrodos, el otro extremo de la unidad 450 de guía de descarga de gas puede ubicarse más afuera que la superficie exterior de la porción 250 de sellado. En esta memoria descriptiva, la superficie exterior de la porción 250 de sellado significa el extremo de la porción 250 de sellado adyacente al exterior de la caja 200 de batería, y el otro extremo de la unidad 450 de guía de descarga de gas ubicado más afuera que la superficie exterior de la porción 250 de sellado significa que el otro extremo de la unidad 450 de guía de descarga de gas se ubica más afuera que la superficie exterior de la porción 250 de sellado hacia el exterior de la caja 200 de batería. Por ejemplo, un intervalo P se coloca entre la superficie exterior de la porción 250 de sellado y el otro extremo de la unidad 450 de guía de descarga de gas. Si el otro extremo de la unidad 450 de guía de descarga de gas se ubica más afuera que la superficie exterior de la porción 250 de sellado como se describe más arriba, el gas introducido en la unidad 450 de guía de descarga de gas puede descargarse más fácilmente al exterior. Por ejemplo, dado que el otro extremo de la unidad 450 de guía de descarga de gas no interfiere con la porción 250 de sellado, el gas introducido en la unidad 450 de guía de descarga de gas puede descargarse más fácilmente al exterior.
[0118] Por consiguiente, el gas generado dentro de la celda 100 de batería puede descargarse hacia la unidad 450 de guía de descarga de gas, y el gas introducido en la unidad 450 de guía de descarga de gas puede descargarse fácilmente al exterior como se muestra en la FIG. 9. Además, la cantidad de gas generado dentro de la celda 100 de batería y descargado al exterior puede también aumentarse. De esta manera, el gas generado dentro de la caja 200 de batería puede descargarse fácilmente en la unidad 450 de guía de descarga de gas y puede descargarse más fácilmente al exterior de la unidad 450 de guía de descarga de gas.
[0120] Además, como se muestra en la FIG 9, el gas introducido en la unidad 450 de guía de descarga de gas puede descargarse de manera particularmente fácil a lo largo de la dirección del eje Z a través de la película 400 de conductor en la unidad 450 de guía de descarga de gas. Por ejemplo, cuando el otro extremo de la unidad 450 de guía de descarga de gas se ubica más lejos que la superficie exterior de la porción 250 de sellado, el gas introducido en la unidad 450 de guía de descarga de gas puede descargarse a lo largo de la dirección del eje Z en la porción de la película 400 de conductor entre el otro extremo de la unidad 450 de guía de descarga de gas y la superficie exterior de la porción 250 de sellado. Como se describió anteriormente, el espesor H de la película 400 de conductor en la superficie superior de la unidad 450 de guía de descarga de gas puede ser de 100 pm a 300 pm, y según la dirección sobresaliente del conductor 300 de electrodos, el ancho W de la película 400 de conductor que rodea la superficie frontal de la unidad 450 de guía de descarga de gas puede ser de 2 mm o más, o de 2 mm a 3 mm. Como se describió anteriormente, cuando el otro extremo de la unidad 450 de guía de descarga de gas se ubica más afuera que la superficie exterior de la porción 250 de sellado, el gas puede descargarse a través de una porción colocada en la dirección del eje Z, que es una porción relativamente delgada de la película 400 de conductor. Por lo tanto, el gas puede descargarse más fácilmente. Además, si la trayectoria de descarga de gas se bloquea completamente por la porción 250 de sellado cuando ocurre la descarga de gas, el gas no se descarga suavemente. Por consiguiente, el intervalo P se coloca entre la superficie exterior de la porción 250 de sellado y el otro extremo de la unidad 450 de guía de descarga de gas como se describió más arriba, de modo que el gas puede descargarse suavemente.
[0122] Además, la unidad 450 de guía de descarga de gas puede incluir además un material que tiene una función de absorber o adsorber humedad introducida del exterior o ácido fluorhídrico allí generado. De manera más específica, la unidad 450 de guía de descarga de gas puede incluir además un materialgetter.Aquí, el materialgetterpuede referirse a un material capaz de evacuación usando la acción del gas adsorbido a una película metálica químicamente activada. Por ejemplo, el materialgetterpuede incluir al menos uno de óxido de calcio (CaO), cloruro de litio (LiCl), sílice (SiO<2>), óxido de bario (BaO), bario (Ba), y calcio (Ca). A modo de otro ejemplo, el materialgetterpuede tener una estructura de una estructura orgánica metálica (MOF, por sus siglas en inglés). Sin embargo, el materialgetterno se limita a ello, y puede incluirse todo tipo de material clasificado generalmente como materialgetter.
[0124] Por consiguiente, en esta realización, dado que la unidad 450 de guía de descarga de gas incluye además un material capaz de absorber o adsorber humedad o ácido fluorhídrico, la unidad 450 de guía de descarga de gas puede minimizar el grado de penetración de humedad o ácido fluorhídrico introducido en la celda 100 de batería del exterior de la celda 100 de batería más fácilmente. En una realización de la presente descripción, la permeabilidad al gas de la unidad 450 de guía de descarga de gas puede ser mayor que o igual a 40 Barrer a 60 °C. Por ejemplo, la permeabilidad del dióxido de carbono de la unidad 450 de guía de descarga de gas puede satisfacer el rango anterior.
[0126] Por ejemplo, la unidad 450 de guía de descarga de gas puede incluir al menos uno de un material basado en poliolefina, un material basado en fluoruro, y un material basado en cerámica porosa que satisface el valor de permeabilidad al gas de más arriba. El material basado en poliolefina puede incluir al menos un material seleccionado del grupo que consiste en polipropileno, polietileno, y difluoruro de polivinilideno (PVDF). El material basado en fluoruro puede incluir al menos un material seleccionado del grupo que consiste en politetrafluoroetileno y fluoruro de polivinilideno.
[0127] En una realización de la presente descripción, la permeabilidad al gas de la película 400 de conductor puede ser de 20 Barrer a 60 Barrer, o de 30 Barrer a 40 Barrer a 60 °C. Por ejemplo, la permeabilidad al dióxido de carbono de la película 400 de conductor puede satisfacer el rango anterior. Además, la permeabilidad al gas puede satisfacer el rango anterior a 60 °C en base al espesor H de la película 400 de conductor de 200 pm. Si la permeabilidad al gas de la película 400 de conductor satisface el rango anterior, el gas generado dentro de la celda de batería puede descargarse más efectivamente.
[0128] En esta memoria descriptiva, la permeabilidad al gas puede medirse mediante ASTM F2476-20.
[0129] En una realización de la presente descripción, la cantidad de penetración de humedad de la película 400 de conductor puede ser de 0,02 g a 0,2 g, o de 0,02 g a 0,04 g, o de 0,06 g o de 0,15 g durante 10 años a 25 °C, 50 % RH. Si la cantidad de penetración de humedad de la película 400 de conductor satisface el rango anterior, la penetración de humedad de la película 400 de conductor puede evitarse de manera más efectiva.
[0130] En una realización de la presente descripción, la película 400 de conductor puede tener una permeabilidad al gas de 20 Barrer a 60 Barrer a 60 °C y una cantidad de penetración de humedad de 0,02 g a 0,2 g a 25 °C, 50 % RH durante 10 años. Cuando la permeabilidad al gas y la cantidad de penetración de humedad de la película 400 de conductor satisfacen los rangos anteriores, puede ser más efectivo evitar la penetración de humedad del exterior mientras se descarga el gas generado dentro de la celda 100 de batería.
[0131] La cantidad de penetración de humedad de la película 400 de conductor puede medirse adoptando el método ASTM F 1249. En este momento, la cantidad de penetración de humedad puede medirse usando equipos oficialmente certificados por MCOON.
[0132] En una realización de la presente descripción, la película 400 de conductor puede estar formada por una composición adhesiva hecha de al menos uno de un material basado en poliolefina, epoxi y cloruro de polivinilo (PVC). El material basado en poliolefina puede ser polietileno (PE), polipropileno (PP), o similar. Por ejemplo, la película 400 de conductor puede ser de polietileno, polipropileno, o similar, que satisfaga los valores de permeabilidad al gas y/o cantidad de penetración de humedad descritos más arriba.
[0133] Además, dado que la película 400 de conductor está hecha del material descrito más arriba, la película 400 de conductor puede mantener la hermeticidad de la celda 100 de batería y evitar la fuga de la solución electrolítica interna.
[0134] A continuación, se describirá una celda de batería según otra realización de la presente descripción. Sin embargo, la celda de batería según esta realización puede describirse mayormente de la misma manera que la celda 100 de batería descrita más arriba, y la unidad 450 de guía de descarga de gas insertada en la película 400 de conductor se describirá en detalle en base a la parte que es diferente de la celda 100 de batería.
[0135] La FIG. 10 es una vista en sección transversal que muestra una celda de batería según otra realización de la presente descripción, tomada a lo largo del eje B-B' la FIG. 4.
[0136] Con referencia a la FIG. 10, en esta realización, a diferencia de la FIG. 5, la unidad 450' de guía de descarga de gas puede ubicarse en el conductor 300' de electrodos. De manera más específica, una película 400' de conductor separada puede no estar posicionada entre la unidad 450' de guía de descarga de gas y el conductor 300' de electrodos. Es decir, la unidad 450' de guía de descarga de gas puede insertarse en la primera porción 400p' escalonada de la película 400' de conductor, y puede posicionarse adyacente al conductor 300' de electrodos. En otras palabras, esta realización puede tener una estructura en la cual la película 400' de conductor rodea la superficie exterior de la unidad 450' de guía de descarga de gas después de que la unidad 450' de guía de descarga de gas se fije al conductor 300' de electrodos.
[0137] Por consiguiente, dado que la unidad 450' de guía de descarga de gas se posiciona adyacente al conductor 300' de electrodos, el espesor de la película 400' de conductor que rodea la unidad 450' de guía de descarga de gas puede también reducirse relativamente, y existe la ventaja de reducir el coste de fabricación y simplificar el proceso de fabricación.
[0138] Además, una capa 470' adhesiva puede formarse entre la unidad 450' de guía de descarga de gas y el conductor 300' de electrodos. Aquí, la capa 470' adhesiva puede extenderse a lo largo de la interfaz entre la unidad 450' de guía de descarga de gas y el conductor 300' de electrodos. En este punto, la capa 470' adhesiva puede formarse en la totalidad o parte de la interfaz entre la unidad 450' de guía de descarga de gas y el conductor 300' de electrodos. Por ejemplo, la capa 470' adhesiva puede estar hecha de una cinta adhesiva o de un aglutinante adhesivo. Sin embargo, la presente descripción no se encuentra limitada a ello, y cualquier material que tenga un rendimiento adhesivo capaz de fijar la unidad 450' de guía de descarga de gas y el conductor 300' de electrodos entre sí puede aplicarse sin limitación.
[0139] Por consiguiente, la unidad 450' de guía de descarga de gas puede fijarse, de manera estable, al conductor 300' de electrodos por la capa 470' adhesiva. Es decir, dado que la capa 470' adhesiva que tiene una fuerza adhesiva relativamente alta se forma entre la unidad 450' de guía de descarga de gas y el conductor 300' de electrodos, es posible evitar el desprendimiento causado por el aumento de la presión interna de la celda 100 de batería, y también puede mejorarse aún más la resistencia de sellado de la celda 100 de batería.
[0140] La FIG. 11 es una vista en sección transversal que muestra la celda de batería que tiene la sección transversal de la FIG. 10, tomada a lo largo del eje A-A' de la FIG. 3. La FIG. 12 es una vista ampliada que muestra una región de línea de cadena de dos puntos de la FIG. 11. La FIG 13 es un diagrama que muestra una trayectoria de descarga de gas formada en la interfaz entre la película de conductor y la unidad de guía de descarga de gas de la FIG. 12. En la FIG 13, la trayectoria de movimiento del gas se indica mediante flechas de puntos.
[0141] Con referencia a las FIGS. 11 a 13, en esta realización, de manera similar a las FIGS. 6 a 9, una trayectoria de descarga de gas puede formarse en una interfaz entre la unidad 450' de guía de descarga de gas y la película 400' de conductor. Sin embargo, en esta realización, a diferencia de las FIGS. 6 a 9, la unidad 450' de guía de descarga de gas se ubica adyacente al conductor 300' de electrodos, y una capa 470' adhesiva se forma entre la unidad 450' de guía de descarga de gas y el conductor 300' de electrodos. Por consiguiente, una trayectoria de descarga de gas puede no formarse en la interfaz entre la unidad 450' de guía de descarga de gas y el conductor 300' de electrodos. De manera más específica, en esta realización, la fuerza adhesiva entre la unidad 450' de guía de descarga de gas y la película 400' de conductor puede ser menor que la fuerza adhesiva entre la capa 470' adhesiva y la unidad 450' de guía de descarga de gas y/o la fuerza adhesiva entre la capa 470' adhesiva y el conductor 300' de electrodos.
[0142] De manera más específica, en esta realización, cuando la presión dentro de la celda 100 de batería aumenta, la fuerza adhesiva de la interfaz entre la unidad 450' de guía de descarga de gas y la película 400' de conductor es relativamente menor que la fuerza adhesiva entre la película 400' de conductor y otros componentes. Por consiguiente, como se muestra en la FIG. 13, al menos una parte de la interfaz entre la unidad 450' de guía de descarga de gas y la película 400' de conductor puede estar espaciada por la presión interna de la celda 100 de batería.
[0143] Además, en esta realización, la fuerza adhesiva de la interfaz entre la unidad 450' de guía de descarga de gas y la película 400' de conductor puede ser menor que la fuerza adhesiva entre la unidad 450' de guía de descarga de gas y la capa 470' adhesiva y/o la fuerza adhesiva entre la capa 470' adhesiva y el conductor 300' de electrodos. Por consiguiente, es posible evitar que la interfaz entre la unidad 450' de guía de descarga de gas y conductor 400' de electrodos se desprenda cuando aumenta la presión interna de la celda 100 de batería.
[0144] Es decir, en esta realización, dado que solo la interfaz entre la unidad 450' de guía de descarga de gas y la película 400' de conductor puede desprenderse para formar una trayectoria de descarga de gas, es posible aumentar la resistencia de sellado de la celda 100 de batería mientras se mantiene el rendimiento de descarga de gas por la trayectoria de descarga de gas. Además, según la alta resistencia de sellado, la presión de ventilación cuando el gas generado en la celda 100 de batería se descarga al exterior puede también ser más alta, y también puede mejorarse aún más la seguridad.
[0145] En lo sucesivo, se describirán en detalle un aparato de fabricación de celda de batería según otra realización de la presente descripción y una celda de batería fabricada a través del mismo. Esta realización se describirá en base a la realización según las FIGS. 3 a 9, pero la misma descripción puede también aplicarse a la realización según las FIGS. 10 a 13.
[0146] La FIG. 14 es un diagrama que muestra un aparato de fabricación de celda de batería según otra realización de la presente descripción, y una celda de batería fabricada a través del mismo.
[0147] Con referencia a la FIG. 14, el aparato de fabricación de celda de batería según otra realización de la presente descripción incluye una herramienta 1000 de sellado para fabricar la celda 100 de batería y sellar la porción 250 de sellado, el conductor 300 de electrodos, y la película 400 de conductor juntos. Aquí, la herramienta 1000 de sellado puede sellar la porción 250 de sellado, el conductor 300 de electrodos, y la película 400 de conductor mediante soldadura en caliente o soldadura por presión.
[0148] Además, la herramienta 1000 de sellado puede incluir una tercera porción 1000r escalonada formada, de manera cóncava, en una dirección opuesta a la porción 250 de sellado, la tercera porción 1000r escalonada puede rodear la superficie exterior de la primera porción 400p escalonada, la segunda porción 250p escalonada puede posicionarse entre la tercera porción 1000r escalonada y la superficie exterior de la primera porción 400p escalonada. De manera más específica, para la porción 250 de sellado alargada que se muestra en (a) de la FIG. 14, la herramienta 1000 de sellado puede formar la segunda porción 250p escalonada entre la primera porción 400p escalonada y la tercera porción 1000r escalonada como se muestra en (b) de la FIG. 14 dado que la tercera porción 1000r escalonada presiona la porción 250 de sellado.
[0149] Aquí, la tercera porción 1000r escalonada puede referirse a una porción formada, de manera cóncava, en una dirección opuesta a la porción 250 de sellado, con respecto a la superficie en la cual la herramienta 1000 de sellado y la porción 250 de sellado están en contacto. De manera más específica, en base a la posición en la película 400 de conductor donde se forma la primera porción 400p escalonada, la tercera porción 1000r escalonada puede referirse a una porción formada, de manera cóncava, en una dirección opuesta a la porción 250 de sellado. En otras palabras, en la herramienta 1000 de sellado, la tercera porción 1000r escalonada puede referirse a una porción en la cual un escalón se genera entre la porción donde se forma la primera porción 400p escalonada y la porción donde no se forma la primera porción 400p escalonada.
[0151] Según la configuración de más arriba, en esta realización, aunque la primera porción 400p escalonada se forme en la película 400 de conductor, la tercera porción 1000r escalonada de la herramienta 1000 de sellado puede formar la segunda porción 250p escalonada en una posición correspondiente a la primera porción 400p escalonada, de modo que puede mejorarse la resistencia de sellado entre la porción 250 de sellado y la película 400 de conductor. Además, debido a la alta resistencia de sellado entre la porción 250 de sellado y la película 400 de conductor, la presión de ventilación cuando el gas generado en la celda 100 de batería se descarga al exterior puede también aumentar, y puede también mejorarse la seguridad.
[0153] Además, con referencia a las FIGS. 5 y 14, en la herramienta 1000 de sellado, el tercer escalón d3 de la tercera porción 1000r escalonada puede tener un tamaño correspondiente al espesor D de la unidad 450 de guía de descarga de gas junto con el primer escalón d1 y el segundo escalón d2, respectivamente. De manera más específica, el tercer escalón d3 puede ser idéntico a o mayor o menor que la unidad 450 de guía de descarga de gas. Por ejemplo, el primer escalón d1 al tercer escalón d3 pueden tener el mismo tamaño. A modo de otro ejemplo, el tercer escalón d3 puede tener un tamaño del 50 % al 150 % del espesor D de la unidad 450 de guía de descarga de gas.
[0155] Por consiguiente, en esta realización, la tercera porción 1000r escalonada de la herramienta 1000 de sellado puede tener un tamaño correspondiente al espesor D de la unidad 450 de guía de descarga de gas y, por lo tanto, puede tener un tamaño similar al de la primera porción 400p escalonada, y la segunda porción 250p escalonada de la porción 250 de sellado puede también tener un tamaño similar al de la primera porción 400p escalonada. Es decir, dado que la segunda porción 250p escalonada de la porción 250 de sellado puede formarse para tener un espesor uniforme a lo largo de la superficie exterior de la primera porción 400p escalonada, la resistencia de sellado entre la porción 250 de sellado y la película 400 de conductor y la tasa de cambio de espesor antes y después de que se selle la porción 250 de sellado pueden mantenerse de manera uniforme. Además, la resistencia de sellado de la película 400 de conductor y la presión de ventilación cuando el gas generado en la celda 100 de batería se descarga al exterior también pueden aumentarse, y también puede mejorarse la seguridad.
[0157] Más preferiblemente, el primer escalón d1 al tercer escalón d3 pueden tener el mismo tamaño entre sí, y pueden ser iguales que el espesor D de la unidad 450 de guía de descarga de gas, respectivamente.
[0159] Por consiguiente, en esta realización, la resistencia de sellado entre la porción 250 de sellado y la película 400 de conductor y la presión de ventilación cuando el gas generado en la celda 100 de batería se descarga al exterior también pueden aumentarse, y también puede mejorarse aún más la seguridad.
[0161] Mientras tanto, cuando el tercer escalón d3 tiene un tamaño mayor o menor que el primer escalón d1, el espesor del segundo escalón d2 de la porción 250 de sellado puede no formarse de manera uniforme. En particular, una presión excesivamente alta puede aplicarse a la porción 250 de sellado para provocar un espesor delgado, o una presión excesivamente baja puede aplicarse a la porción 250 de sellado para generar un área no sellada. Por consiguiente, la resistencia de sellado entre la porción 250 de sellado y la película 400 de conductor y la presión de ventilación cuando el gas generado en la celda 100 de batería se descarga al exterior pueden reducirse, y la seguridad también puede reducirse. La FIG. 15 es un diagrama que muestra un aparato de fabricación de celda de batería según un ejemplo comparativo, y una celda de batería fabricada a través del mismo.
[0163] Con referencia a la FIG. 15, el aparato de fabricación de celda de batería según el ejemplo comparativo puede describirse de la misma manera que el aparato de fabricación de celda de batería descrito más arriba, excepto que la herramienta 1001 de sellado no incluye la tercera porción 1000r escalonada.
[0165] Con referencia a la FIG 15, en el aparato de fabricación de celda de batería según el ejemplo comparativo, cuando la tercera porción 1000r escalonada no se forma en una posición en la herramienta 1001 de sellado correspondiente a la primera porción 400p escalonada, una porción 250a de sellado excesivo puede formarse en la porción 250 de sellado como se muestra en (b) de la FIG. 15.
[0167] De manera más específica, como se muestra en (a) de la FIG. 15, la herramienta 1001 de sellado tiene un escalón con la misma altura para cada posición aunque la primera porción 400p escalonada se forma en la película 400 de conductor. En este punto, la herramienta 1001 de sellado aplica una mayor presión a la porción de la porción 250 de sellado que mira a la porción que sobresale por la primera porción 400p escalonada. Por consiguiente, una porción 250a de sellado excesivo que tiene un espesor relativamente delgado puede formarse en la porción de la porción 250 de sellado que mira a la primera porción 400p escalonada, como se muestra en (b) de la FIG. 15.
[0168] Por consiguiente, como en el aparato de fabricación de celda de batería según el ejemplo comparativo, sin tener en cuenta la altura que sobresale por la primera porción 400p escalonada formada en la película 400 de conductor, la herramienta 1001 de sellado que tiene un escalón de la misma altura puede formar la porción 250a de sellado excesivo en la porción 250 de sellado, de modo que la resistencia de sellado entre la porción 250a de sellado excesivo y la película 400 de conductor puede reducirse. Además, debido a la resistencia de sellado débil entre la porción 250a de sellado excesivo y la película 400 de conductor, la presión de ventilación cuando el gas generado en la celda de batería se descarga al exterior puede reducirse, y también puede reducirse la seguridad.
[0169] Por el contrario, en el caso del aparato de fabricación de celda de batería según esta realización, dado que la herramienta 1000 de sellado incluye la tercera porción 1000r escalonada en consideración de la altura que sobresale por la primera porción 400p escalonada formada en la película 400 de conductor, la porción 250a de sellado excesivo como se muestra en (b) de la FIG. 14 puede no formarse en la porción 250 de sellado, y la resistencia de sellado y la seguridad entre la porción 250 de sellado y la película 400 de conductor pueden también mejorarse. Un módulo de batería según otra realización de la presente descripción incluye la celda de batería descrita más arriba. Mientras tanto, uno o más módulos de batería según esta realización pueden empaquetarse en una caja de paquete para formar un paquete de baterías.
[0170] El módulo de batería descrito más arriba y el paquete de baterías que incluye el mismo pueden aplicarse a varios dispositivos. Estos dispositivos pueden ser medios de transporte como, por ejemplo, bicicletas eléctricas, vehículos eléctricos, vehículos eléctricos híbridos, y similares, pero la presente descripción no se limita a ello, y la presente descripción puede aplicarse a varios dispositivos que pueden usar un módulo de batería y un paquete de baterías que incluye el mismo, lo cual también está dentro del alcance del derecho de la presente descripción.
[0171] Aunque la realización preferida de la presente descripción se ha descrito en detalle más arriba, el alcance del derecho de la presente descripción no se encuentra limitado a la misma, y varias modificaciones y mejoras realizadas por las personas con experiencia en la técnica mediante el uso del concepto básico de la presente descripción definido en las reivindicaciones anexas también caen dentro del alcance del derecho de la presente descripción. La invención se define por las reivindicaciones anexas.
[0172] Signos de referencia
[0173] 100: celda de batería
[0174] 110: conjunto de electrodos
[0175] 200: caja de batería
[0176] 210: porción de alojamiento
[0177] 250: porción de sellado
[0178] 300: conductor de electrodos
[0179] 400: película de conductor
[0180] 450: unidad de guía de descarga de gas
[0181] 1000: aparato de fabricación de celda de batería

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES
1. Una celda (100) de batería, que comprende:
una caja (200) de batería que tiene una porción (210; 210') de alojamiento en la cual se monta un conjunto (110; 110') de electrodos, y una porción (250; 250') de sellado formada sellando una periferia exterior de la misma; y un conductor (300; 300') de electrodos eléctricamente conectado a una lengüeta (115; 115') de electrodo incluida en el conjunto (110; 110') de electrodos y que sobresale de la caja (200) de batería mediante la porción (250; 250') de sellado; y
una película (400; 400') de conductor ubicada en una porción correspondiente a la porción (250; 250') de sellado en al menos una de una porción superior y una porción inferior del conductor (300; 300') de electrodos,
en donde la película (400; 400') de conductor incluye una primera porción (400p; 400p') escalonada que sobresale en una dirección opuesta al conductor (300; 300') de electrodos, la primera porción (400p; 400p') escalonada comprendiendo un primer escalón (d1),
la porción (250; 250') de sellado incluye una segunda porción (250p; 250p') escalonada que rodea una superficie exterior de la primera porción (400p; 400p') escalonada, la segunda porción (250p; 250p') escalonada comprendiendo un segundo escalón (d2),
y
una unidad (450; 450') de guía de descarga de gas se inserta en la primera porción escalonada;
en donde el primer escalón (d1) de la primera porción (400p) escalonada y el segundo escalón (d2) de la segunda porción (250p) escalonada tienen un tamaño correspondiente a una altura de la unidad (450) de guía de descarga de gas, respectivamente.
2. La celda (100) de batería según la reivindicación 1,
en donde el primer escalón (d1) y el segundo escalón (d2) tienen el mismo tamaño.
3. La celda (100) de batería según la reivindicación 1,
en donde la unidad (450) de guía de descarga de gas se extiende a lo largo de la dirección sobresaliente del conductor (300) de electrodos, y un extremo de la unidad (450) de guía de descarga de gas adyacente a un lado exterior de la caja (200) de batería está rodeado por la película (400) de conductor.
4. La celda (100) de batería según la reivindicación 3,
en donde un extremo de la unidad (450) de guía de descarga de gas adyacente a un lado interior de la caja (200) de batería se expone dentro de la caja (200) de batería.
5. La celda (100) de batería según la reivindicación 1,
en donde una trayectoria de descarga de gas se forma en una interfaz entre la unidad (450) de guía de descarga de gas y la película (400) de conductor.
6. La celda (100) de batería según la reivindicación 5,
en donde una fuerza adhesiva entre la unidad (450) de guía de descarga de gas y la película (400) de conductor es menor que al menos una de una fuerza adhesiva entre la película (400) de conductor y el conductor (300) de electrodos y una fuerza adhesiva entre la película (400) de conductor y la porción (250) de sellado.
7. La celda (100) de batería según la reivindicación 6,
en donde la unidad (450) de guía de descarga de gas es una capa de película hecha de al menos uno de poliimida y tereftalato de polietileno.
8. La celda (100) de batería según la reivindicación 6,
en donde la unidad (450) de guía de descarga de gas es una capa de recubrimiento hecha de resina líquida.
9. La celda (100) de batería según la reivindicación 1,
en donde la segunda porción (250d) escalonada se forma para tener un espesor uniforme.
10. La celda (100) de batería según la reivindicación 1,
en donde la unidad (450') de guía de descarga de gas se ubica en el conductor (300') de electrodos, y una capa (470') adhesiva se forma entre la unidad (450') de guía de descarga de gas y el conductor (300') de electrodos.
11. La celda (100) de batería según la reivindicación 10,
en donde una fuerza adhesiva entre la unidad (450') de guía de descarga de gas y la película (400') de conductor es menor que al menos una de una fuerza adhesiva entre la capa (470') adhesiva y la unidad de guía de descarga de gas y una fuerza adhesiva entre la capa (470') adhesiva y el conductor (300') de electrodos.
12. Un aparato de fabricación de celda de batería para fabricar la celda (100) de batería de la reivindicación 1, que comprende:
una herramienta (1000) de sellado configurada para sellar la porción (250) de sellado, el conductor (300) de electrodos, y la película (400) de conductor juntos,
en donde la herramienta (1000) de sellado incluye una tercera porción (1000r) escalonada formada, de manera cóncava, en una dirección opuesta a la porción (250) de sellado,
y
la tercera porción (1000r) escalonada rodea la superficie exterior de la primera porción (400p) escalonada, la segunda porción (250p) escalonada se ubica entre la tercera porción (1000r) escalonada y la superficie exterior de la primera porción (400p) escalonada,
en donde un tercer escalón de la tercera porción (d3) escalonada tiene un tamaño correspondiente a una altura de la unidad (450) de guía de descarga de gas.
13. El aparato de fabricación de celda de batería según la reivindicación 12,
en donde un primer escalón (d1) de la primera porción (400p) escalonada y un segundo escalón (d2) de la segunda porción (250p) escalonada tienen un tamaño correspondiente a una altura de la unidad (450) de guía de descarga de gas, respectivamente.
14. El aparato de fabricación de celda de batería según la reivindicación 13,
en donde el primer escalón (d1) al tercer escalón (d3) tienen el mismo tamaño.
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