ES3049359T3

ES3049359T3 - Cylindrical cell and electronic device

Info

Publication number: ES3049359T3
Application number: ES23173023T
Authority: ES
Inventors: Xueyan Shan
Original assignee: AESC Japan Ltd
Current assignee: AESC Japan Ltd
Priority date: 2022-12-29
Filing date: 2023-05-12
Publication date: 2025-12-16
Anticipated expiration: 2043-05-12
Also published as: US20240222804A1; EP4394963B1; JP7634048B2; EP4394963A1; CN219203434U; JP2024095950A

Abstract

La divulgación se refiere a una celda cilíndrica que incluye: una carcasa (1), que tiene una pared final (11) y una pared circundante (12) que encierra la pared final (11); un polo de electrodo (2), que penetra a través de la pared final (11) y está conectado a la pared final (11) de manera aislada; un conjunto de electrodos (3), dispuesto en la carcasa (1), en donde el conjunto de electrodos (3) incluye un cuerpo de conjunto de electrodos (31) y una primera pestaña (32), la primera pestaña (32) está ubicada en el primer extremo del cuerpo de conjunto de electrodos (31) frente al polo de electrodo (2), la proyección ortográfica de la primera pestaña (32) sobre el primer extremo del cuerpo de conjunto de electrodos (31) es la primera región de pestaña (320), y la distancia entre cualquier punto en el límite exterior de la primera región de pestaña (320) y el lado interior de la pared circundante (12) es L1, un radio del lado interior de la pared circundante (12) es R0, y la relación de L1 a R0 varía de 0,3 a 0,7. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Célula cilindrica y dispositivo electrónico

[0003] Antecedentes

[0004] Campo técnico

[0005] La divulgación se refiere al campo técnico de las baterías, en particular a una célula cilindrica y a un dispositivo electrónico.

[0006] Descripción de la técnica relacionada

[0007] Caracterizada por una gran densidad de energía, una elevada seguridad y un bajo coste, la célula cilíndrica constituye ahora un tema importante de investigación en el campo de las baterías de nueva generación. Una célula cilíndrica incluye una carcasa, un conjunto de electrodos, un polo de electrodo y una placa de cubierta. La carcasa es una estructura cilíndrica con un extremo abierto. El conjunto de electrodos está dispuesto dentro de la carcasa. El polo de electrodo está fijado sobre la pared terminal de la carcasa y está eléctricamente conectado con la primera lengüeta del conjunto de electrodos y la placa de cubierta cierra herméticamente el extremo abierto de la carcasa y está eléctricamente conectada con la segunda lengüeta del conjunto de electrodos.

[0008] El conjunto de electrodos de la célula cilíndrica existente incluye una lámina del electrodo positivo, una lámina del electrodo negativo y un separador. Un extremo de la lámina del electrodo positivo está conectado con una lengüeta del electrodo positivo, un extremo de la lámina del electrodo negativo está conectado con una lengüeta del electrodo negativo y un determinado número de láminas del electrodo negativo, de separadores y láminas del electrodo negativo está enrolladas para formar un conjunto de electrodos después de quedar apiladas de una forma determinada. A continuación, el conjunto de lengüetas de electrodo positivo es conformado en una lengüeta de electrodo positivo mediante “amasado”, y el conjunto de lengüetas del electrodo negativo es conformado en una lengüeta de electrodo negativo mediante “amasado”. Sin embargo, en la tecnología existente, dado que las lengüetas no son tratadas por corte, y que el procedimiento de “amasado” consiste en conformarla en la entera lengüeta para que adopte una superficie plana mediante la utilización de unos rodillos de “amasado”, el plano “amasado” presenta una gran densidad. Dado que la entera superficie terminal del conjunto de electrodos está cubierta por la lengüeta “amasada”, es probable encontrar dificultades al agotar la célula cilíndrica y que se produzca una infiltración del electrólito, lo que afectará a la fiabilidad de la célula cilíndrica.

[0009] Las solicitudes de patente US 2005/260487 A1 y CN 114284570 A divulgan una batería cilíndrica y se concentran en la resolución del problema del bloqueo de la infiltración del electrólito.

[0010] A la luz de lo expuesto, constituye una cuestión perentoria proporcionar una célula cilíndrica que resuelva los problemas referidos.

[0011] Sumario

[0012] Una finalidad de la presente divulgación es proporcionar una célula cilíndrica, en la que la baja densidad de la lengüeta del conjunto de electrodos facilite la infiltración del electrólito y agote la tasa de gas, mejore la fiabilidad de la célula. Otra finalidad de la presente divulgación es proporcionar un dispositivo electrónico de forma que la fiabilidad y la estabilidad del dispositivo electrónico sean satisfactorias mediante el uso de la célula cilíndrica anteriormente expuesta.

[0013] El alcance de la invención se define por la reivindicación adjunta 1. Con el fin de obtener la finalidad expuesta, se aportan las siguientes soluciones técnicas.

[0014] En el primer aspecto, se proporciona una célula cilíndrica la cual incluye: una carcasa, que incluye una pared terminal y una pared circundante que encierra el lado periférico de la pared terminal; un polo de electrodo que penetra a través de la pared terminal y está fijado a la pared terminal de manera aislada; un conjunto de electrodos que está dispuesto dentro de la carcasa, incluyendo el conjunto de electrodos un cuerpo de conjunto de electrodos y una primera lengüeta, la primera lengüeta está situada en el primer extremo del cuerpo de conjunto de electrodos encarado hacia el polo de electrodo, la proyección ortogonal de la primera lengüeta sobre el primer extremo del cuerpo de conjunto de electrodos es la primera zona de lengüeta, y la distancia entre cualquier punto situado sobre el límite exterior de la primera zona de lengüeta y el lado interior de la pared circundante es L1, un radio del lado interior de la pared circundante es R0, y la relación de L1 con R0 está comprendida entre 0,3 y 0,7.

[0015] En una solución opcional de la célula cilíndrica, el área de la primera zona de lengüeta es S1, el área de la porción terminal del cuerpo de conjunto de electrodos es S0, y la relación de S1 a S0 está comprendida entre 0,3 y 0,5. En una solución opcional para la célula cilíndrica, la célula cilíndrica incluye además una pieza de conexión, y la pieza de conexión está dispuesta entre el polo de electrodo y la primera lengüeta para conectar eléctricamente el polo de electrodo y la primera lengüeta.

[0016] En una solución opcional para la célula cilindrica, el área de proyección ortogonal de la pieza de conexión dispuesta sobre el primer extremo del cuerpo de conjunto de electrodos es S2 y S2 < S1.

[0017] En una solución opcional para la célula cilindrica, un orificio de inyección de líquido se dispone sobre el polo de electrodo.

[0018] En una solución opcional para la célula cilindrica, la distancia entre cualquier punto sobre el límite interior de la primera zona de lengüeta y la línea central del cuerpo de conjunto de electrodos es L2, y la relación de L2 con R0 está comprendida entre 0,1 y 0,4.

[0019] En una solución opcional para la célula cilindrica, el número de giros del cuerpo de conjunto de electrodos es N, siendo el giro más interior el primer giro, y siendo el giro más exterior el giro N enésimo, la primera zona de lengüeta está situada entre 1/10 N giros y 2/5 N giros del cuerpo de conjunto de electrodos.

[0020] En una solución opcional de la célula cilíndrica, la célula cilíndrica incluye además una placa de cubierta, y la placa de cubierta está fijada a un extremo de la pared circundante opuesto a la pared terminal.

[0021] En una solución opcional para la célula cilindrica, el conjunto de electrodos incluye además una segunda lengüeta, la segunda lengüeta está dispuesta en el segundo extremo del cuerpo de conjunto de electrodos próximo a la placa de cubierta, y la segunda lengüeta está directa y eléctricamente conectada a la placa de cubierta y la placa de cubierta está eléctricamente conectada con la pared circundante.

[0022] En una solución opcional para la célula cilindrica, la proyección ortogonal de la segunda lengüeta dispuesta sobre el cuerpo de conjunto de electrodos es una segunda zona de lengüeta, y la distancia entre cualquier punto del limite interior de la segunda zona de lengüeta y la linea central del cuerpo de conjunto de electrodos es L3, y la relación de L3 con R0 está comprendida entre 0,5 y 0,8.

[0023] En una solución opcional para la célula cilindrica, el número de giros del cuerpo de conjunto de electrodos es N, siendo el giro más interior el primer giro, y siendo el giro más exterior el giro N enésimo, la segunda zona de lengüeta está situada entre A de los N giros y los N giros del cuerpo de conjunto de electrodos.

[0024] En un segundo aspecto, se dispone un dispositivo electrónico, que incluye la célula cilindrica mencionada anteriormente.

[0025] En comparación con la técnica relacionada, los efectos ventajosos de la presente divulgación son los que se desarrollan a continuación:

[0026] La célula cilindrica proporcionada por la presente divulgación incluye una carcasa, la cual incluye una pared terminal y una pared circundante que encierra la pared terminal; un polo de electrodo, que penetra a través de la pared terminal y está conectado con la pared terminal de manera aislada; y un conjunto de electrodos, el cual está dispuesto dentro de la carcasa, y el conjunto de electrodos incluye un cuerpo de conjunto de electrodos y una primera lengüeta; la primera lengüeta está situada en el primer extremo, la proyección ortogonal de la primera lengüeta sobre el primer extremo del cuerpo de conjunto de electrodos es la primera zona de lengüeta, y la distancia entre cualquier punto sobre el limite exterior sobre la primera zona de lengüeta y el lado interior de la pared circundante es L1, un radio del lado interior de la pared circundante es R0 y la relación de R1 con R0 está comprendida entre 0,3 y 0,7. La primera estructura de lengüeta del conjunto de electrodos está cortada para concentrar la primera lengüeta del conjunto de electrodos en la zona del conjunto de electrodos próxima a la linea central del cuerpo de conjunto de electrodos. Por otro lado, es posible reservar la zona parcial de la superficie terminal del conjunto de electrodos que no está cubierta por la lengüeta “amasada”, mejorando de este modo la tasa de infiltración del electrólito y la tasa de escape de gas generado dentro del conjunto de electrodos; por otro lado, mediante un corte no deseado de las lengüetas, el propio peso del conjunto de electrodos se puede reducir, lo que contribuye a conseguir un diseño ligero de peso de las baterias cilindricas.

[0027] En el dispositivo electrónico dispuesto provisto por la divulgación, la fiabilidad y estabilidad del dispositivo electrónico son satisfactorias debido al uso de la célula cilindrica anteriormente referida.

[0028] Breve descripción de los dibujos

[0029] Con el fin de ilustrar, con mayor claridad las soluciones técnicas de las formas de realización de la presente divulgación, se describen brevemente a continuación los dibujos que se acompañan que deben ser utilizados en la descripción de las formas de realización de la presente divulgación. Es evidente que los dibujos que se acompañan en la descripción subsecuente son solo algunas formas de realización de la presente divulgación. Para los expertos en la materia, pueden obtenerse otros dibujos de acuerdo con el contenido de las formas de realización y estos dibujos de la presente divulgación no suponen ningún esfuerzo inventivo.

[0030] La FIG. 1 es un diagrama en sección transversal del primer tipo de célula cilindrica proporcionado en una forma de realización de la presente divulgación.

[0031] La FIG. 2 es un diagrama esquemático de la primera zona de lengüeta del primer tipo de célula cilindrica proporcionado en una forma de realización de la presente divulgación.

[0033] La FIG. 3 es un diagrama esquemático de a segunda zona de lengüeta del primer tipo de célula cilíndrica proporcionado en una forma de realización de la presente divulgación.

[0035] La FIG. 4 es un diagrama en sección transversal del segundo tipo de célula cilíndrica proporcionado en una forma de realización de la presente divulgación.

[0037] La FIG. 5 es un diagrama estructural esquemático del extremo de polo de electrodo del segundo tipo de célula cilíndrica proporcionado en una forma de realización de la presente divulgación.

[0039] La FIG. 6 es un diagrama esquemático de la primera zona de lengüeta del segundo tipo de célula cilíndrica proporcionado en una forma de realización de la presente divulgación.

[0041] La FIG. 7 es un diagrama en sección transversal del tercer tipo de célula cilíndrica proporcionado en una forma de realización de la presente divulgación.

[0043] La FIG. 8 es un diagrama esquemático de la segunda zona de lengüeta del tercer tipo de célula cilíndrica provisto en una forma de realización de la presente divulgación.

[0045] Descripción de las formas de realización

[0047] Con el fin de describir mejor el problema técnico que se pretende resolver mediante la divulgación, la solución técnica adoptada y el efecto técnico conseguido, a continuación se describirá con mayor detalle la solución técnica de la divulgación junto con los dibujos adjuntos y mediante procedimientos de puesta en práctica.

[0049] En la descripción de la presente divulgación, salvo que se especifique y limite claramente lo contrario, los términos “que conecta”, “que enlaza” y “que fija” deben entenderse en un sentido amplio, por ejemplo, los términos anteriores pueden referirse a una conexión fijada, una conexión extraíble, o una formación integral; la conexión mecánica o eléctrica, la conexión directa o indirecta a través de un elemento intermediario; o la comunicación interna de dos componentes o la relación de interacción entre dos componentes. Los expertos en la materia pueden comprender los significados específicos de los términos anteriores en la presente divulgación en situaciones específicas.

[0051] En la presente divulgación, a menos que claramente se establezca y limite de otra manera, una primera característica dispuesta “sobre” o “por debajo” de una segunda característica puede indicar un contacto directo entre la primera y la segunda características y puede también indicar que la primera y la segunda características no están en contacto directo, sino que están en contacto indirecto por medio de otra característica entre ellas. Así mismo, la primera característica que es “arriba de", “por encima de” y “sobre” la segunda característica indica que la primera característica está directamente por encima de y oblicuamente por encima de la segunda característica o simplemente indica que la primera característica está en un nivel más alto que la segunda característica. Si la primera característica es “abajo”, “por debajo” y “inferior”, la segunda característica indica que la primera característica está directamente debajo y oblicuamente debajo de la segunda característica o simplemente significa que la primera característica está en un nivel inferior de la segunda característica.

[0053] En la descripción de la presente divulgación, la orientación o relación posicional de los términos “superior”, “inferior”, “izquierda”, “derecha” se interpreta en base a la orientación o relación posicional mostrada en los dibujos que se acompañan, y se incorporan únicamente por razones de comodidad de la descripción y como simplificación del funcionamiento. Dicha orientación o posición no indica o implica que el dispositivo o elemento en cuestión tenga que presentar una orientación específica, esté estructurado y que funcione en una orientación específica y, por tanto, no debe ser considerado como una limitación de la presente divulgación. Así mismo, los términos “primero” y “segundo” se utilizan únicamente como discriminación en la descripción y no tienen ningún significado especial.

[0055] La FIG. 1 muestra una vista en sección transversal del primer tipo de célula cilíndrica proporcionado en la presente divulgación. Como se muestra en la FIG. 1, la célula cilíndrica incluye una carcasa 1, un polo de electrodo 2, un conjunto de electrodos 3, una placa de cubierta 4, una pieza de conexión 5, un primer miembro aislante 61, un segundo miembro aislante 62, un primer miembro de estanqueidad 71 y un segundo miembro de estanqueidad 72. La carcasa 1 incluye una pared terminal 11 y una pared circundante 12 que encierra el lado periférico de la pared terminal 11; el polo de electrodo 2 pasa a través de la pared terminal 11 y se fija a la pared terminal 11 de una manera aislada; el conjunto de electrodos 3 está dispuesto dentro de la carcasa 1, y el conjunto de electrodos 3 está eléctricamente conectado al polo de electrodo 2 por medio de la pieza de conexión 5; y la pared de cubierta 4 está fijada sobre un extremo de la pared circundante 12 opuesto a la pared terminal 11. El polo de electrodo 2 está remachado y fijado a la pared terminal 11, un primer miembro de estanqueidad 71 y un primer miembro aislante 61 están dispuestos entre el extremo superior y el polo de electrodo 2 y la superficie exterior de la pared terminal 11. El primer miembro de estanqueidad 71 encierra el lado periférico del polo de electrodo 2, el primer miembro aislante 61 encierra el lado periférico del primer miembro de estanqueidad 71 y el segundo miembro aislante 62 está dispuesto entre el extremo inferior del polo de electrodo 2 y la superficie interior de la pared terminal 11 para asegurar la conexión aislada entre el polo de electrodo 2 así como con la pieza de conexión 5 y con la carcasa 1. El proceso de embalaje de la carcasa 1 y de la placa de cubierta 4 puede ser el siguiente: un extremo de la pared circundante 12 de la carcasa 1 opuesto a la pared terminal 11 es sometido a un tratamiento de acanalado por rodillo; a continuación, el segundo miembro de estanqueidad 72 cubre el lado periférico de la placa de cubierta 4, el cuerpo de conjunto de la placa de cubierta 4 y el segundo miembro de estanqueidad 72 es situado en el canal del rodillo y, finalmente, la pared circundante 12 de la carcasa 1 es doblada hacia dentro y fijada sobre la placa de cubierta 4 para completar el embalaje de la carcasa 1.

[0056] También con referencia a la FIG. 1, el conjunto de electrodos 3 incluye un cuerpo de conjunto de electrodos 31, una primera lengüeta 32, y una segunda lengüeta 33. La primera lengüeta 32 está dispuesta en el primer extremo del cuerpo de conjunto de electrodos 31 encarado hacia el polo de electrodo 2, y la primera lengüeta 32 está eléctricamente conectada con el polo de electrodo 2 por medio de la pieza de conexión 5. La segunda lengüeta 33 está dispuesta en el segundo extremo del cuerpo de conjunto de electrodos 31 opuesto al polo de electrodo 2, y la segunda lengüeta 33 está eléctricamente conectada a la pared circundante 12 de la carcasa 1. En un ejemplo, la primera lengüeta 32 es una lengüeta de electrodo positivo, y la segunda lengüeta 33 es una lengüeta de electrodo negativo. Cabe destacar que la tecnología de tratamiento del conjunto de electrodos 3 es como sigue: el conjunto de electrodos 3 se forma mediante el enrollamiento del primer electrodo, del segundo electrodo y del separador entre el primer electrodo y el segundo electrodo alrededor del eje geométrico de enrollamiento. El primer electrodo y el segundo electrodo, respectivamente, incluyen una zona no revestida y una segunda zona no revestida que no están revestidas con una capa de material activo a lo largo de la dirección de enrollamiento, y la primera zona no revestida y la segunda zona no revestida están respectivamente situadas sobre las dos superficies terminales del conjunto de electrodos. La primera lengüeta 32 está formada por la primera zona no revestida, y la segunda lengüeta 33 está formada por la segunda zona no revestida.

[0058] La FIG. 2 muestra un diagrama esquemático de la primera zona de lengüeta 320 del primer tipo de célula cilíndrica suministrado en la presente divulgación. Como se muestra en la FIG. 2 en combinación con la FIG. 1, la proyección ortogonal de la primera lengüeta 32 en el primer extremo del cuerpo de conjunto de electrodos 31 es la primera zona de lengüeta 320, y una distancia entre cualquier punto entre el límite exterior de la primera zona de lengüeta 320 y el lado interior de la pared circundante 12 es L1; el radio del lado interior de la pared circundante 12 es R0, y la relación de L1 con R0 está comprendida entre 0,3 y 0,7. Merece destacarse que, cuando la relación de L1 con R0 es mayor de 0,7, el área ocupada por la primera zona de lengüeta 320 es demasiado pequeña, y ello provoca los siguientes defectos. En primer lugar, se reduce la capacidad de sobrecorriente de la célula, haciendo imposible llevar a cabo una descarga de gran potencia. En segundo lugar, si la zona de lengüeta es demasiado pequeña, la resistencia de la correspondiente lengüeta será amplia, y habrá una gran cantidad de calor generada en la lengüeta durante el proceso de descarga de la célula, lo que es probable que produzca la fuga térmica de la célula. Cuando la relación de L1 con R0 es inferior a 0,3, la primera zona de lengüeta 320 casi cubre la posición próxima a la carcasa 1, lo que perturba la infiltración del electrólito. La primera estructura de lengüeta del conjunto de electrodos 3 queda cortada, y la primera lengüeta 32 del conjunto de electrodos 3 se concentra en la zona del cuerpo de conjunto de electrodos 31 próxima a la línea central del cuerpo de conjunto de electrodos 31. Por otro lado, es posible reducir la densidad de la primera lengüeta 32 y mejorar la tasa de infiltración y la tasa de agotamiento del conjunto de electrodos 3; por otro lado, es posible reducir el peso mismo del conjunto de electrodos 3 para facilitar un diseño de peso ligero de la célula cilíndrica. Cabe destacar que, en la técnica relacionada, generalmente es necesario “amasar” / doblar la lengüeta antes de conectar la lengüeta con la pieza de conexión 5. La zona de lengüeta mencionada en la presente divulgación es la zona en la que la proyección ortogonal se forma sobre el cuerpo de conjunto de electrodos 31 después de que la lengüeta ha sido “amasada” / doblada. Por ejemplo, la primera zona de lengüeta 320 es la zona de proyección ortogonal formada sobre la superficie terminal del cuerpo de conjunto de electrodos 31 después de que la primera lengüeta 32 ha sido “amasada” / doblada, y la segunda zona de lengüeta 330 es la zona de proyección ortogonal formada sobre la superficie terminal del cuerpo de conjunto de electrodos 31 después de que la segunda lengüeta ha sido amasada / doblada.

[0060] También con referencia a la FIG. 2, el área de la primera zona de lengüeta 320 es S1, el área de la porción terminal del cuerpo de conjunto de electrodos 31 es S0, y la relación de S1 con S0 está comprendida entre 0,3 y 0,5. Cabe destacar que, cuando la relación de S1 a S0 está dentro de un 0,3 a un 05, no solo es posible asegurar la sobrecorriente, sino que también se puede asegurar que el área de la superficie terminal del conjunto de electrodos 3 no cubierta por la zona de lengüeta, es lo suficientemente amplia para facilitar la filtración del electrólito. Con el fin de reducir aún más el peso de la célula cilíndrica, el área de proyección ortogonal de la pieza de conexión 5 sobre la superficie terminal del cuerpo de conjunto de electrodos 31 es S2, y S2 < S1. Dicha disposición no solamente hace posible llevar a cabo la soldadura y la fijación de la primera lengüeta 32 y de la pieza de conexión 5, sino que también reduce el tamaño de la pieza de conexión 5 y disminuye el peso de la pieza de conexión 5. En un ejemplo, la forma de la pieza de conexión 5 es circular, una superficie terminal de la pieza de conexión 5 está soldada y fijada a la superficie terminal del polo de electrodo 2, y su otra superficie terminal está soldada y fijada la primera lengüeta 32. El procedimiento de soldadura de la pieza de conexión 5 puede ser como sigue: en primer lugar, la pieza de conexión 5 es soldada a la primera lengüeta 32 al conjunto de electrodos 3, a continuación, el conjunto de electrodos 3 es cargado dentro de la carcasa 1, una varilla de soldadura pasa a través del orificio intermedio del conjunto de electrodos 3 y la pieza de conexión 5 y el polo de electrodo 2 son soldados y fijados por medio de un procedimiento de soldadura por torsión.

[0061] La FIG. 3 muestra un diagrama esquemático de la segunda zona de lengüeta 330 del primer tipo de célula cilindrica suministrado en la presente divulgación. Como se muestra en la FIG. 3 en combinación con la FIG. 1, la proyección ortogonal de la segunda lengüeta 33 en el segundo extremo del cuerpo de conjunto de electrodos 31 es la segunda zona de lengüeta 330, y una distancia entre cualquier punto sobre el límite interior de la segunda zona de lengüeta 330 y la línea central del cuerpo de conjunto de electrodos 31 es L3; el radio del lado interior de la pared circundante 12 es R0 y la relación de L3 con R0 está comprendida entre 0,5 y 0,8. La segunda estructura de lengüeta del conjunto de electrodos es cortada, y la segunda lengüeta 33 del conjunto de electrodos 3 es concentrada en la zona del cuerpo de conjunto de electrodos 31 opuesta a la línea central del cuerpo del conjunto de electrodos 31. Por otro lado, es posible reducir la densidad de la segunda lengüeta 33 y mejorar la tasa de infiltración y la tasa de escape del conjunto de electrodos 3; por otro lado, es posible reducir el peso del conjunto de electrodos 3 propiamente dicho, para facilitar un diseño de peso ligero de la célula cilíndrica.

[0063] El número de giros del cuerpo de conjunto de electrodos 31 es N, siendo el giro más interior el primer giro y siendo el giro más exterior el giro N enésimo, la segunda zona de lengüeta 330 está situada en A N giros a N giros del cuerpo de conjunto de electrodos 31. A modo de ejemplo, cuando N = 2n, n es un número entero positivo, la segunda zona de lengüeta 330 puede fijarse en el intervalo de n a 2n giros del cuerpo de conjunto de electrodos 31. Cuando N t 2n, n es un número entero positivo, A N es redondeado para obtener un número entero positivo y la segunda zona de lengüeta 330 cae dentro de los A N giros y de los N giros del cuerpo de conjunto de electrodos 31. En la FIG. 3, la segunda zona de lengüeta 330 del conjunto de electrodos 3 está situada entre A N giros y N giros del cuerpo de conjunto de electrodos 31 y la distancia entre cualquier punto sobre el limite exterior de la segunda zona de lengüeta 330 y la pared lateral exterior del cuerpo de conjunto de electrodos 31 es 0. La segunda lengüeta 33 está concentrada sobre un lado próximo a la pared circundante 12 de la carcasa 1 de manera que la segunda lengüeta 33 pueda quedar directamente soldada a la pared circundante 12 de la carcasa 1 para asegurar la estabilidad de la célula cilíndrica.

[0064] En la célula cilíndrica, por un lado, ambos extremos del cuerpo de conjunto de electrodos 31 presentan unas áreas no cubiertas por la lengüeta, de manera que es posible incrementar la tasa de infiltración y la tasa de escape del conjunto de electrodos 3. Por otro lado, los diseños de media lengüeta y sin lengüeta contribuyen a reducir el peso del conjunto de electrodos para optimizar la estructura de la célula cilíndrica y mejorar la densidad de energía.

[0066] La FIG. 4 muestra una visa en sección transversal del segundo tipo de célula cilíndrica suministrado en la divulgación. Como se muestra en la FIG. 4, la célula cilíndrica incluye una carcasa 1, un polo de electrodo 2, un conjunto de electrodos 3, una placa de cubierta 4, una pieza de conexión 5, un primer miembro aislante 61, un segundo miembro aislante 62, un primer miembro de estanqueidad 71 y un segundo miembro de estanqueidad 72. La carcasa 1 incluye una pared terminal 11 y una pared circundante 12 que encierra la pared terminal 11; el polo de electrodo 2 pasa a través de la pared terminal 11 y está conectado a la pared terminal 11 de manera aislada; el conjunto de electrodos 3 está dispuesto dentro de la carcasa 1, y el conjunto de electrodos 3 está eléctricamente conectado al polo de electrodo 2 por medio de la pieza de conexión 5; y la placa de cubierta 4 está fijada sobre un extremo de la pared circundante 12 opuesto a la pared terminal 11. El polo de electrodo 2 está remachado y fijado a la pared terminal 11, un primer miembro de estanqueidad 71 y un primer miembro aislante 61 están dispuestos entre el extremo superior del polo de electrodo 2 y la superficie exterior de la pared terminal 11. El primer miembro de estanqueidad 71 encierra el lado periférico del polo de electrodo 2, el primer miembro aislante 61 encierra el lado periférico del primer miembro de estanqueidad 71 y un segundo medio aislante 62 está dispuesto entre el extremo inferior del polo de electrodo 2 y la superficie interna de la pared terminal 11 para asegurar la conexión aislada entre el polo de electrodo 2 y la carcasa 1. El proceso de embalaje de la carcasa 1 y de la placa de cubierta 4 puede ser como sigue: un extremo de la pared circundante 12 de la carcasa 1 opuesto a la pared terminal 11 es sometido a un tratamiento de acanalado por rodillo, a continuación el segundo miembro de estanqueidad 72 cubre el lado periférico de la placa de cubierta 4, el cuerpo de conjunto de la placa de cubierta 4 y el segundo miembro de estanqueidad 72 es situado en el surco de rodillo y, finalmente, la pared circundante 12 de la carcasa 1 es doblado hacia dentro y fijada sobre la placa de cubierta 4 para completar el embalaje de la carcasa 1. El conjunto de electrodos 3 incluye un cuerpo de conjunto de electrodos 31, una primera lengüeta 32 y una segunda lengüeta 33. La primera lengüeta 32 está situada en el primer extremo del cuerpo de conjunto de electrodos 31 encarado hacia el polo de electrodo 2, la primera lengüeta 32 está eléctricamente conectada al polo de electrodo 2 por medio de la pieza de conexión 5, la segunda lengüeta 33 está situada en el segundo extremo del cuerpo de conjunto de electrodos 31 encarada opuesta al polo de electrodo 2 y la segunda lengüeta 33 está eléctricamente conectada a la pared circundante 12 de la carcasa 1.

[0068] El procedimiento de embalaje del segundo tipo de célula cilíndrica de la FIG. 4 es el mismo que el de la placa de cubierta 4 del primer tipo de célula cilíndrica de la FIG. 1, y los detalles no se repetirán aquí. La principal diferencia entre los dos es que, en la FIG. 4, el polo de electrodo 2 está provisto de un orificio de inyección de líquido 21 a través del cual el electrólito es inyectado dentro de la carcasa 1. El proceso del líquido de inyección del segundo tipo de célula cilíndrica puede ser como sigue: en primer lugar, el polo de electrodo 2 es remachado sobre la pared terminal 11 de la carcasa 1 y, a continuación, el cuerpo de conjunto del conjunto de electrodos 3 y la pieza de conexión 5 son cargados y, después de que la placa de cubierta 4 sea embalada, el electrólito es inyectado en el orificio de inyección de líquido 21 del polo de electrodo 2 y, finalmente, el orificio de inyección de líquido 21 es cerrado herméticamente mediante un clavo de cierre hermético.

[0070] La FIG. 5 muestra un diagrama esquemático parcial del extremo del polo de electrodo 2 de la célula cilíndrica de la FIG. 4. La FIG. 6 muestra un diagrama esquemático de la primera zona de lengüeta 320 de la célula cilíndrica de la FIG. 4. Como se muestra en las FIGS. 5 y 6, la distancia entre cualquier punto sobre el límite interior de la primera zona de lengüeta 320 y la línea central del cuerpo de conjunto de electrodos 31 es L2, y la relación de L2 con R0 está comprendida entre 0,1 y 0,4. Dicho reglaje hace que la primera lengüeta 32 del conjunto de electrodos 3 se desvíe del orifico de inyección de líquido 21 de manera que el electrolito sea capaz de fluir rápidamente hasta el interior del conjunto de electrodos 3 e incrementar la tasa de infiltración del conjunto de electrodos 3. El procedimiento de inyección de líquido de la célula cilíndrica de la FIG. 1 se lleva a cabo mediante la inyección del líquido sobre el lateral de la placa de cubierta 4 de la carcasa 1 y la placa de cubierta 4 es empaquetada después de la inyección de líquido. Por tanto, la distancia L2 entre cualquier punto del límite interno de la primera zona de lengüeta 320 del conjunto de electrodos 3 de la célula cilíndrica de la FIG. 1 y la línea central del cuerpo de conjunto de electrodos 31 es igual al radio del agujero medio del conjunto de electrodos 3. Por supuesto, en la forma de realización de la FIG. 1, la distancia L2 entre cualquier punto sobre el límite interno de la primera zona de lengüeta 320 y la línea central del cuerpo de conjunto de electrodos 31 puede también fijarse para que sea mayor que el radio del orificio medio del conjunto de electrodos 3, para incrementar el trayecto de infiltración del electrólito.

[0072] Así mismo, la pieza de conexión 5 está provista de un agujero pasante 51 que se corresponde con el orificio de inyección de líquido 21, de manera que el electrólito sea capaz de fluir al interior del conjunto de electrodos 3 a través del agujero pasante 51. Así mismo, con el fin de facilitar la soldadura y la fijación de la pieza de conexión 5 y del polo de electrodo 2, el diámetro del agujero pasante 51 de la pieza de conexión 5 es menor que el diámetro del orificio medio del conjunto de electrodos 3, y el diámetro de la superficie terminal del polo de electrodo 2 encarado hacia la pieza de conexión 5 es mayor que el diámetro del agujero pasante 51 de la pieza de conexión 5.

[0074] De nuevo con referencia a la FIG. 6, el número de giros del cuerpo de conjunto de electrodos 31 es N, siendo el giro más interior el primer giro y siendo el giro más exterior el giro N enésimo, la primera zona de lengüeta 320 está situada entre 1/10 N giros y 2/5 N giros del cuerpo de conjunto de electrodos 31. De modo preferente, la primera zona de lengüeta 320 está situada entre 1/3 N de giros hasta 2/3 N de giros del cuerpo de conjunto de electrodos 31. A modo de ejemplo, cuando N = 3n, n es un número entero positivo, la primera zona de lengüeta 320 puede fijarse en el intervalo de n a 2n giros del cuerpo de conjunto de electrodos 31. Cuando N t 3n, n es un número entero positivo, 1/3 N y 2/3 N son redondeados para obtener números enteros positivos, y la primera zona de lengüeta 320 queda situada entre 1/3 N giros y 2/3 N giros del cuerpo de conjunto de electrodos 31.

[0076] La FIG. 7 muestra una vista en sección transversal esquemática del tercer tipo de célula cilíndrica suministrado en la presente divulgación. Como se muestra en la FIG. 7, el tercer tipo de célula cilíndrica incluye una carcasa 1, un polo de electrodo 2, un conjunto de electrodos 3, una placa de cubierta 4, una pieza de conexión 5, un primer miembro aislante 61, un primer miembro de estanqueidad 71 y un segundo miembro de estanqueidad 72. La carcasa 1 incluye una pared terminal 11 y una pared circundante 12 que encierra la pared terminal 11; el polo de electrodo 2 pasa a través de la pared terminal 11 y está conectado a la pared terminal 11 de manera aislada; el conjunto de electrodos 3 está dispuesto dentro de la carcasa 1, y el conjunto de electrodos 3 está eléctricamente conectado con el polo de electrodo 2 por medio de la pieza de conexión 5; y la placa de cubierta 4 está fijada sobre un extremo de la pared circundante 12 opuesto a la pared terminal 11. El polo de electrodo 2 está remachado y fijado a la pared terminal 11. Un primer miembro de estanqueidad 71 y un primer miembro aislante 61 están dispuestos entre el extremo superior del polo de electrodo 2 y la superficie exterior de la pared terminal 11. El primer miembro de estanqueidad 71 encierra el lado periférico del polo de electrodo 2, el primer miembro aislante 61 encierra el lado periférico del primer miembro de estanqueidad 71, y un segundo miembro aislante 62 está dispuesto entre el extremo inferior del polo de electrodo 2 y la superficie interna de la pared terminal 11 para asegurar la conexión aislada entre el polo de electrodo 2 así como de la pieza de conexión 5 y de la carcasa 1. El procedimiento de embalaje de la carcasa 1 y de la placa de cubierta 4 puede ser como sigue: la placa de cubierta 4 es soldada y fijada a la pared circundante 12 de la carcasa 1. El conjunto de electrodos 3 incluye un cuerpo de conjunto de electrodos 31, una primera lengüeta 32 y una segunda lengüeta 33. La primera lengüeta 32 está situada en el primer extremo del cuerpo de conjunto de electrodos 31 encarado hacia el polo de electrodo 2, la primera lengüeta 32 está eléctricamente conectada al polo de electrodo 2 por medio de una pieza de conexión 5, la segunda lengüeta 33 está situada en el segundo extremo del cuerpo del conjunto de electrodos 31 opuesto al polo de electrodo 2, y la segunda lengüeta 33 está eléctricamente conectada a la placa de cubierta 4.

[0077] El procedimiento de inyección de líquido del tercer tipo de célula cilíndrica de la FIG. 7 es el mismo que el del segundo tipo de célula cilíndrica de la FIG. 4, y la inyección de líquido se lleva a cabo mediante la disposición de un orificio de inyección de líquido 21 sobre el polo de electrodo 2, cuyos detalles no se repetirán aquí. La principal diferencia entre los dos es que en la FIG. 7, la placa de cubierta 4 está directa y eléctricamente conectada a la segunda lengüeta 33 del conjunto de electrodos 3 y, a continuación, la placa de cubierta 4 es soldada y fijada a la pared circundante 12 de la carcasa 1.

[0079] La FIG. 8 muestra un diagrama esquemático de la segunda zona de lengüeta 330 de la célula cilíndrica de la FIG. 7. Como se muestra en la FIG. 8 en combinación con la FIG. 7, la proyección ortogonal de la segunda lengüeta 33 en el segundo extremo del cuerpo de conjunto de electrodos 31 es la segunda zona de lengüeta 330 y una distancia entre cualquier punto sobre el límite interno de la segunda zona de lengüeta 330 y la línea central del cuerpo de conjunto de electrodos 31 es L3; el radio del lado interno de la pared circundante 12 es R0, y la relación de L3 con R0 está comprendida entre 0,5 y 0,8. La distancia entre el límite exterior de la segunda zona de lengüeta 330 y el lado interior de la pared circundante 12 es L4, y la relación de L4 con R0 está comprendida entre 0,2 y 0,4. De esta forma, la segunda lengüeta 33 del conjunto de electrodos 3 puede estar concentrada en una posición hacia el exterior respecto del centro del cuerpo de conjunto de electrodos 31 para facilitar la soldadura y fijación de la segunda lengüeta 33 y de la placa de cubierta 4.

[0081] Por supuesto, la forma de conexión eléctrica entre la segunda lengüeta 33 del conjunto de electrodos 3 y la carcasa 1 no está limitada a los ejemplos expuestos. En otras formas de realización, podría resultar que la célula cilíndrica incluyera además una pieza de conexión de electrodo negativo, que la lengüeta de electrodo negativo 33 estuviera eléctricamente conectada con la pieza de conexión de electrodo negativo, y que la pieza de conexión de electrodo negativo estuviera eléctricamente conectada con la carcasa 1.

[0083] La presente divulgación proporciona además un dispositivo electrónico que incluye la célula cilíndrica. Mediante la utilización de la célula electrónica, el dispositivo electrónico presenta una alta densidad de energía y unas prestaciones estables y puede mejorar la experiencia del usuario.

[0085] De modo opcional, el dispositivo electrónico puede ser una célula de energía de un nuevo vehículo de energía, un nuevo dispositivo de almacenamiento de energía, un producto electrónico, los cuales no se describirán con detalle en este punto.

[0087] Nótese que en la descripción de la presenta invención, algunas expresiones tales como “algunas formas de realización”, “otras formas de realización” y similares, significan que las características, estructuras, materiales o elementos específicos descritos en combinación con las formas de realización o los ejemplos, están incluidas en al menos una forma de realización o de ejemplo de la invención. En la presente invención, la expresión esquemática de los términos referidos no se refiere necesariamente a la misma forma de realización o ejemplo. Así mismo, las características, estructuras, materiales o elementos particulares descritos pueden ser combinados de cualquier manera apropiada en una cualquier o más formas de realización o ejemplos, siempre que se incluyan en el alcance de la reivindicación adjunta 1.

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. - Una célula cilindrica, que comprende:

una carcasa (1), que presenta una pared terminal (11) y una pared circundante (12) que encierra un lado periférico de la pared terminal (11);

un polo de electrodo (2), que penetra a través de la pared terminal (11) y que está fijado a la pared terminal (11) de manera aislada;

un conjunto de electrodos (3) dispuesto dentro de la carcasa (1), en la que el conjunto de electrodos (3) comprende un cuerpo de conjunto de electrodos (31) y una primera lengüeta (32), la primera lengüeta (32) está situada en un primer extremo del cuerpo de conjunto de electrodos (31) encarado hacia el polo de electrodo (2), una proyección ortogonal de la primera lengüeta (32) dispuesta sobre el primer extremo del cuerpo de conjunto de electrodos (31) es una primera zona de lengüeta (320), y una distancia entre cualquier punto sobre un límite exterior de la primera zona de lengüeta (320) y un lado interno de la pared circundante (12) es L1, un radio del lado interno de la pared circundante (12) es R0, y una relación de L1 con R0 está comprendida entre 0,3 y 0,7.

2. - La célula cilíndrica de acuerdo con la reivindicación 1, en la que un área de la primera zona de lengüeta (320) es 51, un área de una porción terminal del cuerpo de conjunto de electrodos (31) es<s>0, y una relación de S1 con S0 está comprendida entre 0,3 y 0,5.

3. - La célula cilíndrica de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en la que la célula cilíndrica comprende además una pieza de conexión (5), y la pieza de conexión (5) está dispuesta entre el polo de electrodo (2) y la primera lengüeta (32) para conectar eléctricamente el polo de electrodo (2) y la primera lengüeta (32).

4. - La célula cilíndrica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que un área de proyección ortogonal de la pieza de conexión (5) dispuesta sobre el primer extremo del cuerpo de conjunto de electrodos (31) es 52, y S2 <S1.

5. - La célula cilíndrica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el polo de electrodo (2) comprende un orificio de inyección de líquido (21).

6. - La célula cilíndrica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que una distancia entre cualquier punto sobre un límite interno de la primera zona de lengüeta (320) y una línea central de la pared circundante (12) es L2, y una relación de L2 con R0 está comprendida entre 0,1 y 0,4.

7. - La célula cilíndrica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que el número de giros del cuerpo de conjunto de electrodos (31) es N, siendo el giro más interior un primer giro, y siendo el giro más exterior un giro N ésimo, la primera zona de lengüeta (320) está situado entre 1/10 N giros y 2/5 N giros del cuerpo de conjunto de electrodos (31).

8. - La célula cilíndrica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que la célula cilíndrica comprende además una placa de cubierta (4), y la placa de cubierta (4) está fijada a un extremo de la pared circundante (12) opuesta a la pared terminal (11).

9. - La célula cilíndrica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que el conjunto de electrodos (3) comprende además una segunda lengüeta (33), estando la segunda lengüeta (33) dispuesta en un segundo extremo del cuerpo de conjunto de electrodos (31) próximo a la placa de cubierta (4) y la segunda lengüeta (33) está directa y eléctricamente conectada a la placa de cubierta (4) y la placa de cubierta (4) está eléctricamente conectada con la pared circundante (12).

10. - La célula cilíndrica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que una proyección ortogonal de la segunda lengüeta (33) sobre el cuerpo de conjunto de electrodos (31) es una segunda zona de lengüeta (330) y una distancia entre cualquier punto sobre un límite interior de la segunda zona de lengüeta (330) y una línea central del cuerpo de conjunto de electrodos (31) es L3, y una relación de L3 con R0 está comprendida entre 0,5 y 0,8; el número de giros del cuerpo de conjunto de electrodos (31) es N, siendo el giro más interior el primer giro y siendo el giro más exterior el giro N enésimo, la segunda zona de lengüeta (330) está situada entre A N giros y N giros del cuerpo de conjunto de electrodos (31).

11. - Un dispositivo electrónico, que comprende la célula cilíndrica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.