ES3049782T3

ES3049782T3 - Pouch forming apparatus for improved pouch wrinkles

Info

Publication number: ES3049782T3
Application number: ES22811673T
Authority: ES
Inventors: Sung Chul Park; Shin Chul Kim; Tae Won Kang; Yong Nam Kim; Byung Kwan Ko
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2021-05-27
Filing date: 2022-05-26
Publication date: 2025-12-18
Anticipated expiration: 2042-05-26
Also published as: US20230373152A1; EP4201641A4; EP4201641B1; CN116670895B; KR20220160415A; HUE073287T2; CN116670895A; EP4201641A1; KR102864913B1; WO2022250482A1

Abstract

La presente invención se refiere a un aparato formador de bolsas capaz de reducir o prevenir las arrugas que se forman en una esquina de una sección de alojamiento formada, y a una bolsa con arrugas mejoradas, fabricada mediante dicho aparato. Específicamente, el aparato formador de bolsas comprende: una sección de soporte con una superficie superior sobre la que se dispone una lámina laminada; un separador, situado en la parte superior de la sección de soporte, que se mueve hacia arriba y hacia abajo y presiona y fija, al descender, la circunferencia exterior de la lámina laminada dispuesta sobre la superficie superior de la sección de soporte; y un punzón, situado en la parte superior de la sección de soporte, que se mueve hacia arriba y hacia abajo y forma, al descender, una sección de alojamiento del conjunto de electrodos en la lámina laminada mientras se inserta en una sección de formación ubicada en el centro de la sección de soporte. La sección de soporte incluye un soporte superior y una placa de soporte, y un núcleo de cierto espesor se ubica entre el soporte superior y la placa de soporte. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Aparato de formación de bolsas para reducir la formación de arrugas en las bolsas

[0003] Campo técnico

[0004] La presente invención se refiere a un aparato de conformación de bolsas capaz de remediar las arrugas en las bolsas. Más particularmente, la presente invención se refiere a un aparato de conformación de bolsas que tiene un miembro central ubicado entre un soporte superior y una placa de soporte, y a una bolsa fabricada mediante el mismo con perfeccionamiento de arrugas.

[0005] Antecedentes de la técnica

[0006] Las baterías secundarias se pueden clasificar en baterías cilíndricas, baterías prismáticas y baterías en forma de bolsa basándose en la forma de las mismas. Entre estas baterías, ha generado una atención considerable la batería en forma de bolsa, que puede apilarse con una alta integración, tiene una alta densidad de energía por unidad de peso y puede deformarse fácilmente.

[0007] La batería en forma de bolsa, que supone una batería configurada de tal manera que una carcasa de batería está compuesta por una chapa laminada, tiene una estructura en la que un conjunto de electrodos está montado en la carcasa de batería. La FIG. 1 es una vista esquemática de una batería en forma de bolsa 10, en donde la batería en forma de bolsa 10 tiene un conjunto de electrodos 30 montado en una carcasa de batería 20, incluyendo el conjunto de electrodos un electrodo positivo, un electrodo negativo y un separador dispuesto entre los mismos. Unas lengüetas de electrodo positivo y electrodo negativo del conjunto de electrodos 30 están soldadas a dos cables de electrodo, respectivamente, y la carcasa de batería está sellada herméticamente en el estado en el que los cables de electrodo están expuestos hacia fuera de la carcasa de batería.

[0008] La carcasa de batería 20 está compuesta por una chapa laminada e incluye una porción receptora cóncava 23, en la que se asienta el conjunto de electrodos 30. Una carcasa superior 21 se corresponde con una carcasa inferior 22, y sella herméticamente la porción receptora 23, en la que se recibe el conjunto de electrodos 30. La porción receptora 23 se fabrica prensando y deformando la chapa laminada usando un punzón que tiene una forma correspondiente a la forma de la porción receptora.

[0009] La FIG. 2 es una fotografía que muestra unas arrugas formadas en una parte de esquina de la porción receptora de la batería en forma de bolsa. Haciendo referencia a la FIG. 2, cuando se presiona el punzón para conformar la porción receptora 23, pueden generarse arrugas en una parte de esquina A de la porción receptora 23 del conjunto de electrodos. Las arrugas provocan un problema sustancial en el sentido de que la batería en forma de bolsa se daña fácilmente durante la fabricación o el uso de la misma, así como un problema estético.

[0010] El Documento de Patente 1 divulga un aparato de conformación de bolsas y un método de conformación capaz de reducir gradualmente la fuerza de presión de un elemento de sujeción configurado para fijar una chapa laminada, por lo que es posible aumentar gradualmente el alargamiento de la chapa laminada y, por lo tanto, es posible evitar la generación de grietas en un punto angular de una porción receptora.

[0011] En el Documento de Patente 1, el aparato de conformación de bolsas incluye un punzón, un miembro de expulsión que incluye un elemento de sujeción configurado para presionar una chapa laminada dispuesta sobre un soporte para su fijación, y una primera pieza de accionamiento configurada para mover el elemento de sujeción en una dirección desde arriba hacia abajo, y un miembro de control configurado para, cuando el punzón presiona la chapa laminada mientras es insertada en una porción de conformación del soporte, controlar la primera pieza de accionamiento de manera que el elemento de sujeción se mueva hacia arriba, reduciendo así la fuerza de presión aplicada en la chapa laminada. En el Documento de Patente 1, se añade el miembro de control, que controla la pieza de accionamiento de elemento de sujeción configurada para mover el elemento de sujeción hacia arriba cuando se mueve el punzón hacia abajo para presionar la chapa laminada, por lo que se complica la estructura del aparato de conformación de bolsas.

[0012] El Documento de Patente 2 divulga un aparato de conformación de bolsas que dispersa uniformemente la fuerza de estiramiento aplicada en una película de bolsa cuando se forma una parte de copa de una bolsa, evitando así la generación de arrugas en la parte de copa. En el Documento de Patente 2, un sujetador de troquelado está ubicado en una parte central del soporte para poder ser movible hacia arriba y hacia abajo, el sujetador de troquelado entra en contacto con una superficie de la chapa laminada dispuesta en un extremo superior del soporte, y el sujetador de troquelado es desplazado hacia abajo junto con el punzón, que es desplazado hacia abajo desde un extremo superior de la chapa laminada tras el contacto con la chapa laminada dispuesta en el extremo superior del soporte, de modo que se forma la parte de copa.

[0013] En los Documentos de Patente 1 y 2, se evita la formación de arrugas en una parte de esquina de una funda de bolsa; sin embargo, la construcción del aparato es más complicada que los aparatos de conformación de bolsas convencionales, y el proceso de conformación de bolsas resulta complicado.

[0014] Documentos de la técnica anterior

[0015] (Documento de Patente 1) Publicación de patente registrada coreana n.° 2145494

[0016] (Documento de Patente 2) Publicación de patente registrada coreana n.° 2176631

[0017] La técnica anterior relevante para la presente invención viene dada por los documentos KR 20170104252 A, JP H11 309519 A, KR 20060011428 A, KR 20180085471 A, KR 20080081845 A, US 2012/082827 A1, KR 102145494 B1 y KR 102176631 B1

[0018] Divulgación

[0019] Problema técnico

[0020] La presente invención se ha realizado con vistas a los problemas anteriores, y es un objeto de la presente invención proporcionar un aparato de conformación de bolsas capaz de, cuando se presiona una chapa laminada para formar una porción receptora configurada para recibir un conjunto de electrodos, reducir o evitar la generación de arrugas en una esquina de la porción receptora, y una bolsa fabricada mediante el mismo con perfeccionamiento de arrugas.

[0021] Solución técnica

[0022] Un aparato de conformación de bolsas de acuerdo con la presente invención para lograr el objeto anterior incluye una unidad de soporte configurada para permitir disponer una chapa laminada sobre una superficie superior del mismo, un elemento de sujeción ubicado encima de la unidad de soporte, estando el elemento de sujeción configurado para ser movible hacia arriba y hacia abajo, estando el elemento de sujeción configurado para presionar y fijar una periferia exterior de la chapa laminada dispuesta sobre la superficie superior de la unidad de soporte cuando es desplazado hacia abajo, y un punzón situado por encima de la unidad de soporte, estando el punzón configurado para ser movible hacia arriba y hacia abajo, estando el punzón configurado para formar una porción receptora de conjunto de electrodos en la chapa laminada mientras es insertada en una porción de conformación ubicada en el centro de la unidad de soporte cuando es desplazado hacia abajo, en donde la unidad de soporte incluye un soporte superior y una placa de soporte, y el aparato de conformación de bolsas incluye un miembro central ubicado entre el soporte superior y la placa de soporte, teniendo el miembro central un espesor predeterminado.

[0023] El soporte superior puede incluir una porción de conformación, como un hueco definido en el mismo, estando la porción de conformación configurada para permitir insertar el punzón en la misma para formar la porción receptora de conjunto de electrodos en la chapa laminada, y un bastidor de soporte superior que constituye una periferia de la porción de conformación.

[0024] El miembro central comprende una pluralidad de miembros centrales, estando la pluralidad de miembros centrales dispuestos separados entre sí.

[0025] Los miembros centrales están dispuestos en un extremo inferior del bastidor de soporte superior adyacentes a las partes de esquina de la porción de conformación.

[0026] Los miembros centrales pueden estar dispuestos en posiciones simétricas con respecto al centro del bastidor de soporte superior.

[0027] El miembro central puede comprender, en al menos una superficie del mismo, una capa adhesiva, y el miembro central puede estar fijado de manera desmontable a una superficie superior de la placa de soporte y/o a una superficie inferior del bastidor de soporte superior.

[0028] Una superficie de presión del elemento de sujeción que está orientada hacia la chapa laminada puede estar orientada hacia una superficie superior del bastidor de soporte superior, y el elemento de sujeción puede incluir un segundo elemento de sujeción añadido a la superficie de presión y un primer elemento de sujeción dispuesto en una superficie inferior del segundo elemento de sujeción.

[0029] El segundo elemento de sujeción puede incluir un material elástico.

[0030] Pueden disponerse unas porciones de reborde, de manera que se correspondan entre sí, en una superficie de presión del elemento de sujeción orientada hacia una superficie superior de la chapa laminada y una superficie superior del bastidor de soporte superior orientada hacia una superficie inferior de la chapa laminada.

[0031] Las porciones de reborde pueden comprender una pluralidad de porciones de reborde, estando la pluralidad de porciones de reborde dispuestas separadas entre sí.

[0032] Las porciones de reborde pueden disponerse en posiciones adyacentes a las partes de esquina de la porción de conformación.

[0033] Cada una de las porciones de reborde puede tener una forma recta y puede ubicarse de modo que tenga un ángulo oblicuo con respecto a dos lados que se unen entre sí en un ángulo recto del bastidor de soporte superior que constituye la porción de conformación.

[0034] De forma adicional, la presente invención proporciona una bolsa fabricada usando el aparato de conformación de bolsas y una batería en forma de bolsa que comprende la bolsa.

[0035] Efectos ventajosos

[0036] Tal como resulta evidente a partir de la descripción anterior, un aparato de conformación de bolsas de acuerdo con la presente invención tiene el efecto de que se agrega un miembro central, por lo que es posible reducir o evitar la generación de arrugas en una parte de esquina de una porción receptora de bolsa mientras se minimiza el aumento de la construcción y el volumen.

[0037] De forma adicional, el aparato de conformación de bolsas de acuerdo con la presente invención tiene la ventaja de que es posible reemplazar fácilmente un soporte superior basándose en el tamaño de una batería.

[0038] Descripción de los dibujos

[0039] La FIG. 1 es una vista esquemática de una batería en forma de bolsa.

[0040] La FIG. 2 es una fotografía que muestra unas arrugas formadas en una parte de esquina de un porción receptora de la batería en forma de bolsa.

[0041] La FIG. 3 es una vista frontal de un aparato de conformación de bolsas de acuerdo con una primera realización de la presente invención.

[0042] La FIG. 4 es una vista en perspectiva de una unidad de soporte del aparato de conformación de bolsas de acuerdo con la primera realización de la presente invención.

[0043] La FIG. 5 es una vista en perspectiva despiezada de la FIG. 4.

[0044] La FIG. 6 es una vista en perspectiva de un elemento de sujeción de acuerdo con una segunda realización de la presente invención.

[0045] La FIG. 7 es una vista en perspectiva de un elemento de sujeción de acuerdo con una tercera realización de la presente invención.

[0046] La FIG. 8 es una vista en perspectiva de una unidad de soporte de acuerdo con una tercera realización de la presente invención.

[0047] La FIG. 9 muestra los resultados de una simulación de acuerdo con el Ejemplo 1 y el Ejemplo 2 de la presente invención.

[0048] La FIG. 10 muestra los resultados de una simulación de acuerdo con el Ejemplo 3 de la presente invención. La FIG. 11 muestra los resultados de una simulación de acuerdo con el Ejemplo Comparativo 1 de la presente invención.

[0049] Mejor modo

[0050] Ahora, se describirán en detalle las realizaciones preferidas de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos, de modo que un experto en la materia a la que pertenece la presente invención pueda implementar fácilmente las realizaciones preferidas de la presente invención. Al describir el principio de funcionamiento de las realizaciones preferidas de la presente invención en detalle, sin embargo, se omitirá una descripción detallada de las funciones y las configuraciones conocidas incorporadas en el presente documento cuando esta pueda oscurecer la materia objeto de la presente invención.

[0051] De forma adicional, se utilizarán los mismos números de referencia en todos los dibujos para referirse a partes que realizan funciones u operaciones similares. Cuando a lo largo de la memoria descriptiva se mencione que una parte está conectada a otra parte, no solo la mencionada parte puede estar conectada directamente a la otra parte, pero también, la mencionada parte puede estar conectada indirectamente a la otra parte a través de una parte adicional. De forma adicional, que se incluya un determinado elemento no significa que se excluyan otros elementos, sino que tales elementos pueden incluirse adicionalmente a menos que se mencione lo contrario.

[0052] De forma adicional, una descripción para incorporar elementos por limitación o adición puede aplicarse a todas las invenciones, a menos que haya una restricción particular, y no limita una invención específica.

[0053] También, en la descripción de la invención y en las reivindicaciones de la presente solicitud, las formas singulares pretenden incluir formas plurales a menos que se indique lo contrario.

[0054] También, en la descripción de la invención y en las reivindicaciones de la presente solicitud, "o" incluye "y" a menos que se mencione lo contrario. Por lo tanto, "que incluye A o B" significa tres casos, en concreto, el caso que incluye A, el caso que incluye B, y el caso que incluye A y B.

[0055] De forma adicional, todos los intervalos numéricos incluyen el valor más bajo, el valor más alto y todos los valores intermedios entre los mismos a menos que el contexto indique claramente lo contrario.

[0056] Se describirán las realizaciones de la presente invención en detalle con referencia a los dibujos adjuntos.

[0057] La FIG. 3 es una vista frontal de un aparato de conformación de bolsas de acuerdo con una primera realización de la presente invención, la FIG. 4 es una vista en perspectiva de una unidad de soporte del aparato de conformación de bolsas de acuerdo con la primera realización de la presente invención, y la FIG. 5 es una vista en perspectiva despiezada de la FIG. 4.

[0058] Haciendo referencia a las FIGS. 3 a 5, el aparato de conformación de bolsas 100 de acuerdo con la primera realización de la presente invención incluye una unidad de soporte 400 configurada para permitir disponer una chapa laminada 500 sobre una superficie superior de la misma, un elemento de sujeción 300 ubicado por encima de la unidad de soporte 400, estando el elemento de sujeción configurado para ser movible hacia arriba y hacia abajo, estando el elemento de sujeción configurado para presionar y fijar una periferia exterior de la chapa laminada 500 dispuesta sobre la superficie superior de la unidad de soporte 400 cuando es desplazado hacia abajo, y un punzón 200 ubicado por encima de la unidad de soporte 400, estando el punzón configurado para ser movible hacia arriba y hacia abajo, estando el punzón configurado para formar una porción receptora de conjunto de electrodos en la chapa laminada 500 mientras es insertada en una porción de conformación 412 ubicada en el centro de la unidad de soporte 400 cuando es desplazado hacia abajo. Aunque no se muestra en los dibujos, el aparato de conformación de bolsas 100 puede incluir un controlador y una unidad de accionamiento configurada para mover el punzón 200 y el elemento de sujeción 300 hacia arriba y hacia abajo.

[0059] El punzón 200 de acuerdo con la primera realización de la presente invención está ubicado por encima de la unidad de soporte 400, está configurado para ser movible hacia arriba y hacia abajo, y forma la porción receptora de conjunto de electrodos en la chapa laminada 500 mientras es insertada en la porción de conformación 412 ubicada en el centro de la unidad de soporte 400 cuando es desplazado hacia abajo. Aunque no se muestra en los dibujos, se pueden incluir un controlador de punzón y una unidad de accionamiento de punzón configurada para mover el punzón 200 hacia arriba y hacia abajo. Cuando se acciona la unidad de accionamiento de punzón, el punzón 200 presiona la chapa laminada 500 ubicada en un extremo superior de la unidad de soporte 400 para su inserción en la porción de conformación 412 mientras es desplazado hacia abajo, de modo que se forma la porción receptora de conjunto de electrodos en la chapa laminada 500.

[0060] El elemento de sujeción 300 de acuerdo con la primera realización de la presente invención, que se proporciona para fijar la chapa laminada 500 dispuesta sobre la superficie más superior de la unidad de soporte 400, está ubicado por encima de la unidad de soporte 400 y está configurado para ser movible hacia arriba y hacia abajo. Aunque no se muestra en los dibujos, se pueden incluir un controlador de elemento de sujeción y una unidad de accionamiento de elemento de sujeción configurada para mover el elemento de sujeción 300 hacia arriba y hacia abajo. El elemento de sujeción 300 tiene un tamaño correspondiente al tamaño de una superficie superior de un soporte superior 410, y un orificio (no mostrado), a través del cual puede extenderse el punzón 200, está formado en una parte central del elemento de sujeción.

[0061] La unidad de soporte 400 incluye un soporte superior 410 y una placa de soporte 420. En este caso, el área del soporte superior 410 puede ser igual o menor que el área de la placa de soporte 420 de modo que una periferia exterior del soporte superior 410 no se extienda más allá de una periferia exterior de la placa de soporte 420.

[0062] El soporte superior 410 incluye una porción de conformación 412, que es un hueco definido en el mismo, estando configurada la porción de conformación para permitir insertar el punzón 200 en la misma de manera que se forme la porción receptora de conjunto de electrodos en la chapa laminada 500, y un bastidor de soporte superior 411 que constituye una periferia de la porción de conformación 412.

[0063] La porción de conformación 412 está ubicada en el bastidor de soporte superior 411, y está formada a través del soporte superior 410 desde una superficie superior hasta una superficie inferior del mismo para formar la porción receptora de conjunto de electrodos. La porción de conformación 412 está configurada para tener un tamaño correspondiente al tamaño del orificio del elemento de sujeción 300, y el punzón 200 puede insertarse en la porción de conformación 412 a través del orificio del elemento de sujeción 300.

[0064] La placa de soporte 420 está ubicada en una superficie inferior del bastidor de soporte superior 411.

[0065] Una pluralidad de miembros centrales 430 están dispuestos para estar separados entre sí entre las superficies enfrentadas de la placa de soporte 420 y el bastidor de soporte superior 411. Específicamente, cuatro miembros centrales 430 están ubicados en partes adyacentes a cuatro partes de esquina B de la porción de conformación 412 en correspondencia uno a uno.

[0066] Los miembros centrales 430 están ubicados entre el soporte superior 410 y la placa de soporte 420, y puede verse que los miembros centrales están dispuestos en un extremo inferior del bastidor de soporte superior 411 adyacentes a las partes de esquina B de la porción de conformación 412.

[0067] Cada uno de los miembros centrales 430 puede tener una forma de "L" correspondiente a dos lados que se unen entre sí, en un ángulo recto, del bastidor de soporte superior 411 que forma las partes de esquina B de la porción de conformación 412. Es decir, cada miembro central puede estar constituido por un lado largo y un lado corto que están acoplados perpendicularmente entre sí para crear una forma de "L".

[0068] Los miembros centrales 430 están dispuestos en posiciones simétricas con respecto al centro del bastidor de soporte superior 411. Es decir, los miembros centrales en forma de "L" pueden estar dispuestos en el extremo inferior del bastidor de soporte superior adyacentes a las partes de esquina B, en simetría. Son posibles una simetría diagonal, una simetría horizontal y una simetría vertical como dicha simetría. Aunque cada miembro central 430 se muestra con una forma de "L" en los dibujos, cada miembro central puede estar configurado para tener una forma de "I".

[0069] Dado que cada miembro central 430 tiene un espesor predeterminado, el soporte superior 410 y la placa de soporte 420 están separados entre sí por los miembros centrales 430.

[0070] Cuando el punzón 200 es desplazado hacia abajo para presionar la chapa laminada 500 ubicada en la unidad de soporte 400 para su inserción en la porción de conformación 412, el bastidor de soporte superior 411 no puede moverse hacia abajo en una dirección del eje z debido a los miembros centrales 430 situados en las partes de esquina B de la porción de conformación en la que están ubicados los miembros centrales 430, pero al aumentarse la distancia desde los miembros centrales 430 el bastidor de soporte superior 411 está deformado en la dirección del eje z, por lo que se aumenta la distancia de movimiento hacia abajo del bastidor de soporte superior.

[0071] Dado que la distancia de movimiento del bastidor de soporte superior 411 en una parte media de cada uno de sus lados en una dirección de longitud total es mayor que la distancia de movimiento del bastidor de soporte superior en cada una de las partes de esquina, la distancia de movimiento descendente en el eje z del bastidor de soporte superior 411 es la máxima en la parte media de cada uno de los lados del mismo en la dirección de longitud total. La chapa laminada 500 interpuesta entre el punzón 200 y el bastidor de soporte superior 411 se estira mínimamente en la parte media de cada uno de los lados del bastidor de soporte superior 411 en la dirección de longitud total. Como resultado, cuando la chapa laminada es presionada por el punzón, se genera una fuerza de tracción en la parte central de la chapa laminada en la dirección de longitud total, que es la porción mínimamente estirada, hacia las partes de esquina B.

[0072] Cuando la chapa laminada es presionada por el punzón para conformar una bolsa, en las partes de esquina de una porción receptora de la bolsa, se generan una fuerza de tracción radial que actúa en una dirección de profundidad de la porción receptora y una fuerza de compresión circunferencial concentrada, desde las superficies selladas de las partes de esquina hasta las partes de esquina. Como se muestra en la FIG. 2, se generan arrugas en cada una de las partes de esquina de la bolsa debido a la fuerza de tracción radial y la fuerza de compresión circunferencial. Cuando los miembros centrales 430 están dispuestos entre el soporte superior 410 y la placa de soporte 420, como en la presente invención, se genera una fuerza de tracción adicional en cada una de las partes de esquina de la chapa laminada, cuando la chapa laminada es presionada por el punzón, por lo que se reduce la fuerza de tracción radial concentrada en las partes de esquina B de la porción de conformación 412 y, por lo tanto, es posible reducir la generación de arrugas en las partes de esquina de la porción receptora.

[0073] Los miembros centrales 430 pueden tener un espesor uniforme. El espesor de cada uno de los miembros centrales 430 puede variar de 20 pm a 50 pm, específicamente de 20 pm a 30 pm. Si el espesor de uno de los miembros centrales 430 es menor de 20 pm, cuando la chapa laminada 500 es presionada por el punzón 200, de modo que la chapa laminada sea insertada en la porción de conformación 412 para formar la porción receptora de conjunto de electrodos, es difícil evitar la generación de arrugas en las partes de esquina de la porción receptora de conjunto de electrodos, ya que la distancia de movimiento hacia abajo del bastidor de soporte superior 411 en la dirección del eje z es demasiado corta. Si el espesor de cada uno de los miembros centrales es mayor que 50 pm, la chapa laminada 500 puede ser estirada excesivamente en el centro de la porción de conformación 412 en la dirección hacia abajo (dirección en el eje z), por lo que la chapa laminada puede romperse.

[0074] El espesor de cada miembro central 430 puede cambiarse basándose en el siguiente criterio en consideración del espesor de la chapa laminada.

[0075] Cuando el lado largo y el lado corto de cada miembro central 430 se unen entre sí en un ángulo recto para formar una forma de "L", el espesor del miembro central puede variar de 20 pm a 30 pm, la longitud del lado largo de cada miembro central puede variar de 50 mm a 70 mm, y la longitud de cada lado corto del miembro central puede variar de 30 mm a 50 mm. Además, cada miembro central 430 puede tener un forma de "I" con un espesor de 20 pm a 30 pm y una longitud de 30 mm a 70 mm. Si las longitudes de cada miembro central son menores que el valor mínimo de la longitud, es difícil evitar la formación de arrugas en las partes de esquina de la porción receptora cuando se conforma la chapa laminada 500. Si las longitudes de cada miembro central son mayores que el valor máximo de la longitud, se pueden generar grietas cuando se forma la porción receptora.

[0076] En la presente invención, cada miembro central 430 puede estar hecho del mismo material que el soporte superior 410 y la placa de soporte 420. De forma adicional, cada miembro central 430 puede estar hecho de un material que muestre una rigidez y elasticidad elevadas. Esto resulta ventajoso para evitar la rotura de cada miembro central 430 debido a la presión que se aplica repetidamente en el mismo cuando el elemento de sujeción 300 es desplazado hacia abajo para presionar y fijar la chapa laminada 500 ubicada en el extremo superior del soporte superior 410, o para absorber la tensión aplicada en el soporte superior 410 y la placa de soporte 420 ubicadas por encima y por debajo de los miembros centrales para evitar daños en el soporte superior 410 y la placa de soporte 420.

[0077] En la presente invención, al menos una de una superficie superior de cada miembro central 430 orientada hacia el soporte superior 410 y una superficie inferior de cada miembro central 430 orientada hacia la placa de soporte 420 puede incluir una capa adhesiva (no mostrada). Por ejemplo, cada miembro central 430 puede estar fijado de manera desmontable a una superficie superior de la placa de soporte 420 y/o a una superficie inferior del bastidor de soporte superior 411. Cuando se cambia el soporte superior 410 para que se corresponda con los diversos tamaños de carcasas de batería en forma de bolsa, puede cambiarse la posición de cada miembro central 430 en la superficie superior de la placa de soporte 420 basándose en el tamaño del soporte superior 410, y puede fijarse cada miembro central 430 usando la capa adhesiva.

[0078] En otro ejemplo, puede proporcionarse un rebaje, en el que se inserta una parte de cada miembro central 430, en cada una de la superficie inferior del bastidor de soporte superior 411 y la superficie superior de la placa de soporte 420 de modo que el bastidor de soporte superior 411 y la placa de soporte 420 no se muevan cuando se conforma la chapa laminada 500.

[0079] El soporte superior 410 y la placa de soporte 420 pueden acoplarse y fijarse entre sí a través de un miembro de acoplamiento, configurado para montarse y desmontarse fácilmente.

[0080] La FIG. 6 es una vista en perspectiva de un elemento de sujeción de dos etapas de acuerdo con una segunda realización de la presente invención.

[0081] Haciendo referencia a la FIG. 6, un elemento de sujeción de dos etapas 1300 de un aparato de conformación de bolsas de acuerdo con una segunda realización incluye un primer elemento de sujeción 1310 y un segundo elemento de sujeción 1320, en donde el primer elemento de sujeción corresponde al elemento de sujeción del aparato de conformación de bolsas de acuerdo con la primera realización, y se entiende que el aparato de conformación de bolsas de acuerdo con la segunda realización está configurado para tener una estructura en la que se añade el segundo elemento de sujeción al dispositivo de conformación de bolsas aparato de acuerdo con la primera realización. En lo sucesivo en el presente documento, por lo tanto, solo se describirá el elemento de sujeción de dos etapas 1300. Una descripción del elemento de sujeción del aparato de conformación de bolsas de acuerdo con la primera realización puede aplicarse igualmente al primer elemento de sujeción y, por lo tanto, en lo sucesivo en el presente documento solo se describirá el elemento de sujeción de dos etapas.

[0082] El elemento de sujeción de dos etapas 1300 de acuerdo con la segunda realización incluye un primer elemento de sujeción 1310 y un segundo elemento de sujeción 1320. Como se muestra en la FIG. 6, el segundo elemento de sujeción 1320 está ubicado separado de un orificio del primer elemento de sujeción 1310 por una distancia predeterminada.

[0083] El segundo elemento de sujeción 1320 se añade en una superficie de presión del elemento de sujeción orientada hacia la chapa laminada. Específicamente, el segundo elemento de sujeción 1320 está orientado hacia el soporte superior 410 mientras está ubicado en una superficie inferior del primer elemento de sujeción 1310. En este caso, el segundo elemento de sujeción 1320 puede tener una adhesividad predeterminada y/o puede incluir un material elástico. Como alternativa, el segundo elemento de sujeción puede estar constituido por una capa de recubrimiento que incluye un material elástico. En consecuencia, el segundo elemento de sujeción 1320 puede aumentar la fuerza de fijación de la chapa laminada ubicada en el extremo superior de la unidad de soporte y puede controlar la cantidad de flujo de entrada de la bolsa en las partes de esquina de la porción receptora de conjunto de electrodos, que se forma en la porción receptora de la unidad de soporte mediante inserción debido al movimiento descendente del punzón, por lo que es posible reducir la generación de arrugas.

[0084] La FIG. 7 es una vista en perspectiva de un elemento de sujeción de acuerdo con una tercera realización de la presente invención, y la FIG. 8 es una vista en perspectiva de una unidad de soporte de acuerdo con una tercera realización de la presente invención.

[0085] Haciendo referencia a las FIGS. 7 y 8, un aparato de conformación de bolsas de acuerdo con una tercera realización de la presente invención incluye un elemento de sujeción 2300 y una unidad de soporte 2400, en donde la unidad de soporte 2400 incluye un soporte superior 2410 y una placa de soporte 2420. El aparato de conformación de bolsas de acuerdo con la tercera realización es idéntico al aparato de conformación de bolsas descrito con referencia a las FIGS. 3 a 5, excepto en que las correspondientes porciones de reborde están ubicadas en superficies enfrentadas del elemento de sujeción y la unidad de soporte. En lo sucesivo en el presente documento, por lo tanto, solo se describirán las porciones de reborde formadas en el elemento de sujeción y la unidad de soporte.

[0086] El aparato de conformación de bolsas de acuerdo con la tercera realización incluye porciones de reborde formadas en el elemento de sujeción y la unidad de soporte. Específicamente, las porciones de reborde están dispuestas para corresponderse entre sí en una superficie de presión del elemento de sujeción 2300 orientada hacia la superficie superior de la chapa laminada y una superficie superior de un bastidor de soporte superior 2411 orientada hacia la superficie inferior de la chapa laminada.

[0087] Las porciones de reborde incluyen una primera porción de reborde 610 ubicada en el elemento de sujeción 2300 y una segunda porción de reborde 620 ubicada en la unidad de soporte 2400.

[0088] Una pluralidad de primeras porciones de reborde 610 están dispuestas para estar separadas entre sí, y una pluralidad de segundas porciones de reborde 620 están dispuestas para estar separadas entre sí. Cuatro primeras porciones de reborde 610 están dispuestas en una superficie inferior del elemento de sujeción 2300 para ser adyacentes respectivamente a cuatro partes de esquina del mismo, y las segundas porciones de reborde 620 están dispuestas en una superficie superior del soporte superior 2410 para ser adyacentes respectivamente a cuatro partes de esquina del mismo.

[0089] En este caso, cada segunda porción de reborde 620 puede ser una hendidura en forma de "I" que está ubicada en una superficie superior del bastidor de soporte superior 2411 del soporte superior 2410, que tiene una forma recta con una longitud predeterminada, y que tiene un rebaje cóncavo. Las segundas porciones de reborde 620 en forma de "I" están ubicadas adyacentes respectivamente a cuatro partes de esquina de una porción de conformación 2412 del soporte superior 2410, y están ubicadas para tener un ángulo oblicuo con respecto a dos lados, que se unen entre sí con un ángulo recto, del bastidor de soporte superior 2411 que constituye la porción de conformación 2412. Las primeras porciones de reborde 610 están ubicadas en la superficie inferior del elemento de sujeción 2300 orientada hacia la unidad de soporte 2400. Cada una de las primeras porciones de reborde 610 está configurada con una forma convexa correspondiente a una correspondiente de las segundas porciones de reborde 620, cada una de las cuales es un rebaje cóncavo, para su inserción en una correspondiente de las segundas porciones de reborde 620. En este caso, las primeras porciones de reborde 610 están dispuestas en posiciones correspondientes a las segundas porciones de reborde 620.

[0090] Aunque en la descripción anterior las primeras porciones de reborde 610 son convexas y las segundas porciones de reborde 620 son cóncavas, las formas convexas y las formas cóncavas pueden disponerse de modo que se crucen entre sí siempre que las primeras porciones de reborde y las segundas porciones de reborde sean capaces de fijar la chapa laminada entre las mismas.

[0091] <Ejemplo 1>

[0092] Se dispusieron cuatro miembros centrales en forma de "L" entre un soporte superior y una placa de soporte de modo que fueran adyacentes a las partes de esquina de una porción de conformación del soporte superior. El espesor de cada miembro central era de 20 pm, la longitud de un lado largo de cada miembro central era de 50 mm, y la longitud de un lado corto de cada miembro central era de 30 mm. Se simuló la conformación de una chapa laminada usando un aparato de conformación de bolsa que incluye los miembros centrales, y se comprobó el desplazamiento máximo de la porción de conformación en dirección hacia una parte inferior de una bolsa (dirección en el eje z). <Ejemplo 2>

[0093] Se simuló la conformación de una chapa laminada de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto por que se usaron miembros centrales que tenían cada uno un espesor de 30 pm, y se comprobó el desplazamiento máximo de una porción de conformación en dirección hacia una parte inferior de una bolsa (dirección en el eje z).

[0094] La FIG. 9 muestra los resultados de una simulación de acuerdo con el Ejemplo 1 y el Ejemplo 2 de la presente invención. En la FIG. 9, solo se muestra el 50 % de la placa de soporte cortada en una parte media de la misma en una dirección de longitud total.

[0095] Haciendo referencia a la FIG. 9, la figura en el lado izquierdo de la FIG. 9 muestra el desplazamiento máximo del Ejemplo 1 en la dirección en el eje Z, y la figura en el lado derecho de la FIG. 9 muestra el desplazamiento máximo del Ejemplo 2 en la dirección en el eje Z.

[0096] Para el Ejemplo 1, en el que el espesor de cada miembro central era de 20 pm, el desplazamiento máximo de la chapa laminada en la porción de conformación fue de 34 pm. Para el Ejemplo 2, en el que el espesor de cada miembro central era de 30 pm, el desplazamiento máximo de la chapa laminada en la porción de conformación fue de 51 pm. Se puede observar a partir de esto que el desplazamiento de la chapa laminada estirada se incrementó en proporción al espesor de cada miembro central.

[0097] <Ejemplo 3>

[0098] Se conformó una chapa laminada usando un aparato de conformación de bolsas que incluye un elemento de sujeción de dos etapas constituido por un primer elemento de sujeción y un segundo elemento de sujeción, y se comprobó la tasa de aumento del espesor de la chapa laminada en cada parte de esquina de una porción receptora. El mayor espesor de la chapa laminada fue causado por las arrugas formadas en cada parte de esquina, lo que significa que cuanto menor sea la tasa de aumento del espesor, se generan menos arrugas.

[0099] <Ejemplo Comparativo 1>

[0100] Se comprobó la tasa de aumento del espesor de una chapa laminada usando el mismo método que en el Ejemplo 3, excepto por que se usó un elemento de sujeción que no incluía un segundo elemento de sujeción, a diferencia del elemento de sujeción de dos etapas del Ejemplo 3.

[0101] La FIG. 10 muestra los resultados de la simulación de acuerdo con el Ejemplo 3 de la presente invención, y la FIG.

[0102] 11 muestra los resultados de la simulación de acuerdo con el Ejemplo Comparativo 1 de la presente invención. Haciendo referencia a las FIGS. 10 y 11, cuando se usó un elemento de sujeción convencional que no incluye un segundo elemento de sujeción, como en el Ejemplo Comparativo 1, se incrementó en un 2,24 % el espesor de cada parte de esquina de una porción receptora. Cuando se usó un elemento de sujeción de dos etapas que incluye un segundo elemento de sujeción, como en el Ejemplo 3, se incrementó en un 1,08 % el espesor de cada parte de esquina de la porción receptora. En consecuencia, puede verse que, cuando se usó el elemento de sujeción de dos etapas, se redujeron las arrugas generadas en cada parte de esquina.

[0103] Aunque se han descrito los detalles específicos de la presente invención, los expertos en la materia apreciarán que la descripción detallada de la misma divulga únicamente realizaciones preferidas de la presente invención y, por lo tanto, no limita el alcance de la presente invención. En consecuencia, los expertos en la materia apreciarán que son posibles diversos cambios y modificaciones, sin apartarse de la categoría y la idea técnica de la presente invención, y será obvio que tales cambios y modificaciones están dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

[0104] Descripción de los símbolos de referencia

[0105] 10: Batería en forma de bolsa

[0106] 20: Carcasa de batería

[0107] 21: Carcasa superior

[0108] 22: Carcasa inferior

[0109] 23: Porción receptora

[0110] 30: Conjunto de electrodos

[0111] 100: Aparato de conformación de bolsas

[0112] 200: Punzón

[0113] 300, 2300: Elemento de sujeciónes

[0114] 1300: Elemento de sujeción de dos etapas

[0115] 1310: Primer elemento de sujeción

[0116] 1320: Segundo elemento de sujeción

[0117] 400, 2400: Unidades de soporte

[0118] 410, 2410: Soportes superiores

[0119] 411, 2411: Bastidores de soporte superiores

[0120] 412, 2412: Porciones de conformación

[0121] 420, 2420: Placas de soporte

[0122] 430: Miembro central

[0123] 500: Chapa laminada

[0124] 610: Primera porción de reborde

[0125] 620: Segunda porción de reborde

[0126] A: Parte de esquina de porción receptora de conjunto de electrodos

[0127] B: Parte de esquina

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Un aparato de conformación de bolsas (100), que comprende:

una unidad de soporte (400, 2400) configurada para permitir disponer una chapa laminada (500) sobre una superficie superior de la misma;

un elemento de sujeción (300, 2300) ubicado por encima de la unidad de soporte (400, 2400), estando el elemento de sujeción (300, 2300) configurado para ser movible hacia arriba y hacia abajo, estando el elemento de sujeción (300, 2300) configurado para presionar y fijar una periferia exterior de la chapa laminada (500) dispuesta sobre la superficie superior de la unidad de soporte (400, 2400) al ser desplazado hacia abajo; y un punzón (200) ubicado por encima de la unidad de soporte (400, 2400), estando el punzón (200) configurado para ser movible hacia arriba y hacia abajo, estando el punzón (200) configurado para formar una porción receptora de conjunto de electrodos (30) en la chapa laminada (500) insertada en una porción de conformación (412, 2412) ubicada en un centro de la unidad de soporte (400, 2400) al ser desplazado hacia abajo, en donde la unidad de soporte (400, 2400) comprende un soporte superior (410, 2410) y una placa de soporte (420, 2420), el aparato de conformación de bolsas (100) comprende un miembro central (430) ubicado entre el soporte superior (410, 2410) y la placa de soporte (420, 2420), teniendo el miembro central (430) un espesor predeterminado,

caracterizado por que

el miembro central (430) comprende una pluralidad de miembros centrales (430), la pluralidad de miembros centrales (430) están dispuestos separados entre sí;

los miembros centrales (430) están dispuestos en un extremo inferior del bastidor de soporte superior (411, 2411) adyacentes a las partes de esquina de la porción de conformación (412, 2412).

2. El aparato de conformación de bolsas de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el soporte superior (410, 2410) comprende:

una porción de conformación (412, 2412) definida como un hueco, estando la porción de conformación (412, 2412) configurada para permitir insertar el punzón (200) en la misma de modo que se forme la porción receptora de conjunto de electrodos (30) en la chapa laminada (500); y

un bastidor de soporte superior (411, 2411) que constituye una periferia de la porción de conformación (412, 2412).

3. El aparato de conformación de bolsas de acuerdo con la reivindicación 2, en donde los miembros centrales (430) están dispuestos en posiciones simétricas con respecto a un centro del bastidor de soporte superior (411,2411).

4. El aparato de conformación de bolsas de acuerdo con la reivindicación 1, en donde

el miembro central (430) comprende, en al menos una superficie del mismo, una capa adhesiva, y

el miembro central (430) está fijado de manera desmontable a una superficie superior de la placa de soporte (420, 2420) y/o a una superficie inferior del bastidor de soporte superior (411, 2411).

5. El aparato de conformación de bolsas de acuerdo con la reivindicación 2, en donde

una superficie de presión del elemento de sujeción (300, 2300) orientada hacia la chapa laminada está orientada hacia una superficie superior del bastidor de soporte superior (411, 2411), y

el elemento de sujeción (300, 2300) comprende un segundo elemento de sujeción añadido a la superficie de presión y un primer elemento de sujeción dispuesto en una superficie inferior del segundo elemento de sujeción.

6. El aparato de conformación de bolsas de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el segundo elemento de sujeción comprende un material elástico.

7. El aparato de conformación de bolsas de acuerdo con la reivindicación 2, en donde unas porciones de reborde (610, 620) están dispuestas para corresponderse entre sí en una superficie de presión del elemento de sujeción (300, 2300) orientada hacia una superficie superior de la chapa laminada (500) y una superficie superior del bastidor de soporte superior (411, 2411) orientada hacia una superficie inferior de la chapa laminada (500).

8. El aparato de conformación de bolsas de acuerdo con la reivindicación 7, en donde las porciones de reborde (610, 620) comprenden una pluralidad de porciones de reborde (610, 620), la pluralidad de porciones de reborde (610, 620) están dispuestas separadas entre sí.

9. El aparato de conformación de bolsas de acuerdo con la reivindicación 7, en donde las porciones de reborde (610, 620) están dispuestas en posiciones adyacentes a las partes de esquina de la porción de conformación (412, 2412).

10. El aparato de conformación de bolsas de acuerdo con la reivindicación 9, en donde cada una de las porciones de reborde (610, 620) tiene una forma recta y está ubicada de modo que tenga un ángulo oblicuo con respecto a dos lados que se unen entre sí, en un ángulo recto, del bastidor de soporte superior (411, 2411) que constituye la porción de conformación (412, 2412).

11. Un método de fabricación de una bolsa utilizando el aparato de conformación de bolsas de acuerdo con una

cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.