ES3054286T3 - Battery cell having asymmetric electrode leads, and battery module comprising same and having reinforced mechanical strength - Google Patents

Battery cell having asymmetric electrode leads, and battery module comprising same and having reinforced mechanical strength

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ES3054286T3
ES3054286T3 ES21854855T ES21854855T ES3054286T3 ES 3054286 T3 ES3054286 T3 ES 3054286T3 ES 21854855 T ES21854855 T ES 21854855T ES 21854855 T ES21854855 T ES 21854855T ES 3054286 T3 ES3054286 T3 ES 3054286T3
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Jin Yong Park
Jeong Oh Moon
Hee Jun Jin
Ho June Chi
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Abstract

La presente invención se refiere a una celda de batería que tiene conductores de electrodos asimétricos y a un módulo de batería que la comprende, y proporciona un módulo de batería que tiene una excelente eficiencia espacial y una resistencia mecánica mejorada. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Celda de batería con conductores de electrodos asimétricos, y módulo de batería que comprende la misma y que tiene una resistencia mecánica reforzada
[0003] Sector de la técnica
[0004] Esta solicitud reivindica el beneficio de prioridad basándose en la solicitud de patente coreana n.º 10-2020-00114877, presentada el 8 de septiembre de 2020.
[0005] La presente invención se refiere a una celda de batería que tiene conductores de electrodos formados en una estructura asimétrica, y un módulo de batería con resistencia mecánica mejorada que incluye la misma.
[0006] Antecedentes de la invención
[0007] En los últimos años, a medida que incrementa el precio de las fuentes de energía debido al agotamiento de los combustibles fósiles y se aumenta el interés por la contaminación ambiental, la demanda de fuentes de energía alternativas y respetuosas con el medio ambiente se ha convertido en un factor indispensable para la vida futura. Como tal, diversas investigaciones sobre tecnologías de generación de energía, como la energía nuclear, energía solar, energía eólica y mareomotriz han sido constantes, y los dispositivos de almacenamiento de energía eléctrica para un uso más eficiente de dicha energía generada también han atraído mucha atención.
[0008] En particular, con el desarrollo de la tecnología y la demanda de dispositivos móviles, la demanda de baterías como fuentes de energía está aumentando rápidamente y, en consecuencia, se han llevado a cabo numerosas investigaciones sobre baterías capaces de satisfacer diversas demandas.
[0009] Normalmente, en términos de la forma de la batería, existe una gran demanda de baterías secundarias de tipo bolsa que puedan aplicarse a productos, tales como teléfonos móviles de pequeño espesor. En cuanto a los materiales, existe una gran demanda de baterías secundarias de litio, como las baterías de iones de litio y las baterías de polímero de iones de litio, que tienen ventajas tales como una alta densidad de energía, tensión de descarga y estabilidad de salida.
[0010] Dicha batería de tipo bolsa está formada en una estructura de tal manera que se construye un conjunto de electrodos que incluye un electrodo positivo, un electrodo negativo, y un separador dispuesto entre ellos en una carcasa, y las pestañas de los electrodos positivo y negativo están unidas respectivamente a los conductores de electrodos y están selladas para quedar expuestas al exterior de la carcasa. Los conductores de electrodos están conectados eléctricamente al dispositivo externo a través del contacto con el dispositivo externo, y la batería suministra energía al dispositivo externo a través de los conductores de electrodos o recibe energía del dispositivo externo.
[0011] El documento US2015086845 se refiere a un módulo de batería clásico y a una celda de batería, y el documento KR20060134549 es un ejemplo de batería con terminales de electrodos polarizados en ambas direcciones y de paquete de baterías que comprende la misma. Asimismo, el documento WO2020138821 se refiere a un módulo de batería estructurado para impedir la entrada de sustancias extrañas y a un paquete de baterías y un vehículo de motor que lo incluye, y el documento WO2019202960 es un ejemplo de módulo de batería clásico.
[0012] Sin embargo, cuando un módulo de batería está formado por la combinación de una pluralidad de celdas de batería, una batería de tipo bolsa tiene la limitación de que la eficiencia espacial no es buena debido a que el conductor de electrodos sobresale, hay una región de terraza formada durante el proceso de sellado, etc. Es más, para mejorar la resistencia mecánica de un módulo de batería se necesita un espacio separado para formar una barra de refuerzo. La Figura 1 muestra una celda de batería convencional. Como se ilustra en la Figura 1, la celda de batería de tipo bolsa convencional tiene una estructura en la que un primer conductor de electrodos 21 y un segundo conductor de electrodos 22 sobresalen en dos superficies laterales sobre la base del cuerpo de celda 11 que tiene un conjunto de electrodos. Específicamente, la superficie lateral, donde se forma el primer conductor de electrodos 21 del cuerpo de celda 11, tiene una estructura con líneas de hombro 12 y 13, en la que la altura del cuerpo de celda 11 disminuye gradualmente hacia los extremos exteriores en la dirección de anchura de la celda de batería 10 sobre la base del primer conductor de electrodos 21. Además, también se forman líneas de hombro en ambas direcciones de anchura basadas en el segundo conductor de electrodos 22.
[0013] La Figura 2 muestra una estructura en la que se forma un paquete de baterías 50 combinando las celdas de batería 10 mostradas en la Figura 1. Refiriéndose a la Figura 2, se combinan 4 módulos de batería 31, 32, 33 y 34, donde se alojan varias celdas de batería 10, para formar un paquete de batería 50. En este caso, se forma una barra de refuerzo 40 para aumentar la resistencia mecánica en el interior de la batería 50. La barra de refuerzo 40 se forma en una posición a través de un espacio entre los módulos de batería 31 y 32 situados en el lado izquierdo y los módulos de batería 33 y 34 situados en el lado derecho. La batería convencional 50 requiere un espacio separado para formar esta barra de refuerzo 40, lo que reduce el índice de utilización del espacio.
[0014] Por lo tanto, se requiere una nueva tecnología para mejorar la resistencia mecánica al tiempo que se aumenta la eficiencia espacial en el momento de ensamblar un paquete de baterías.
[0015] Bibliografía de la técnica anterior
[0016] Documento de patente
[0017] (Documento de patente 1) Publicación de solicitud de patente coreana n.º 2019-0069873
[0018] Explicación de la invención
[0019] Problema técnico
[0020] La presente invención ha sido concebida para resolver los problemas antes mencionados de la técnica anterior, y un objeto de la presente invención es proporcionar una tecnología para mejorar la resistencia mecánica al tiempo que aumenta la eficiencia espacial en el proceso de formación de un módulo de batería que utiliza celdas de batería de tipo bolsa.
[0021] Solución técnica
[0022] La invención está definida en las reivindicaciones adjuntas.
[0023] La presente invención proporciona una celda de batería que tiene conductores de electrodos formados en una estructura asimétrica. En un ejemplo, una celda de batería de acuerdo con la presente invención es una celda de batería de tipo bolsa e incluye: un cuerpo de celda para alojar un conjunto de electrodos; un primer conductor de electrodos que sobresale en una primera dirección del cuerpo de celda; y un segundo conductor de electrodos que sobresale en una segunda dirección opuesta a la primera, en donde el primer conductor de electrodos forma un espacio muerto en una primera superficie lateral al estar más cerca de un lado superior del cuerpo de celda, y en donde el segundo conductor de electrodos forma un espacio muerto en una segunda superficie lateral al estar más cerca del lado inferior del cuerpo de celda.
[0024] En un ejemplo, cada lado del cuerpo de celda tiene dos líneas de hombro, y las líneas de hombro están en ángulo con respecto al lado inferior y al lado superior del cuerpo de celda.
[0025] En un ejemplo específico, la relación entre las longitudes de las líneas de los hombros está en el rango de 1: 2 a 1: 10.
[0026] La presente invención proporciona un módulo de batería que incluye un laminado de celdas obtenido mediante la laminación de una pluralidad de celdas de batería descritas anteriormente. En un ejemplo, el módulo de batería de acuerdo con la presente invención incluye: un laminado de celdas obtenido mediante la laminación de una pluralidad de celdas de batería; una carcasa para alojar el laminado de celdas; y un poste de refuerzo que penetra en el laminado de celdas de batería. Además, el laminado de celdas tiene m celdas de batería dispuestas en una dirección del eje-x, y n celdas de batería dispuestas en una dirección del eje-y, en donde m es un número entero igual o superior a 2, donde n es un número entero de 2 o más. En el presente documento, el poste de refuerzo penetra en un espacio muerto entre las celdas de batería dispuestas en la dirección del eje-x.
[0027] En un ejemplo específico, en el módulo de batería, de acuerdo con la presente invención, las celdas de batería dispuestas en la dirección del eje-x tienen un segundo conductor de electrodos de una p-ésima celda de batería en contacto con un primer conductor de electrodos de una (p+1)-ésima celda de batería para estar así conectadas eléctricamente en serie, donde p es un número entero igual o mayor que 1 e igual o menor que m-1.
[0028] En otro ejemplo específico, el poste de refuerzo penetra en un espacio muerto entre una p-ésima celda de batería y una (p+1)-ésima celda de batería.
[0029] Por ejemplo, el laminado de celdas tiene una estructura en la que de 2 a 4 celdas de batería están dispuestas en la dirección del eje-x, y de 10 a 30 celdas de batería están dispuestas en la dirección del eje-y.
[0030] En un ejemplo, la carcasa tiene una porción receptora para alojar el laminado de celdas y un orificio pasante en cada una de las superficies laterales de la carcasa.
[0031] En un ejemplo específico, una sección transversal del poste de refuerzo tiene forma circular o elíptica, y se forma al menos un tope en al menos uno de los lados interior o exterior de uno de los orificios de la carcasa, a través del cual penetra el poste de refuerzo.
[0032] En otro ejemplo concreto más, la carcasa incluye: un marco en forma de U que incluye una porción receptora para alojar el laminado de celdas; y una placa superior que cubre una superficie superior del marco en forma de U, formándose los orificios pasantes en las superficies laterales del marco en forma de U, en donde el poste de refuerzo penetra en los orificios pasantes.
[0033] En otro ejemplo concreto más, la carcasa incluye: una placa inferior que soporta el laminado de celdas desde una porción inferior; y un marco en forma de U que cubre el laminado de celdas situado en la placa inferior, formándose los orificios pasantes en las superficies laterales del marco en forma de U, en donde el poste de refuerzo penetra en los orificios pasantes.
[0034] Por ejemplo, el módulo de batería incluye además una placa extrema que cubre al menos una superficie lateral del marco en forma de U.
[0035] Efectos ventajosos
[0036] De acuerdo con las celdas de batería y un módulo de batería que incluye las mismas de la presente invención, se forma un módulo de batería utilizando celdas de batería de tipo bolsa, y es posible mejorar la resistencia mecánica manteniendo una excelente eficiencia espacial.
[0037] Breve descripción de los dibujos
[0038] La Figura 1 es un diagrama esquemático que muestra una celda de batería convencional.
[0039] La Figura 2 es un diagrama esquemático que muestra un módulo de batería convencional.
[0040] La Figura 3 es un diagrama esquemático que muestra una celda de batería de acuerdo con una realización de la presente invención.
[0041] La Figura 4 es un diagrama esquemático que muestra una estructura en sección transversal de una celda de batería de acuerdo con un ejemplo de la presente invención.
[0042] La Figura 5 es un diagrama esquemático que muestra una estructura de un paquete de baterías de acuerdo con otra realización de la presente invención.
[0043] Realización preferente de la invención
[0044] En lo sucesivo en el presente documento, la presente invención se describirá en detalle con referencia a los dibujos. Los términos y palabras usados en la presente memoria descriptiva y en las reivindicaciones no deben interpretarse como limitados a términos ordinarios o de diccionario y el inventor puede definir adecuadamente el concepto de los términos para describir su invención de la mejor manera. Los términos y palabras deben interpretarse como significado y concepto de manera coherente con la idea técnica de la presente invención.
[0045] Por lo general, en celdas de batería de tipo bolsa, se genera un espacio muerto debido a la formación de conductores de electrodos, lo que disminuye la eficacia espacial. La presente invención proporciona celdas de batería de una nueva estructura capaz de un espacio muerto de acuerdo con la formación de conductores de electrodos. La presente invención proporciona celdas de batería, específicamente celdas de batería de tipo bolsa que tienen conductores de electrodos primero y segundo formados en una estructura asimétrica.
[0046] En una realización, una celda de batería de tipo bolsa de acuerdo con la presente invención incluye: un cuerpo de celda para alojar un conjunto de electrodos; un primer conductor de electrodos que está formado de manera que sobresale en una dirección del cuerpo de celda; y un segundo conductor de electrodos que está formado de manera que sobresale en una dirección opuesta a una dirección en la que está formado el primer conductor de electrodos del cuerpo de celda. Específicamente, el conjunto de electrodos incluye un electrodo positivo, un electrodo negativo y un separador interpuesto entre el electrodo positivo y el electrodo negativo. Además, la celda de batería de tipo bolsa tiene una estructura en la que un conjunto de electrodos está sellado por una carcasa de tipo bolsa, y los conductores de electrodos primero y segundo sobresalen en direcciones opuestas.
[0047] Además, en la celda de batería tipo bolsa, el primer conductor de electrodos forma un espacio muerto en una superficie lateral al estar inclinado hacia la dirección de la otra superficie lateral, sobre la base de un eje central en una dirección longitudinal de la celda de batería. Al mismo tiempo, el segundo conductor de electrodos forma un espacio muerto en una superficie lateral al estar inclinado en dirección opuesta a la del primer conductor de electrodos, en función del eje central en la dirección longitudinal de la celda de batería. Las celdas de batería convencionales tienen una estructura simétrica en la que los conductores de electrodos se forman respectivamente en la parte central de una superficie lateral y en la otra superficie lateral, pero la celda de batería de tipo bolsa de acuerdo con la presente invención tiene una estructura asimétrica en la que los respectivos conductores de electrodos están inclinados en una dirección, y los conductores de electrodos primero y segundo están inclinados en direcciones opuestas.
[0048] En un ejemplo, el cuerpo de celda tiene una estructura en la que las alturas de las líneas de los hombros disminuyen hacia los extremos externos en una dirección de anchura, en función de los conductores de electrodos primero y segundo. Las alturas de las líneas de los hombros disminuyen hacia los extremos externos desde el conductor de electrodos, y las alturas pueden disminuir secuencial o continuamente. Por ejemplo, el primer conductor de electrodos está inclinado hacia el lado izquierdo, y en este caso, la línea del hombro en el lado derecho es larga, y la línea del hombro en el lado izquierdo es corta. La línea del hombro formada en el lado derecho puede tener una estructura de línea recta con una sección en la que la altura disminuye gradualmente, y la línea del hombro formada en el lado izquierdo puede tener una estructura de línea curva de forma convexa, con una sección en la que la altura disminuye.
[0049] En un ejemplo específico, una proporción entre las longitudes de las líneas de los hombros, que se forman a ambos lados de los conductores de electrodos primero y segundo en la dirección de anchura, respectivamente, está en un rango de 1: 2 a 1: 10. Específicamente, en el cuerpo de celda, la proporción entre las longitudes en la dirección de anchura de las líneas de hombro formadas a ambos lados en la dirección de anchura sobre la base de los conductores de electrodos primero y segundo puede ser del orden de 1: 2 a 1: 10, 1: 3 a 1: 10, 1: 5 a 1: 10, o 1: 3 a 1: 6. Por ejemplo, el primer conductor de electrodos está inclinado hacia el lado izquierdo, y en este caso, la línea del hombro en el lado derecho es larga, y la línea del hombro en el lado izquierdo es corta. En este caso, la línea de hombro formada en el lado izquierdo necesita tener la anchura mínima para sellar la porción de borde, y la línea de hombro formada en el lado derecho tiene una anchura amplia para asegurar un espacio muerto suficiente.
[0051] Además, la presente invención puede proporcionar un módulo de batería que incluya la celda de batería descrita anteriormente. La celda de batería es, por ejemplo, una celda de batería de tipo bolsa, y tiene una estructura en la que los conductores de electrodos primero y segundo sobresalen asimétricamente en dos direcciones. En un ejemplo, el módulo de batería de acuerdo con la presente invención incluye: un laminado de celdas obtenido mediante la laminación de una pluralidad de celdas de batería; una carcasa para alojar el laminado de celdas de batería; y un poste de refuerzo que penetra en el laminado de celdas de batería. El laminado de celdas tiene una estructura en la que m celdas de batería están dispuestas en una dirección del eje-x, y n celdas de batería están dispuestas en una dirección del eje-y. En el presente documento, el m es un número entero igual o superior a 2, y el n es un número entero igual o superior a 2. Además, el poste de refuerzo penetra en un espacio muerto entre las celdas de batería dispuestas en la dirección del eje-x.
[0053] La presente invención se refiere a un módulo de batería que está formado por la combinación de celdas de batería que tienen una estructura en la que las alturas de las líneas de hombro disminuyen hacia los extremos externos en una dirección de anchura, en función de los conductores de electrodos primero y segundo. El módulo de batería forma un poste de refuerzo para reforzar la resistencia mecánica. En ese momento, el poste de refuerzo se coloca de forma que penetre en el espacio muerto de las celdas de batería. Por lo tanto, el módulo de batería de acuerdo con la presente invención no requiere un espacio adicional separado para formar un poste de refuerzo.
[0055] En un ejemplo específico, en el módulo de baterías, las celdas de batería dispuestas en la dirección del eje-x tienen una estructura en la que un segundo conductor de electrodos de una p-ésima celda de batería entra en contacto con un primer conductor de electrodos de una (p+1)-ésima celda de batería para, de este modo, conectarse eléctricamente en serie, donde la p es un número entero igual o mayor que 1 e igual o menor que m-1. Específicamente, las celdas de batería dispuestas en la dirección del eje-x están conectadas eléctricamente en serie y cumplen con el nivel de tensión requerido en el módulo de batería. Por ejemplo, una p-ésima celda de batería está dispuesta de modo que el segundo conductor de electrodos está inclinado hacia el lado superior basándose en la posición verticalmente acomodada, y una (p+1)-ésima celda de batería está dispuesta de modo que el primer conductor de electrodos también está inclinado hacia el lado superior. En este caso, el segundo conductor de electrodos de la p-ésima celda de batería y el primer conductor de electrodos de la (p+1)-ésima celda de batería se enfrentan a la misma altura, y dos conductores de electrodos entran en contacto y se conectan eléctricamente en serie.
[0057] Además, en el lado inferior de un punto en que entran en contacto el segundo conductor de electrodos de la p-ésima celda de batería y el primer conductor de electrodos de la (p+1)-ésima celda de batería se forma un espacio vacío para permitir el paso del poste de refuerzo mientras se juntan los espacios muertos de las dos celdas de batería. El poste de refuerzo está dispuesto para penetrar en un espacio muerto entre una p-ésima celda de batería y una (p+1)-ésima celda de batería. En el presente documento, la p es un número entero igual o mayor que 1 e igual o menor que m-1. Además, celdas de batería dispuestas en la dirección del eje-y están dispuestas de tal manera que los conductores de electrodos primero y segundo están dispuestos a la misma altura y en la misma dirección.
[0059] En una realización, el laminado de celdas tiene una estructura en la que de 2 a 10 celdas de batería están dispuestas en una dirección del eje-x, y de 5 a 50 celdas de batería están dispuestas en una dirección del eje-y. Específicamente, el laminado de celdas tiene una estructura en la que de 2 a 4 celdas de batería están dispuestas en una dirección del eje-x, y de 10 a 30 celdas de batería están dispuestas en una dirección del eje-y. El número de celdas de batería alojadas en el módulo de batería se obtiene multiplicando el número de celdas de batería dispuestas en la dirección del eje-y por el número de celdas de batería dispuestas en la dirección del eje-x. Por ejemplo, el módulo de batería de acuerdo con la presente invención puede tener una estructura que contenga 48 celdas de batería, donde 2 celdas de batería están dispuestas en la dirección del eje-x, y 24 celdas de batería están dispuestas en la dirección del eje-y.
[0060] El módulo de batería de acuerdo con la presente invención tiene una estructura en la que un laminado de celdas se aloja en la carcasa. En un ejemplo, la carcasa tiene una porción receptora para alojar el laminado de celdas y tiene un orificio pasante en cada una de las superficies laterales de la carcasa. El poste de refuerzo tiene una estructura que penetra en la carcasa, que mejora la resistencia mecánica del módulo de batería.
[0061] En un ejemplo específico, una sección transversal del poste de refuerzo tiene forma circular o elíptica, y se forma al menos un tope en al menos uno de los lados interior o exterior de un orificio de la carcasa, a través del cual penetra el poste de refuerzo. En la presente invención, no se excluye el caso en que la sección transversal del poste de refuerzo sea un cuadrilátero. Sin embargo, al considerar la eficiencia espacial y el punto de que el poste de refuerzo debe alojarse en el espacio muerto entre las celdas de batería, la sección transversal del poste de refuerzo tiene preferentemente una forma circular o elíptica.
[0062] En la presente invención, la forma de la carcasa no está particularmente limitada, siempre que aloje eficazmente el laminado de celdas. En una realización, la carcasa incluye: un marco en forma de U que incluye una porción receptora para alojar el laminado de celdas; y una placa superior que cubre una superficie superior del marco en forma de U, en la que los agujeros pasantes, a través de los cuales penetra el poste de refuerzo, se forman en ambas superficies laterales del marco en forma de U. La carcasa también puede tener una estructura cuadrangular en la que 4 superficies estén cerradas, basándose en la estructura transversal. En el presente documento, la carcasa puede montarse y transportarse fácilmente formando una estructura que aloja un laminado de celdas en un marco en forma de U situado en la parte inferior y cubre la parte superior con la placa superior.
[0063] En otro ejemplo más, la carcasa incluye: una placa inferior que soporta el laminado de celdas desde una porción inferior; y un marco en forma de U que cubre el laminado de celdas situado en la placa inferior, en la que los agujeros pasantes, a través de los cuales penetra el poste de refuerzo, se forman en ambas superficies laterales del marco en forma de U. En este caso, el laminado de celdas se coloca en la placa inferior, que está cubierta por el marco en forma de U.
[0064] Además, el módulo de batería de acuerdo con la presente invención incluye además una placa extrema que cubre la superficie lateral del marco en forma de U, si es necesario. En una realización, el módulo de batería incluye además una placa extrema que cubre al menos una superficie lateral entre ambas superficies laterales del marco en forma de U. La placa final fija el laminado de celdas alojado y una estructura en la que un conductor de electrodos está conectado eléctricamente al exterior, por ejemplo, una barra colectora, etc.
[0065] Además, la presente invención proporciona un paquete de baterías que incluye un módulo de batería descrito anteriormente. En un ejemplo específico, el paquete de baterías de acuerdo con la presente invención incluye uno o más módulos de baterías. La batería es aplicable a varios tipos de dispositivos de almacenamiento de energía y fuentes de alimentación. Por ejemplo, el dispositivo de almacenamiento de energía es un Sistema de Almacenamiento de Energía (ESS) que almacena una gran cantidad de energía eléctrica. Además, la fuente de energía es aplicable a la fuente de energía de un medio de movilidad, como un vehículo. Se refiere a cualquier tipo de vehículo que utilice baterías secundarias como fuente de energía auxiliar o principal. Específicamente, el vehículo incluye un híbrido (HEV), un híbrido enchufable (PHEV), o un coche eléctrico puro (BEV, EV), y similares.
[0066] Descripción detallada de las realizaciones preferidas
[0067] En lo sucesivo en el presente documento, la presente invención se describirá con más detalle a través de dibujos y ejemplos. Dado que el concepto inventivo permite varios cambios y numerosas realizaciones, se ilustrarán realizaciones particulares en los dibujos y se describirán en detalle en el texto.
[0068] Primera realización
[0069] La Figura 3 es una vista esquemática de una celda de batería de acuerdo con una realización de la presente invención. Haciendo referencia a la Figura 3, la celda de batería 100 de acuerdo con la presente invención es una celda de batería de tipo bolsa 100 que tiene una estructura en la que conductores de electrodos 121 y 122 primero y segundo se forman asimétricamente. La celda de batería 100 incluye: un cuerpo de celda 110 para alojar un conjunto de electrodos; un primer conductor de electrodos 121 que está formado de manera que sobresale en una dirección del cuerpo de celda 110; y un segundo conductor de electrodos 122 que está formado de manera que sobresale en una dirección opuesta a una dirección en la que está formado el primer conductor de electrodos 121 del cuerpo de celda 110.
[0070] En la celda de batería 100, el primer conductor de electrodos 121 está más cerca del lado inferior, y el segundo conductor de electrodos 122 está más cerca del lado superior. Específicamente, el cuerpo de celda 110 tiene una estructura con líneas de hombro 112 y 113, en la que las alturas de las líneas de hombro 112 y 113 disminuyen gradualmente hacia ambos extremos externos en la dirección de la anchura, basándose en el primer electrodo 121. Las líneas de hombro 112 y 113 tienen una estructura en la que las alturas de las líneas de hombro 112 y 113 disminuyen gradualmente en la dirección externa desde el conductor de electrodos. Por ejemplo, haciendo referencia a la figura 3, el primer electrodo 121 está más cerca de la parte inferior. En este caso, se crea un espacio muerto relativamente grande en el lado superior a medida que la línea de hombro 112 se forma larga, y se crea un espacio muerto relativamente pequeño en el lado inferior a medida que la línea de hombro 112 se forma corta.
[0071] En el cuerpo de celda 110, la proporción de longitudes de las líneas de hombro 112 y 113, que se forman a ambos lados del primer conductor de electrodos 121 en la dirección de anchura, respectivamente, puede ser aproximadamente 5: 1. Además, en el cuerpo de celda 110, la proporción de longitudes de las líneas de hombro, que se forman a ambos lados del primer conductor de electrodos 122 en la dirección de anchura, respectivamente, también puede ser aproximadamente 1: 5. Análogamente, en la celda de batería 100 de acuerdo con la presente invención, es posible asegurar un área más grande de un espacio muerto mediante la formación de conductores de electrodos 121 y 122 para ser desplazados en una dirección de superficie lateral. Además, el primer conductor de electrodos 121 y el segundo conductor de electrodos 122 forman una estructura asimétrica al estar desplazados en diferentes direcciones de la superficie lateral.
[0072] Segunda realización
[0073] La Figura 4 es un diagrama esquemático que muestra una sección transversal de un módulo de batería de acuerdo con otra realización de la presente invención. Haciendo referencia a la Figura 4, el módulo de batería 300 de acuerdo con la presente invención tiene una estructura en la que laminados de celdas, que se obtienen mediante la laminación de una pluralidad de celdas de batería 100, 200, se alojan en las carcasas de los módulos. La carcasa del módulo incluye un marco en forma de U, y una placa superior 301 de carcasa del módulo que cubre la superficie superior del marco en forma de U. La Figura 4 muestra únicamente una placa inferior 302 de carcasa del módulo entre marcos en forma de U para facilitar la explicación.
[0074] El laminado de celdas tiene una estructura en la que 2 celdas de batería 100 y 200 están dispuestas en la dirección del eje-x, y 24 celdas de batería están dispuestas en la dirección del eje-y (no mostradas). Por lo tanto, en el módulo de batería 300 se alojan 48 celdas de batería 100 y 200. Haciendo referencia a la Figura 4, cada una de las celdas de batería 100 apiladas en el lado izquierdo tiene el primer conductor de electrodos 121 en el lado inferior izquierdo, y el segundo conductor de electrodos 122 en el lado superior derecho. Además, cada una de las celdas de batería 200 apiladas en el lado derecho tiene el primer conductor de electrodos 221 en el lado superior izquierdo, y el segundo conductor de electrodos 222 en el lado inferior derecho.
[0075] Además, el módulo de batería 300 tiene un poste de refuerzo 400 que penetra en un espacio entre las celdas de batería 100, 200 para reforzar la resistencia mecánica. El poste de refuerzo 400 está dispuesto para penetrar en el espacio muerto entre la celda de batería 100 y la celda de batería 200 dispuestas en la dirección del eje-x.
[0076] Específicamente, en el módulo de batería 300, el segundo conductor de electrodos 122 de la primera celda de batería 100 dispuesto en la dirección del eje-x entra en contacto con el primer conductor de electrodos 221 de la segunda celda de batería 200 mientras están enfrentados, y el segundo conductor de electrodos 122 y el primer conductor de electrodos 221 están conectados eléctricamente en serie. En la primera celda de batería 100, el segundo conductor de electrodos 122 está más cerca del lado superior, y en la segunda celda de batería 200, el primer conductor de electrodos 221 también está más cerca de la parte superior. En este caso, el segundo conductor de electrodos 122 de la primera celda de batería 100 y el primer conductor de electrodos 221 de la segunda celda de batería 200 están conectados eléctricamente mientras están enfrentados a la misma altura, y se forma un espacio muerto de gran superficie en la parte inferior. El poste de refuerzo 400 penetra a través del espacio muerto.
[0077] Análogamente, el módulo de batería 300 de acuerdo con la presente invención no requiere un espacio adicional para formar el poste de refuerzo 400, y es posible implementar simultáneamente una alta resistencia mecánica así como un excelente aprovechamiento espacial.
[0078] Tercera realización
[0079] La Figura 5 es un diagrama esquemático que muestra un paquete de baterías de acuerdo con otra realización de la presente invención. Haciendo referencia a la Figura 5, un paquete de baterías 400 de acuerdo con la presente invención tiene una estructura en la que se combinan 2 módulos de baterías 310 y 320. Cada uno de los módulos de batería 310 y 320 tiene una estructura en la que 2 celdas de batería 100 y 200 están dispuestas en la dirección del eje-x, y 24 celdas de batería están dispuestas en la dirección del eje-y, y la celda de batería 100 del lado izquierdo y la celda de batería 200 del lado derecho están conectadas eléctricamente en serie. Además, el poste de refuerzo 400, que penetra en los dos módulos de batería 310 y 320, está sujeto. El poste de refuerzo 400 está dispuesto para penetrar en el espacio muerto entre la celda de batería 100 en el lado izquierdo y la celda de batería 200 en el lado derecho, y la posición del poste de refuerzo 400 está fijada por un tope 401 de poste de refuerzo.
[0080] Cada uno de los módulos de batería 310 y 320 tiene una estructura en la que sus superficies laterales delantera y trasera y su superficie superior están cubiertas por un marco en forma de U. Es posible incluir además una placa inferior (no mostrada) según sea necesario.
[0081] Descripción de los números de referencia
[0082] 10, 100, 200: celda de batería
[0083] 11, 110: cuerpo de celda
[0084] 12, 13, 112, 113: línea del hombro
[0085] 21, 121, 221: conductor del primer electrodo
[0086] 22, 122, 222: conductor del segundo electrodo
[0087] 31, 32, 33, 34, 300, 310, 320: módulo de batería
[0088] 40: barra de refuerzo
[0089] 50, 500: paquete de baterías
[0090] 301: placa superior de la carcasa del módulo
[0091] 302: placa inferior de la carcasa del módulo
[0092] 400: poste de refuerzo
[0093] 401: tope de poste de refuerzo
[0094] L<1>, L<2>: longitud en la dirección de anchura de la línea del hombro

Claims (9)

1. REIVINDICACIONES
1. Un módulo de batería (300) que comprende:
un laminado de celdas obtenido mediante la laminación de una pluralidad de celdas de batería (100, 200); una carcasa para alojar el laminado de celdas; y
un poste de refuerzo (400) que penetra en el laminado de celdas de batería,
en donde el laminado de celdas tiene m celdas de batería dispuestas en una dirección del eje-x, y n celdas de batería dispuestas en una dirección del eje-y,
en donde m es un número entero igual o superior a 2, en donde n es un número entero igual o superior a 2, y en donde el poste de refuerzo (400) penetra en un espacio muerto entre las celdas de batería (100; 200) dispuestas en la dirección del eje-x,
en donde cada celda de batería (100; 200) comprende:
un cuerpo de celda (110) para alojar un conjunto de electrodos;
un primer conductor de electrodos (121; 221) que sobresale en una primera dirección del cuerpo de celda (110); y
un segundo conductor de electrodos (122; 222) que sobresale en una segunda dirección opuesta a la primera, en donde el primer conductor de electrodos (121; 221) forma un espacio muerto en una primera superficie lateral del cuerpo de celda (110) al estar más cerca de un lado superior del cuerpo de celda (110), y en donde el segundo conductor de electrodos (122; 222) forma un espacio muerto en una segunda superficie lateral al estar más cerca de un lado inferior del cuerpo de celda (110).
2. El módulo de batería (300) de la reivindicación 1, en donde las celdas de batería (100) dispuestas en la dirección del eje-x tienen un segundo conductor de electrodos (122) de una p-ésima celda de batería (100) en contacto con un primer conductor de electrodos (221) de una (p+1)-ésima celda de batería (200) para estar así conectadas eléctricamente en serie, y en donde p es un número entero igual o mayor que 1 e igual o menor que m-1.
3. El módulo de batería (300) de la reivindicación 2, en donde el poste de refuerzo (400) penetra en un espacio muerto entre una p-ésima celda de batería y una (p+1)-ésima celda de batería.
4. El módulo de batería (300) de la reivindicación 1, en donde el laminado de celdas tiene una estructura en la que de 2 a 4 celdas de batería están dispuestas en la dirección del eje-x, y de 10 a 30 celdas de batería están dispuestas en la dirección del eje-y.
5. El módulo de batería (300) de la reivindicación 1, en donde la carcasa tiene una porción receptora para alojar el laminado de celdas y un orificio pasante en cada una de las superficies laterales de la carcasa.
6. El módulo de batería (300) de la reivindicación 5, en donde una sección transversal del poste de refuerzo (400) tiene forma circular o elíptica, y en donde se forma al menos un tope en al menos uno de los lados interior o exterior de uno de los orificios de la carcasa, a través del cual penetra el poste de refuerzo (400).
7. El módulo de batería (300) de la reivindicación 5, en donde la carcasa incluye:
un marco en forma de U que incluye una porción receptora para alojar el laminado de celdas, formándose los orificios pasantes en las superficies laterales del marco en forma de U; y
una placa superior (301) que cubre una superficie superior del marco en forma de U,
en donde el poste de refuerzo (400) penetra en los orificios pasantes.
8. El módulo de batería (300) de la reivindicación 5, en donde la carcasa incluye:
una placa inferior que soporta el laminado de celdas desde una porción inferior; y
un marco en forma de U que cubre el laminado de celdas situado en la placa inferior, formándose los orificios pasantes en las superficies laterales del marco en forma de U,
en donde el poste de refuerzo penetra en los orificios pasantes.
9. El módulo de batería (300) de la reivindicación 7 o la reivindicación 8, que comprende además una placa extrema que cubre al menos una superficie lateral del marco en forma de U.
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