ES3058496T3 - Secondary battery and device comprising same - Google Patents

Secondary battery and device comprising same

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ES3058496T3
ES3058496T3 ES19889810T ES19889810T ES3058496T3 ES 3058496 T3 ES3058496 T3 ES 3058496T3 ES 19889810 T ES19889810 T ES 19889810T ES 19889810 T ES19889810 T ES 19889810T ES 3058496 T3 ES3058496 T3 ES 3058496T3
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Hyoung Kwon Kim
Jeeeun Kim
Hayoung Heo
Duk Hyun Ryu
Pil Kyu Park
Namwon Kim
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LG Energy Solution Ltd
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Abstract

Una batería secundaria según una realización de la presente invención comprende: un conjunto de electrodos que incluye una lámina de electrodo negativo, una lámina de electrodo positivo y una película separadora; y una cinta de disipación de calor ubicada en la superficie circunferencial exterior del conjunto de electrodos, en donde la cinta de disipación de calor comprende una capa de difusión de calor, y la capa de difusión de calor incluye al menos uno de grafito y lámina de metal. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Batería recargable y dispositivo que incluye la misma
[0003] Sector de la técnica
[0004] Referencia cruzada a solicitud relacionada
[0005] Esta solicitud reivindica la prioridad y los beneficios de la solicitud de patente coreana n.º 10-2018-0152911 presentada ante la Oficina Coreana de Propiedad Intelectual el 30 de noviembre de 2018.
[0006] La presente invención se refiere a una batería recargable y a un dispositivo que incluye la misma. Más concretamente, la presente invención se refiere a una batería recargable que incluye un conjunto de electrodos y a un dispositivo que incluye la misma.
[0007] Antecedentes de la invención
[0008] En los últimos años, a medida que ha aumentado rápidamente la demanda de productos electrónicos portátiles, como ordenadores portátiles, cámaras de vídeo y teléfonos móviles, y se han desarrollado con ahínco vehículos eléctricos, baterías de almacenamiento de energía, robots, satélites, etc., se ha investigado y estudiado activamente la batería recargable utilizada como fuente de energía de accionamiento de los mismos.
[0009] Dicha batería recargable puede incluir, por ejemplo, una batería de níquel-cadmio, una batería de níquel-hidrógeno, una batería de níquel-zinc, una batería recargable de litio y similares. Entre las mismas, la batería recargable de litio se ha utilizado ampliamente en el campo de los dispositivos electrónicos de alta tecnología porque casi no tiene efecto memoria en comparación con la batería recargable de níquel, se carga y descarga libremente y tiene una tasa de autodescarga muy baja, un alto voltaje de funcionamiento y una alta densidad energética por unidad de peso.
[0010] Por lo general, una batería secundaria de litio tiene una estructura en la que las células unitarias configuradas por un electrodo positivo, un electrodo negativo y una membrana separadora interpuesta entre los mismos se apilan o se enrollan, se incrusta en una carcasa de lata metálica o lámina laminada, y se inyecta o impregna una solución electrolítica en su interior.
[0011] El conjunto de electrodos de una estructura de electrodo positivo/membrana separadora/electrodo negativo que configura la batería secundaria se divide principalmente en un tipo de rollo (tipo enrollado) y un tipo de pila (tipo apilado) según su estructura. El tipo de rollo es una estructura que se obtiene interponiendo una membrana separadora entre electrodos positivos y negativos largos de tipo lámina recubiertos con un material activo y, a continuación, enrollándolos, y el tipo de pila es una estructura en la que se apilan secuencialmente varios electrodos positivos y negativos de un tamaño predeterminado en un estado en el que se interpone una membrana separadora entre los mismos.
[0012] Recientemente, con el fin de implementar un modelo de alta potencia y alta capacidad, los componentes utilizados son membranas delgadas, y como resultado, están aumentando las baterías recargables con baja resistencia y alta capacidad. Sin embargo, a medida que se reduce la resistencia y se aumenta la capacidad, se aplica una corriente mayor durante más tiempo, por lo que el problema de la generación de calor de la lengüeta del electrodo debido a un cortocircuito externo se ha convertido en un problema más importante.
[0013] El calor generado en el interior de la batería recargable se concentra en la lengüeta del electrodo, y en particular en la lengüeta de electrodo negativo, debido a que las características de los electrodos en el interior de la célula no son uniformes. Como resultado, se produce una desviación de la temperatura en el interior de la batería recargable, lo que provoca un deterioro del equilibrio en la célula de la batería, lo que puede estar relacionado con un deterioro del rendimiento de la batería recargable.
[0014] El documento EP 2139057 A1 se refiere a una batería que comprende un conjunto de electrodos de tipo enrollado, con una lengüeta de electrodo dispuesta en la parte más exterior del conjunto que garantiza un rendimiento mejorado de radiación de calor de dicha lengüeta de electrodo en comparación con las lengüetas de electrodo situadas en la parte interior del conjunto de electrodos enrollado. La lengüeta de electrodo está cubierta con una cinta protectora adherida a la lengüeta y a la superficie más exterior del conjunto de electrodos. El documento JP 2007184238 A se refiere a un conjunto de electrodos enrollado que tiene una cinta de sellado que se enrolla alrededor de la superficie periférica exterior del conjunto de electrodos para sostener y proteger el conjunto de electrodos y aislarlo.
[0015] En los documentos CN 208127333 U, KR 20160002176 A, US 2014/134461 A1, JP 2017168225 A y KR 2018 0081235 A se describe técnica anterior adicional.
[0016] Explicación de la invención
[0017] Problema técnico
[0018] Un objeto de las realizaciones a modo de ejemplo de la presente invención es resolver los problemas anteriores, proporcionar una batería recargable que controle eficazmente la generación de calor dentro de la betería recargable y reduzca la desviación de temperatura, y que mantenga la forma del conjunto de electrodos enrollado y evite que el conjunto de electrodos se afloje por tensión interna.
[0019] Solución técnica
[0020] El alcance de la invención se define en las reivindicaciones adjuntas.
[0021] Una batería recargable según una realización a modo de ejemplo de la presente invención incluye: un conjunto de electrodos que incluye una lámina de electrodo negativo, una lámina de electrodo positivo y una membrana separadora; y una cinta de radiación de calor dispuesta en una superficie circunferencial externa del conjunto de electrodos, en la que la cinta de radiación de calor incluye una capa de difusión de calor, y la capa de difusión de calor incluye al menos uno de grafito y una lámina metálica, el conjunto de electrodos es un conjunto de electrodos de tipo de rollo en el que se interpone una membrana separadora y se enrolla entre una lámina de electrodo negativo y una lámina de electrodo positivo, una lengüeta de electrodo está fijada a una superficie circunferencial externa del conjunto de electrodos, y la lengüeta de electrodo está dispuesta entre al menos una parte de la cinta de radiación de calor y una superficie circunferencial externa del conjunto de electrodos.
[0022] El grafito puede incluir al menos uno de grafito natural y grafito artificial.
[0023] La lámina metálica puede incluir al menos uno de Cu y Al.
[0024] Al menos una parte de la cinta de radiación de calor está en contacto con la lengüeta de electrodo fijada a la superficie circunferencial externa del conjunto de electrodos.
[0025] Las lengüetas de electrodo incluyen una lengüeta de electrodo negativo y una lengüeta de electrodo positivo, y la lengüeta de electrodo negativo está fijada a la superficie circunferencial externa del conjunto de electrodos.
[0026] La cinta de radiación de calor puede incluir además una capa adhesiva, y la capa adhesiva puede estar dispuesta entre la lengüeta de electrodo y la capa de difusión de calor y entre la superficie circunferencial externa del conjunto de electrodos y la capa de difusión de calor.
[0027] La cinta de radiación de calor puede incluir además una capa adhesiva, la capa adhesiva puede estar dispuesta entre la superficie circunferencial externa del conjunto de electrodos y la capa de difusión de calor, y al menos una parte de la lengüeta de electrodo puede estar en contacto con la capa de difusión de calor.
[0028] Al menos una parte de la cinta de radiación de calor puede adherirse a una parte de acabado donde se dispone un extremo más exterior de la membrana separadora entre la superficie circunferencial externa del conjunto de electrodos. El grosor de la capa de difusión de calor puede ser de 17 μm a 1 mm.
[0029] La capa de difusión de calor puede tener forma de lámina, y el calor se transfiere en la capa de difusión de calor. La cinta de radiación de calor puede incluir una capa adhesiva y una capa base, y la capa de difusión de calor puede estar dispuesta entre la capa adhesiva y la capa base.
[0030] La capa base puede incluir al menos uno de poliimida y tereftalato de polietileno.
[0031] El grosor de la capa adhesiva puede ser de 5 μm a 25 μm, y el grosor de la capa base puede ser de 5 μm a 25 μm.
[0032] Efectos ventajosos
[0033] Según las realizaciones a modo de ejemplo de la presente invención, dado que la forma del conjunto de electrodos no solo puede mantenerse mediante la cinta de radiación de calor dispuesta en la superficie circunferencial externa del conjunto de electrodos, sino que también el calor generado localmente en la batería recargable puede difundirse rápidamente, y la desviación de temperatura dentro de la batería recargable puede reducirse, se evita así el deterioro del rendimiento debido a desequilibrios de temperatura. Además, dado que al menos una parte del tipo de radiación de calor aprieta el conjunto de electrodos mientras se adhiere a la parte de acabado, mantiene la forma del conjunto de electrodos enrollado y evita que el conjunto de electrodos se afloje por una tensión interna.
[0034] Breve descripción de los dibujos
[0035] La FIG. 1 es una vista en perspectiva en despiece de un conjunto de electrodos antes de ser enrollado según una realización a modo de ejemplo de la presente invención.
[0036] La FIG.2 es una vista en perspectiva de un conjunto de electrodos de la FIG.1 después de ser enrollado.
[0037] La FIG.3 es una vista parcial ampliada de una parte A de la FIG.2.
[0038] La FIG.4 es una vista parcial en una dirección B de la FIG.2.
[0039] La FIG. 5 es una vista en perspectiva de un conjunto de electrodos según una realización a modo de ejemplo de la presente invención después de haber sido enrollado.
[0040] La FIG.6 es una vista parcial ampliada de una parte C de la FIG.5.
[0041] La FIG.7 es una vista parcial en una dirección D de la FIG.5.
[0042] La FIG.8 es un gráfico para comparar la temperatura máxima de cada sección de una batería recargable en la que se ha adherido una cinta de radiación de calor que incluye una capa de difusión de calor y una batería recargable en la que se ha adherido una cinta sin capa de difusión de calor según una realización a modo de ejemplo de la presente invención.
[0043] Realización preferente de la invención
[0044] La presente invención se describirá más detalladamente a continuación con referencia a los dibujos adjuntos, en los que se muestran realizaciones a modo de ejemplo de la invención.
[0045] Con el fin de explicar claramente la presente invención, se ha omitido una parte que no está directamente relacionada con la presente invención, y se han asignado los mismos números de referencia a los elementos constitutivos iguales o similares a lo largo de toda la memoria descriptiva.
[0046] Además, el tamaño y el grosor de cada configuración mostrada en los dibujos se muestran de forma arbitraria para facilitar la comprensión y la descripción, pero la presente invención no se limita a ello. En los dibujos, el grosor de las capas, películas, paneles, regiones, etc., se exagera para mayor claridad. En los dibujos, para facilitar la comprensión y la descripción, se exagera el grosor de algunas capas y áreas.
[0047] Se entenderá que cuando se hace referencia a un elemento, como una capa, película, región o sustrato, como “en” otro elemento, puede estar directamente en el otro elemento o también pueden existir elementos intermedios. Por el contrario, cuando se dice que un elemento está “directamente en” otro elemento, no hay elementos intermedios presentes. Además, las palabras “sobre” o “en” significan una colocación sobre o debajo de la parte del objeto, pero no significan esencialmente una colocación en el lado superior de la parte del objeto según la dirección de la gravedad. Además, a menos que se indique explícitamente lo contrario, la palabra “comprender” y variaciones tales como “comprende” o “que comprende” se entenderán como que implican la inclusión de los elementos indicados, pero no la exclusión de ningún otro elemento.
[0048] A lo largo de la memoria descriptiva, la frase “en un plano” significa ver la parte del objeto desde arriba, y la frase “en una sección transversal” significa ver una sección transversal en la que la parte del objeto se corta verticalmente desde el lado.
[0049] La FIG. 1 es una vista en perspectiva en despiece de un conjunto de electrodos antes de ser enrollado según una realización a modo de ejemplo de la presente invención, y la FIG. 2 es una vista en perspectiva de un conjunto de electrodos de la FIG.1 después de ser enrollado.
[0050] Con referencia a la FIG.1 y la FIG.2, una batería recargable según una realización a modo de ejemplo de la presente invención incluye: un conjunto 100 de electrodos que incluye una lámina 110 de electrodo negativo, una lámina 120 de electrodo positivo y una membrana 130 separadora; y una cinta 170 de radiación de calor dispuesta en una superficie circunferencial externa del conjunto 100 de electrodos, en la que la cinta 170 de radiación de calor incluye una capa de difusión de calor, y la capa de difusión de calor incluye al menos uno de grafito y una lámina metálica. La capa de difusión de calor se describe más adelante.
[0051] La cinta 170 de radiación de calor de la FIG. 2 se muestra separada de la parte superior e inferior de la superficie circunferencial externa del conjunto 100 de electrodos, pero esto es por conveniencia de la descripción, y puede estar dispuesta para rodear toda la superficie circunferencial externa del conjunto 100 de electrodos.
[0052] El conjunto 100 de electrodos es un conjunto 100 de electrodos de tipo de rollo que se enrolla interponiendo la membrana 130 separadora entre la lámina 110 de electrodo negativo y la lámina 120 de electrodo positivo, se puede fijar una lengüeta de electrodo a la superficie circunferencial externa del conjunto 100 de electrodos, y la lengüeta del electrodo puede estar dispuesta entre al menos una parte de la cinta 170 de radiación de calor y la superficie circunferencial externa del conjunto 100 de electrodos.
[0053] Las lengüetas 140 y 160 de electrodo incluyen respectivamente una lengüeta 140 de electrodo negativo fijada a la lámina 110 de electrodo negativo y una lengüeta 160 de electrodo positivo fijada a la lámina 120 de electrodo positivo. La FIG. 2 muestra que la lengüeta 140 de electrodo negativo está fijada a la superficie circunferencial externa del conjunto 100 de electrodos para estar dispuesta entre al menos una parte entre la cinta 170 de radiación de calor y la superficie circunferencial externa del conjunto 100 de electrodos, y la lengüeta 160 de electrodo positivo está dispuesta en la parte central del conjunto 100 de electrodos. Sin embargo, la lengüeta 160 de electrodo positivo puede estar fijada a la superficie circunferencial externa del conjunto 100 de electrodos y la lengüeta 140 de electrodo negativo puede estar dispuesta en la parte central del conjunto 100 de electrodos. Además, aunque no se muestra, al menos una de la lengüeta de electrodo positivo y la lengüeta de electrodo negativo puede estar fijada adicionalmente para un modelo de alta potencia.
[0054] En la batería recargable del modelo de alta potencia y alta capacidad, cuando fluye una gran corriente en poco tiempo debido a una descarga de alta velocidad, una sobrecarga, un cortocircuito externo, etc., se genera una gran cantidad de calor en la lengüeta de electrodo, particularmente en la lengüeta 140 de electrodo negativo, debido a la concentración de corriente. Dado que la batería recargable se carga y descarga constantemente de forma repetida mediante una reacción electroquímica interna, cuando la batería recargable alcanza una alta capacidad, el calor generado por la carga y la descarga aumenta drásticamente. Debido a dicha generación de calor, la membrana 130 separadora puede dañarse y provocar un cortocircuito interno, y también puede provocar un deterioro del rendimiento de la batería recargable al causar una desviación de la temperatura en el interior de la batería recargable.
[0055] Dado que la cinta 170 de radiación de calor incluye una capa de difusión de calor que presenta una excelente característica de conducción de calor destinada a resolver dicho problema, y dado que el calor generado localmente en el interior de la batería recargable puede difundirse rápidamente para evitar que la temperatura aumente, además, la desviación de temperatura en el interior de la batería recargable puede reducirse para evitar el deterioro del rendimiento debido al desequilibrio de temperatura.
[0056] Concretamente, la lengüeta 140 de electrodo negativo genera la mayor cantidad de calor en el caso de la lengüeta 140 de electrodo negativo, que tiene una resistencia particularmente alta entre los elementos constitutivos internos de la batería recargable, la lengüeta 140 de electrodo negativo se fija generalmente a la superficie circunferencial externa del conjunto 100 de electrodos en lugar de a la lengüeta 160 de electrodo positivo. En consecuencia, especialmente a través de la estructura en la que al menos una parte de la cinta 170 de radiación de calor está en contacto con la lengüeta 140 de electrodo negativo fijada a la superficie circunferencial externa del conjunto 100 de electrodos, el calor generado en la lengüeta 140 de electrodo negativo puede difundirse eficazmente.
[0057] Además, haciendo referencia de nuevo a la FIG.2, al menos una parte de la cinta 170 de radiación de calor está fijada a una parte 150 de acabado de la superficie circunferencial externa del conjunto 100 de electrodos, y la parte 150 de acabado está dispuesta en el extremo más exterior de la membrana 130 separadora. Dado que al menos una parte de la cinta 170 de radiación de calor aprieta el conjunto 100 de electrodos mientras está adherida a la parte 150 de acabado, mantiene la forma del conjunto 100 de electrodos enrollado y evita que el conjunto 100 de electrodos se afloje por una tensión interna.
[0058] En lo sucesivo, para facilitar la explicación en las FIGS. 3 a 7, se describe basándose en un ejemplo en el que la lengüeta de electrodo negativo de la lengüeta de electrodo está fijada a la superficie circunferencial externa del conjunto de electrodos, pero el alcance no se limita a ello, y también se aplica a la lengüeta de electrodo positivo fijada a la superficie circunferencial externa del conjunto de electrodos.
[0059] La FIG.3 es una vista parcial ampliada de una parte A de la FIG.2, y la FIG.4 es una vista parcial en la dirección B de la FIG.2.
[0060] Con referencia a la FIG.3 y la FIG.4, la cinta 170 de radiación de calor según una realización a modo de ejemplo de la presente invención puede incluir una capa 173 base, una capa 171 de difusión de calor y una capa 172 adhesiva. La capa 172 adhesiva puede estar dispuesta entre la lengüeta 140 de electrodo negativo y la capa 171 de difusión de calor, y entre la superficie circunferencial externa del conjunto 100 de electrodos y la capa 171 de difusión de calor. La capa 171 de difusión de calor puede estar dispuesta de forma fija en la lengüeta 140 de electrodo negativo y la superficie circunferencial externa del conjunto 100 de electrodos a través de la capa 172 adhesiva.
[0061] La FIG. 5 es una vista en perspectiva de un conjunto de electrodos según una realización a modo de ejemplo de la presente invención después de ser enrollado, la FIG.6 es una vista parcial ampliada de una parte C de la FIG.5, y la FIG.7 es una vista parcial en una dirección D de la FIG.5.
[0062] Con referencia a la FIG. 5 a la FIG 7, una cinta 270 de radiación de calor dispuesta en la superficie circunferencial externa de un conjunto 200 de electrodos que incluye una lámina 210 de electrodo negativo, una lámina 220 de electrodo positivo y una membrana 230 separadora puede incluir la capa 273 base, la capa 271 de difusión de calor y la capa 272 adhesiva. La capa 272 adhesiva puede estar dispuesta entre la superficie circunferencial externa del conjunto 200 de electrodos y la capa 271 de difusión de calor, y al menos una parte de la lengüeta 240 de electrodo negativo puede estar en contacto con la capa 271 de difusión de calor. Es decir, a través de la capa 272 adhesiva dispuesta entre la superficie circunferencial externa del conjunto 200 de electrodos y la capa 271 de difusión de calor, la capa 271 de difusión de calor no solo puede estar dispuesta de forma fija en la lengüeta 240 de electrodo negativo y la superficie circunferencial externa del conjunto 200 de electrodos, sino que también al menos una parte de la lengüeta 240 de electrodo negativo puede estar en contacto directo con la capa 271 de difusión de calor dispuesta directamente en la misma, con lo que el calor generado localmente en la lengüeta 240 de electrodo negativo puede difundirse aún más rápidamente.
[0063] Aunque no se muestra, el conjunto de electrodos según otra realización a modo de ejemplo de las presentes invenciones tiene una membrana separadora que se extiende una cierta longitud en comparación con la lámina de electrodo positivo y la lámina de electrodo negativo, enrollando así la parte más exterior del conjunto de electrodos enrollado en más de una vuelta. En este caso, la lengüeta de electrodo negativo puede estar dispuesta debajo de la membrana separadora extendida, en lugar de en la parte más exterior del conjunto de electrodos enrollado. Así, la membrana separadora extendida puede colocarse entre la lengüeta de electrodo negativo y la cinta de radiación de calor. En este caso, el conjunto de electrodos según la presente realización a modo de ejemplo puede formar la estructura en la que la capa adhesiva está dispuesta entre la membrana separadora dispuesta en la lengüeta de electrodo negativo y la capa de difusión de calor, y la estructura en la que la membrana separadora dispuesta en la lengüeta de electrodo negativo está en contacto directo con la capa de difusión de calor.
[0064] Haciendo referencia de nuevo a la FIG.4 y la FIG.7, las cintas 170 y 270 de radiación de calor según las realizaciones a modo de ejemplo de la presente invención pueden incluir además, respectivamente, las capas 172 y 272 adhesivas y las capas 173 y 273 base, así como las capas 171 y 271 de difusión de calor, y las capas 171 y 271 de difusión de calor pueden estar dispuestas entre las capas 172 y 272 adhesivas y las capas 173 y 273 base.
[0065] Las capas 171 y 271 de difusión de calor, como se ha mencionado anteriormente, sirven para difundir y liberar el calor generado en cualquier posición de la batería recargable y no están particularmente limitadas, siempre que la conductividad térmica sea excelente, sin embargo, es preferible incluir al menos una de la lámina metálica y el grafito, y el grafito puede incluir al menos uno de grafito natural y grafito artificial.
[0066] Dado que las capas 171 y 271 de difusión de calor tienen forma de lámina, la transferencia de calor se realiza en una dirección horizontal paralela a las capas 171 y 271 de difusión de calor, mediante un principio de difusión de calor. El grosor de las capas 171 y 271 de difusión de calor es preferiblemente de 17 μm a 1 mm. A continuación se describen los grosores específicos para cada material.
[0067] El grafito natural es un material con buena capacidad de producción, ya que se puede moldear fácilmente en diversos grosores y anchuras, y es preferible moldear el grafito natural con un grosor de 0,07 mm a 1 mm. Si el grosor es inferior a 0,07 mm, la capa de difusión de calor puede ser demasiado delgada, de modo que la transferencia de calor puede verse limitada, y si el grosor es superior a 1 mm, el efecto de difusión de calor puede reducirse debido al grosor excesivo, y la capacidad de la batería recargable puede reducirse como efecto secundario.
[0068] El grafito artificial es grafito producido artificialmente y, debido a que es excelente en su característica de disipación del calor para ser producido como una membrana delgada, es preferible formar un grosor de 17 μm a 40 μm. Si el grosor es inferior a 17 μm, la capa de difusión de calor puede ser demasiado delgada, lo que puede limitar la transferencia de calor, y si el grosor es superior a 40 μm, el efecto de difusión de calor puede reducirse debido al grosor excesivo, y la capacidad de la batería recargable puede reducirse como efecto secundario.
[0069] La lámina metálica es un material que puede formar la capa de difusión de calor de forma relativamente económica y puede incluir al menos uno de Cu y Al, que tienen una alta conductividad térmica, y es preferible que la lámina metálica se forme con un grosor de 25 μm a 90 μm.
[0070] Las capas 172 y 272 adhesivas sirven para fijar y colocar las cintas 170 y 270 de radiación de calor, que incluyen las capas 171 y 271 de difusión de calor, a la superficie circunferencial externa del conjunto de electrodos, que incluye las lengüetas de electrodo, y pueden incluir un adhesivo a base de acrílico.
[0071] Los grosores de las capas 172 y 272 adhesivas pueden ser de 5 μm a 25 μm. La adhesión de las cintas 170 y 270 de radiación de calor puede mantenerse cuando el grosor es de al menos 5 μm, pero cuando el grosor es superior a 25 μm, puede haber un problema en que el calor no se difunde eficazmente debido al grosor innecesario.
[0072] Las capas 173 y 273 base son capas fundamentales de las cintas 170 y 270 de radiación de calor, y no están particularmente limitadas siempre que puedan realizar funciones de aislamiento y resistencia al calor, pero preferiblemente incluyen al menos uno de poliimida y tereftalato de polietileno.
[0073] Los grosores de las capas 173 y 273 base pueden ser de 5 μm a 25 μm. El grosor de 5 μm es el grosor mínimo en el que las capas 173 y 273 base pueden mostrar un rendimiento de aislamiento, y si el grosor es superior a 25 μm, puede haber un problema en el sentido de que el calor no se difunde eficazmente debido al grosor innecesario.
[0074] Haciendo referencia de nuevo a la FIG.2 y la FIG.5, los conjuntos 100 y 200 de electrodos según las realizaciones a modo de ejemplo de la presente invención pueden ser conjuntos 100 y 200 de electrodos del tipo de rollo interponiendo las membranas 130 y 230 separadoras entre las láminas 110 y 210 de electrodo negativo y las láminas 120 y 220 de electrodo positivo a enrollar, respectivamente. Dado que los conjuntos 100 y 200 de electrodos son del tipo de rollo, cada pliegue de la lámina 110 de electrodo negativo, la lámina 120 de electrodo positivo y la membrana 130 separadora en contacto directo o indirecto con la lengüeta de electrodo puede resultar dañado debido al calor generado por la lengüeta de electrodo. Sin embargo, el conjunto 100 de electrodos según las realizaciones a modo de ejemplo de la presente invención puede minimizar el daño descrito anteriormente debido al efecto de difusión del calor de las cintas 170 y 270 de radiación de calor adheridas a la superficie circunferencial externa de los conjuntos 100 y 200 de electrodos. Es decir, cuando las cintas 170 y 270 de radiación de calor de la presente invención se aplican a los conjuntos 100 y 200 de electrodos en forma de rollo, el daño debido al calor puede minimizarse aún más.
[0075] Aunque no se muestra, la batería recargable según las realizaciones a modo de ejemplo de la presente invención puede incluir además una carcasa de tipo bolsa que aloja el conjunto de electrodos e incluye una lámina laminada. A diferencia de una batería recargable convencional de tipo bolsa que utiliza la membrana separadora como acabado del conjunto de electrodos, en una realización a modo de ejemplo de la presente invención, el conjunto de electrodos puede acabarse de manera que no se afloje a través de la cinta de radiación de calor y, simultáneamente, pueda reducirse el desequilibrio de temperatura en la batería recargable.
[0076] Además, la batería recargable según las realizaciones a modo de ejemplo de la presente invención puede incluir además una carcasa cilíndrica o rectangular en la que se aloja el conjunto de electrodos. La FIG.2 a la FIG.7 ilustran un caso en el que el conjunto de electrodos se aloja en la carcasa cilíndrica, pero la estructura de la cinta de radiación de calor y similares puede aplicarse de manera igual o similar incluso cuando se aloja en la carcasa rectangular. El conjunto de electrodos descrito anteriormente se incluye en la batería recargable y puede aplicarse a diversos dispositivos. El dispositivo puede aplicarse a un vehículo, como una bicicleta eléctrica, un vehículo eléctrico, un vehículo híbrido, pero no se limita a ello y puede aplicarse a diversos dispositivos que puedan utilizar la batería recargable.
[0077] Ejemplo experimental 1
[0078] En la FIG.8 se muestra un gráfico para comparar la temperatura máxima de cada sección de la batería recargable a la que se ha adherido la cinta de radiación de calor que incluye la capa de difusión de calor de grafito artificial y la batería recargable a la que se ha adherido la cinta sin la capa de difusión de calor. El grosor de la cinta de radiación de calor que incluye la capa de difusión de calor de grafito artificial es de 40 μm, y el grosor de la capa de difusión de calor de grafito artificial es de 25 μm.
[0079] La parte en la que se fija la lengüeta de electrodo negativo es una referencia de 0°, y se mueve cada 90° para fijar una línea de temperatura, y luego se mide la temperatura. A través de la FIG. 8, se puede confirmar que la temperatura máxima se reduce aún más en la batería recargable a la que se adhiere la cinta de radiación de calor que incluye la capa de difusión de calor según las realizaciones a modo de ejemplo de la presente invención, en comparación con la batería recargable a la que se adhiere la cinta sin la capa de difusión de calor. En particular, se puede confirmar que la temperatura disminuye más en 0° en la parte donde se fija la lengüeta de electrodo negativo.
[0080] Ejemplo experimental 2
[0081] Se mide la conductividad térmica horizontal para cada caso, incluyendo el grafito artificial, el grafito natural y la lámina metálica para la cinta de radiación de calor que incluye la capa de difusión de calor según las realizaciones a modo de ejemplo de la presente invención y para la cinta de radiación de calor sin la capa de difusión de calor, y se muestra en la tabla 1. La conductividad térmica horizontal significa una conductividad térmica en una dirección paralela a la cinta de radiación de calor.
[0082] [Tabla 1]
[0085]
[0087] Según la tabla 1, la cinta de radiación de calor que incluye la capa de difusión de calor según las realizaciones a modo de ejemplo de la presente invención muestra una alta conductividad térmica horizontal, en comparación con el caso sin la capa de difusión de calor. Por tanto, es posible dispersar el calor generado en el interior de la batería recargable de manera más eficaz y, en particular, dado que la cinta de radiación de calor que contiene grafito artificial o grafito natural muestra una conductividad térmica horizontal de 3 a 8 veces mayor en el caso que incluye la lámina metálica, es especialmente deseable incluir grafito, en particular grafito artificial.
[0088] Si bien la presente invención se ha descrito en relación con lo que actualmente se considera realizaciones prácticas a modo de ejemplo, debe entenderse que la invención no se limita a las realizaciones divulgadas.
[0089] Descripción de símbolos
[0090] 100, 200: conjunto de electrodos
[0091] 170, 270: cinta de radiación de calor
[0092] 171, 271: capa de difusión de calor

Claims (13)

1. REIVINDICACIONES
1. Una batería recargable que comprende:
un conjunto (100; 200) de electrodos de tipo de rollo que incluye una lámina (110; 210) de electrodo negativo, una lámina (120; 220) de electrodo positivo y una membrana (130; 230) separadora, en la que la membrana (130; 230) separadora está interpuesta y enrollada entre la lámina (110; 210) de electrodo negativo y la lámina (120; 220) de electrodo positivo; y
una lengüeta (140; 240) de electrodo fijada a la superficie circunferencial externa del conjunto (100; 200) de electrodos;caracterizada porque:
una cinta (170; 270) de radiación de calor está dispuesta en una superficie circunferencial externa del conjunto (100; 200) de electrodos, incluyendo la cinta (170; 270) de radiación de calor una capa (171; 271) de difusión de calor e incluyendo la capa (171; 271) de difusión de calor al menos uno de grafito y una lámina metálica,
la lengüeta (140; 240) de electrodo está dispuesta entre al menos una parte de la cinta (170; 270) de radiación de calor y la superficie circunferencial externa del conjunto (100; 200) de electrodos; y
al menos una parte de la cinta (170, 270) de radiación de calor está adherida a una parte (150) de acabado donde se dispone un extremo más exterior de la membrana (130, 230) separadora entre la superficie circunferencial externa del conjunto (100, 200) de electrodos.
2. La batería recargable según la reivindicación 1, en la que
el grafito incluye al menos uno de grafito natural y grafito artificial.
3. La batería recargable según la reivindicación 1, en la que
la lámina metálica incluye al menos uno de Cu y Al.
4. La batería recargable según la reivindicación 1, en la que
al menos una parte de la cinta (170; 270) de radiación de calor está en contacto con la lengüeta (140; 240) de electrodo fijada a la superficie circunferencial externa del conjunto (100; 200) de electrodos.
5. La batería recargable según la reivindicación 1, en la que
la lengüeta del electrodo incluye una lengüeta (140; 240) de electrodo negativo y una lengüeta (160; 260) de electrodo positivo, y
la lengüeta (140; 240) de electrodo negativo está fijada a la superficie circunferencial externa del conjunto (100; 200) de electrodos.
6. La batería recargable según la reivindicación 1, en la que
la cinta (170) de radiación de calor incluye además una capa (172) adhesiva, y
la capa (172) adhesiva está dispuesta entre la lengüeta (140) de electrodo y la capa (171) de difusión de calor y entre la superficie circunferencial externa del conjunto (100) de electrodos y la capa (171) de difusión de calor.
7. La batería recargable según la reivindicación 1, en la que
la cinta (270) de radiación de calor incluye además una capa (272) adhesiva,
la capa (272) adhesiva está dispuesta entre la superficie circunferencial externa del conjunto (200) de electrodos y la capa (271) de difusión de calor, y
al menos una parte de la lengüeta (240) de electrodo está en contacto con la capa (271) de difusión de calor.
8. La batería recargable según la reivindicación 1, en la que
el grosor de la capa (171; 172) de difusión de calor es de 17 μm a 1 mm.
9. La batería recargable según la reivindicación 1, en la que
la capa (171; 271) de difusión de calor tiene forma de lámina y el calor se transfiere en la capa (171; 271) de difusión de calor.
10. La batería recargable según la reivindicación 1, en la que
la cinta (170; 270) de radiación de calor incluye una capa (172; 272) adhesiva y una capa (173; 273) base, y la capa (171; 271) de difusión de calor está dispuesta entre la capa (172; 272) adhesiva y la capa (173; 273) base.
11. La batería recargable según la reivindicación 10, en la que
la capa (173; 273) base incluye al menos uno de poliimida y tereftalato de polietileno.
12. La batería recargable según la reivindicación 10, en la que
el grosor de la capa (172; 272) adhesiva es de 5 μm a 25 μm, y
el grosor de la capa (173; 273) base es de 5 μm a 25 μm.
13. Un dispositivo que comprende la batería recargable según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 como fuente de alimentación.
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