ES3058760T3 - Battery cell, and battery module comprising the same - Google Patents

Battery cell, and battery module comprising the same

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ES3058760T3
ES3058760T3 ES23753165T ES23753165T ES3058760T3 ES 3058760 T3 ES3058760 T3 ES 3058760T3 ES 23753165 T ES23753165 T ES 23753165T ES 23753165 T ES23753165 T ES 23753165T ES 3058760 T3 ES3058760 T3 ES 3058760T3
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Min Yong Jung
bum Choi
Jong Yoon Keum
Jae Heon Chung
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Abstract

La presente invención se refiere a una celda de batería y a un módulo de batería que la comprende, y, en particular, a una celda de batería con refrigeración líquida directa y a un módulo de batería con refrigeración líquida directa que la comprende. Según la presente invención, la resistencia a la corrosión de la celda de batería puede mejorarse utilizando un metal de sacrificio con una tendencia a la ionización mayor que la del metal de la carcasa de la batería, y el calor de la celda de batería puede reducirse utilizando agua de refrigeración convencional para vehículos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Celda de batería y módulo de batería que la comprende
[0003] Sector de la técnica
[0004] La presente invención es una celda de batería y un módulo de batería que la comprende, que se refiere, en particular, a una celda de batería con refrigeración directa por agua y un módulo de batería con refrigeración directa por agua que la comprende, y se refiere, en detalle, a una celda de batería con refrigeración directa por agua capaz de mejorar la resistencia a la corrosión de la celda de batería mediante el uso de un metal de sacrificio que tiene una tendencia a la ionización metálica mayor que la de la carcasa de la celda de batería, y a un módulo de batería con refrigeración directa por agua que la comprende.
[0005] Esta solicitud reivindica la prioridad basada en la solicitud de patente coreana n.º 10-2022-0017379 de fecha 10 de febrero de 2022.
[0006] Estado de la técnica
[0007] Las baterías usadas en vehículos ecológicos generan una gran cantidad de calor debido a que se requiere una alta potencia, y para mejorar el rendimiento y la vida útil de las baterías, es muy importante descargar de manera eficiente el calor generado de la batería, evitando así que las baterías se sobrecalienten.
[0008] Convencionalmente, como sistema de refrigeración para disipar el calor de una batería, se conoce un método de refrigeración directa por aire, un método de refrigeración indirecta por agua o un método de refrigeración directa por agua.
[0009] El método de refrigeración directa por agua es un método en el que las celdas de la batería se sumergen directamente en agua de refrigeración y el calor de las celdas de la batería se descarga directamente en el agua de refrigeración.
[0010] La Figura 1 es un diagrama esquemático de la configuración de un módulo de batería convencional (10).
[0011] En referencia a la Figura 1, un módulo de batería de tipo refrigeración directa por agua (10) consta de un bastidor de celdas (11) y una pluralidad de celdas de batería (12). La pluralidad de celdas de batería (12) están separadas entre sí en el bastidor de celdas (11). El bastidor de celdas (11) está provisto de manera que el agua de refrigeración pueda fluir.
[0012] Generalmente, en la celda de batería (12), una carcasa exterior que aloja los electrodos internos está hecha de hierro niquelado. Por consiguiente, cuando la celda de batería (12) se impregna directamente con agua de refrigeración, es vulnerable a la corrosión debido a las características del material de la carcasa exterior. Además, existe el problema de que la carcasa exterior es polar y también tiene un aislamiento eléctrico vulnerable.
[0013] Para evitar la corrosión de la celda de batería (12) en el módulo de batería (10) del método de refrigeración directa por agua convencional, se usa aceite aislante o agua de refrigeración especial (M) (por ejemplo, NOVEC de 3M). Sin embargo, el aceite aislante tiene el problema de ser vulnerable al fuego, y el agua de refrigeración especial, tal como NOVEC de 3M, es excelente como refrigerante para celdas de batería, ya que es no polar y tiene resistencia a la corrosión, pero es cara, por lo que existe el problema de aumentar el coste de fabricación del módulo de batería. Además, cuando se aplica un líquido antioxidante a la carcasa exterior de la celda de batería para evitar la corrosión de la celda de batería como en la técnica convencional, se requiere un proceso de postratamiento que cubrir la carcasa exterior de la celda de batería usando un tejido no tejido para mantener el líquido antioxidante.
[0014] Además, incluso si se aplica el líquido antioxidante a la carcasa exterior de la celda de batería, el agente antioxidante fluye hacia abajo desde la carcasa exterior de la celda de batería debido a la tensión superficial, por lo que existe el problema de que el agente antioxidante no se aplica de manera uniforme a la carcasa exterior.
[0015] El documento de patente CN 210640338 U se refiere a un dispositivo de control térmico de baterías, en particular a un dispositivo de control térmico de baterías con una estructura simple y una alta eficiencia de conducción del calor. El documento de patente KR 20150069779 A se refiere a un dispositivo electroquímico con una resistencia a la corrosión mejorada, y, más particularmente, el metal base de la lata metálica se oxida mediante la fijación de un ánodo de sacrificio que tiene una mayor tendencia a la ionización que el metal base que forma la lata metálica en la superficie inferior de la arandela. El documento de patente KR 20180112715 se refiere a una celda de batería que incluye una carcasa de batería con una superficie chapada con una aleación.
[0016] Objeto de la invención
[0017] Problema técnico
[0018] La presente invención tiene por objeto proporcionar una celda de batería con refrigeración directa por agua capaz de mejorar la resistencia a la corrosión de una celda de batería mediante el uso de un metal de sacrificio con una mayor tendencia a la ionización metálica que la de la carcasa de la celda de batería, y un módulo de batería con refrigeración directa por agua que la comprende.
[0019] Solución técnica
[0020] Una celda de batería para refrigeración directa por agua según un ejemplo de la presente invención comprende un conjunto de electrodos, una carcasa que aloja el conjunto de electrodos, una parte de metal de sacrificio provista en una superficie exterior de la carcasa y formada por un material que tiene una mayor tendencia a la ionización metálica que la de la carcasa, y una lámina de celda que incluye una capa metálica, y la lámina de celda está en contacto con la parte de metal de sacrificio en al menos una región parcial y rodea la carcasa.
[0021] Además, la parte de metal de sacrificio puede comprender uno o más elementos seleccionados del grupo que consiste en aluminio, magnesio, cinc, una aleación de aluminio, una aleación de magnesio y una aleación de cinc. Además, la parte de metal de sacrificio puede estar provista en la superficie superior y la superficie inferior de la carcasa, respectivamente, y puede estar provista de manera que al menos regiones parciales de la superficie superior y la superficie inferior queden expuestas al exterior.
[0022] Además, la parte de metal de sacrificio puede estar provista de manera que tenga una forma de anillo a lo largo de la dirección circunferencial de la superficie superior y la superficie inferior.
[0023] Asimismo, la parte de metal de sacrificio puede estar provista de manera que tenga una forma de C a lo largo de la dirección circunferencial de la superficie superior y la superficie inferior.
[0024] Además, la lámina de celda comprende una capa adhesiva sensible a la presión provista en una superficie de la capa metálica y adherida a la carcasa, y una capa impermeable provista en la otra superficie en una dirección opuesta a una superficie de la capa metálica.
[0025] Además, la capa metálica puede estar formada por un material que tenga una mayor tendencia a la ionización metálica que la de la carcasa.
[0026] Asimismo, la capa de celda puede estar formada por el mismo material que la parte de metal de sacrificio.
[0027] Además, la lámina de celda puede rodear la superficie exterior de la carcasa de modo que un extremo de la lámina de celda se superponga mientras cubre el otro extremo de la lámina de celda a lo largo de la dirección circunferencial de la carcasa.
[0028] Además, la parte de metal de sacrificio puede estar acoplada por láser a la superficie exterior de la carcasa.
[0029] Asimismo, la parte de metal de sacrificio puede estar provista para rodear una región parcial de la carcasa en forma de banda.
[0030] Además, la parte de metal de sacrificio puede estar acoplada a lo largo de la circunferencia de la carcasa en la parte central entre la superficie superior y la superficie inferior de la carcasa.
[0031] Además, el módulo de batería para refrigeración directa por agua según otro ejemplo de la presente invención comprende una pluralidad de celdas de batería con refrigeración directa por agua, un bastidor de celdas provisto de manera que la pluralidad de celdas de batería estén separadas entre sí y el agua de refrigeración pueda fluir entre la pluralidad de celdas de batería, y una parte de suministro de agua de refrigeración para suministrar agua de refrigeración al bastidor de celdas.
[0032] Asimismo, el módulo de batería puede comprender una capa impermeable previsto dentro del bastidor de celdas y previsto para cubrir el extremo lateral de la superficie superior y el extremo lateral de la superficie inferior de la carcasa, respectivamente. Además, la capa impermeable puede comprender un adhesivo impermeable o una resina de encapsulado.
[0033] Además, la parte de suministro de agua de refrigeración puede estar prevista para suministrar agua de refrigeración que no esté aislada.
[0034] Efectos ventajosos
[0035] Como se ha descrito anteriormente, la celda de batería con refrigeración directa por agua relacionada con al menos un ejemplo de la presente invención, y el módulo de batería con refrigeración directa por agua que la comprende, tienen los siguientes efectos.
[0036] La resistencia a la corrosión de la celda de batería puede mejorarse usando un metal de sacrificio que tiene una mayor tendencia a la ionización metálica que la de la carcasa de la batería. Además, el calor de la celda de batería puede enfriarse mediante el uso de agua de refrigeración general de bajo coste para vehículos que no está aislada. Asimismo, la resistencia a la corrosión de la celda de batería puede mejorarse mediante la capa metálica prevista en la carcasa, y la resistencia al calor, la impermeabilidad y las propiedades aislantes de la celda de batería pueden mejorarse mediante la capa impermeable.
[0037] Además, como el material resistente a la corrosión (por ejemplo, un agente antioxidante) está contenido en el adhesivo sensible a la presión, y la capa metálica se adhiere a la carcasa mediante el adhesivo sensible a la presión, el material resistente a la corrosión se puede aplicar de manera uniforme a la superficie exterior de la carcasa.
[0038] Además, como la interfase superpuesta de la capa metálica está sellada, es posible evitar que la humedad y el oxígeno penetren en la carcasa a través de la interfaz superpuesta de la capa metálica cuando la celda de batería se sumerge en el agua de refrigeración a alta temperatura durante un periodo prolongado.
[0039] Descripción de las figuras
[0040] La Figura 1 es un diagrama esquemático de la configuración de un módulo de batería convencional.
[0041] La Figura 2 es un diagrama de la configuración de un módulo de batería con refrigeración directa por agua según un primer ejemplo de la presente invención.
[0042] La Figura 3 ilustra esquemáticamente un diagrama en perspectiva de una celda de batería según un primer ejemplo de la presente invención.
[0043] La Figura 4 ilustra esquemáticamente una sección transversal A-A de la Figura 3.
[0044] Las Figuras 5 y 6 son diagramas para explicar el estado y la forma de una parte de metal de sacrificio instalada en una carcasa según un primer ejemplo de la presente invención.
[0045] La Figura 7 es un diagrama de configuración de un módulo de batería con refrigeración directa por agua según un segundo ejemplo de la presente invención.
[0046] La Figura 8 es un diagrama para explicar el estado y la forma de una parte de metal de sacrificio instalada en una carcasa según un segundo ejemplo de la presente invención.
[0047] La Figura 9 ilustra esquemáticamente un diagrama en perspectiva de una celda de batería según un segundo ejemplo de la presente invención.
[0048] Las Figuras 10 y 11 ilustran esquemáticamente una sección transversal B-B de la Figura 9.
[0049] Descripción detallada de la invención
[0050] A continuación, se describirán detalladamente, con referencia a los dibujos, una celda de batería con refrigeración directa por agua según un ejemplo de la presente invención y un módulo de batería con refrigeración directa por agua que comprende la misma.
[0051] Además, independientemente de los números de referencia, los componentes iguales o correspondientes se indican con números de referencia iguales o similares, se omitirán las descripciones duplicadas de los mismos y, para facilitar la explicación, el tamaño y la forma de cada miembro componente mostrado pueden exagerarse o reducirse. La Figura 2 es un diagrama de configuración de un módulo de batería con refrigeración directa por agua según un primer ejemplo de la presente invención, y la Figura 3 ilustra esquemáticamente un diagrama en perspectiva de una celda de batería según un primer ejemplo de la presente invención.
[0052] Además, la Figura 4 ilustra esquemáticamente una sección transversal A-A de la Figura 3, y las Figuras 5 y 6 son diagramas para explicar un estado y una forma de una parte de metal de sacrificio instalada en una carcasa según un primer ejemplo de la presente invención.
[0053] Una celda de batería con refrigeración directa por agua (120) relacionada con un ejemplo de la presente invención comprende un conjunto de electrodos (129), una carcasa (121) que aloja el conjunto de electrodos (129) y una parte de metal de sacrificio (122, 123) provista en una superficie exterior de la carcasa (121) y formada por un material que tiene una mayor tendencia a la ionización metálica que la de la carcasa. Además, la celda de batería (120) comprende una capa metálica (124b) y comprende una lámina de celda (124) provista para rodear la parte de metal de sacrificio (122, 123) y la carcasa (121). Según la presente invención, la lámina de celda (124) está en contacto con la parte de metal de sacrificio (122, 123) al menos en una región parcial.
[0054] Además, el conjunto de electrodos (129) está alojado en la carcasa (121) y comprende un electrodo positivo, un electrodo negativo y un separador dispuesto entre el electrodo positivo y el electrodo negativo. El electrodo y el separador pueden constituir un conjunto de electrodos integrado. Por ejemplo, el conjunto de electrodos (129) puede ser un conjunto de electrodos de tipo brazo de gitano en el que los electrodos positivos y negativos de tipo lámina se enrollan en un estado en el que se interpone un separador entre ellos, un conjunto de electrodos de tipo apilado en el que se apilan secuencialmente pluralidades de electrodos positivos y negativos en un estado en el que se interpone un separador entre ellos, o un conjunto de electrodos apilables/plegables en el que las celdas unitarias obtenidas apilando electrodos positivos y negativos en unidades predeterminadas en un estado en el que se interpone un separador entre ellos se enrollan secuencialmente en un estado en el que se colocan sobre una película separadora.
[0055] Además, la carcasa (121) sirve para alojar el conjunto de electrodos (123) y para proteger la celda de batería (120) de impactos externos. La carcasa (121) puede ser cilíndrica, una bolsa o angular y, por ejemplo, la carcasa puede ser cilíndrica. En particular, el conjunto de electrodos puede ser un conjunto de electrodos enrollado de tipo brazo de gitano, la carcasa puede ser una carcasa cilíndrica y la celda de batería con refrigeración directa por agua (120) puede ser una celda de batería cilíndrica.
[0056] Como se muestra en la Figura 2, el módulo de batería con refrigeración directa por agua (100) según el presente ejemplo comprende una pluralidad de celdas de batería con refrigeración directa por agua (120), un bastidor de celdas (110) provisto de manera que la pluralidad de celdas de batería (120) estén separadas entre sí, y agua de refrigeración (W) que permite fluir entre la pluralidad de celdas de batería (120), y una parte de suministro de agua de refrigeración (150) para suministrar agua de refrigeración al bastidor de celdas (110).
[0057] El bastidor de celdas (110) tiene una parte de espacio predeterminada (111) en su interior y está provisto de una estructura en la que el agua de refrigeración puede fluir dentro de la parte de espacio. El agua de refrigeración (W) puede suministrarse a la parte de espacio interior (111) del bastidor de celdas (110) y, a continuación, descargarse al exterior del bastidor de celdas (110) y, para ello, el módulo de batería (100) puede comprender una parte de descarga de agua de refrigeración para descargar el agua de refrigeración (W) al exterior del bastidor de celdas (110). La parte de suministro de agua de refrigeración (150) puede comprender un depósito de almacenamiento de agua de refrigeración y una bomba. Además, la parte de suministro de agua de refrigeración (150) puede estar provista para suministrar agua de refrigeración (W) que no esté aislada. El agua de refrigeración general (W) puede ser agua de refrigeración usada generalmente en vehículos.
[0058] La celda de batería con refrigeración directa por agua (120) comprende una carcasa (121), una parte de metal de sacrificio (122, 123) y una lámina de celda (124). La lámina de celda (124) comprende una capa adhesiva sensible a la presión (124a), una capa metálica (124b) y una capa impermeable (124c).
[0059] Además, la carcasa (121) puede estar formada por un material metálico y la superficie de la carcasa puede estar niquelada. Es decir, se puede proporcionar una capa niquelada en la superficie de la carcasa (121).
[0060] Además, la parte de metal de sacrificio (122, 123) puede estar formada por un material que tenga una mayor reacción de ionización metálica que la de la carcasa (121). La parte de metal de sacrificio (122, 123) puede comprender uno o más seleccionados del grupo que consiste en aluminio, magnesio, cinc, una aleación de aluminio, una aleación de magnesio y una aleación de cinc.
[0061] En referencia a la Figura 4, la parte de metal de sacrificio (122, 123) puede estar provista en la superficie exterior de la carcasa (121). La parte de metal de sacrificio (122, 123) puede estar provista en la superficie superior (121a) y la superficie inferior (121b) de la carcasa (121), respectivamente. Además, la parte de metal de sacrificio (122, 123) puede estar provista para exponer al menos regiones parciales de la superficie superior y la superficie inferior al exterior. Cada región de la superficie superior y la superficie inferior expuestas al exterior puede estar conectada a la barra colectora.
[0062] En referencia a la Figura 5, la parte de metal de sacrificio (122, 123) puede estar provista para tener una forma de C (o forma de herradura) a lo largo de la dirección circunferencial de la superficie superior y la superficie inferior.
[0063] En referencia a la Figura 6, como otro ejemplo, la parte de metal de sacrificio (122a, 123a) puede estar provista para tener una forma de anillo a lo largo de la dirección circunferencial de la superficie superior y la superficie inferior de la carcasa (121).
[0064] En referencia a la Figura 2, cuando la celda de batería con refrigeración directa por agua (120) se sumerge en el agua de refrigeración (W), la humedad (H) del agua de refrigeración (W) se somete a una reacción de ionización con la parte de metal de sacrificio (122, 123) debido a la diferencia en la reacción de ionización del metal entre la carcasa (121) y la parte de metal de sacrificio (122, 123), y como resultado, se suprime la reacción de ionización del metal de la carcasa (121), por lo que la celda de batería con refrigeración directa por agua (120) puede evitar la corrosión de la carcasa (121).
[0065] En referencia a las Figuras 3 y 4, la lámina de celda (124) está fijada a la misma para rodear la superficie exterior de la carcasa (121). Por ejemplo, la lámina de celda (124) está fijada a la superficie lateral que conecta la superficie superior (121a) y la superficie inferior (121b) de la carcasa (121).
[0066] La lámina de celda (124) comprende una capa adhesiva sensible a la presión (124a) provista en una superficie de la capa metálica (124b) y que se adhiere a la carcasa, y una capa impermeable (124c) provista en la otra superficie en una dirección opuesta a una superficie de la capa metálica (124b).
[0067] En referencia a la Figura 4, la lámina de celda (124) está formada integralmente por una capa adhesiva sensible a la presión (124a), una capa metálica (124b) y una capa impermeable (124c).
[0068] Además, la lámina de celda (124) rodea la superficie exterior de la carcasa (121) de modo que un extremo de la lámina de celda (124) se superpone mientras cubre el otro extremo de la lámina de celda (124) a lo largo de la dirección circunferencial de la superficie lateral de la carcasa (121).
[0069] Para evitar la penetración de oxígeno y humedad, la capa metálica (124b) puede tener un espesor de 20 µm o más. La capa metálica (124b) puede estar formada por un material que tenga una mayor reacción de ionización metálica que la de la carcasa (121). Como ejemplo, la capa metálica (124b) puede estar formada por un material de aluminio. Además, la capa metálica (124b) también puede estar formada por el mismo material que la parte de metal de sacrificio (122, 123).
[0070] Cuando la celda de batería con refrigeración directa por agua (120) se sumerge en el agua de refrigeración (W), la humedad (H) que penetra en la capa metálica (124b) puede transferirse a la parte de metal de sacrificio (122, 123) a través de la capa metálica (124b). La razón es debido a que la reacción de ionización del metal con la humedad en la parte de metal de sacrificio (122, 123) es mayor que la reacción de ionización del metal con la humedad en la carcasa (121). En consecuencia, se puede mejorar la resistencia a la corrosión de la carcasa (121).
[0071] La capa adhesiva sensible a la presión (124a) es una parte provista en una superficie de la capa metálica (124b) para adherirse a la carcasa (121). La capa adhesiva sensible a la presión (124a) se proporciona aplicando un adhesivo sensible a la presión (PSA) a una superficie de la capa metálica (124b).
[0072] El adhesivo sensible a la presión comprende un material resistente a la corrosión, en el que el material resistente a la corrosión puede ser un agente antioxidante en el que se incluye una sustancia, tal como un fosfato, un silicato, una sal de ácido orgánico o una grasa de caucho.
[0073] En general, cuando solo se aplica el agente antioxidante a la carcasa (121), el agente antioxidante fluye hacia abajo desde la carcasa (121) debido a la tensión superficial. Por el contrario, en la presente invención, la lámina de celda (124) se fija a la carcasa (121) mediante la capa adhesiva sensible a la presión (124a), de modo que es posible evitar que un material resistente a la corrosión (por ejemplo, un agente antioxidante) fluya hacia abajo desde la carcasa (121).
[0074] Como el material resistente a la corrosión (por ejemplo, el agente antioxidante) está contenido en la capa adhesiva sensible a la presión (124a) y la lámina de celda (124) está fijada a la carcasa (121) mediante el adhesivo sensible a la presión, es posible tener el efecto de que el material resistente a la corrosión se aplique de manera uniforme a la superficie exterior de la carcasa (121).
[0075] La capa impermeable (124c) es una lámina impermeable provista en la otra superficie de la capa metálica (124b) para impermeabilizar la capa metálica (124b). La capa impermeable (124c) es una lámina que tiene resistencia al calor, propiedades aislantes y resistencia a la humedad, en la que se puede usar una lámina de polipropileno fundido (CPP) como capa impermeable (124c).
[0076] Mientras que un extremo de la lámina de celda (124) se superpone al otro extremo de la lámina de celda (124), la región superpuesta de la lámina de celda (124) presenta un escalón. La interfase escalonada de la lámina de celda (124) está sellada por un material de sellado. El material de sellado puede ser un material que contenga una resina, un plastificante, un antioxidante y una cera.
[0077] Alternativamente, la lámina de celda (124) puede acoplarse firmemente a la capa metálica (124b), mientras que un extremo de la capa impermeable (124c) cubre el otro extremo de la capa impermeable (124c) y se comprime térmicamente en la interfase superpuesta.
[0078] Por lo tanto, cuando la celda de batería se sumerge en agua de refrigeración a alta temperatura durante un tiempo prolongado, la presente invención puede evitar que la humedad y el oxígeno penetren en la carcasa (121) a través de la interfase superpuesta de la lámina de celda (124).
[0079] Mientras tanto, el módulo de batería (100) puede comprender una capa impermeable (125, 126) provista dentro del bastidor de celda (110) y provista para cubrir el extremo lateral de la superficie superior (121a) y el extremo lateral de la superficie inferior (121b) de la carcasa (121), respectivamente. La capa impermeable (125, 126) evita que la humedad penetre en la carcasa (121). La capa impermeable superior (125) puede estar provista en el extremo superior de la carcasa (121), y la capa impermeable inferior (126) puede estar provista en el extremo inferior de la carcasa (121). En referencia a las Figuras 3 y 4, la capa impermeable (125, 126) puede estar provista para rodear la parte de metal de sacrificio (122, 123). Es decir, la parte de metal de sacrificio (122, 123) dentro del bastidor de celda (110) no entra en contacto con el agua de refrigeración (W) por la capa impermeable (125, 126). Además, el lado de la superficie superior (121a) y el lado de la superficie inferior (121b) de la celda de batería (120) pueden fijarse a la superficie interior del bastidor de celda (110) a través de las capas impermeables (125, 126), respectivamente.
[0080] La capa impermeable (125, 126) puede comprender un adhesivo impermeable o una resina de encapsulado, y la resina de encapsulado puede ser una cualquiera de una resina basada en silicona, una resina basada en uretano y una resina basada en epoxi.
[0081] La Figura 7 es un diagrama de configuración de un módulo de batería con refrigeración directa por agua según un segundo ejemplo de la presente invención. La Figura 8 es un diagrama para explicar el estado y la forma de una parte de metal de sacrificio instalada en una carcasa según un segundo ejemplo de la presente invención. La Figura 9 ilustra esquemáticamente un diagrama en perspectiva de una celda de batería según un segundo ejemplo de la presente invención, y las Figuras 10 y 11 ilustran esquemáticamente una sección transversal B-B de la Figura 9. En referencia a la Figura 7, el módulo de batería con refrigeración directa por agua (200) según el presente ejemplo comprende una pluralidad de celdas de batería con refrigeración directa por agua (220), un bastidor de celdas (210) provisto de manera que la pluralidad de celdas de batería (220) estén separadas entre sí, y agua de refrigeración (W) que permite fluir entre la pluralidad de celdas de batería (220), y una parte de suministro de agua de refrigeración (250) para suministrar el agua de refrigeración (W) a la parte del espacio interior (211) del bastidor de celdas (210).
[0082] En el módulo de batería con refrigeración directa por agua (200) según el presente ejemplo, el bastidor de celdas (210) y la parte de suministro de agua de refrigeración (250) son los mismos que los del primer ejemplo, por lo que se omitirán las descripciones de los mismos.
[0083] Además, la celda de batería con refrigeración directa por agua (220) según el presente ejemplo comprende un conjunto de electrodos (229), una carcasa (221) que aloja el conjunto de electrodos (229), una parte de metal de sacrificio (222) provista en la superficie exterior de la carcasa (221), una lámina resistente a la corrosión (223) y una lámina impermeable (224). Además, el módulo de batería (200) comprende una capa impermeable superior (225) y una capa impermeable inferior (226).
[0084] Dado que la carcasa (221), la capa impermeable superior (225) y la capa impermeable inferior (226) son las mismas que las del primer ejemplo, se omitirán las descripciones de las mismas en el presente ejemplo.
[0085] En la celda de batería con refrigeración directa por agua (220) según el presente ejemplo, la posición de instalación de la parte de metal de sacrificio (222) es diferente a la del primer ejemplo, y a continuación se describirá principalmente la parte de metal de sacrificio (222).
[0086] La parte de metal de sacrificio (222) puede estar formada por un material que tenga una mayor reacción de ionización metálica que la de la carcasa (221).
[0087] En referencia a la Figura 8, la parte de metal de sacrificio (222) puede estar provista para rodear una región parcial de la carcasa (221) en forma de banda. Además, la parte de metal de sacrificio (222) puede acoplarse a lo largo de la circunferencia de la carcasa (221) en la parte central entre la superficie superior (221a) y la superficie inferior (221b) de la carcasa (221). La parte de metal de sacrificio (222) se acopla a la carcasa (221) mediante un método de soldadura por láser.
[0088] En referencia a las Figuras 9 y 10, la lámina impermeable (224) rodea la parte de metal de sacrificio (222). La lámina impermeable (224) se acopla firmemente a la superficie exterior de la carcasa (221) mientras se somete a contracción térmica, por lo que es posible evitar que la humedad penetre en la carcasa.
[0089] La lámina impermeable (224) puede estar formada por un material polimérico termorretráctil. El material polimérico termorretráctil puede comprender uno o más seleccionados del grupo que consiste en poli(cloruro de vinilo) (PVC), polipropileno (PP) y poli(tereftalato de etileno) (PET).
[0090] En referencia a la Figura 11, con el fin de mejorar la resistencia a la corrosión del módulo de batería con refrigeración directa por agua (200), después de someter la carcasa (221) a un tratamiento de resistencia a la corrosión usando la lámina resistente a la corrosión (223) antes de acoplar la lámina impermeable (224) a la carcasa (221), la lámina impermeable (224) también puede acoplarse a la misma.
[0091] En el presente documento, la lámina resistente a la corrosión (223) rodea la superficie exterior de la carcasa (221) en la que se incluye la parte de metal de sacrificio (222). A continuación, la lámina impermeable (224) rodea la lámina resistente a la corrosión (223) y se acopla firmemente a la superficie exterior de la carcasa (221) mientras se somete a contracción térmica.
[0092] La lámina resistente a la corrosión (223) tiene un material que absorbe uniformemente un material resistente a la corrosión. Por ejemplo, como lámina resistente a la corrosión (223), se puede usar un material que absorba uniformemente un material resistente a la corrosión, por ejemplo, una estructura de tela tales como telas no tejidas o telas de algodón.
[0093] La lámina resistente a la corrosión (223) puede unirse a la carcasa (221), ya que se aplica un adhesivo para láminas en estado fundido mediante un método de fusión en caliente y, a continuación, se enfría. En este caso, se puede usar un adhesivo acrílico como adhesivo para láminas.
[0094] Como el material resistente a la corrosión (por ejemplo, un agente antioxidante) entra en contacto con la carcasa (221) en un estado en el que se absorbe uniformemente en toda la superficie de la lámina resistente a la corrosión (223), es posible tener el efecto de aplicar uniformemente el material resistente a la corrosión a la superficie exterior de la carcasa (221).
[0095] Aplicabilidad industrial
[0096] Según la celda de batería con refrigeración directa por agua relacionada con al menos un ejemplo de la presente invención, y el módulo de batería con refrigeración directa por agua que la comprende, la resistencia a la corrosión de la celda de batería puede mejorarse usando un metal de sacrificio con una mayor tendencia a la ionización metálica que la de la carcasa de la batería.

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES
1. Una celda de batería (120) que comprende:
un conjunto de electrodos (129);
una carcasa (121) que aloja el conjunto de electrodos (129);
una parte de metal de sacrificio (122, 123) provista en una superficie exterior de la carcasa (121) y formada por un material que tiene una mayor tendencia a la ionización metálica que la de la carcasa (121); y
una lámina de celda (124) que incluye una capa metálica (124b), y la lámina de celda (124) está en contacto con la parte de metal de sacrificio (122, 123) en al menos una región parcial y rodea la carcasa (121),
en donde la lámina de celda (124) comprende
una capa adhesiva sensible a la presión (124a) provista en una superficie de la capa metálica (124b) y que se adhiere a la carcasa (121), comprendiendo la capa adhesiva sensible a la presión (124a) un material resistente a la corrosión, y
una capa impermeable (124c) provista en la otra superficie en una dirección opuesta a una superficie de la capa metálica (124b).
2. La celda de batería (120) según la reivindicación 1, en donde la parte de metal de sacrificio (122, 123) comprende uno o más seleccionados del grupo que consiste en aluminio, magnesio, cinc, una aleación de aluminio, una aleación de magnesio y una aleación de cinc.
3. La celda de batería (120) según la reivindicación 1, en donde la parte de metal de sacrificio (122, 123) está provista en una superficie superior y una superficie inferior de la carcasa (121), respectivamente, y está provista para exponer al menos regiones parciales de la superficie superior y la superficie inferior al exterior.
4. La celda de batería (120) según la reivindicación 3, en donde la parte de metal de sacrificio (122, 123) está provista para tener una forma de anillo a lo largo de una dirección circunferencial de la superficie superior y la superficie inferior.
5. La celda de batería según la reivindicación 3, en donde la parte de metal de sacrificio (122, 123) está provista para tener una forma de C a lo largo de una dirección circunferencial de la superficie superior y la superficie inferior.
6. La celda de batería (120) según la reivindicación 1, en donde la capa metálica (124b) está formada por un material que tiene una mayor tendencia a la ionización metálica que la de la carcasa (121).
7. La celda de batería (120) según la reivindicación 6, en donde la capa metálica (124b) está formada por el mismo material que la parte de metal de sacrificio (122, 123).
8. La celda de batería (120) según la reivindicación 1, en donde la lámina de celda (124) rodea la superficie exterior de la carcasa (121) de modo que un extremo de la lámina de celda (124) se superpone mientras cubre otro extremo de la lámina de celda (124) a lo largo de una dirección circunferencial de la carcasa (121).
9. La celda de batería (120) según la reivindicación 1, en donde la parte de metal de sacrificio (122, 123) está acoplada por láser a la superficie exterior de la carcasa (121).
10. La celda de batería (120) según la reivindicación 1, en donde la parte de metal de sacrificio (122, 123) rodea una región parcial de la carcasa (121) en forma de banda.
11. La celda de batería (120) según la reivindicación 10, en donde la parte de metal de sacrificio (122, 123) está acoplada a lo largo de una circunferencia de la carcasa (121) en la parte central entre una superficie superior y una superficie inferior de la carcasa (121).
12. Un módulo de batería (100) que comprende:
una pluralidad de celdas de batería (120) según la reivindicación 1;
un bastidor de celdas (110) provisto de manera que la pluralidad de celdas de batería (120) estén separadas entre sí y el agua de refrigeración pueda fluir entre la pluralidad de celdas de batería (120); y
una parte de suministro de agua de refrigeración (150) para suministrar agua de refrigeración al bastidor de celdas (110).
13. El módulo de batería (100) según la reivindicación 12, en donde
el módulo de batería (100) comprende una capa impermeable provista dentro del bastidor de celdas (110) y provista para cubrir un extremo lateral de la superficie superior y un extremo lateral de la superficie inferior de la carcasa (121), respectivamente, en donde
la capa impermeable (125, 126) comprende un adhesivo impermeable o una resina de encapsulado.
14. El módulo de batería (100) según la reivindicación 13, en donde
la parte de suministro de agua de refrigeración (150) está provista para suministrar agua de refrigeración que no está aislada.
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