ES3059522T3 - Pouch-type battery cell comprising electrode lead capable of maintaining constant internal pressure, and battery pack comprising same - Google Patents

Pouch-type battery cell comprising electrode lead capable of maintaining constant internal pressure, and battery pack comprising same

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ES3059522T3 ES21886948T ES21886948T ES3059522T3 ES 3059522 T3 ES3059522 T3 ES 3059522T3 ES 21886948 T ES21886948 T ES 21886948T ES 21886948 T ES21886948 T ES 21886948T ES 3059522 T3 ES3059522 T3 ES 3059522T3
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Sei Woon Oh
Ye Jin Nam
Dong Hee Kim
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Abstract

La presente invención se refiere a una celda de batería tipo bolsa que comprende: una carcasa de batería hecha de una lámina laminada; un conjunto de electrodos alojado en la carcasa de la batería, que tiene una lengüeta de electrodo que sobresale de la misma; un cable de electrodo conectado eléctricamente a la lengüeta de electrodo y que se extiende fuera de la carcasa de la batería; y una parte de descarga de gas ubicada dentro del cable del electrodo, en la que es posible evitar que la presión interna de la celda de batería tipo bolsa supere un cierto nivel. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Celda de batería de tipo bolsa que comprende un cable de electrodo capaz de mantener constante una presión interna, y grupo de baterías que comprende la misma
[0003] Sector de la técnica
[0004] Esta solicitud reivindica el beneficio de prioridad de la Solicitud de patente coreana n.<o>2020-0144469, presentada el 2 de noviembre de 2020.
[0005] La presente invención se refiere a una celda de batería en forma de bolsa que incluye un cable de electrodo capaz de mantener uniforme una presión interna y un grupo de baterías que incluye la misma. Más particularmente, la presente invención se refiere a una celda de batería en forma de bolsa que incluye un cable de electrodo capaz de mantener uniforme una presión interna a fin de impedir la deformación y la explosión de la celda de batería en forma de bolsa, debido a la dilatación de la celda de batería en forma de bolsa, y un grupo de baterías que incluye la misma.
[0006] Antecedentes de la invención
[0007] Una batería secundaria de litio, que es capaz de cargarse y descargarse, se ha usado ampliamente como fuente de energía para dispositivos móviles inalámbricos o dispositivos que pueden llevarse puestos, y se ha usado también como fuente de energía para vehículos eléctricos.
[0008] Dependiendo de la clase o la forma de un miembro de cubierta, la batería secundaria de litio se puede clasificar como batería secundaria en forma de bolsa hecha de una lámina estratificada, batería secundaria cilíndrica hecha de un bote metálico o batería secundaria prismática hecha de un bote metálico.
[0009] La batería secundaria en forma de bolsa está en el centro de atención como alimentación para vehículos eléctricos, que requieren una fuente de energía de alta salida y alta capacidad, ya que la batería secundaria en forma de bolsa se puede fabricar en diversos tamaños, es ligera y tiene una alta densidad de energía.
[0010] Para la batería secundaria de litio, el calor generado durante su carga y su descarga continuas aumenta la temperatura de un montaje de electrodos y un miembro de conexión eléctrica. A alta temperatura, se descompone una solución electrolítica en la batería secundaria de litio, por lo que se genera gas, que dilata la batería secundaria de litio. Para un grupo de baterías, configurado de manera que una pluralidad de celdas de batería está fijada en una caja, las celdas de batería dilatadas se comprimen más en la caja limitada, por lo que aumenta el peligro de ignición y explosión.
[0011] A fin de resolver el problema anterior, un espacio independiente, configurado para recibir el gas generado en la batería secundaria de litio, puede estar previsto en una celda de batería. Sin embargo, esto tiene la desventaja de reducir la densidad de energía.
[0012] Mientras tanto, el gas descargado de la batería secundaria de litio contiene una sustancia dañina para el cuerpo humano, y es necesario impedir la generación de tal gas dañino a fin de mantener la salud de un usuario y de impedir un accidente personal.
[0013] El Documento de patente 1 divulga un grupo de baterías que incluye una celda de batería, que incluye un montaje de electrodos que incluye una patilla de electrodo positivo y una patilla de electrodo negativo y una caja de bolsa configurada para cerrar herméticamente el montaje de electrodos de manera que están expuestas la patilla de electrodo positivo y la patilla de electrodo negativo; un sensor de gas dispuesto en la proximidad de la patilla de electrodo positivo y la patilla de electrodo negativo, estando el sensor de gas configurado para detectar la fuga de una solución electrolítica; y un módulo de circuito de protección configurado para interrumpir la carga y la descarga de la celda de batería y para descargar forzadamente la celda de batería en respuesta a una señal de salida del sensor de gas.
[0014] El Documento de patente 1 incluye el sensor de gas, configurado para detectar gas fugado, pero no sugiere una estructura capaz de reducir la presión interna de la caja de bolsa que se dilata.
[0015] El Documento de patente 2 divulga una válvula que forma una trayectoria a través de la que se comunican entre sí el interior y el exterior de un recipiente de empaquetamiento, en el que la válvula incluye una válvula de ruptura, configurada para abrirse cuando aumenta la presión interna del recipiente de empaquetamiento, una válvula de retención, configurada para descargar al exterior el gas en el recipiente de empaquetamiento, y una parte de montaje, configurada para constituir, al menos parcialmente, la trayectoria, estando la parte de montaje fijada al recipiente de empaquetamiento en un estado para ajustarse en una película que constituye el recipiente de empaquetamiento.
[0016] El Documento de patente 2 incluye la válvula de ruptura, que está principalmente abierta, y la válvula de retención, ubicada en el exterior, en el que la estructura de la válvula es complicada, y es necesario un espacio independiente para usar la válvula. En el caso en el que la válvula se aplica a una batería, puede reducirse la densidad de energía de la batería. Adicionalmente, ya que la capacidad de sellado de una celda de batería es poco fiable en la parte a la que se añade la válvula, existe el problema de que la celda de batería que incluye la válvula requiere además una parte configurada para verificar la capacidad de sellado global de la celda de batería.
[0017] Por lo tanto, existe la necesidad de una tecnología capaz de impedir la dilatación de una celda de batería debido al gas que se genera natural o anormalmente durante el uso de una batería secundaria de litio y detectar rápidamente la fuga de una sustancia dañina para el cuerpo humano, garantizando por ello la seguridad de un usuario.
[0018] Documentos de la técnica anterior
[0019] (Documento de patente 1) Publicación de la solicitud de patente coreana n.<o>2012-0051579 (22.05.2012) (“Documento de patente 1”)
[0020] (Documento de patente 2) Publicación de la solicitud de patente japonesa n.<o>2020-063058 (23.04.2020) (“Documento de patente 2”)
[0021] Los documentos KR 2018 0023817 y US 2015/072185 se refieren a tramos de descarga de gas en baterías secundarias.
[0022] Explicación de la invención
[0023] Problema técnico
[0024] La presente invención se ha realizado en vista de los problemas anteriores, y un objeto de la presente invención es proporcionar una celda de batería en forma de bolsa que incluye un tramo de descarga de gas capaz de descargar al exterior gas, cuando aumenta la presión interna de la celda de batería en forma de bolsa, para impedir la dilatación de la celda de batería en forma de bolsa y generar una alarma en el caso en el que el gas descargado al exterior es un gas dañino para el cuerpo humano de manera que un usuario puede prepararse para ello, y un grupo de baterías que incluye la misma.
[0025] Solución técnica
[0026] Una celda de batería en forma de bolsa según la presente invención para conseguir el objeto anterior es como se define en el conjunto de reivindicaciones. Incluye una celda de batería en forma de bolsa que incluye una caja de batería hecha de una lámina estratificada, un montaje de electrodos recibido en la caja de batería, teniendo el montaje de electrodos una patilla de electrodo que sobresale del mismo, un cable de electrodo conectado eléctricamente a la patilla de electrodo, extendiéndose el cable de electrodo hacia fuera desde la caja de batería, y un tramo de descarga de gas ubicado dentro del cable de electrodo.
[0027] El tramo de descarga de gas está configurado para tener una estructura en la que el interior y el exterior de la celda de batería en forma de bolsa se comunican entre sí.
[0028] El tramo de descarga de gas puede bloquear el movimiento de gas cuando la presión interna de la celda de batería en forma de bolsa es igual o menor que la presión externa, y puede descargar gas en la celda de batería en forma de bolsa cuando una presión interna de la celda de batería en forma de bolsa es mayor que la presión externa. El tramo de descarga de gas tiene una entrada ubicada en el interior de una parte sellada de la caja de batería, y el tramo de descarga de gas tiene una salida ubicada en el exterior de la parte sellada de la caja de batería.
[0029] El tramo de descarga de gas puede incluir un tubo en U recibido dentro del cable de electrodo, y la entrada ubicada en un extremo interior del tramo de descarga de gas y la salida ubicada en un extremo exterior del tramo de descarga de gas pueden estar formadas en una superficie lateral del cable de electrodo.
[0030] El tramo de descarga de gas puede incluir un primer tramo de descarga de gas y un segundo tramo de descarga de gas, teniendo cada uno de los tramos de descarga de gas una forma de tubo en U; el primer tramo de descarga de gas puede tener una primera entrada y una primera salida formadas en una primera superficie lateral del cable de electrodo, que es una de las superficies laterales opuestas paralelas a una dirección de extensión del cable de electrodo, y el segundo tramo de descarga de gas puede tener una segunda entrada y una segunda salida formadas en una segunda superficie lateral del cable de electrodo, que es la otra de las superficies laterales opuestas paralelas a la dirección de extensión del cable de electrodo.
[0031] El tramo de descarga de gas puede incluir un tubo en I recibido dentro del cable de electrodo, y la entrada del tramo de descarga de gas puede estar formada en una primera superficie lateral del cable de electrodo, que es una de las superficies laterales opuestas paralelas a una dirección de extensión del cable de electrodo, y la salida del tramo de descarga de gas está formada en una segunda superficie lateral del cable de electrodo, que es la otra de las superficies laterales opuestas paralelas a la dirección de extensión del cable de electrodo.
[0032] El tramo de descarga de gas puede incluir un tercer tramo de descarga de gas y un cuarto tramo de descarga de gas, teniendo cada uno forma de I y solapándose entre sí en forma de X, una entrada del tercer tramo de descarga de gas puede estar formada en una primera superficie lateral del cable de electrodo, que es una de las superficies laterales opuestas paralelas a una dirección de extensión del cable de electrodo, y una salida del tercer tramo de descarga de gas está formada en una segunda superficie lateral del cable de electrodo, que es la otra de las superficies laterales opuestas paralelas a la dirección de extensión del cable de electrodo, y una entrada del cuarto tramo de descarga de gas puede estar formada en la segunda superficie lateral y una salida del cuarto tramo de descarga de gas está formada en la primera superficie lateral.
[0033] El cable de electrodo puede estar curvado en el exterior de la caja de batería, el cable de electrodo puede incluir un cable interior dispuesto penetrando una parte sellada de la caja de batería, basándose en el tramo curvado, y un cable exterior que excluye el cable interior, y una salida del tramo de descarga de gas puede estar formada en el cable exterior.
[0034] Adicionalmente, la presente invención proporciona un grupo de baterías, que incluye la celda de batería en forma de bolsa, una caja de grupo que tiene dos o más de las celdas de batería en forma de bolsa recibidas en la misma, un miembro sensor dispuesto en la caja de grupo y en el exterior de la celda de batería en forma de bolsa, estando el miembro sensor configurado para detectar un gas descargado de la celda de batería en forma de bolsa, y un miembro de alarma configurado para generar una alarma cuando el miembro sensor detecta el gas.
[0035] También, el miembro de alarma puede estar configurado para generar una alarma diferente para cada uno de los tipos diferentes del gas.
[0036] Efectos ventajosos
[0037] Como es evidente a partir de la descripción anterior, una celda de batería en forma de bolsa según la presente invención incluye un tramo de descarga de gas, configurado para descargar al exterior el gas generado en la celda de batería en forma de bolsa, por lo que es posible impedir la deformación de un módulo de batería debido a la dilatación de la celda de batería en forma de bolsa o impedir la explosión de la celda de batería en forma de bolsa debido a un aumento en la presión interna de la celda de batería en forma de bolsa, en un espacio limitado del módulo de batería o un grupo de baterías.
[0038] Adicionalmente, la celda de batería en forma de bolsa según la presente invención no requiere un espacio adicional necesario para proporcionar una estructura de descarga de gas, ya que el tramo de descarga de gas está ubicado en un cable de electrodo y, por lo tanto, la presente invención es fácilmente aplicable a una celda convencional de batería en forma de bolsa reemplazando simplemente el cable de electrodo.
[0039] Adicionalmente, el interior y el exterior de la celda de batería en forma de bolsa se comunican entre sí, se descarga gas dependiendo de un aumento en la presión interna de la celda de batería en forma de bolsa y, por lo tanto, es innecesaria una estructura independiente configurada para abrir y cerrar el tramo de descarga de gas, y puede descargarse y no descargarse gas repetidamente.
[0040] Adicionalmente, un grupo de baterías según la presente invención puede incluir un miembro sensor, configurado para detectar un gas descargado de la celda de batería en forma de bolsa, y un miembro de alarma, configurado para generar una alarma dependiendo del gas detectado. Cuando se detecta gas dañino para el cuerpo humano, por lo tanto, puede generarse una señal de alarma de manera que un usuario puede rápidamente protegerse o tomar las medidas necesarias, por lo que es posible garantizar la seguridad de un usuario.
[0041] Adicionalmente, cuando la cantidad de gas que se genera aumenta rápidamente debido a una reacción anormal de la celda de batería, puede interrumpirse el funcionamiento de la celda de batería, por lo que es posible impedir el inicio de fuego en un dispositivo que tiene un grupo de baterías que incluye la celda de batería montada en el mismo, y puede interrumpirse el funcionamiento de la celda de batería antes de que la celda anormal de batería comience la ignición o la combustión, por lo que es posible analizar e impedir la causa de la celda anormal de batería.
[0042] Breve descripción de los dibujos
[0043] La FIG.1 es una vista en planta de una celda de batería en forma de bolsa según la presente invención.
[0044] La FIG.2 es una vista transparente parcial, a escala ampliada, de la FIG.1.
[0045] La FIG.3 es una vista en planta de un cable de electrodo que tiene dos tramos de descarga de gas en U formados en el mismo.
[0046] La FIG.4 es una vista en planta de un cable de electrodo que tiene un tramo de descarga de gas en I formado en el mismo.
[0047] La FIG.5 es una vista en planta de un cable de electrodo que tiene dos tramos de descarga de gas en I formados en el mismo.
[0048] La FIG.6 es una vista en perspectiva de un cable curvado de electrodo.
[0049] La FIG.7 es una vista en sección vertical de un grupo de baterías según la presente invención.
[0050] Realización preferente de la invención
[0051] A continuación, se describirán con detalle las realizaciones preferidas de la presente invención, con referencia a las figuras que se acompañan, de manera que las realizaciones preferidas de la presente invención pueden ser implementadas fácilmente por un experto en la técnica con la que está relacionada la presente invención. Al describir con detalle el principio de funcionamiento de las realizaciones preferidas de la presente invención, sin embargo, se omitirá una descripción detallada de funciones y configuraciones conocidas incorporadas en este documento, cuando la misma pueda hacer confusa la materia sustantiva de la presente invención.
[0052] Adicionalmente, los mismos números de referencia se usarán por todas las figuras para hacer referencia a partes que realizan funciones u operaciones similares. En el caso en el que se dice que una parte está conectada a otra parte en toda la memoria descriptiva, no sólo dicha una parte puede estar conectada directamente a la otra parte, sino también dicha una parte puede estar conectada indirectamente a la otra parte a través de una parte adicional. Además, que un cierto elemento esté incluido no significa que otros elementos estén excluidos, sino que significa que tales elementos pueden estar incluidos además, a menos que se mencione de otro modo.
[0053] También, en la descripción de la invención y las reivindicaciones de la presente solicitud, las formas en singular están destinadas a incluir las formas en plural, a menos que se mencione de otro modo.
[0054] También, en la descripción de la invención y las reivindicaciones de la presente solicitud, “o” incluye “y”, a menos que se mencione de otro modo. Por lo tanto, “que incluye A o B” significa tres casos, a saber, el caso que incluye A, el caso que incluye B y el caso que incluye A y B.
[0055] Adicionalmente, todos los intervalos numéricos incluyen el valor más bajo, el valor más alto y todos los valores intermedios entre los mismos, a menos que el contexto lo indique claramente de otro modo.
[0056] Se describirán con detalle realizaciones preferidas de la presente invención, con referencia a las figuras que se acompañan.
[0057] La FIG.1 es una vista en planta de una celda de batería en forma de bolsa según la presente invención.
[0058] Haciendo referencia a la FIG.1, la celda de batería en forma de bolsa incluye una caja de batería 110 hecha de una lámina estratificada, un montaje de electrodos 120 recibido en la caja de batería, teniendo el montaje de electrodos 120 una patilla de electrodo 121 que sobresale del mismo, un cable de electrodo 122 conectado eléctricamente a la patilla de electrodo 121, extendiéndose el cable de electrodo 122 hacia fuera desde la caja de batería 110, y un tramo de descarga de gas 130 ubicado en el cable de electrodo 122.
[0059] La lámina estratificada puede estar configurada para tener una estructura en capas, en la que están apiladas una capa de resina exterior, una capa metálica de bloqueo de aire y humedad y una capa de resina interior térmicamente fundible, y puede incluir además una capa adhesiva entre la capa de resina exterior y la capa metálica y entre la capa metálica y la capa de resina interior.
[0060] Se requiere que la capa de resina exterior presente una tolerancia excelente a un entorno exterior y, por lo tanto, son necesarias más que una resistencia a la tracción y una resistencia a la intemperie predeterminadas. En este aspecto, una resina polímera, que constituye la capa de resina exterior, puede incluir naftalato de polietileno (PEN), tereftalato de polietileno (PET) o nailon orientado, que presenta una resistencia a la tracción y una resistencia a la intemperie excelentes.
[0061] La capa metálica puede estar hecha de aluminio (Al) o una aleación de aluminio para presentar la función de mejorar la resistencia de la caja de batería, además de la función de impedir la introducción de materia extraña, tal como gas y humedad, o la fuga de una solución electrolítica. Los ejemplos de la aleación de aluminio pueden incluir los números de aleación 8079, 1N30, 8021, 3003, 3004, 3005, 3104 y 3105. Estos materiales se pueden usar solos o en forma de una combinación de dos o más de los mismos.
[0062] Una resina polímera, que presenta termofusibilidad, tiene baja higroscopicidad a la solución electrolítica y no se expande o se erosiona debido a la solución electrolítica, se puede usar como la capa de resina interior. Específicamente, la capa de resina interior puede estar hecha de polipropileno fundido (CPP).
[0063] Una película conductora 125 está unida a la superficie exterior del cable de electrodo 122 a fin de aumentar la fuerza de acoplamiento entre el cable de electrodo y la capa de resina interior de la lámina estratificada. Una parte sellada 140 de la caja de batería está termofundida para ser cerrada herméticamente en el estado en el que el tramo del cable de electrodo 122, al que está unida la película conductora 125, está dispuesta en la parte sellada 140 de la caja de batería, y un extremo del cable de electrodo 122, que no está acoplado a la patilla de electrodo, sobresale hacia fuera de la caja de batería.
[0064] Para una celda convencional de batería en forma de bolsa, la periferia exterior de la caja de batería se cierra herméticamente al aplicar calor y presión a la misma a fin de impedir la introducción de un material externo. Incluso aunque la presión interna de la celda de batería en forma de bolsa aumente debido al gas generado en la celda de batería en forma de bolsa, no se incluye ningún mecanismo configurado para descargar al exterior el gas.
[0065] Sin embargo, la celda de batería en forma de bolsa puede explotar debido a un aumento en su presión interna. En el caso en el que la celda de batería en forma de bolsa está recibida en un espacio limitado en un módulo de batería o un grupo de baterías, puede aumentar más la fuerza explosiva.
[0066] Por consiguiente, en la presente invención, se ha desarrollado una estructura en la que un tramo de descarga de gas está formado en el cable de electrodo.
[0067] El tramo de descarga de gas está configurado para tener una estructura en la que el interior y el exterior de la celda de batería en forma de bolsa se comunican entre sí.
[0068] La FIG.2 es una vista transparente parcial, a escala ampliada, de la FIG.1.
[0069] Haciendo referencia a la FIG.2, una entrada 131 del tramo de descarga de gas 130 está ubicada en el interior de la parte sellada 140 de la caja de batería y una salida 132 del tramo de descarga de gas 130 está ubicada en el exterior de la parte sellada 140 de la caja de batería.
[0070] El tramo de descarga de gas 130 según la presente invención está configurado para permitir que el interior y el exterior de la caja de batería 110 se comuniquen entre sí, en el que se descarga gas debido a la diferencia de presión entre el interior y el exterior de la celda de batería en forma de bolsa.
[0071] Por ejemplo, en el caso en el que la presión interna de la celda de batería en forma de bolsa es igual o menor que una presión externa, puede bloquearse el movimiento de gas. En el caso en el que la presión interna de la celda de batería en forma de bolsa es mayor que la presión externa, puede descargarse el gas en la celda de batería en forma de bolsa.
[0072] Alternativamente, en el caso en el que el tramo de descarga de gas 130 no está abierto y la diferencia entre la presión interna de la celda de batería en forma de bolsa y la presión externa está dentro de un intervalo predeterminado, puede bloquearse el movimiento de gas. En el caso en el que la presión interna de la celda de batería en forma de bolsa es mayor que la presión externa en más de un nivel predeterminado, puede descargarse gas a través del tramo de descarga de gas 130. Cuando la diferencia entre la presión interna de la celda de batería en forma de bolsa y la presión externa se reduce y está de nuevo dentro del intervalo predeterminado, como resultado de que se está descargando el gas, puede detenerse la descarga de gas. La presión de la celda de batería se puede establecer en un intervalo predeterminado y se puede mantener en un valor establecido, o menor.
[0073] En la presente invención, se descarga gas sólo en una dirección desde el interior hasta el exterior de la celda de batería y, por lo tanto, no se introduce humedad, que puede causar una degradación del comportamiento de la celda de batería.
[0074] Adicionalmente, incluso en el caso en el que se genera inevitablemente gas debido a la descomposición de una solución electrolítica, causada por un aumento en la temperatura ambiente, el gas puede descargarse en todo momento durante el funcionamiento de la celda de batería y, por lo tanto, es posible impedir la explosión de la celda de batería debido a un aumento en su presión interna o impedir que se purgue un tramo de la parte sellada.
[0075] El tramo de descarga de gas 130 de la FIG. 2 está configurado para tener una estructura en la que un tubo en U está recibido en el cable de electrodo 122. La entrada 131, que está ubicada en el extremo interior del tramo de descarga de gas 130, y la salida 132, que está ubicada en el extremo exterior del tramo de descarga de gas, están formadas en una superficie lateral 127 del cable de electrodo 122.
[0076] Es decir, la entrada 131 y la salida 132 del tramo de descarga de gas 130 están abiertas en la misma dirección. La FIG. 3 es una vista en planta de un cable de electrodo que tiene dos tramos de descarga de gas 230 en U formados en el mismo.
[0077] Haciendo referencia a la FIG. 3, una película conductora 225 está unida a la superficie superior y la superficie inferior del cable de electrodo 222 a fin de aumentar la fuerza de adherencia entre el cable de electrodo y la caja de batería.
[0078] Los tramos de descarga de gas 230 incluyen un primer tramo de descarga de gas 230a y un segundo tramo de descarga de gas 230b, estando formado cada uno con una forma de un tubo curvado en U.
[0079] El primer tramo de descarga de gas 230a tiene una primera entrada 231a y una primera salida 232a formadas en una primera superficie lateral del cable de electrodo 222, que es una de las superficies laterales opuestas paralelas a una dirección de extensión A del cable de electrodo. El segundo tramo de descarga de gas 230b tiene una segunda entrada 231b y una segunda salida 232b formadas en una segunda superficie lateral del cable de electrodo 222, que es la otra de las superficies laterales opuestas paralelas a la dirección de extensión A del cable de electrodo.
[0080] En el caso en el que se prevé una pluralidad de tramos de descarga de gas, como en los tramos de descarga de gas de la FIG. 3, se puede aumentar la velocidad de descarga de gas. Puede descargarse gas rápidamente en la celda de batería en forma de bolsa, por lo que es posible mantener uniforme una presión interna de la celda de batería en forma de bolsa.
[0081] Adicionalmente, dos o más tramos de descarga de gas pueden estar previstos al considerar el caso en el que uno cualquiera de los tramos de descarga de gas falla o es dañado por una fuerza externa.
[0082] La FIG.4 es una vista en planta de un cable de electrodo que tiene un tramo de descarga de gas en I formado en el mismo.
[0083] Haciendo referencia a la FIG. 4, unas películas conductoras 325 y 425, configuradas para asegurar la fuerza de adherencia a la caja de batería, están unidas a las superficies superiores y las superficies inferiores de unos cables de electrodo 322 y 422, respectivamente.
[0084] Cada uno de los tramos de descarga de gas 330 y 430 está formado con la forma de un tubo en I y está recibido en un cable correspondiente de los cables de electrodo 322 y 422. Una entrada 331 del tramo de descarga de gas 330 está formada en una primera superficie lateral del cable de electrodo 322, que es una de las superficies laterales opuestas paralelas a una dirección de extensión A del cable de electrodo, y una salida 332 del tramo de descarga de gas 330 está formada en una segunda superficie lateral del cable de electrodo 322, que es la otra de las superficies laterales opuestas paralelas a la dirección de extensión A del cable de electrodo.
[0085] El tramo de descarga de gas 430 es simétrico con respecto al tramo de descarga de gas 330. Una entrada 431 del tramo de descarga de gas 430 está formada en una segunda superficie lateral del cable de electrodo 422, que es una de las superficies laterales opuestas paralelas a una dirección de extensión A del cable de electrodo, y una salida 432 del tramo de descarga de gas 430 está formada en una primera superficie lateral del cable de electrodo 422, que es la otra de las superficies laterales opuestas paralelas a la dirección de extensión A del cable de electrodo.
[0086] En el caso en el que el tramo de descarga de gas está formado con la forma de un tubo en I, como se muestra en la FIG.4, se forma una trayectoria de descarga de gas en línea recta, por lo que puede descargarse gas rápidamente. Aunque la FIG. 4 muestra dos cables de electrodo 322 y 422, los dos cables de electrodo se muestran simultáneamente para explicar la forma del tramo de descarga de gas formado en cada uno de los cables de electrodo y, por lo tanto, los dos cables de electrodo no están necesariamente dispuestos juntos, como en la FIG.4. La FIG.5 es una vista en planta de un cable de electrodo que tiene dos tramos de descarga de gas en I formados en el mismo.
[0087] Haciendo referencia a la FIG. 5, el tramo de descarga de gas 530 está configurado de manera que un tercer tramo de descarga de gas 530c y un cuarto tramo de descarga de gas 530d, estando formado cada uno con una forma de I, se solapan entre sí en forma de X. Adicionalmente, el tercer tramo de descarga de gas 530c y el cuarto tramo de descarga de gas 530d pueden comunicarse entre sí.
[0088] Una película conductora 525, configurada para asegurar la fuerza de adherencia a la caja de batería, está unida a la superficie superior y la superficie inferior del cable de electrodo 522.
[0089] Una tercera entrada 531c del tercer tramo de descarga de gas 530c está formada en una primera superficie lateral del cable de electrodo 522, que es una de las superficies laterales opuestas paralelas a una dirección de extensión A del cable de electrodo, y una tercera salida 532c del tercer tramo de descarga de gas 530c está formada en una segunda superficie lateral del cable de electrodo 522, que es la otra de las superficies laterales opuestas paralelas a la dirección de extensión A del cable de electrodo. Una cuarta entrada 531d del cuarto tramo de descarga de gas 530d está formada en la segunda superficie lateral y una cuarta salida 532d del cuarto tramo de descarga de gas 530d está formada en la primera superficie lateral.
[0090] En el caso en el que se prevén los tramos de descarga de gas 530 dispuestos en forma de X, como se ha descrito anteriormente, puede introducirse y descargarse gas en cada una de la primera superficie lateral y la segunda superficie lateral, con independencia de la posición en la que se genera el gas. Adicionalmente, cada uno de los tramos de descarga de gas está formado en línea recta, por lo que es posible reducir rápidamente la presión interna de la celda de batería en forma de bolsa.
[0091] La FIG.6 es una vista en perspectiva de un cable curvado de electrodo.
[0092] Haciendo referencia a la FIG. 6, el cable de electrodo 622 tiene un tramo curvado 629. En general, cuando los cables de electrodo están conectados eléctricamente entre sí, en el caso sin un miembro de conexión, tal como una barra colectora, en el estado en el que una pluralidad de celdas de batería en forma de bolsa está apilada para aumentar la densidad de energía, se curva el cable de electrodo. Cuando un mazo de patillas de electrodo se acopla al cable de electrodo por soldadura en un estado en paralelo y, entonces, se curva el cable de electrodo, se aplica una resistencia a la tracción en una dirección de extensión del cable de electrodo, por lo que puede cortarse la patilla de electrodo o puede dañarse un tramo de soldadura.
[0093] En el caso en el que se usa un cable curvado de electrodo, como en el cable de electrodo de la FIG. 6, es posible impedir que se corte la patilla de electrodo y que se dañe la parte de soldadura. Adicionalmente, el ángulo de curvado del cable de electrodo se puede seleccionar libremente, según sea necesario, dentro de un intervalo de 0 a 90 grados.
[0094] Una película conductora 625, configurada para asegurar la fuerza de adherencia a la caja de batería, está unida a la superficie superior y la superficie inferior del cable de electrodo 622.
[0095] El tramo curvado 629 del cable de electrodo 622 está formado en el exterior de la caja de batería, y el cable de electrodo 622 está dividido en un cable interior 622a, que penetra la película conductora 625 dispuesta en la parte sellada de la caja de batería, basándose en el tramo curvado 629, y un cable exterior 622b, ubicado en el exterior de la película conductora 625.
[0096] Un tramo de descarga de gas 630 está formado en U, como se muestra en la FIG. 2, y está ubicado en el cable de electrodo 622. Una entrada 631 está formada en el cable interior 622a y una salida 632 está formada en el cable exterior 622b.
[0097] En el caso en el que una pluralidad de celdas de batería en forma de bolsa está dispuesta en un grupo de baterías en un estado apilado, el ángulo de curvado de los cables de electrodo se cambia dependiendo del número de celdas de batería en forma de bolsa. Por consiguiente, es preferible que una trayectoria interior del tramo de descarga de gas esté formada con una forma que no esté doblada o curvada, con independencia del ángulo de curvado del cable de electrodo.
[0098] En la FIG.6, se muestra un tramo de descarga de gas 630 formado en U. Sin embargo, el tramo de descarga de gas 630 se puede reemplazar por uno de los tramos de descarga de gas mostrados en las FIGS.3 a 5.
[0099] La FIG.7 es una vista en sección vertical de un grupo de baterías según la presente invención.
[0100] Haciendo referencia a la FIG. 7, un montaje de electrodos 720, en el que está apilada una pluralidad de celdas de batería en forma de bolsa, está recibido en una caja de grupo 700, y una pluralidad de cables de electrodo 722 sobresalen del montaje de electrodos 720 en una dirección tal como para conectarse eléctricamente entre sí.
[0101] Cada uno de los cables de electrodo 722 tiene un tramo de descarga de gas formado en el mismo. Un miembro sensor 750, configurado para detectar gas descargado de las celdas de batería en forma de bolsa, está dispuesto en el exterior de las celdas de batería en forma de bolsa en la caja de grupo 700. Adicionalmente, un miembro de alarma 760, configurado para generar una alarma diferente para cada uno de los tipos diferentes de gas detectados por el miembro sensor 750, está unido a la superficie exterior de un lado de la caja de grupo 700.
[0102] El miembro de alarma 760 puede generar, por ejemplo, una alarma visual o una alarma audible. Adicionalmente, cuando los tipos de gas son dañinos o inocuos para el cuerpo humano, pueden generarse diferentes clases de señales de alarma.
[0103] En la presente invención, como se ha descrito anteriormente, el tramo de descarga de gas está ubicado en el cable de electrodo, por lo que es posible mantener dentro de un intervalo predeterminado la presión interna de la celda de batería en forma de bolsa, sin cambiar el tamaño de la celda de batería en forma de bolsa y con una estructura en la que no se añade adicionalmente ningún miembro independiente. También, en el caso en el que el gas descargado de la celda de batería en forma de bolsa es dañino para el cuerpo humano, puede generarse una alarma de manera que un usuario puede rápidamente protegerse o prepararse para ello. Por consiguiente, es posible proporcionar una celda de batería en forma de bolsa con seguridad mejorada para el usuario, así como una seguridad de la celda de batería.
[0104] También, en la presente invención, cuando aumenta instantáneamente la cantidad de gas descargado de la celda de batería o funciona anormalmente la celda de batería, el funcionamiento de la celda de batería puede interrumpirse antes de que la celda de batería comience la ignición o la combustión, por lo que es posible analizar la causa por la que la celda de batería llega a ser un problema e impedir el problema.
[0105] Descripción de los símbolos de referencia
[0106] 110: Caja de batería
[0107] 121: Patilla de electrodo
[0108] 120, 720: Montajes de electrodos
[0109] 122, 222, 322, 422, 522, 622, 722: Cables de electrodo
[0110] 125, 225, 325, 425, 525, 625: Películas conductoras
[0111] 127: Superficie lateral
[0112] 130, 230, 330, 430, 530, 630: Tramos de descarga de gas
[0113] 131, 331, 431, 631: Entradas
[0114] 132, 332, 432, 632: Salidas
[0115] 140: Parte sellada
[0116] 230a: Primer tramo de descarga de gas
[0117] 230b: Segundo tramo de descarga de gas
[0118] 231a: Primera entrada
[0119] 232a: Primera salida
[0120] 231b: Segunda entrada
[0121] 232b: Segunda salida
[0122] 530c: Tercer tramo de descarga de gas
[0123] 530d: Cuarto tramo de descarga de gas
[0124] 531c: Tercera entrada
[0125] 532c: Tercera salida
[0126] 531d: Cuarta entrada
[0127] 532d: Cuarta salida
[0128] 622a: Cable interior
[0129] 622b: Cable exterior
[0130] 629: Tramo curvado
[0131] 700: Caja de grupo
[0132] 750: Miembro sensor
[0133] 760: Miembro de alarma
[0134] Aplicabilidad industrial
[0135] Como es evidente a partir de la descripción anterior, una celda de batería en forma de bolsa según la presente invención incluye un tramo de descarga de gas, configurado para descargar al exterior el gas generado en la celda de batería en forma de bolsa, por lo que es posible impedir la deformación de un módulo de batería debido a la dilatación de la celda de batería en forma de bolsa o impedir la explosión de la celda de batería en forma de bolsa debido a un aumento en la presión interna de la celda de batería en forma de bolsa, en un espacio limitado del módulo de batería o un grupo de baterías.
[0136] Adicionalmente, la celda de batería en forma de bolsa según la presente invención no requiere un espacio adicional necesario para proporcionar una estructura de descarga de gas, ya que el tramo de descarga de gas está ubicado en un cable de electrodo y, por lo tanto, la presente invención es fácilmente aplicable a una celda convencional de batería en forma de bolsa reemplazando sólo el cable de electrodo.
[0137] Adicionalmente, el interior y el exterior de la celda de batería en forma de bolsa se comunican entre sí, se descarga gas dependiendo de un aumento en la presión interna de la celda de batería en forma de bolsa y, por lo tanto, es innecesaria una estructura independiente configurada para abrir y cerrar el tramo de descarga de gas, y puede descargarse y no descargarse gas repetidamente.
[0138] Adicionalmente, un grupo de baterías según la presente invención incluye un miembro sensor, configurado para detectar un gas descargado de la celda de batería en forma de bolsa, y un miembro de alarma, configurado para generar una alarma dependiendo del gas detectado. Cuando se detecta gas dañino para el cuerpo humano, por lo tanto, puede generarse una señal de alarma de manera que un usuario puede rápidamente protegerse o tomar las medidas necesarias, por lo que es posible garantizar la seguridad de un usuario.
[0139] Adicionalmente, cuando la cantidad de gas que se genera aumenta rápidamente debido a una reacción anormal de la celda de batería, puede interrumpirse el funcionamiento de la celda de batería, por lo que es posible impedir el inicio de fuego en un dispositivo que tiene un grupo de baterías que incluye la celda de batería montada en el mismo, y puede interrumpirse el funcionamiento de la celda de batería antes de que la celda anormal de batería comience la ignición o la combustión, por lo que es posible analizar e impedir la causa de la celda anormal de batería.

Claims (9)

1. REIVINDICACIONES
1. Una celda de batería en forma de bolsa, que comprende:
una caja de batería (110) hecha de una lámina estratificada;
un montaje de electrodos recibido en la caja de batería (110), teniendo el montaje de electrodos una patilla de electrodo (121) que sobresale del mismo;
un cable de electrodo (122, 222, 322, 422, 522, 622, 722) conectado eléctricamente a la patilla de electrodo (121), extendiéndose el cable de electrodo (122, 222, 322, 422, 522, 622, 722) hacia fuera desde la caja de batería (110) en una dirección de extensión (A); y
un tramo de descarga de gas (130, 230, 330, 430, 530, 630) ubicado dentro del cable de electrodo (122, 222, 322, 422, 522, 622, 722),
en la que el tramo de descarga de gas (130, 230, 330, 430, 530, 630) comprende una entrada (131, 331, 431, 631) y una salida (132, 332, 432, 632),
está configurado para tener una estructura en la que el interior y el exterior de la celda de batería en forma de bolsa se comunican entre sí, y tiene una entrada (131, 331, 431, 631) ubicada en el interior de una parte sellada de la caja de batería (110) y una salida (132, 332, 432, 632) ubicada en el exterior de la parte sellada de la caja de batería (110),
caracterizada por quela entrada (131, 331, 431, 631) está formada en una superficie lateral (127) del cable de electrodo (122, 222, 322, 422, 522, 622, 722), que es una de las superficies laterales opuestas (127) paralelas a la dirección de extensión (A) del cable de electrodo (122, 222, 322, 422, 522, 622, 722), y
la salida (132, 332, 432, 632) está formada en una superficie lateral (127) del cable de electrodo (122, 222, 322, 422, 522, 622, 722), que es una de las superficies laterales opuestas (127) paralelas a la dirección de extensión (A) del cable de electrodo (122, 222, 322, 422, 522, 622, 722).
2. La celda de batería en forma de bolsa según la reivindicación 1, en la que el tramo de descarga de gas (130, 230, 330, 430, 530, 630) está configurado para bloquear el movimiento de gas cuando una presión interna de la celda de batería en forma de bolsa es igual o menor que una presión externa, y para descargar gas en la celda de batería en forma de bolsa cuando una presión interna de la celda de batería en forma de bolsa es mayor que la presión externa.
3. La celda de batería en forma de bolsa según la reivindicación 1, en la que el tramo de descarga de gas (230) comprende un tubo en U recibido dentro del cable de electrodo (222), y
en la que la entrada (131) ubicada en un extremo interior del tramo de descarga de gas (230) y la salida (132) ubicada en un extremo exterior del tramo de descarga de gas (230) están formadas en una superficie lateral (127) del cable de electrodo (222).
4. La celda de batería en forma de bolsa según la reivindicación 3, en la que
el tramo de descarga de gas (230) comprende un primer tramo de descarga de gas (230a) y un segundo tramo de descarga de gas (230b), teniendo cada uno de los tramos de descarga de gas (230a, 230b) una forma de tubo en U, el primer tramo de descarga de gas (230a) tiene una primera entrada (231a) y una primera salida (232a) formadas en una primera superficie lateral (127) del cable de electrodo (222), que es una de las superficies laterales opuestas (127) paralelas a la dirección de extensión (A) del cable de electrodo (222), y
el segundo tramo de descarga de gas (230b) tiene una segunda entrada (231b) y una segunda salida (232b) formadas en una segunda superficie lateral del cable de electrodo (222), que es la otra de las superficies laterales opuestas (127) paralelas a la dirección de extensión (A) del cable de electrodo (222).
5. La celda de batería en forma de bolsa según la reivindicación 1, en la que el tramo de descarga de gas comprende un tubo en I recibido dentro del cable de electrodo (322), y
en la que la entrada (331) del tramo de descarga de gas (330) está formada en una primera superficie lateral (127) del cable de electrodo (322), que es una de las superficies laterales opuestas (127) paralelas a la dirección de extensión (A) del cable de electrodo (322), y la salida (332) del tramo de descarga de gas (330) está formada en una segunda superficie lateral del cable de electrodo (322), que es la otra de las superficies laterales opuestas (127) paralelas a la dirección de extensión (A) del cable de electrodo (322).
6. La celda de batería en forma de bolsa según la reivindicación 1, en la que
el tramo de descarga de gas (530) comprende un tercer tramo de descarga de gas (530c) y un cuarto tramo de descarga de gas (530d), teniendo cada uno forma de I y solapándose entre sí en forma de X,
una entrada (531c) del tercer tramo de descarga de gas (530c) está formada en una primera superficie lateral (127) del cable de electrodo (522), que es una de las superficies laterales opuestas (127) paralelas a la dirección de extensión (A) del cable de electrodo (522), y una salida (532c) del tercer tramo de descarga de gas (530c) está formada en una segunda superficie lateral (127) del cable de electrodo (522), que es la otra de las superficies laterales opuestas (127) paralelas a la dirección de extensión (A) del cable de electrodo (522), y
una entrada (531d) del cuarto tramo de descarga de gas (530d) está formada en la segunda superficie lateral y una salida del cuarto tramo de descarga de gas (530d) está formada en la primera superficie lateral (127).
7. La celda de batería en forma de bolsa según la reivindicación 1, en la que
el cable de electrodo (622) está curvado en el exterior de la caja de batería (110),
el cable de electrodo (622) comprende un cable interior (622a) dispuesto penetrando una parte sellada de la caja de batería (110), basándose en el tramo curvado (629), y un cable exterior (622b) que excluye el cable interior, y una salida del tramo de descarga de gas está formada en el cable exterior.
8. Un grupo de baterías, que comprende:
la celda de batería en forma de bolsa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7;
una caja de grupo (700) que tiene dos o más de las celdas de batería en forma de bolsa recibidas en la misma; un miembro sensor (750) dispuesto en la caja de grupo (700) y en el exterior de la celda de batería en forma de bolsa, estando el miembro sensor (750) configurado para detectar un gas descargado de la celda de batería en forma de bolsa; y
un miembro de alarma (760) configurado para generar una alarma cuando el miembro sensor (750) detecta el gas.
9. El grupo de baterías según la reivindicación 8, en el que el miembro de alarma (760) está configurado para generar una alarma diferente para cada uno de los tipos diferentes del gas.
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