CAJA DE BATERÍA CON CONDUCTIVIDAD TÉRMICA MEJORADA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una caja de la batería que tiene conductividad térmica mejorada y una batería alcalina de almacenamiento. Más particularmente la presente invención se refiere a una caja de la batería y una batería alcalina de almacenamiento que incluye un material polimérico térmicamente conductivo, en donde el material de polímero permite la transferencia de calor fuera de la batería y de la caja de la batería. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las baterías recargables se utilizan en una variedad de aplicaciones industriales y comerciales tales como carretillas elevadoras, carritos de golf, suministros de energía continuos y vehículos eléctricos. Las baterías de plomo-ácido recargables son útiles como una fuente de energía para motores de arranque de motores de combustión interna. Sin embargo, su baja densidad de energía (aproximadamente 30 h/kg) y su inhabilidad de rechazar el calor adecuadamente, las convierte en una fuente de energía impráctica para vehículos eléctricos <EV, por sus siglas en inglés) , vehículos eléctricos híbridos (HEV, por sus siglas en inglés) y monopatines/motocicletas de 2-3 ruedas. Los vehículos eléctricos que utilizan -baterías de plomo-ácido tienen un corto intervalo antes de requerir una
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recarga, requieren de aproximadamente 6 a 12 horas para recargarse y contienen materiales tóxicos. Además, los vehículos eléctricos que utilizan baterías de plomo-ácido tienen una aceleración lenta, una pobre tolerancia a la descarga profunda, y una vida útil de la batería de solamente aproximadamente 20,000 millas. Las baterías de níquel-hidruro de metal ("«baterías Ni-MH") son mucho más superiores que las baterías de plomo-ácido, y las baterías Ni-MH son las -baterías ideales disponibles para vehículos eléctricos, vehículos híbridos y otras formas de propulsión vehicular. Por ejemplos las baterías Ni-MH, tales como aquellas descritas en la patente de E. U. A. No. 5,277,999, la descripción de la cual se incorpora aquí por referencia, tienen una densidad de energía mucho más alta que las baterías de plomo-ácido, pueden dar energía a un vehículo eléctrico durante 250 millas antes de requerir una recarga, y pueden recargarse en 15 minutos, y no contener materiales tóxicos. La investigación extensiva ha sido conducida en el pasado para la mejora de los aspectos electroquímicos de la capacidad de energía y de carga de las baterías Ni-MH, que se explica con detalle en las patentes de E. U. A. No. 5,096,667, 5,104,617, 5,238,756 y 5,277,999, el contenido de las cuales se incorpora aquí por referencia. Los aspectos mecánicos y térmicos del
funcionamiento de las baterías Ni-MH tienen importantes aspectos de operación. Por ejemplo, en los vehículos eléctricos y en los vehículos híbridos, el peso de las baterías es un factor significativo. Por esta razón, la reducción del peso de las baterías individuales es una consideración significativa en el diseño de las baterías para vehículos eléctricos e híbridos . El peso de la -batería deberá reducirse mientras aún ofrece los requisitos mecánicos necesarios de la batería (es decir, fácil transporte, durabilidad, integridad estructural, etc.). Las aplicaciones del vehículo eléctrico y del vehículo híbrido introducen un requisito crítico para la administración térmica. Las celdas electroquímicas individuales se colocan juntas contiguas y muchas celdas están eléctricamente acopladas entre sí. Por consiguiente, ya que existe una tendencia inherente para generar calor significativo durante la carga y la descarga, un diseño de batería funcional para vehículos eléctricos e híbridos se juzga a través de si o no el calor generado está suficientemente controlado. Las fuentes de calor son principalmente tripartitas. Primero el calor ambiental debido a la operación del vehículo en climas calientes; en segundo lugar el calentamiento resistivo o l2R sobre la carga y la descarga, cuando I representa el flujo de la corriente dentro y fuera de la batería y R es la resistencia de la batería; y
en tercer lugar, se genera una tremenda cantidad de calor durante la sobrecarga debido a la recombinación de gas . Las baterías se han desarrollado de tal manera que reducen el peso global de las mismas, e incorporan la administración térmica que es necesaria para una operación exitosa en vehículos eléctricos e híbridos y otras aplicaciones, sin reducir su capacidad de almacenamiento de energía o salida de energía. Un diseño de dichas -baterías es una batería de monobloque. Un ejemplo de una batería de monobloque se proporciona en la patente de E. U. A. No. 6,255,051 emitida por Corrigan y otros, el 3 de julio del 2001, el contenido de la cual se incorpora aquí -por referencia. Otro ejemplo de una atería de monobloque es provista en la patente de E. U. A. No. 6,689,510 emitida por Gow y otros, el 10 de febrero del 2004, el contenido de la cual se incorpora aquí por referencia. Otro ejemplo de una batería de monobloque es provista en la solicitud de patente de E. U. A. No. de Serie 09/861914, la descripción de la cual se incorpora aquí por referencia. Los polímeros son ampliamente utilizados como materiales de elección en cajas de baterías prismáticas debido a las numerosas ventajas. Estas ventajas incluyen un costo inferir, un peso inferior, y una calidad de fabricación más fácil con respecto a las cajas metálicas. Con el fin de asegurar que dicha batería cumpla con las esperanzas de vida
es importante transferir el calor fuera de la batería. Aunque los polímeros típicamente tienen una resistividad de volumen y propiedades dieléctricas excelentes, una pobre conductividad térmica es un inconveniente. Actualmente, existe una necesidad en la técnica de cajas de baterías que tengan un diseño que puede fácilmente modificarse para una pluralidad de aplicaciones y proporciona la administración térmica efectiva y estabilidad mecánica. La presente invención supera las deficiencias de la técnica anterior incorporando un diseño de base flexible con materiales de polímero que tienen diferente resistividad térmica para desarrollar una batería que tiene una administración térmica mejorada y una integridad estructural mejora. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Se deecribe en la presente una caja de la batería, que comprende una caja base y un inserto como dos partes de la caja exterior. La caja base se forma de un primer material polimérico y el inserto se forma de un segundo material polimérico, en donde el segundo material -polimérico tiene una conductividad térmica mayor que el primer material polimérico. El segundo material polímero puede comprender un polímero base y por lo menos un relleno térmicamente conductivo, tal como cerámica, vidrio o fibra de carbón. El polímero base del segundo material polimérico se puede
seleccionar del grupo que consiste de éter de polifenileno, poliestireno, polipropileno, sulfuro de polifenileno y un relleno de cerámica se puede seleccionar del grupo que consiste de alúmina, sílice fusionado, cerámica de vidrio vendida bajo el nombre comercial de MACOR®, nitruro de boro, nitruro de silicón, carburo de boro, nitruro de aluminio, carburo de silicón, circonio y combinaciones de éstos. El primer material polimérico se puede seleccionar del grupo que consiste de éter de polifenileno, poliestireno, polipropileno, sulfuro de polifenileno. La caja base y el inserto se pueden modelar integralmente a través de uno del moldeo de dos colores y el moldeo del inserto con el primer material polimérico y el segundo material polimérico. Las modalidades preferidas incorporan aletas en el exterior de la caja de la batería. El uso de aletas proporciona la estabilidad mecánica y un enfriamiento más eficiente. Las aletas proporcionan un área de superficie adicional en la caja que ayuda a la transferencia del calor desde el interior de la batería. La caja se puede diseñar para una forma base que se puede incorporar en una variedad de aplicaciones. La forma base se diseña con una abertura que puede aceptar el inserto. Los insertos se pueden construir de materiales que tienen grados variables de conductividad térmica. El inserto se puede construir de un material que es por lo menos tan
térmicamente conductivo como la forma base, preferiblemente el inserto es más térmicamente conductivo que la forma base. Cuando la batería se incrementa en tamaño la cantidad de calor generado también se incrementa. Adicionalmente, el calor además se puede disipar utilizando enfriamiento con líquido o gas/aire para ayudar en la administración térmica. Estas estrategias de enfriamiento se pueden utilizar junto con la caja de la presente invención. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Con el fin de ayudar en el entendimiento de varios aspectos de la presente invención y varias modalidades de la misma, ahora se hace referencia a las figuras anexas, en donde los números de referencia similares se refieren a elementos similares. Las figuras son ilustrativas solamente, y no deberán construirse como limitantes de la invención. La Figura ÍA es una ilustración en vista lateral de una modalidad de la caja de la batería de la resente invención, en donde un primer material polimérico y un segundo material polimérico forman la caja de la batería, el segundo material polimérico forma las paredes laterales de la caja de la batería; La Figura IB es una ilustración en vi-sta transversal de la Figura ÍA a lo largo de la línea B-B, en donde se ilustra el ensamble preferido; La Figura 1C es una ilustración de la vista
superior de la Figura ÍA en donde se ilustra el ensamble de ventilación; La Figura ID es una vista amplificada de la Figura IB a lo largo de la línea D, en donde se ilustran las conexiones entre las celdas y las soldaduras; La Figura ÍE es una ilustración en vista lateral de una modalidad de la caja de la batería de la presente invención en donde se ilustran lae aletas térmicamente conductivas y los interbloqueoe de celda; La Figura 2A es una iluetración en vista lateral de una modalidad de la caja de la batería de la preeente invención, en donde la primera parte de la caja se diseña con una abertura para recibir la segunda parte de la caja; La Figura 2B es una vista amplificada de la Figura 2A a lo largo de la línea B, en donde ee iluetra el flujo del aire a través de la pared lateral; La Figura 2C es una ilustración de una modalidad de la caja de la batería de la presente invención, en donde se ilustra el flujo del aire a través de la cubierta frontal; La Figura 3A es una ilustración de una modalidad de la presente invención, en donde ee iluetra el flujo de aire a través de las cubiertas frontales de una serie de cajas de baterías engranadae; La Figura 3B ee una iluetración de una modalidad de la preeente invención, en donde ee iluetra el flujo de aire
lateral entre las paredes laterales de una serie de cajas de bateríae engranadas; La Figura 3C ee una iluetración de una modalidad de la presente invención, en donde se ilustra el flujo del aire longitudinal entre las paredes laterales y a través de las cubiertas de una serie de cajae de baterías engranadas; La Figura 4A ee una ilustración de una vista de la cubierta frontal de una modalidad del módulo de monobloque de dos celdas de la presente invención, en donde un primer material polimérico y un segundo material polimérico forman la caja de la batería del módulo, el segundo material polimérico comprende ineertos en la cubierta frontal de la caja de la batería; La Figura 4B es una iluetración en vieta lateral de una Figura 4A, en donde ee iluetra el ensamble de ventilación y la terminal del módulo; La Figura 4C es una ilustración transversal de la Figura 4B a lo largo de la línea C-C, en donde ee ilustra el eneamble preferido del módulo; La Figura 4D ee una iluetración en vista -superior de una Figura 4A en donde ee ilustra la cubierta superior del módulo; La Figura 4E es una ilustración en vista inferior de la Figura 4A, en donde se ilustra la cubierta inferior y las patas del módulo;
La Figura 5A es una ilustración de la vista de la cubierta frontal de una modalidad del módulo monobloque de dos celdas de la presente invención, en donde se ilustra el flujo del aire longitudinal a través de los insertos y a través de las aletas; La Figura 5B es una vista lateral de la Figura 5A a lo largo de la línea B, en donde se ilustra el flujo de aire a través de la pared lateral; La Figura 5C es una vista lateral de la figura 5A; La Figura 6A es ilustración de una modalidad de la presente invención, en donde se ilustra el flujo de aire a través y entre las cubiertas de una serie de módulos de dos celdas engranadas; La Figura 6B es una ilustración de una modalidad de la presente invención, en donde se ilustra el flujo de aire longitudinal y entre las paredes laterales de una serie de cajas de baterías engranadas; La Figura 6C es una vista de una serie de módulos de dos celdas engranadas; y La Figura 6D es una vista en perspectiva de series de módulos de dos celdas engranadas. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención describe una batería y una caja de la batería que tiene conductividad térmica mejorada. La caja de la batería puede formarse de un primer material polimérico y un
segundo material polimérico, en donde el segundo material polimérico tiene una conductividad térmica mayor que el primer material polimérico. La diferencia en la conductividad térmica promueve la transferencia del calor fuera de la(e) celda(s) de la batería. Adicionalmente, a través de la colocación estratégica del material térmicamente conductivo, el peso total del sietema no ee incrementa dramáticamente, y la transferencia de calor ee maximiza. Haciendo referencia a lae Figura 1A-1E, se iluetra una modalidad de una batería generalmente referida como 100, de la preeente invención. Un primer material polimérico comprende una caja de batería en la parte euperior 121A y la parte inferior 121B y una cubierta de batería en la parte frontal 123A y la parte trasera 123B. Un eegundo material polimérico comprende paredee laterales térmicamente conductivas 126A y 126B. En eeta modalidad, lae paredee laterales térmicamente conductivas 126A y 126B ayudan en la transferencia de calor generado por la pila de electrodos 110 y el calor ee transfiere lejoe de la batería 100. La trampa del destello de la soldadura 129 asegura que el plástico fundido se elimine debido a que el procedimiento de soldadura está atrapado.
Eete elimina operacionee secundarias innecesarias para remover la trampa de destello, es decir, la fusión. Preferiblemente, un deflector ayuda en la regulación de flujo de aire. El diseño del deflector puede optimizarse para proporcionar suficiente flujo de aire al módulo y para la creación de un ciclo de convección. Esto podría mejorar la habilidad del módulo para transferir el calor generado. Cuando la pila de electrodos 110 se carga y se deecarga, el calor generado se transfiere hacia afuera a través de las paredes laterales térmicamente conductivas 126A y 126B. Preferiblemente, las aletas de intercambio .de calor 128 se incorporan dentro del sistema en la cubierta frontal de la batería 123A y la cubierta trasera de la batería 123B. Las aletas 128 preferiblemente comprenden un material térmicamente conductivo, en donde el material térmicamente conductivo puede ser igual que o diferente del material utilizado para las paredes laterales térmicamente conductivae 126A y 126B. Lae aletae de intercambio de calor 128 extraen el calor fuera de la cubierta de la batería eegún el calor ee genera. Además, el calor preferiblemente se disipa a través de un flujo de aire sobre las cubiertas de la batería 123A y 123B y a través de las aletae 128, como se iluetra en la Figura 2C. Cuando el calor se produce, el calor ee elevará fuera de la caja de la batería y se aepirará aire máe frío en
contacto con las cubiertas de batería 123A y 123B y las aletas 128. Las aletae 128 proporcionan un área de euperficie adicional eobre la caja que ayuda a la transferencia del calor deede el interior de la batería. Además de la dieipación del calor, lae aletae 128 proporcionan una estabilidad mecánica a la batería 100. Haciendo referencia a la Figura ID, se ilustra una conexión entre las celdas. Preferiblemente, una batería de la presente invención tiene por lo menos una conexión entre las celdas como se describe aquí a continuación. -Más preferiblemente, una batería de la presente invención tiene tres conexiones entre lae celdas por lado 126A y 126B. La pila de electrodos está en comunicación eléctrica con una primera lengüeta de electrodo 116. La primera lengüeta de electrodo 116 eetá en comunicación eléctrica con la eegunda lengüeta de electrodo 111 y la lengüeta de electrodo 111 se establece próxima y en contacto con un colector de corriente interna 112. El colector de corriente interna 112 se establece próximo y en contacto con un colector de corriente externa 127. Preferiblemente, el colector de corriente interna 112 se suelda al colector de corriente externa 127. La integridad estructural se mantiene a través de las paredes laterales térmicamente conductivas 126A y 126B que también tranefieren el calor generado por el eietema. El segundo material polimérico comprende un
polímero base y por lo menos un relleno térmicamente conductivo, tal como cerámica o vidrio. El polímero base del eegundo material polimérico se puede seleccionar del grupo que consiete de éter de polifenileno, -poliestireno, polipropileno, sulfuro de polifenileno o una combinación de éetoe. Loe ejemploe de cerámicae que se pueden utilizar como rellenoe térmicamente conductivoe incluyen pero no ee limitan al grupo que coneiete de alúmina, sílice fusionado, cerámica de vidrio vendido bajo la marca comercial MACOR®, nitruro de boro, nitruro de silicón, carburo de boro, nitruro de aluminio, carburo de eilicón, circonio y cualquier combinación de éetos. El nitruro de boro es el relleno térmicamente conductivo preferido. El primer material polimérico puede seleccionaree del grupo que coneiete de éter de polifenileno, polieetireno, polipropileno, sulfuro de polifenileno, o cualquier combinación de éetoe. La caja base y el ineerto pueden integralmente moldearse a travée de un moldeo de doe colores y el inserto moldearse con el primer material polimérico y el segundo material polimérico. Preferiblemente, la conductividad térmica del segundo material polimérico es mayor que la del primer material polimérico. Preferiblemente, la conductividad térmica del segundo material polimérico es de aproximadamente 1.0 W/mk a aproximadamente 10 W/mk y la conductividad térmica
del primer material polimérico es de aproximadamente 0.2 W/mk a aproximadamente 1.0 W/mk. Preferiblemente, la resistividad del volumen del segundo material polimérico es de aproximadamente 0.1 ohm. cm a aproximadamente 1E15 ohm.cm y la resietividad del volumen dentro del material polimérico ee de aproximadamente 1E12 ohm.cm a aproximadamente 1E1'5 ohm.cm. El tamaño y la forma del relleno cerámico dependen de lae neceeidades dadas de la celda o módulo deeeado. Típicamente, ya que la cantidad de energía producida con la batería ee incrementa, la cantidad de calor también ee incrementará. Como reeultado, la conductividad térmica del eegundo material polimérico preferiblemente ee incrementa para permitir la eficiente transferencia .del calor fuera de la batería. Además, otros factores, tales como el coeto, determinarán el porcentaje de relleno en el segundo material polimérico. Las partículas de relleno de cerámica se pueden formar en plaquetas o esféricas dependiendo de la naturaleza de la transferencia de calor requerida. Por ejemplo, las plaquetas típicamente se utilizan en aplicaciones de esparcimiento de calor y proporcionan una transferencia de calor anisotrópica, mientras las partículas esféricas proporcionan una transferencia de calor más isotrópica. La conductividad térmica de las partículas de relleno puede variar de 50 W/mK a 300 W/mK. Lae partículae de relleno
cerámicas pueden variar de diámetroe de eub-micrae a aproximadamente 500 micrae dependiendo del grosor del componente pláetico. Haciendo referencia ahora a la Figura 3A, ee ilustra una modalidad de la presente invención, en donde una pluralidad de celdae 301 eetán engranadas y eléctricamente conectadae para producir un módulo, generalmente referido como 300. La caja de la batería térmicamente conductiva de la presente invención puede acomodar una pluralidad de celdas electroquímicas para formar una batería de monobloque, generalmente referida como 400, como se ilustra en las Figuras 4A-4E. Preferiblemente, se coloca una sola celda electroquímica en cada compartimiento de celda separado. En una modalidad, se dispone de una sola celda electroquímica en cada uno de los compartimientos de celda. La caja de la batería de la batería del monobloque 400 puede tener partes intercambiablee dieeñadas para permitir que una caja base eea utilizada para múltiples aplicaciones. La caja base se ilustra en la Figura 4F. Lae ranurae ee pueden incorporar en la caja base 450, en donde las ranuras corresponden a ranuras complementarias en un ineerto 451, iluetradae en la Figura 4G. Loe ineertoe 451 ee pueden diseñar con pesoe variablee e impermeabilidad al hidrógeno, dependiendo de las necesidadee de un eietema dado.
Preferiblemente, el ineerto 451 tiene una conductividad térmica mayor que la caja baee. La caja base 450 se puede diseñar con una ealiente alrededor de la periferia de la abertura. El inserto 451 ee puede dieeñar para fijarse contra la saliente. Además, loe puntoe de contacto entre la caja base y el inserto pueden aeeguraree por medio de soldadura u otro método, como un adheeivo. La eoldadura puede ser cualquier procedimiento de soldadura, tal como soldadura por láser, soldadura por vibración, o soldadura ultrasónica. La caja de la batería preferiblemente se sella para evitar el escape incontrolado de hidrógeno u otros gasee de la batería. Como se describe máe adelante, el eneamble de ventilación controla y monitorea el escape del hidrógeno y otros gasee de la batería. También, al eellar la caja de la batería, loe elementos, tales como la humedad, pueden inhibirse y preferiblemente evitar gue entren al interior de la caja de la batería. Como se mencionó anteriormente, una modalidad de la presente invención se puede incorporar en una batería monobloque que tiene cualquier número de celdas. Haciendo referencia a las Figuras 4A-4B, se ilustra una batería de monobloque 400 que tiene doe celdae . Lae celdae pueden estar conectadas en serie o paralelas. Sin embargo, se debe entender que la modalidad ilustrada en las Figuras 4A-4E deecribe un módulo de monobloque de doe celdae 400; sin
embargo, se pueden incorporar celdas adicionales dependiendo de las necesidades de un eietema dado. Las interconexionee báeicas entre las paredes comunes de las celdas permanecerán consistentes. Un primer material polimérico comprende una cubierta superior del módulo 401 y la carcasa del módulo 402. La carcasa del módulo 402 forma la estructura para el módulo de monobloque 400 y ee diseña para recibir uno o más insertos 403. Un segundo material polimérico comprende los insertos 403. Preferiblemente los insertos 403 tienen una conductividad térmica mayor que la carcasa del módulo 402. Los insertos térmicamente conductivos 403 ayudan en la transferencia de calor generado por la pila de electrodos 406 y el calor se transfiere fuera de la batería 4-00. Preferiblemente, la cubierta superior del módulo 401 tiene un ensamble de ventilación integrado 411. El ensamble de ventilación 411 monitorea y controla la liberación de hidrógeno y otros gases producidos internamente en el modulo 400. El ensamble de ventilación 411 .está adaptado para liberar la presión interna que pueda dañar la pila de electrodos 406 y lo sellos del módulo. Cuando la pila de electrodos 4.06 se carga y se descarga, el calor generado se transfiere fuera a través de la carcasa del módulo 402. Preferiblemente, las aletae de intercambio de calor 428 ee incorporan en el sistema en los ineertos 403. Las aletas 428 -preferiblemente comprenden un
material térmicamente conductivo, en donde el material térmicamente conductivo puede ser igual o diferente al material utilizado para la carcaea del módulo 402. Las aletas de intercambio de calor 428 extraen el calor fuera de batería 400 cuando ee genera el calor. Ademáe, el «calor preferiblemente se disipa a través del flujo del aire sobre los insertos 403 y a través de las alertas 428, como se ilustra en las Figuras 5A y 5B. Cuando se produce el calor, el calor se elevará fuera de la caja de la batería y aspirará el aire máe frío en contacto con loe ineectoe 4O3 y lae aletae 428. El módulo 400 ee puede dieeñar con una cubierta lateral 404, en donde la cubierta lateral se diseña para recibir y aeegurar loe ineertoe 403. Haciendo referencia a la Figura 4C, una batería de la presente invención preferiblemente tiene por lo menos una conexión entre las celdas por celda como se describe aquí a continuación. Más preferiblemente, cada celda del módulo 4-00 tiene tres conexiones entre las celdas por lado. La pila de electrodos 406 eetá en comunicación eléctrica con la lengüeta del electrodo 402 y la lengüeta de electrodo 402 se fija próxima y en contacto al colector de corriente interna 407. El colector de corriente interna 407 se fija y está en contacto con el colector de corriente externa 414. Preferiblemente, el colector de corriente interna 407 se suelda al colector de corriente externa 414.
Preferiblemente, el módulo 400 incluye por lo menos una terminal 409 integrada en la carcaea del módulo 402. La terminal del módulo 409 proporciona un mecanismo que permite al ueuario acceder a la corriente eléctrica producida por las celdae contenidae dentro del módulo 400. La terminal puede incorporar cualquier dieeño de terminal conocido, aunque se deecribe el dieeño iluetrado. También puede eer poeible colocar más de una celda electroquímica en por lo menos uno de los compartimientoe de celda. Por ejemplo, se pueden colocar doe o máe celdas electroquímicas en un solo compartimiento de celda primero colocando antes cada una de estae celdas electromecánicas en una bolea polimérica protectora, y colocando lae celdas en un compartimiento de celdas. La bolsa polimérica evita que el electrolito de cada una de las celdas electroquímicas (dentro del compartimiento) se ponga en contacto con el electrolito de cualquiera de las celdas electroquímicas dentro del compartimiento . Lo siguiente se refiere en general a todae las modalidades explicadas anteriormente. Cada celda electroquímica preferiblemente incluye una pila de uno o más electrodos positivos, uno o más electrodos negativos, eeparadoree que separan los electrodoe poeitivos de loe electrodos negativos, y un electrolito. Lae pilas de electrodoe preferiblemente ee colocan dentro de cada uno de
los compartimientos de celda de tal forma que las caras amplias de las placas de electrodo eetán paralelas a las paredes longitudinales de cada uno de los contenedores. Sin embargo, también ee concebible que las pilas de electrodos se coloquen dentro de loe compartimientoe de celda en otras formae. Por ejemplo, las caras amplias de las placas se pueden fijar paralelae a lae paredee laterales. Algunas o todas celdas electroquímicas dispuestas dentro de la caja de la batería pueden eléctricamente acoplarse entre sí en una conexión eléctrica serial y/o conexión eléctrica paralela. En una modalidad, todas las celdas electroquímicas están eléctricamente acopladas en paralelo. En aún otra modalidad, una porción de las celdas electroquímicas está eléctricamente acoplada en serie mientras una porción está eléctricamente acoplada en paralelo. También es poeible obtener múltiplee grupos de celdae en donde las celdae dentro de cada grupo están eléctricamente interconectadas entre sí mientras que las celdae de un grupo no eetán eléctricamente conectadas a las celdas de cualquier otro grupo. Los electrodos positivos y negativos pueden incluir las lengüetas de colección de corriente unidas a loe electrodoe para traneportar la energía eléctrica dentro y fuera de las placas de electrodos . Las lengüetas de colección de corriente de loe electrodoe positivos de cada celda
electroquímica todae eetán soldadas juntae en u-na interconexión poeitiva. Igualmente, las lengüetas de colección de corriente de loe electrodos negativos de cada celda todas están soldadas entre sí en una interconexión negativa. Para conectar todas las celdas electroquímicas en serie, la interconexión positiva de una celda electroquímica se acopla eléctricamente a la interconexión negativa de una celda electroquímica adyacente. Esto se puede hacer en cualquier número de formas conocidas en la técnica. Por ejemplo, las celdas electroquímicas se pueden conectar en serie por medio de separadoree de conexión acopladoe entre la interconexión poeitiva de otra celda electroquímica en un compartimiento de celda adyacente. Loe eeparadoree de conexión también pueden conectar las celdas electroquímicas a la terminal de batería negativa y la terminal de batería poeitiva. Loe eeparadoree de conexión se pueden formar de muchoe materialee conductivos diferentes. Por ejemplo, pueden formarse de níquel, cobre, una aleación de níquel, una aleación de cobre, níquel-cobre en placae, o aleación de níquel-cobre en placas. Los separadores de conexión preferiblemente se sueldan a interconexiones positivas y negativas así como a terminales de batería poeitivae y negativae . Loe eeparadoree de conexión preferiblemente ee colocan de tal forma que van eobre la parte euperior de lae
divieionee del contenedor y las paredes. Esto se puede lograr colocando los eeparadoree de conexión en un labio especialmente dieeñado para la caja de la batería. También ee concebible que loe separadores de conexión se coloquen de tal forma que pasan a través de pequeñas aberturas colocadas en las divisionee y paredee de loe contenedoree . Lae modalidadee de la presente invención preferiblemente se diseñan de tal forma que el electrolito dentro de cada uno de los compartimientos de celda se aisla del electrolito de cualquier otro de los compartimientos de celda. Eeto ee hace para evitar trayectorias de cortoe circuitoe auto-deecargados entre la celda. Sin embargo, se prefiere que loe gaeee de cada una de las celdas individualee todae eetén compartidoe dentro de una región común de la caja de la batería de tal forma que la batería puede servir como un recipiente de preeión común para cada una de las celdas electroquímicae dentro de la batería. Ademáe, uno o más ensambles de ventilación preferiblemente se integran en la caja de la batería para monitorear y controlar la liberación del gas. La región común de la caja de la batería ee puede incorporar en una parte superior especialmente diseñada para la caja de la batería, como se ilustra en la Figura 4C. En esta modalidad, un ensamble de ventilación 411 se integra en la parte superior 401. Para ayudar a prevenir la fuga de electrolito entre
loe compartimientoe de celda cada una de las aberturas en la parte superior de los compartimientos de celda se puede cubrir con una membrana hidrofóbica permeable al gas . Lae coberturas de membrana evitarán el escape del electrolito de cada compartimiento. Sin embargo, ya que eon permeables al gas, permitirán que los gasee de cada uno de loe compartimientos de celda entren en la región común dentro de la caja de la batería. La membrana hidrofóbica, permeable al gas, se puede formar de un material que tiene un área de euperficie de difusión de gas suficiente para compensar el grado de evolución de sobrecarga de gas. Esto puede ser de aproximadamente 5 cm2 a aproximadamente 50 cm2 por 12 celdas Ah. Generalmente, el material hidrofóbico es cualquier material que permite el paso de los gases de la batería ero no electrolito de la batería. Los ejemplos de materiales son materialee que comprenden polietileno con un relleno de carbono calcico. Otros ejemplos incluyen muchoe tipos de material absorbente. Un ejemplo de un material que se puede utilizar es la película transpirable de tipo XBF-100W EXXAIRE que se suminietra por loe productos Tridegar. Esta película es una película de polietileno que ha sido mezclada con partículas de carbonato de calcio finas y después además alargada para convertirla en poroea. En una modalidad, la capa ee eelecciona para obtener un groeor de aproximadamente
0.25 de calibre (0.25 g por metro cuadrado), que corresponde a aproximadamente 0.001 pulgadas. La porosidad Gurley del material se selecciona como siendo de aproximadamente 360 (360 segundoe por 100 cc de gae para pasar por pulgada cuadrada con una preeión de gae de 4.9 pulgadae de agua). La naturaleza hidrofóbica de eeta película ee demueetra por medio de un ángulo de contacto muy alto en 3O% de KOH del electrolito de aproximadamente 120SC. Generalmente, el electrolito utilizado en la caja de la batería de la presente invención puede ser cualquier electrolito acuoso o no acuoso. Un ejemplo de una celda electroquímica no acuosa es una celda de ion de litio -que utiliza la intercalación de compuestos tanto para el ánodo como para el cátodo y un orgánico liquido o electrolito de polímero. Las celdas electroquímicas acuosae ee pueden claeificar ya eea como en "acida" o "alcalina" . Un ejemplo de una celda electroquímica acida es una celda de plomo-ácido que utiliza dióxido de plomo como el material activo del electrodo positivo y plomo metálico, en una eetructura poroea de área de euperficie alta, como el material activo negativo. Preferiblemente, la celda electroquímica de la preeente invención es una celda electroquímica alcalina. El electrolito alcalino puede estar en una solución acuosa de hidróxido de metal alcalino. Preferiblemente, el electrolito alcalino incluye una eolución acuosa de hidróxido de potasio,
hidróxido de eodio, hidróxido de litio o mezclae de los mismos. El electrolito alcalino puede ser una mezcla de hidróxido alcalino de potasio e hidróxido de litio. Preferiblemente, el electrolito no degradará el primer material polimérico o el segundo material polimérico. También, el relleno para el segundo material polimérico preferiblemente no se degradará en el electrolito seleccionado. Por ejemplo, el hidróxido de potasio acuoeo y el hidróxido de litio acuoso degradarán el aluminio. Como reeultado, el nitruro de aluminio ee un relleno menos preferido para el segundo material polimérico, cuando el electrolito, tal como hidróxido de potasio o hidróxido de litio, pueden degradar un relleno que contiene aluminio. Generalmente, los materiales activos poeitivos y negativoe utilizadoe en la batería de la preeente invención puede ser cualquier tipo de material de batería activo utilizado en la técnica. Los ejemplos de materiales de electrodo positivo son polvos de óxido de plomo, dióxido de litio-cobalto, dióxido de litio-níquel, dióxido de litio-níquel, compuestoe de óxido de litio-manganeeo, compuestoe de óxido de litio-vanadio, óxido de litio-hierro, compueetos de litio, es decir, óxidos complejoe de eetos compuestoe y óxidoe de metal de traneición, dióxido de manganeso, óxido de zinc, óxido de níquel, hidróxido de níquel, hidróxido de manganeeo, óxido de cobre, óxido de molibdeno, fluoruro de
carbono, etc. Preferiblemente, el material activo del electrodo poeitivo ee un material de hidróxido de níquel. Los ejemploe de materiales de electrodo negativo incluyen litio metálico y metales de tipo alcalino, aleaciones de loe miemos, metal alcalino absorbente de materialee de carbono, zinc, hidróxido de cadmio, aleaciones absorbentee de hidrógeno, etc. Preferiblemente el material activo del electrodo negativo ee una aleación abeorbente de hidrógeno (también referida en la técnica como aleación de almacenamiento de hidrógeno) . Está dentro del eepíritu e intención de esta invención que cualquier aleación que absorba hidrógeno se puede utilizar. En una modalidad preferida de la presente invención, cada celda electroquímica es una celda de níquel-hidruro de metal <jue comprende electrodos negativos incluyendo materiales de aleación absorbedores de hidrógeno como el material activo, y electrodos positivoe incluyendo hidróxido de níquel como el material activo. En una modalidad preferida de la preeente invención, la batería ee una batería de monobloque de níquel-hidruro de metal. Por lo tanto, la modalidad de la caja de la batería de monobloque de la presen-te invención preferiblemente eoporta presiones de por lo menos la presión operativa eetándar de una batería de níquel-hidruro de metal eellada. Esto puede variar dependiendo de la aleación
absorbente de hidrógeno actual y los materialee de hidróxido de níquel utilizados como loe materialee de electrodo activoe. En una modalidad de la invención, la batería de monobloque puede operar a una preeión pico de por lo menos 10 psi (0.70 kg/cm2), preferiblemente a una presión pico de por lo menos 25 psi (1.76 kg/cm2), y más preferiblemente a una presión pico de por lo menos 50 psi (3.52 kg/cm2). En otra modalidad de la invención, la batería de monobloque puede operar a presiones pico de hasta 140 psi (9.84 kg/cm2). Por lo tanto, se prefiere que una modalidad de la caja de monobloque deba ser capaz de soportar presiones operativas pico de aproximadamente 10 si (0.70 kg/cm2) a aproximadamente 140 psi (9.84 kg/cm2). Sin embargo, la batería de monobloque y la caja de la batería de la presente invención no están limitas a dichas presiones de operación. Ya que la invención ha sido ilustrada con detalle en las figuras y la descripción anterior, del mismo modo se considerará como iluetrativa y no restrictiva del carácter como la preeente invención y los conceptos en la presente se pueden aplicar a cualquier material formable. Será evidente para loe expertoe en la técnica que varioe y modificacionee de la preeente invención ee pueden hacer ein apartarse del alcance o eepíritu de la invención. De esta forma, se pretende que la presente invención cubra todas dichas modificacionee y variaciones de la invención que caen dentro
del alcance de las reivindicaciones anexas y sus equivalentes . Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.