MX2012011032A

MX2012011032A - Modulo de celdas.

Info

Publication number: MX2012011032A
Application number: MX2012011032A
Authority: MX
Inventors: Yasuhiro Suzuki; Toshiyuki Motohashi; Tatsuya Higashino
Original assignee: Nissan Motor
Priority date: 2010-04-07
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2012-11-16
Also published as: CN102834947A; TWI453977B; KR101319176B1; US20130029201A1; EP2557610A1; EP2557610A4; RU2514198C1; KR20120139779A; JP5577802B2; BR112012025388A2; JP2011222230A; WO2011125812A1; TW201222935A

Abstract

Se describe un módulo de celdas el cual se forma por el laminado una pluralidad de celdas planas, cada una de las cuales tiene lengüetas de electrodo, y una pluralidad de miembros de aislamiento, los cuales se disponen para eliminar un corto circuito entre las lengüetas de electrodo. El módulo de celdas tiene: una sección (70) de fijación formada por el laminado de los miembros de aislamiento, y tiene un conector (80) externo fijado en la misma; y una segunda sección (102) de acoplamiento, la cual se forma en un miembro (100) de aislamiento, y que se acopla con una primera sección (83) del conector (80) externo. Se proporciona el módulo de celdas el cual puede tener el conector insertado en el mimo y acoplado con el mismo, al tiempo que se reduce el número de componentes.

Description

MÓDULO DE CELDAS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un módulo de celdas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Un módulo de celdas ensambladas en el cual una pluralidad de células delgadas, planas, se conectan en serie o paralelo, tiene un orificio de inserción en el cual un conector, conectado a un controlador, se inserta con el fin de detectar el voltaje de cada una de las celdas planas (véase el Documento de Patente 1) .

En las configuraciones convencionales de celdas, es práctica común proporcionar una cubierta de aislamiento como un componente separado con un orificio de inserción para la inserción de un conector de detección de voltaje y unir la cubierta aislante al montaje laminado de celdas planas. Esto conlleva mucho tiempo de fabricación y esfuerzo debido a un número aumentado de componentes.

DOCUMENTOS DE LA TÉCNICA PREVIA Documento de Patente Documento de Patente 1: Publicación de la Patente Japonesa Abierta a Inspección Pública No. 2006-210312 BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Por consiguiente, un objetivo de la presente invención es proporcionar un módulo de celdas con un número reducido de elementos componentes de modo tal que un conector pueda ser insertado y fijado con el módulo de celdas.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un módulo de celdas, que comprende: una pluralidad de celdas planas y miembros aislantes laminados, las celdas planas que tienen lengüetas de electrodo, los miembros aislantes que se disponen para evitar un corto circuito entre las lengüetas de electrodo; una porción de fijación formada por la laminación de los miembros de aislamiento para ser fijada con un conector externo; y una segunda porción de acoplamiento formada en los miembros de aislamiento para ser acoplada con una primera porción de acoplamiento del conector externo.

En la presente invención, la porción de adaptación se forma por la laminación de los miembros de aislamiento y se fija con el conector externo; y la segunda porción de acoplamiento se forma en los miembros de aislamiento y se fija con el conector externo. Por lo tanto es posible conectar el módulo de celdas con el conector externo al tiempo que se reduce el número de partes componentes del módulo de celdas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La FIG. 1 es una vista plana de una celda plana incorporada en un módulo de celdas de acuerdo con una modalidad ejemplar de la presente invención.

La FIG. 2 es una vista transversal de la celda plana tomada a lo largo de la linea A-A de la FIG. 1.

La FIG. 3 es una vista en perspectiva de una placa terminal del módulo de celdas de acuerdo con una modalidad ejemplar de la presente invención.

La FIG. 4 es una vista en perspectiva de una unidad de celda integral del módulo de celdas de acuerdo con una modalidad ejemplar de la presente invención.

La FIG. 5 es una vista agrandada de una parte de la unidad de celda integral mostrada en el área B de la FIG. 4.

La FIG. 6 es una vista en perspectiva de una parte de otra unidad de celda integral correspondiente a aquella mostrada en el área B de la FIG. 4.

La FIG. 7 es una vista en perspectiva de un montaje de celdas laminadas del módulo de celdas de acuerdo con una modalidad ejemplar de la presente invención.

La FIG. 8 es una vista agrandada de una parte del montaje de celdas laminadas mostrado en el área C de la FIG. 7.

La FIG. 9 es una vista en perspectiva de una parte del montaje de celdas laminadas de la FIG. 7 y un conector externo .

La FIG. 10 es una vista en perspectiva que muestra un estado en el cual el conector externo se fija en el montaje de celdas laminadas.

La FIG. 11 es una vista transversal de una parte tomada a lo largo de la linea D-D de la FIG. 9.

La FIG. 12 es una vista transversal de una parte tomada a lo largo de la línea E-E de la FIG. 10.

La FIG. 13 es una vista en perspectiva del módulo de celdas antes de ser sellado en una cubierta.

La FIG. 14 es una vista en perspectiva del módulo de celdas después de ser sellado en una cubierta.

La FIG. 15 es una vista en perspectiva de una unidad de celda integral modificada del módulo de celdas de acuerdo con una modalidad ejemplar de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES A partir de aquí se describirán a continuación las modalidades ejemplares de la presente invención con referencia a los dibujos.

PRIMERA MODALIDAD Primero se explicará a continuación la celda 1 plana para ser usada en un módulo de celdas de acuerdo con la presente modalidad, con referencia a las FIGS. 1 y 2. La FIG. 1 es una vista plana de la celda 1 plana. La FIG. 2 es una vista transversal de la celda 1 plana tomada a lo largo de la línea ?-? de la FIG. 1. En la presente modalidad, la celda 1 plana se diseña como una celda secundaria de iones de litio, laminada, con forma de placa (celda delgada) . Como se muestra en las FIGS. 1 y 2, la celda 1 plana incluye tres placas 11 de electrodo positivo, cinco separadores 12, tres placas 13 de electrodo negativo, la lengüeta 14 de eléctrico positivo (terminal de electrodo positivo) , la lengüeta 15 de electrodo negativo (terminal de electrodo negativo) , el miembro 16 superior de empacado, el miembro 17 inferior de empacado y un material electrolítico, aunque el material electrolítico no se ilustra de forma específica.

Entre estas partes componentes, las placas 11 de electrodo positivo, los separadores 12, las placas 13 de electrodo negativo y el material electrolítico constituyen el elemento 18 de generación de energía. Además, las placas 11 y 13, de electrodo positivo y negativo sirven como placas de electrodo, y los miembros, 16 y 17, de empacado superior e inferior sirven como un par de miembros de empacado.

Cada una de las placas 11 de electrodo positivo del elemento 18 de generación de energía tiene un colector lia del electrodo positivo que se extiende a la lengüeta 14 del electrodo positivo y las capas 11b y 11c del electrodo positivo formadas sobre partes de las superficies principales del colector lia de electrodo positivo. Aquí, las capas 11b y 11c de electrodo positivo de las placas 11 de electrodo positivo no se forman sobre las superficies principales completas de los colectores lia de electrodo positivo sino que de forman solo sobre partes de la superficies principales de los colectores lia de electrodo positivo sobre las cuales las placas 11 de electrodo positivo se traslapan sustancialmente con los separadores 12 en el momento en que las placas 11 de electrodo positivo, los separadores 12 y las placas 12 de electrodo negativo se laminan y se ensamblan en el elemento 18 de generación de energía como se muestra en la FIG. 2. Aunque en la presente modalidad, la placa 11 de electrodo positivo y el colector 11 de electrodo positivo se forman de una lámina de material conductor, el colector lia de electrodo positivo puede ser formado como un componente separado y se une a la placa 11 de electrodo positivo.

Los colectores lia de electrodo positivo de las placas 11 de electrodo positivo se forman de, por ejemplo, hojas de metal estables electroquímicamente, tales como, por ejemplo hojas de aluminio, hojas de aleación de aluminio, hojas de cobre u hojas de níquel. Las capas 11b y 11c de electrodo positivo de la placa 11 de electrodo positivo se forman por ejemplo, mezclando un material activo de electrodo positivo tal como óxido de compuesto de litio, por ejemplo niquelato de litio (LÍNÍO2) , manganato de litio (LiMn02) o cobaltato de litio (L1C0O2) o calcogenuro (compuesto de, por ejemplo, S, Se o Te) , un agente conductor tal como negro de carbón, un aglutínate tal como medio de dispersión acuoso de polipolitetrafluoroetileno y un solvente, aplicando la composición de la mezcla resultante a partes de las superficies principales de los colectores lia de electrodo positivo y sometiendo la composición de la mezcla aplicada a secado y lamiando.

Cada una de las placas 13 de electrodo negativo del elemento 18 de generación de energía tiene el colector 13a de electrodo negativo que se extiende a la lengüeta 15 del electrodo negativo y las capas 13b y 13c de electrodo negativo formadas sobre partes de las superficies principales opuestas del colector 13a de electrodo negativo. Aquí, las capas 13b y 13c de electrodo negativo, de las placas 13 de electrodo negativo no se forman sobre las superficies principales completas de los colectores 13a de electrodo negativo, sino que se forman solo sobre partes de las superficies principales de los colectores 13a de electrodo negativo sobre las cuales, las placas 13 de electrodo negativo se traslapan con los separadores 12 en el momento en que las placas 11 de electrodo positivo, los separadores 12 y las placas 12 de electrodo negativo se someten a laminación y se ensamblan en el elemento 18 de generación de energía como se muestra en la FIG. 2. Aunque en la presente modalidad la placa 13 de electrodo negativo y el colector 13a de electrodo negativo se forman de una lámina de material conductor, el colector 13a de electrodo negativo puede ser formado como un componente separado y se une a la placa 13 de electrodo negativo.

Los colectores 13a de electrodo negativo de las placas 13 de electrodo negativo se forman de, por ejemplo, hojas de metal estable electroquímicamente, tales como hojas de níquel, hojas de cobre, hojas de acero inoxidable u hojas de fierro. Las capas 13b y 13c de electrodo negativo de las placas 13 de electrodo negativo se forman por ejemplo, mezclando un material activo de electrodo negativo capaz de absorber y desorber iones de litio del material activo de electrodo positivo, como por ejemplo, materiales amorfos de carbono, materiales de carbono no grafitizables, materiales de carbono grafitizables o grafito, con un medio de dispersión acuoso de polvo de caucho de estireno-butadieno como un precursor para el cuerpo sinterizado orgánico, secando y pulverizando la mezcla resultante, mezclando el material principal asi obtenido en el cual el caucho de estireno-butadieno carbonizado se sostiene sobre las superficies de las partículas de carbono con un aglutinante tal como emulsión de resina acrílica, aplicando la composición de la mezcla resultante a las partes de las superficies principales del colector 13a de electrodo negativo y sometiendo la composición aplicada a secado y laminado.

Cuando se usa material de carbono no grafitizable como el material activo de electrodo negativo, el voltaje de salida de la celda se reduce con la cantidad de descarga, debido a la falta de un perfil de potencial plano durante la carga/descarga. El uso de tales materiales de carbono amorfos, no grafitizables como el material activo de electrodo negativo no es adecuado para aplicaciones en equipo de comunicaciones y de negocios, pero es ventajoso para su aplicación en fuentes de energía de vehículos eléctricos en vista de que no tienen caídas de voltaje repentinas.

Los separadores 12 del elemento 18 de generación de energía sirven para evitar un corto circuito entre las placas 11 y 13 de electrodo positivo y negativo y pueden tener la función de retener el material electrolítico. Cada uno de los separadores 12 tiene la forma de, por ejemplo, una película porosa de poliolefina tal como polietileno (PE) o polipropileno (PP) para cerrar los poros en la película porosa por generación de calor con el paso de una sobrecorriente y por ello exhiben una función de interrupción de la corriente.

En la presente modalidad, el separador 12 no está limitado particularmente a la película de poliolefina de capa sencilla. El separador 12 puede tener alternativamente una estructura de tres capas en la cual una película de poliolefina se intercala entre películas de polietileno o una estructura laminada en la cual una película de poliolefina porosa se somete a laminación con una tela orgánica no tejida, etc .

En el elemento 18 de generación de energía, las placas 11 de electrodo positivo y las placas 13 de electrodo negativo se someten a laminación de forma alternada, con cada uno de los separadores 12 que se interpone entre placas 11 y 13 de electrodo positivo y negativo adyacentes. Tres placas 11 de electrodo positivo se conectan vía los colectores lia de electrodo positivo respectivos, con la lengüeta 14 de electrodo positivo de la hoja de metal, en tanto que tres placas 13 de electrodo negativo se conectan vía colectores 13a de electrodo negativo respectivas con la lengüeta 15 de electrodo negativo de la hoja de metal.

El número de placas 11 de electrodo positivo, separadores 12 y placas 13 de electrodo negativo del elemento 18 de generación de energía no está limitado particularmente a los anteriores. Por ejemplo, alternativamente es factible proporcionar un elemento 18 de generación de energía con una placa 11 de electrodo positivo, tres separadores 12 y una placa 13 de electrodo negativo. El número de placas 11 de electrodo positivo, separadores 12 y placas 13 de electrodo negativo puede ser seleccionado según las necesidades.

No existen limitaciones particulares sobre las lengüetas 14 y 15 del electrodo positivo y negativo, siempre y cuando cada una de las lengüetas 14 y 15 de electrodo positivo y negativo se forme de un material metálico estable electroquímicamente. La lengüeta 14 de electrodo positivo se forma de, por ejemplo, hojas de aluminio, hojas de aleación de aluminio u hojas de níquel con un espesor de aproximadamente 0.2 mm como en el caso de los colectores lia de electrodo positivo. La lengüeta 15 de electrodo negativo se forma de, por ejemplo, hojas de níquel, hojas de cobre, hojas de acero inoxidable u hojas de fierro con un espesor de aproximadamente 0.2 mm como en el caso de los colectores 13a de electrodo negativo .

Como ya se mencionó anteriormente, las placas 11, 13 de electrodo se conectan con las lengüetas del electrodo 14, 15, extendiendo el colector lia, 13a de hoja metálica de la placa 11, 13 de electrodo a la lengüeta 14, 15 de electrodo, es decir, formando capas de electrodo (capas 11b y 11c de electrodo positivo o capas 13b y 13c de electrodo negativo sobre algunas partes de la lámina lia, 13a, de hoja metálica, y utilizando el extremo de la parte restante de la hoja lia, 13a de metal como una unión para la lengüeta 14, 15 de electrodo. Alternativamente, el colector lia, 13a, entre las capas de electrodo positivo o entre las capas de electrodo negativo y la unión con la lengüeta 14, 15, del electrodo, se puede formar de láminas de hojas de metálicas separadas y se unen por medio de otro material o componente.

El elemento 18 de generación de energía se aloja y se sella en los miembros 16 y 17 de empacado superior e inferior. Aunque no se ilustra específicamente en los dibujos, cada uno de los miembros 16 y 17 de empacado superior e inferior tiene una estructura de tres capas que incluye, en el orden de adentro hacia afuera de la celda 1 plana, una capa interna formada de una película de resina que tiene buenas propiedades de resistencia electrolítica y adhesión térmica, tal como polietileno, polietileno modificado, polipropileno, polipropileno modificado o resina ionomérica, una capa intermedia formada de hoja de metal, tal como hoja de aluminio y una capa externa formada de una resina que tiene buenas propiedades de aislamiento eléctrico, tal como resina de poliamida o resina de poliéster.

En otras palabras, cada uno de los miembros 16 y 17 de empacado superior e inferior se forma de un material flexible tal como un material laminado de película delgada, de resina-metal que tiene una lámina de aluminio, por ejemplo, hoja de aluminio, una película de polietileno, polietileno modificado, polipropileno, polipropileno modificado, o resina ionomérica laminada sobe una superficie de la hoja de metal (el lado interno de la celda 1 plana) y una película de resina de poliamida o resina de poliéster laminada sobre la otra superficie de la hoja de metal (el lado externo de la celda 1 plana) .

El elemento 18 de generación de energía y los componentes de las lengüetas de electrodo 14 y 15 positivo y negativo se confinan en los miembros 16 y 17 de empacado. Se forma un vacío en el espacio interno definido por los miembros 16 y 17 de empacado, mientras que es llenado con una solución electrolítica líquida de sal de litio tal como perclorato de litio, fluoroborato de litio o hexafluorofosfato de litio como un soluto en un solvente orgánico. Después de eso, los bordes periféricos externos de los miembros 16 y 17 de empacado se funden térmicamente por medio de prensado térmico.

La unidad 40 de celda integrada con el separador (llamada de aquí en adelante "unidad de celda integral") incorporada en el módulo de celda de acuerdo con la presente modalidad se explicará enseguida con referencia a las FIGS. 3 a 5. La FIG. 3 es una vista en perspectiva de la placa 30 terminal. La FIG. 4 es una vista en perspectiva de la unidad 40 de celda integral. La FIG. 5 es una vista agrandada de parte de la unidad 40 de celda integral mostrada en el área B de la FIG. 4.

La unidad 40 de celda integral incluye la celda 1 plana, el separador 100 con forma de flama como un miembro de aislamiento) que rodea la celda 1 plana y la terminal 31 del conector. El separador 100 se forma de un material de resina aislante, un material termofusible o una mezcla de los mismos. La placa 30 terminal está provista con una terminal 31 de conexión y una porción 32 de cuerpo y se usa como un tablero de bornes de detección, para la detección del voltaje de la celda 1 plana. La terminal 31 de conexión es parte de la placa 30 terminal y se forma aun una pieza con la porción 32 de cuerpo de la placa 30 terminal. La porción 32 de cuerpo tiene forma de placa, en tanto que la terminal 31 del conector tiene forma de clavija. La placa 30 terminal se forma de un material conductor tal como aluminio, aleación de aluminio, cobre o níquel. La terminal 31 del conector no se usa necesariamente como una terminal de detección de voltaje y puede ser usada alternativamente como una terminal del circuito de alimentación, es decir, la terminal de entrada/salida del módulo de celdas.

Parte de la porción 32 del cuerpo se conecta a la lengüeta 15 del electrodo (o la lengüeta 14 de electrodo) para traslaparse con parte de la lengüeta 15 de electrodo. Por ejemplo, las partes de la lengüeta 15 de electrodo y la porción 32 de cuerpo se conectan por medio de soldadura ultrasónica. Por esto, la lengüeta 15 de electrodo y la terminal 31 de conexión se conectan eléctricamente entre si.

Tanto la lengüeta 15 de electrodo (o la lengüeta 14 de electrodo) y la terminal 31 de conexión sobresalen al exterior de la celda 1 plana de manera tal que la dirección del plano de la lengüeta 15 de electrodo con forma de placa está en paralelo con la dirección longitudinal de la terminal 31 de conexión con forma de clavija y la dirección del plano de la placa 30 terminal (la porción 32 de cuerpo) .

El separador 100 se adapta para emparedar y retener en el mismo la placa 30 terminal y la lengüeta 15 de electrodo y se forma en una pieza con la lengüeta 15 de electrodo y la terminal 31 de conexión. Por ejemplo, es factible formar el separador 100 en una pieza con la lengüeta 15 del electrodo y la terminal 31 de conexión, por medio de moldeo con insertos, es decir, colocando la celda 1 plana a la cual se han conectado la lengüeta 15 de electrodo y la placa 30 terminal, en un molde con forma de flama, llenando el molde con material de resina y curar el material de resina. Por esto, el separador 100 y la celda 1 plana se combinan en una unidad.

El corte 101 se forma en o alrededor de la posición central en un lado corto del separador 100. Más específicamente, el corte 101 se forma recortando la región central del lado corto del separador 100 para extenderse en una forma cóncava desde la superficie 104 extrema del lado del electrodo del separador 100, hacia el interior de la celda 1 plana. La terminal 31 de conexión se ubica en el corte 101 para sobresalir hacia afuera dentro del corte 101. Una porción 105 de guía se forma en las superficies laterales del corte 101, es decir, ambas superficies laterales respectivas perpendiculares a la superficie 104 extrema del separador 100.

El corte 103 se forma en un lado corto (el lado del electrodo positivo) del separado 101, opuesto al lado corto en el cual se forma el corte 101 y se ubica en una posición simétrica con el corte 101. Más específicamente, el corte 103 también se forma recortando la región central del lado corto del separador 100 para extenderse en una forma cóncava desde la superficie 104 extrema del lado del electrodo positivo del separador 100 hacia el interior de la celda 1 plana.

Aunque la porción 105 de guía no se proporciona en el corte 103 en la presente modalidad, es factible proporcionar la porción 105 de guía en el corte 103. Además, es factible proporcionar terminales 31 de conexión en ambos lados cortos de la celda 1 plana aunque la terminal 31 de conexión se proporciona en un lado corto de la celda 1 plana en la presente modalidad.

Enseguida se explicará la unidad 41 de celda integral con referencia a la FIG. 6. La FIG. 6 es una vista agrandada de parte de la unidad 41 de celda integral correspondiente a aquella mostrada en el área B de la FIG. 4. La configuración básica de la unidad 41 de celda integral es similar a aquella de la unidad 40 de celda integral mostrada en las FIGS. 4 y 5. Sin embargo, la unidad 41 de celda integral es diferente de la unidad 40 de celda integral en que la unidad 41 de celda integral tiene una porción 102 de acoplamiento en lugar de la porción 105 de guia. La formación de la porción 105 de guia permite el posicionamiento sencillo del conector 80 externo con relación a la porción de fijación, para evitar daños a la terminal 31 de conexión.

Como se muestra en la FIG. 6, la porción 102 de acoplamiento se forma en las superficies laterales del corte 101, es decir, con respecto a ambas superficies laterales del separador 100 perpendiculares a la superficie 104 extrema. La porción de acoplamiento 102 se conforma para acoplar en la misma una porción 83 de sujetador del conector 80 externo como se explicará posteriormente. Cerca de la porción 102 de acoplamiento, hay escalones definidos a lo largo de las superficies laterales perpendiculares a la superficie 102 extrema. La estructura de acoplamiento de la porción 102 de acoplamiento y la porción 83 de sujetador se explicarán posteriormente .

El corte 103 es simétrico en su posición con el corte 101 en el cual se proporciona la porción 102 de acoplamiento. La porción 102 de acoplamiento se proporciona en el corte 103 como en el caso de la porción 102 de acoplamiento en el corte 101. Alternativamente, la porción 102 de acoplamiento puede ser proporcionada ya sea en el corte 101 o el corte 103.

Enseguida se explicará el montaje 60 de celdas laminadas de acuerdo con la presente modalidad, con referencia a las FIGS. 7 y 8. La FIG. 7 es una vista en perspectiva del montaje 60 de celdas laminadas. La FIG. 8 es una vista agrandada de parte del montaje 60 de celdas laminadas, mostrado en el área C de la FIG. 7.

El montaje 60 de celdas laminadas tiene una pluralidad de unidades 40 y 41 de celda integrales laminadas una con la otra. En la presente modalidad, tres unidades 40 de celda integral, una unidad 41 de celda integral y cuatro unidades 40 de celda integral se laminan juntas en el orden desde el lado superior del montaje 60 de celdas laminadas. Las unidades 40 de celda integral se laminan de manera tal que el lado del electrodo positivo de una de las unidades 40 de celda integral se dispone entre los lados de los electrodos negativos de las otras unidades 40 de celda integral. De forma similar, la unidad 41 de celda integral se lámina de manera tal que el lado del electrodo positivo de la unidad 41 de celda integral se dispone entre los lados de los electrodos negativos de las unidades 40 de celda integral. Las lengüetas 14 y 15 de electrodo positivo y negativo de las unidades 40 y 41 de celda integral adyacentes se conectan por medio de una barra de linea común de transmisión conductora (no se muestra) o se conectan directamente por laminación. Por esto, la pluralidad de unidades 40 y 41 de celda integral se conectan en serie. El número de unidades 40 y 41 de celda integral puede ser establecido de forma arbitraria. Además, la unidad 41 de celda integral no se usa necesariamente como una capa de celda central en el montaje 60 de celdas laminadas. Alternativamente la pluralidad de unidades 40 y 41 de celda integral puede ser conectada en paralelo.

Como se muestra en la FIG. 8, una porción 70 de fijación se forma en una superficie extrema del montaje 60 de celdas laminadas por laminación de las unidades 40 y 41 de celda integral. Más específicamente, la porción 70 de fijación se define alternando los cortes 101 y 103 de los separadores 100 laminados. Como la porción 102 de acoplamiento o la porción 105 de guía se proporcionan en el corte 101, la porción 70 de fijación de capa múltiple tiene una porción 102 de acoplamiento y una porción 105 de guía en las capas con número impar o par del montaje 60 de celdas laminadas.

En la porción 70 de adaptación, las terminales 31 de conexión sobresalen desde la superficie 71 de encaramiento del montaje 60 de celdas laminadas que mira hacia el conector 80 externo mencionado posteriormente. La porción 102 de acoplamiento y la porción 105 de guia se forman en las superficies de deslizamiento del montaje 60 de celdas laminadas para el contacto deslizante con el conector 80 externo, es decir, las superficies perpendiculares a la superficie 71 de encaramiento o las superficies de la pared lateral de la porción 70 de fijación.

La porción 70 de fijación y el conector 80 externo fijados en la porción 70 de fijación se explicarán a continuación con referencia a las FIGS. 9 y 10. La FIG. 9 es una vista en perspectiva que muestra parte del montaje 60 de celdas laminadas y el conector 80 externo. La FIG. 10 es una vista en perspectiva que muestra parte del montaje 60 de celdas laminadas en un estado donde el conector 80 se fija en la porción 70 de fijación.

El conector 80 externo tiene arneses 81 insertados y fijados en la superficie posterior de la misma. Los arneses 81 se conectan a terminales (no se muestran) dentro del conector 80 externo. El conector 80 externo también tiene porciones 82 de guia y porciones 83 de sujetador sobre las superficies laterales del mismo. Las porción 82 de guia se conforman de acuerdo con la forma de las porciones 105 de guia de modo tal que las porciones 82 y 105 de guia llevan a cabo la función del posicionamiento en el momento de la instalación del conector 80 externo en la porción 70 de fijación. La porción 83 de sujetador se conforma de acuerdo con la forma de la porción 102 de acoplamiento para engancharse en la porción 102 de acoplamiento.

Enseguida se explicará la porción 102 de acoplamiento y la porción 83 de sujetador con referencia a las FIGS. 11 y 12. La FIG. 11 es una vista transversal de la parte tomada a lo largo de la linea D-D de la FIG. 9. La FIG. 12 es una vista transversal de la parte tomada a lo largo de la linea E-E de la FIG. 10.

Como se muestra en la FIG. 11, la porción 83 de sujetador y la porción 102 de acoplamiento tienen un gancho 84 y una ranura 106 respectivamente. Cuando la porción 83 de sujetador se inserta en la dirección de la flecha de la FIG. 11 (es decir, en la dirección de inserción del conector 80 externo, el gancho 80 se desliza sobre la superficie de la pared lateral de la porción 102 de acoplamiento y se fija en la ranura 84 como se muestra en la FIG. 12. Como el gancho 84 tiene una superficie perpendicular a la dirección de la flecha de la FIG. 11, el movimiento del sujetador 83 se restringe por el contacto de la superficie perpendicular del gancho 84 con la pared lateral de la ranura 106 durante el acoplamiento de la porción 83 de sujetador y la porción 102 de acoplamiento.

Haciendo referencia de nuevo a la FIG. 10, la porción 70 de fijación se conforma de acuerdo con la forma del conector 80 externo de modo tal que el conector 80 externo se inserta y se fija en la porción 70 de fijación. Por la inserción del conector 80 externo en la porción 70 de fijación, la porción 102 de acoplamiento y la porción 83 de sujetador se acoplan entre si de manera tal que se evita que el conector 80 externo se mueva en la dirección de inserción o en la dirección opuesta a la dirección de inserción.

Como la parte 70 de fijación tiene la misma función que el orificio de inserción del conector 80 externo, es decir, el caso de un conector hembra, no hay necesidad de formar un orificio de inserción del conector hembra en los separadores 100 laminados y no hay necesidad de proporcionar un conector hembra como una parte componente separada.

El módulo 200 de celdas se explicará enseguida a continuación con referencia a las FIGS. 13 y 14. La FIG. 13 es una vista en perspectiva de un módulo 200 de celdas antes de ser sellado en una envoltura.

La FIG. 14 es una vista en perspectiva del módulo 200 de celdas. El módulo 200 de celdas tiene cubiertas 91 y 92 inferior y superior que rodean el montaje 60 de celdas laminadas. El montaje 60 de celdas laminadas se sella en las cubiertas 91 y 92 superior e inferior embutiendo las porciones periféricas de las cubiertas 91 y 92 superior e inferior. En las cubiertas 91 y 92 superior e inferior se forman cortes en las posiciones correspondientes al elemento 70 de fijación del montaje 60 de celdas laminadas para constituir un orificio para la inserción del conector 80 externo. Como se describe anteriormente, el módulo 200 de celdas tiene una porción 70 de fijación formada por la laminación de separadores 100 para ser fijada con el conector 80 externo y la porción 102 de acoplamiento formada en los separadores 100 para ser acoplada con la porción 83 de sujetador en la presente modalidad. El conector 80 externo puede ser conectado de forma asegurada al módulo 200 de celda por medio de la porción 70 de fijación y la porción 102 de acoplamiento. No hay necesidad de proporcionar un conector hembra como un elemento componente separado o proporcionar un elemento componente separado con un orificio para la inserción del conector 80 externo. Por lo tanto es posible evitar un aumento en el número de elementos componentes del módulo 200 de celdas. También es posible proporcionar un módulo 200 de celdas con alta productividad ya que el orificio para la inserción del conector 80 externo puede ser formado con el mismo tiempo de laminación y esfuerzo como en las celdas planas convencionales por laminación de las unidades 41 y 42 de celda integral.

No hay necesidad de formar un separador con un orificio para la inserción de un conector interno en la presente modalidad. Esto permite mejoras en la eficiencia de fabricación de modo tal que el módulo 200 de celdas puede ser proporcionado con alta productividad. Además, la porción 102 de acoplamiento se proporciona en los separadores 100 para mejorar la conflabilidad de conexión del módulo 200 de celdas y el conector 80 externo y proporciona una sensación táctil en el momento de la inserción del conector 80 externo para mejoramiento en la eficiencia de operación. En la presente modalidad, es posible detectar fácilmente si el módulo 200 de celdas se acopla o no de forma segura con el conector externo 80, por la porción 102 de acoplamiento. Además, es posible reducir el tamaño del módulo 200 de celdas para el uso efectivo del espacio de las celdas ya que no hay necesidad de proporcionar un conector interno como un elemento componente separado o proporcionar un elemento componente separado con un orificio de inserción de conector interno en la presente modalidad.

En la presente modalidad, la celda 1 plana y el separador 100 se integran en una unidad. Esto hace posible que, aun cuando se aplique tensión a las terminales 31 de conexión en el momento de la inserción del conector 80 externo en la porción 70 de fijación, los separadores 100 integrados con la celdas 1 planas pueden absorber tal tensión y reducir la carga sobre las terminales 31 de conexión. Además, los separadores 100 pueden ser laminados en una sola pieza y de forma simultánea con las celdas 1 planas para mejoramiento en la eficiencia de la operación de laminado. La formación en una sola pieza de la celda 1 plana y el separador 100 también permite una mejora en la rigidez para proporcionar lengüetas 14, 15, de electrodo y terminales 31 de conexión con una estructura resistente contra la tensión externa de modo tal que el módulo 200 de celdas pueda lograr más seguridad y mayor conflabilidad.

Como los separadores 100 tienen forma de flama y se disponen alrededor de las celdas 1, las celdas 1 planas pueden ser rodeadas y cubiertas por los miembros de aislamiento, respectivamente, para evitar que las partes metálicas sean expuestas y provoquen un corto circuito entre ellas.

En la presente modalidad, las celdas 1 planas y los separadores 100 se integran en una unidad por medio de moldeo con insertos para rodeare y cubrir las celdas 100 planas con el miembro de aislamiento. Esto hace posible que, aun cuando se aplique tensión a las terminales 31 de conexión en el momento de la inserción del conector 80 externo en la porción 70 de fijación, los separadores 100 con forma de marco pueden absorber tal tensión y reducir la carga sobre las terminales 31 de conexión.

En particular, los separadores 100 se adaptan para retener las lengüetas 14, 15 de electrodo y las terminales 31 de conexión y se forman en una pieza con las lengüetas, 14, 15, de electrodo y las terminales 31 de conexión, respectivamente, en la presente modalidad. Esto hace posible, aun cuando se aplique tensión a las lengüetas, 14, 15 de electrodo, y las terminales 31 de conexión en el momento de la inserción de conector 80 externo en la porción 70 de fijación, reduciéndose la carga sobre las lengüetas, 14, 15, de electrodo y las terminales 31 de conexión.

En la presente modalidad, las terminales 31 de conexión se forman sobre placas 30 de electrodo de modo tal que las placas 30 de electrodo se conectan a las lengüetas, 14, 15, de electrodo y se retienen con las lengüetas, 14, 15, de los electrodos por medio de los separadores 100 respectivamente. Mediante tal configuración simple, el módulo 200 de celdas puede establecer una conexión entre las lengüetas 14, 15 de electrodo y las terminales de conexión pero también aumenta la rigidez de sus elementos terminales.

Además, las direcciones de los planos de las lengüetas, 14, 15, de electrodo de las placas 30 de electrodo y las direcciones longitudinales de las terminales 31 de conexión están en paralelo con la dirección de inserción del conector 80 externo en la presente modalidad. Esto hace posible, que en el momento de la inserción del conector 80 externo, se mantenga la rigidez contra la tensión aplicada a las lengüetas, 14, 15, de electrodo, la placa 30 terminal y la terminal 31 de conexión de modo tal que el módulo 200 puede lograr más seguridad y mayor conflabilidad.

En la presente modalidad, la placa 30 terminal y las lengüetas, 14, 15 de electrodo se unen por medio de soldadura ultrasónica. Esto hace posible evitar un aumento en la resistencia para reducir el tamaño del módulo 200 de celdas.

Además, los separadores 100 se forman de un material de termofusible, un material de resina o una mezcla de los mismos en la presente modalidad. Esto lleva a una mejora en la flexibilidad de la forma de los separadores 100. La mezcla del material termofusible y el material de resina puede ser usada apropiadamente para los elementos donde se requiere resistencia .

Aunque cada uno de los separadores 100 tiene forma de marco para rodear las celdas 1 planas en la presente modalidad, los separadores 100 pueden ser conformados alternativamente para retener entre ellos los lados cortos de las celdas 1 planas.

En la presente modalidad, la terminal 31 de conexión y las lengüetas, 14, 15 de electrodo pueden ser formadas en el mismo elemento componente para proporcionar la terminal 31 de conexión como parte de la lengüeta 14, 15, de electrodo. Esto elimina la necesidad de proporcionar la placa 30 terminal y hace posible reducir adicionalmente el número de elementos componentes del módulo 200 de celdas.

Aunque el conector 80 externo se proporciona como un conector macho, y la porción 70 de acoplamiento, la terminal 31 de conexión y la porción 102 de acoplamiento se proporcionan como un conector hembra en la presente modalidad, alternativamente es factible proporcionar el conector 80 externo como un conector hembra, y proporcionar la porción 70 de acoplamiento, la terminal 31 de conexión y la porción 102 de acoplamiento como un conector macho.

En la presente modalidad, la porción 105 de guia no se proporciona necesariamente, puesto que la porción 102 de acoplamiento lleva a cabo la función de posicionamiento del conector 80 externo.

Aquí, los separadores 100 corresponden a los miembros de aislamiento de la presente invención, la porción 102 de acoplamiento corresponde a una segunda porción de acoplamiento de la presente invención y la porción 83 de sujetador corresponde a una primera porción de acoplamiento de la presente invención.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un módulo de celdas, caracterizado porque comprende: una pluralidad de celdas planas y miembros de aislamiento laminados juntos, las celdas planas que tienen lengüetas de electrodo, los miembros de aislamiento que se disponen para evitar un corto circuito entre las lengüetas de electrodo; una porción de fijación formada por la laminación de los miembros de aislamiento para ser fijada con un conector externo; y una segunda porción de acoplamiento formada por los miembros de aislamiento para ser acoplada con una primera porción de acoplamiento del conector externo.

2. El módulo de celdas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque, los miembros de aislamiento se forman de una sola pieza con las celdas planas, respectivamente.

3. El módulo de celdas de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque, los miembros de aislamiento tienen forma de marco y se disponen alrededor de las celdas planas, respectivamente .

4. El módulo de celdas de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, que comprende además, terminales de conexión conectadas eléctricamente a las celdas planas respectivas, caracterizado porque, los miembros de aislamiento se adaptan para retener las lengüetas de electrodo y las terminales de conexión y se forman de una pieza con las lengüetas de electrodo y las terminales de conexión, respectivamente .

5. El módulo de celda de acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 2, que comprende además placas terminales retenidas por los miembros de aislamiento y conectadas a las lengüetas de electrodo, respectivamente, caracterizado porque, las terminales de conexión se forman sobre las placas terminales respectivas.

6. El módulo de celdas de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque, las lengüetas de electrodo tienen forma de placa; y en donde, las direcciones de los planos de las lengüetas de electrodo, las direcciones de los planos de las placas terminales y las direcciones longitudinales de las terminales de conexión están en paralelo con la dirección de inserción del conector externo con relación a la porción de fijación.

7. El módulo de celdas de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque, los miembros de aislamiento tienen una porción de guia para el posicionamiento del conector externo con relación a la porción de fijación. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Se describe un módulo de celdas el cual se forma por el laminado una pluralidad de celdas planas, cada una de las cuales tiene lengüetas de electrodo, y una pluralidad de miembros de aislamiento, los cuales se disponen para eliminar un corto circuito entre las lengüetas de electrodo. El módulo de celdas tiene: una sección (70) de fijación formada por el laminado de los miembros de aislamiento, y tiene un conector (80) externo fijado en la misma; y una segunda sección (102) de acoplamiento, la cual se forma en un miembro (100) de aislamiento, y que se acopla con una primera sección (83) del conector (80) externo. Se proporciona el módulo de celdas el cual puede tener el conector insertado en el mimo y acoplado con el mismo, al tiempo que se reduce el número de componentes.