MXPA99009231A - Interruptor de corriente para celdas electroquimicas - Google Patents

Interruptor de corriente para celdas electroquimicas

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MXPA99009231A
MXPA99009231A MXPA/A/1999/009231A MX9909231A MXPA99009231A MX PA99009231 A MXPA99009231 A MX PA99009231A MX 9909231 A MX9909231 A MX 9909231A MX PA99009231 A MXPA99009231 A MX PA99009231A
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Mexico
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cap assembly
cell
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diode
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MXPA/A/1999/009231A
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English (en)
Inventor
Poirier Jeffrey
A Blasi Jane
Patel Bhupendra
Cheeseman Paul
Mcdermott Michael
Cantave Reynald
Hewes Jeffrey
Kouznetsova Yelena
Vu Viet
Original Assignee
Duracell Inc
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Abstract

Se describe un mecanismo de interrupción de corriente para celdas electroquímicas. Un mecanismo interruptor decorriente (38) térmicamente activado estáintegrado dentro de un montaje (10) de tapa extrema para una celda electroquímica. El mecanismo (38) térmicamente sensible incluye preferentemente un disco bimetálico (49), flotante, libre o un miembro de aleación de memoria de forma que se deforma cuando es expuesto a temperatura elevada, provocando una ruptura en una vía eléctrica dentro del montaje de tapa extrema. Esto previene que la corriente fluya a través de la celda y apaga efectivamente una celda en operación. El mecanismo (38) térmicamente sensible puede incluir un medio de resistencia eléctrica que produce calor, preferentemente un diodo Zener (700) para aumentar la sensibilidad térmica. El montaje de tapa extrema (10) puede incluir un mecanismo (48) sensible a la presión el cual se rompe cuando existe constitución extrema de presión de gas. Se deja que el gas escape desde el interior de la celda hacia el ambiente externo a través de una serie de aberturas de ventilación (63, 67) dentro del montaje (10) de tapa extrema.

Description

INTERRUPTOR DE CORRIENTE PARA CELDAS ELECTROQUÍMICAS DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a los interruptores de corriente para una celda o batería electroquímica, los cuales previenen de manera segura los flujos de corriente a través de la celda después de un incremento excesivo en la temperatura o en la presión del gas en ésta. Las celdas electroquímicas, especialmente las celdas de alta -densidad de energía tales como aquellas en las cuales el litio es un material activo, están sujetas a fuga o a ruptura las cuales, a su vez, pueden provocar daño al dispositivo que es energizado por la celda o al ambiente circunvecino. En el caso de las celdas recargables, la elevación en la temperatura interna de la celda puede resultar de la sobrecarga. Los incrementos indeseables en la temperatura son frecuentemente acompañados por un incremento correspondiente en la presión interna del gas. Esto es probable que ocurra en el caso de una condición de cortocircuito externa. Es deseable que dispositivos de seguridad acompañen a la celda sin REF.: 31494 incrementar indebidamente el costo, el tamaño o la masa de la celda. Tales celdas, particularmente las celdas recargables que utilizan litio como un material activo, están sujetas a fuga o a ruptura provocadas por una elevación en la temperatura interna de la celda, la cual frecuentemente va acompañada por un incremento correspondiente en la presión. Es probable que esto sea provocado por las condiciones abusivas, tales como sobrecarga o por una condición de un cortocircuito. Es también importante que estas celdas sean herméticamente selladas para permitir el egreso del solvente electrolítico y el ingreso de humedad desde el ambiente exterior. Como se estableció anteriormente, si tal celda se sobrecarga, ocurre el autocalenta iento . La carga a velocidad demasiado rápida o la sobrecarga rápida pueden conducir a un incremento en la temperatura. La sobrecarga de la temperatura puede ocurrir si el voltaje de carga o la corriente de carga se vuelve demasiado alta provocando que la celda se sobrecaliente rápidamente, imponiendo de este modo un problema de seguridad. Cuando la temperatura excede un cierto punto, el cual varía dependiendo de la química y de la estructura de la celda, comienza una condición de desbocamiento térmico, indeseable e incontrolable. Además, debido al sobrecalentamiento, se constituye una presión interna, y el electrólito puede ser repentinamente expulsado de la celda. Es preferible iniciar la ventilación controlada antes de que esto tenga lugar. Los dispositivos tipo PTC (coeficiente de expansión térmica) cuya resistencia se incrementa con el paso de la corriente a través de éstos, han sido utilizados en un intento para prevenir la producción de corriente excesiva a través de una celda recargable. No obstante, tales dispositivos solos son inadecuados en la prevención de que ocurra una prevención de desbocamiento térmico si la celda se llega a sobrecargar, por ejemplo, si se emplea voltaje de carga excesivo. Los diseños de celda convencionales emplean un accesorio de tapa extrema el cual se inserta dentro de un alojamiento cilindrico de extremo abierto después de que el material activo de ánodo y cátodo de la celda y el material separador apropiado y el electrólito han sido insertados dentro del alojamiento cilindrico. La tapa extrema está en contacto eléctrico con uno del material de ánodo o de cátodo y la porción expuesta de la tapa extrema forma una de las terminales de la celda. Una porción del alojamiento de la celda forma la otra terminal. La presente invención tiene uno o varios mecanismos de interrupción de corriente integrados dentro de un montaje de tapa extrema simple el cual puede ser aplicado ventajosamente a las celdas primarias o secundarias (recargables), por ejemplo, mediante la inserción del montaje de tapa extrema dentro del extremo abierto de un alojamiento para la celda. El montaje de tapa extrema de la invención tiene aplicación particular a las celdas recargables, por ejemplo, a las celdas de iones litio y de litio recargables y similares, gue utilizan líquido o electrólito polimérico o electrólito híbrido de polímero/liquido e hidruro metálico de niquel, níquel-cadmio, u otras celdas recargables. El montaje de tapa extrema de la invención supera el peligro del sobrecalentamiento de la celda y la constitución de presión de la celda durante exposición a altas temperaturas, a la carga o descarga excesiva o inapropiada, o al cortocircuito de la celda. En un aspecto, la invención está dirigida a un montaje de tapa extrema para una celda electroquímica en donde el montaje de tapa extrema tiene integrado en ésta un mecanismo de interrupción de corriente sensible térmicamente, el cual se activa para interrumpir y prevenir que la corriente fluya a través de la celda cuando el interior de la celda se sobrecalienta para exceder una temperatura predeterminada. El montaje de tapa extrema tiene una placa de tapa extrema expuesta la cual funciona como una terminal de la celda. Cuando el montaje es aplicado a una celda y la celda está en operación normal la placa de tapa extrema está en comunicación eléctrica con un electrodo de celda (ánodo o cátodo) . El mecanismo de interrupción de corriente, térmicamente activado, integrado dentro del montaje de tapa extrema puede comprender un miembro bimetálico que se flexiona cuando se expone a la temperatura por arriba de un valor predeterminado. La deflexión del miembro bimetálico empuja contra un miembro metálico movible para dividir la conexión eléctrica entre un electrodo de la celda y la placa terminal de la tapa extrema, previniendo de este modo que la corriente fluya a través de la celda. Alternativamente, en otro aspecto más de la invención, se puede utilizar una pella sensible térmicamente, en vez del miembro bimetálico. Si la temperatura de la celda excede un valor predeterminado, la pella térmica se funde provocando que un miembro metálico soportado sobre ésta se desvíe o flexione suficientemente para dividir la vía eléctrica entre un electrodo de la celda y la placa terminal de la tapa extrema. En otro aspecto más de la invención, el mecanismo de interrupción de corriente sensible térmicamente puede incluir un miembro de aleación de memoria de forma, integrado dentro del montaje de tapa extrema. Durante la operación normal de la celda, el miembro de memoria de forma proporciona una porción de la vía o trayectoria eléctrica entre la placa de tapa extrema y uno de los electrodos de la celda, para permitir que la corriente pase a través de la celda. Cuando la temperatura de la celda alcanza un valor predeterminado, el miembro de memoria de forma se flexiona con lo cual se rompe la vía eléctrica e inmediatamente se interrumpe el flujo de corriente a través de la celda. Un diodo, preferentemente un diodo Zener puede ser ventajosamente colocado dentro del montaje de interrupción de corriente en proximidad al miembro sensible térmicamente, es decir, en proximidad al disco bimetálico, al miembro de memoria de forma o a la pella fundible. El diodo Zener está eléctricamente conectado en paralelo a las terminales de la celda. Si la celda es accidentalmente sobrecargada, la carga prolongada o la carga a un voltaje excesivo provocarán el calentamiento del diodo lo cual a su vez provoca que el disco bimetálico o el miembro de memoria de forma se flexionen o provoca que la pella, si está presente, se funda para romper la vía eléctrica, con lo cual se apaga la celda. Una placa o membrana rompible puede estar integrada dentro del montaje de tapa extrema junto con el mecanismo de interrupción de corriente sensible térmicamente. Cuando la presión dentro de la celda se constituye para exceder un valor predeterminado, la placa o membrana se rompe, permitiendo que el gas del interior de la celda se escape hacia el ambiente exterior. En otro aspecto más la invención está dirigida a un montaje de tapa extrema para celdas, particularmente celdas recargables, en donde la tapa extrema tiene integrados en ésta dos mecanismos de interrupción de corriente, uno que es sensible térmicamente y el otro que es sensible a la presión. El mecanismo de interrupción de corriente sensible térmicamente puede emplear preferentemente un miembro bimetálico, un miembro de memoria de forma o una pella fundible, térmicamente sensible, la cual se activa para interrumpir y prevenir el flujo de corriente a través de la celda, cuando el interior de la celda se sobrecalienta para exceder una temperatura predeterminada. El montaje puede incluir un diodo, preferentemente un diodo Zener, en proximidad al miembro térmicamente sensible. El diodo Zener está eléctricamente conectado en paralelo con las terminales de la celda. Si la celda es accidentalmente sobrecargada, cargada de manera prolongada o cargada a voltaje excesivo, esto provocará el calentamiento del diodo, lo cual a su vez provoca que el miembro bimetálico o de memoria de forma se desvíe o flexione o la pella, si está presente, se funda para romper la vía eléctrica, con lo cual se apaga la celda. Una placa o membrana rompible puede ser integrada dentro del montaje de tapa extrema, junto con el mecanismo de interrupción de corriente térmicamente sensible. Cuando se constituye una presión dentro de la celda que excede un valor predeterminado, la placa o membrana se rompe, permitiendo que el gas del interior de la celda se escape hacia el ambiente externo. En otro aspecto más, la invención está dirigida a un montaje de tapa extrema para celdas, particularmente celdas recargables, en donde la tapa extrema tiene integrados en ésta dos mecanismos de interrupción de corriente, uno que es térmicamente sensible y el otro que es sensible a la presión. El mecanismo de interrupción de corriente sensible térmicamente puede emplear preferentemente un miembro bimetálico, un miembro de memoria de forma o una pella fundible térmicamente sensible, la cual se activa para interrumpir y prevenir el flujo de corriente a través de la celda, cuando el interior de la celda se sobrecalienta para exceder una temperatura predeterminada. El montaje puede incluir un diodo, preferentemente un diodo Zener, en proximidad al miembro térmicamente sensible. El diodo Zener está eléctricamente conectado en paralelo con las terminales de la celda. Si la celda es accidentalmente sobrecargada, . se carga de manera prolongada o se carga a un voltaje excesivo, esto provocará el calentamiento del diodo, lo cual a su vez provoca que el miembro bimetálico o de memoria de forma se flexione o desvíe o la pella, si está presente, se funda para romper la vía eléctrica, con lo cual se apaga la celda. El mecanismo de interrupción de corriente sensible a la presión se activa para interrumpir el flujo de corriente, cuando la presión del gas en la celda se constituye para exceder un valor predeterminado. En tal caso, el mecanismo interruptor sensible a la presión puede provocar que un diafragma metálico dentro del montaje de tapa extrema se flexione o desvíe, con lo cual divide la conexión eléctrica entre la placa terminal de tapa extrema de la celda y un electrodo de la celda, con lo cual se previene que la corriente fluya a través de la celda. En el caso de constitución excesiva de presión de gas, el diafragma metálico también se rompe permitiendo que el gas sea canalizado hacia las cámaras interiores dentro del montaje de tapa extrema, y hacia afuera al ambiente externo, a través de una serie de orificios de ventilación. Otro aspecto más de la invención está dirigido a un mecanismo de sellado para el montaje de tapa extrema de la invención. El mecanismo de sellado previene la fuga del electrólito, líquido o gas del interior de la tapa extrema hacia el ambiente externo, y previene el ingreso de humedad hacia la celda . Las características de la invención serán mejor apreciadas con referencia a los dibujos, en los cuales : Las Figuras 1, 2 y 3 son vistas transversales verticales tomadas a través de los ángulos visuales 1-1 del montaje de tapa extrema de la Figura 6.
La Figura 1 muestra el mecanismo interruptor de corriente térmicamente activado, y el mecanismo interruptor de corriente activado por presión, en el modo conectado en circuito.
La Figura 2 muestra el mecanismo interruptor de corriente térmicamente activado en el modo de circuito interrumpido.
La Figura 3 muestra el mecanismo interruptor de corriente activado por presión, en el modo activado por presión, de circuito interrumpido.
La figura 4 es una vista transversal vertical de otra modalidad más de un montaje de tapa extrema, que tiene el mecanismo interruptor de corriente activado por presión y el mecanismo interruptor de corriente activado térmicamente, integrados en éste, en el cual un miembro sensible al calor se suaviza para liberar un miembro elástico para abrir el circuito.
La Figura 5 es una vista en perspectiva, en despiece de los componentes del montaje de tapa extrema de la invención, mostrados en la modalidad de la Figura 1 o la Figura 9.
La Figura 6 es una vista en perspectiva del fondo del montaje de tapa extrema que muestra la placa resistente a la presión y las aberturas de ventilación a través de ésta.
La Figura 7 es una vista en perspectiva que muestra el montaje de tapa extrema de la invención, que está insertado dentro del extremo abierto de un alojamiento cilindrico de una celda.
La Figura 8 es una vista en perspectiva que muestra una celda completada, con el montaje de tapa extrema de la invención insertado dentro del extremo abierto de un alojamiento cilindrico de una celda con placa de tapa extrema del montaje, que forma una terminal de la celda.
La Figura 9 es una vista transversal vertical que muestra el mecanismo interruptor de corriente, térmicamente activado, que emplea un miembro de memoria de forma y el mecanismo interruptor de corriente activado por presión, en el modo de circuito conectado.
La Figura 10 es una vista transversal vertical que muestra el mecanismo interruptor de corriente, térmicamente activado, que emplea el miembro de memoria de forma en el modo de circuito interrumpido .
La Figura 11 es una vista en perspectiva de una configuración en forma de disco oval para el submontaje de diodo.
La Figura 12 es una vista en perspectiva de una configuración en forma de disco rectangular para el submontaje de diodo.
El montaje de tapa extrema 10 (Figura 1) de la invención puede ser aplicado a las celdas primarias o secundarias (recargables) . En una modalidad preferida, el montaje de tapa extrema 10 es insertable dentro del extremo abierto 95 de un alojamiento 90 típicamente cilindrico, para las celdas (Figura 7) . Las celdas contienen un electrodo positivo (cátodo en la descarga), un electrodo negativo (ánodo en la descarga) , el separador y el electrólito y las terminales externas positiva y negativa en comunicación eléctrica con los electrodos positivo y negativo, respectivamente. Con referencia ahora a la Figura 1 de los dibujos, un montaje de tapa extrema 10 diseñado para la inserción dentro del extremo abierto de un alojamiento de celda, comprende un submontaje 38 interruptor de corriente, térmicamente activable, y un submontaje 48 de alivio de presión integrado en éste. Los submontajes 38 y 48 están separados por una placa de soporte común 60. Los submontajes 38 y 48 son mantenidos dentro de una cubierta 30 por el anillo rígido 55 el cual yace dentro de la cubierta 30. La cubierta 30 define la pared exterior del montaje 10 de tapa extrema. El submontaje interruptor 38 está definido en su extremo superior por una placa 20 de tapa extrema, en forma de copa y en su extremo de fondo por una placa de contacto 15 la cual está soldada a la placa de soporte 60. La placa 20 de tapa extrema en forma de copa forma una de las terminales extremas de la celda. La placa de soporte 60 separa la cámara 68 dentro del submontaje térmico 38 de la cámara 78, dentro del submontaje 48 de alivio de presión. La placa de contacto 15 está eléctricamente conectada a la placa de soporte 60, la cual a su vez está eléctricamente conectada a un electrodo 88 (ánodo o cátodo) de la celda, cuando el montaje de tapa extrema 10 es aplicado a una celda. Un mecanismo interruptor de circuito térmicamente sensible (40, 50) se proporciona para completar el circuito entre la placa de contacto 15 y la tapa extrema 20. Si la temperatura dentro de la celda excede un valor de umbral predeterminado, el mecanismo interruptor activa el contacto eléctrico de ruptura entre la tapa extrema 20 y la placa de contacto 15, con lo cual se previene que la corriente fluya a través de la celda. El submontaje 48 de alivio de presión comprende un diafragma 70 metálico, delgado, conectado a una placa 80 resistente a la presión la cual a su vez está eléctricamente conectada a un electrodo de celda 88 a través de la lengüeta conductora 87, la cual está soldada a la placa 80. (La placa resistente a la presión es eléctricamente conductora y de suficiente espesor de modo que no se deforma sustancialmente a presiones elevadas al menos hasta aproximadamente 4.14 x 106 pascales (600 psi) . Si la presión del gas dentro de la celda se constituye para exceder un valor de umbral predeterminado, el diafragma 70 se abomba hacia afuera para romper el contacto eléctrico con la placa 80 resistente a la presión, con lo cual se previene que la corriente fluya hacia o desde la celda. La placa 80 resistente a la presión y la placa de soporte 60 tienen también preferentemente perforaciones, 73 y 63, respectivamente, en éstas, lo cual ayuda a ventilar el gas y a aliviar la constitución de presión dentro de la celda. En la modalidad preferida mostrada en la Figura 1, el montaje 10 de tapa extrema puede ser utilizado sobre una celda recargable, por ejemplo, una celda recargable de iones litio. (Una celda recargable de iones litio está caracterizada por la transferencia de iones litio desde el electrodo negativo hacia el electrodo positivo, después de la descarga de la celda y a partir del electrodo positivo hacia el electrodo negativo después de la carga de la celda. Ésta puede tener típicamente un electrodo positivo de óxido de litio y cobalto (LixCo02) u óxido de litio y níquel (LiNix02) u óxido de níquel y litio sustituido con cobalto (LiC??Niy02) u óxido de litio y manganeso de estructura cristalina de espinela (LixMn20 ) . La celda de iones litio tiene típicamente un electrodo negativo que emplea carbono o materiales de óxido de estaño. El electrodo negativo constituye el ánodo de la celda durante la descarga y el cátodo durante la carga, y el electrodo positivo constituye el cátodo de la celda durante la descarga y el ánodo durante la carga. El electrólito para tales celdas puede comprender una sal de litio disuelta en una mezcla de solventes no acuosos. La sal puede ser LiPF6 y los solventes pueden incluir ventajosamente carbonato de dimetilo (DMC), carbonato de etileno (EC) , carbonato de propileno (PC) y mezclas de los mismos. La presente invención es aplicable también a otras celdas recargables, por ejemplo, celdas de hidruro metálico de níquel y celdas de níquel y cadmio. El montaje de tapa extrema 10 comprende una terminal de tapa extrema 20 la cual es típicamente la terminal positiva de la celda recargable, una placa de soporte metálica 60 la cual forma una base de soporte bajo la placa 20 de tapa, y un disco aislante 35 entre la tapa extrema 20 y la placa de soporte 60. El montaje 10 de tapa está provisto también ventajosamente con un diafragma 70 de alivio de presión por debajo de la placa de soporte 60, como se muestra en la Figura 1. El diafragma 70 puede ser soldado a una placa 80 resistente a la presión, subyacente. Esto puede ser realizado convenientemente mediante la soldadura de la base 72 del diafragma 70 a una porción elevada 82 de la placa 80 resistente a la presión, subyacente. El diafragma 70 debe ser de material que sea eléctricamente conductor y de espesor mínimo de entre aproximadamente 0.1 y 0.5 milímetros, dependiendo de la presión a la cual se pretende que actúe el diafragma. El diafragma 70 puede ser de manera deseable, de aluminio. El diafragma 70 está ventajosamente acuñado de modo que éste se rompe a una presión predeterminada. Es decir, la superficie del diafragma puede estar estampada o grabada con ácido de modo que una porción de la superficie es de espesor más pequeño que el resto. Un diafragma preferido 70 para el uso en la presente invención está acuñado para imponer una muesca semicircular o en forma de * C" 70a en su superficie. La forma de la muesca ventajosamente es la misma o similar a la forma de una porción mayor del borde periférico del diafragma 70 y colocada ventajosamente en proximidad al borde periférico. La presión particular a la cual tiene lugar la ventilación, es controlable mediante la variación de los parámetros tal como la profundidad, la colocación o la forma de la muesca así como la dureza del material. Cuando la presión se vuelve excesiva, el diafragma se romperá a lo largo de la línea de la muesca. La tapa extrema 20 y la placa de soporte 60 definen una cámara 68 entre ésta, en la cual está situado un submontaje 38 interruptor de corriente, térmicamente activado. El disco aislante 35 está formado de una porción de base periférica 35a y un brazo 35b de pendiente hacia abajo que se extiende desde ésta. El brazo 35b se extiende hacia la cámara 68. El diafragma 70 está diseñado para romperse cuando la constitución del gas dentro de la celda alcanza un nivel de umbral predeterminado. La región entre la placa de soporte 60 y el diafragma 70 forma una. cámara 78 dentro de la cual la constitución del gas dentro de la celda puede ventilarse después de la ruptura del diafragma 70. El submontaje 38 interruptor de corriente comprende un disco bimetálico 40 térmicamente sensible, una placa de contacto metálica 15 en contacto eléctrico con un miembro 50 elástico en forma de resorte. Como se muestra en las Figuras 1 y 5, el miembro elástico 50 puede ser formado de un miembro flexible simple que tiene una porción periférica circular externa 50a a partir de la cual se extiende una porción de lengüeta 50c retenedora del disco, radialmente hacia adentro para sujetar en general el disco bimetálico 40 libremente en su sitio durante cualquier orientación de la celda, al tiempo que no restringe su movimiento de acción a presión. Este miembro puede ser soldado en un punto de la porción exterior 50a a la placa 20 de tapa extrema, con una porción de contacto central 50b en contacto con la placa 15. Además, la porción de contacto 50b puede ser diseñada con un área transversal reducida, de modo que ésta puede actuar como un enlace o unión de fusión desintegrable para proteger contra las condiciones de variación rápida de energía. El disco bimetálico 40 está colocado para acoplarse libremente a los brazos 35b inclinados del disco aislante 35, cuyos brazos actúan como el asiento del disco para el disco 40. El disco bimetálico 40 incluye también preferentemente una abertura central para recibir una porción de contacto elevada de la placa de contacto metálica 15. La placa de contacto 15 es preferentemente soldada a la placa de soporte 60 y proporciona una superficie para el miembro elástico 50, para descansar como se muestra en la Figura 1.
El submontaje 38 de interrupción de corriente del montaje 10 de tapa extrema puede también incluir un diodo, preferentemente un microcircuito 700 de diodo Zener. La cara metálica positiva 720 del diodo está conectada a la tapa extrema 20 mediante acoplamiento a ésta por soldadura conductora. Una guía conductora 702 la cual puede estar en la forma de un alambre metálico o lengüeta se proporciona extendiéndose desde la cara negativa 730 del diodo. La guía 702 puede ser eléctricamente conectada al anillo rígido 55 del montaje de tapa extrema. La guía conectadora 702 puede estar soldada a la cara negativa 730. El anillo rígido 55 está eléctricamente conectado a la pared exterior 30, la cual a su vez está eléctricamente conectada a la terminal negativa de la celda, mediante soldadura de ésta al alojamiento 90 de la celda. De este modo, la guía negativa 702 que se extiende desde el diodo se llega a conectar eléctricamente a la terminal negativa de la celda (alojamiento de celda); el aislamiento eléctrico 703 se proporciona sobre y bajo la guía negativa 702 gue rodea la guía, y la protege del contacto con la tapa extrema 20 o cualquiera de los componentes metálicos internos dentro del montaje 10 de tapa extrema, los cuales son positivos. El aislamiento 703 puede estar en la forma de una película compuesta de material de poliéster y de poliimida. Alternativamente, el aislamiento 703 puede ser de cloruro de polivinilo. Similarmente, la cara negativa metálica 730 expuesta del diodo está cubierta con material aislante 703 tal como con una película aislante de material de poliéster o de poliimida para prevenir el contacto entre la cara negativa 730 del diodo y los componentes metálicos dentro del montaje 10 los cuales son positivos. El diodo Zener 700 tiene de manera deseable un voltaje Zener debajo de aproximadamente 5.0 voltios, preferentemente entre aproximadamente 4.7 y 5.0 voltios y un vatiaje de entre aproximadamente 100 y 500 microvatios para el uso en el montaje 10 de tapa extrema, cuando se aplica a las celdas de iones litio. Un diodo Zener preferido 700 para la aplicación al montaje 32'0 de tapa extrema utilizado en conjunto con una celda de iones litio puede ser el diodo Zener (500 microvatios), el microcircuito tipo oblea No. CDC5230 que tiene un voltaje Zener de 4.7 voltios disponible de Compensated Devices Inc. de Melrose, Mass. El diodo Zener 700 junto con la guía conductora 702 y el aislamiento 703 forma un submontaje de diodo que tiene un espesor entre aproximadamente 0.25 y 0.35 mm . El diodo Zener 700 es un dispositivo de unión semiconductor, de dos terminales, el cual puede estar en forma de oblea o microplaqueta, por ejemplo, como un disco en forma de oblea oval delgado (Figura 11) o poligonal, preferentemente un disco en forma de oblea rectangular o cuadrado como se muestra en las Figuras 12 o en forma cilindrica. En la forma de oblea o disco, el diodo Zener tiene una cara terminal positiva metalizada (cátodo) 720, una cara terminal negativa metalizada (ánodo) 730, y una capa de empalme 715 semiconductora del núcleo, entre las dos caras terminales. La unión o empalme 715 está típicamente protegida con dióxido de silicio. En el diodo Zener cilindrico, la unión semiconductora yace dentro del cilindro. La superficie exterior del cilindro forma una de las caras terminales y un extremo del cilindro forma la terminal opuesta. El diodo Zener cuando es conectado a una celda electroquímica u otro suministro de energía D.C. (corriente directa) muestra un perfil característico de corriente versus voltaje. Los diodos Zener pueden ser preseleccionados mediante el voltaje Zener V* (voltaje de ruptura) y el consumo de energía (vatios) al voltaje Zener. Si el voltaje, V, a través de .las terminales de diodo es variado, la resistencia a través del diodo disminuye gradualmente hasta el voltaje Zener, V*. Conforme el voltaje se aproxima y cruza sobre el voltaje Zener, V*, la resistencia a través del diodo cae dramáticamente. Esto significa que la resistencia del diodo se vuelve muy pequeña y la corriente, I, a través del diodo se vuelve muy alta conforme el voltaje se incrementa más allá del voltaje Zener, V*. Conforme la corriente pasa a través del diodo, el diodo se sujeta a calentamiento I2R con su temperatura superficial en equilibrio que es una función de la densidad de los vatios (consumo de energía por unidad de área superficial) . Se ha determinado que la selección adecuada de un diodo, preferentemente un diodo Zener y la colocación del diodo dentro del montaje 10 de tapa extrema en proximidad al disco interruptor de corriente 40, térmicamente sensible, ofrece seguridad agregada en el caso en que la celda es expuesta a una condición sobrecargada que resulta del voltaje de carga excesivo o de la alta corriente de carga. En tal caso el diodo se llega a calentar rápidamente debido al calentamiento I2R que provoca a su vez que el disco 40 interruptor de corriente se flexione para romper la vía eléctrica entre , la lengüeta de electrodo 87 y la tapa extrema 20 terminal, y apaga la celda. Se ha determinado que al incluir el diodo Zener se acelera la respuesta al apagado durante tales situaciones de sobrecarga, ya que el disco 40 de interrupción de corriente está expuesto a y detecta una fuente térmica adicional, a saber el diodo. El diodo Zener es ventajosamente seleccionado de modo que su voltaje Zener está mucho más allá del voltaje de operación normal de la celda, pero al mismo tiempo representa un umbral de voltaje al cual es deseable disparar el disco interruptor de corriente 40 para apagar la celda. El diodo Zener se selecciona también de modo que la corriente llevada al voltaje Zener sea disipada conforme el calor alcanza una temperatura suficiente para provocar una deflexión o desviación del disco 40 interruptor de corriente. Preferentemente, el diodo se selecciona también de modo que éste provocará únicamente drenado despreciable de la celda cuando la celda no esté en uso. Para celdas de iones de litio es deseable seleccionar el diodo Zener de modo que éste drene o disipe menos de aproximadamente 100 microamperios, preferentemente 20 microamperios, de corriente a 3.0 voltios .
Una celda de iones litio opera en un intervalo de voltaje típicamente entre aproximadamente 3 y 4 voltios. Por lo tanto, la selección de un diodo Zener adecuado para la celda de iones litio para el uso en el montaje 10 de tapa extrema y otros montajes de tapa extrema de interrupción de corriente descritos en la presente, puede tener de manera deseable un voltaje Zener debajo de aproximadamente 5.0 voltios, preferentemente entre aproximadamente 4.7 y 5.0 voltios y un vatiaje de entre aproximadamente 100 y 500 microvatios. Tales diodos imponen agotamiento o drenado despreciable sobre la celda cuando la celda no está en uso, y no generarán suficiente calor bajo condiciones normales de carga para provocar gue el disco interruptor de corriente 40 se desvíe. Un diodo Zener 700 preferido para la aplicación al montaje 10 de tapa extrema utilizado en conjunto con una celda de iones litio, puede ser el diodo Zener (500 microvatios) del tipo de microplaca tipo oblea No. CDC5230 que tiene un voltaje Zener de 4.7 voltios, suministrado por Compensated Devices Inc., de Melrose, Mass. Un diodo Zener 700 alternativo para la aplicación a un montaje 10 de tapa extrema utilizado con una celda de iones litio puede ser un microcircuito tipo oblea de 300 microvatios No. CD4688 que tiene un voltaje Zener de 4.7 voltios. Tales microcircuitos tienen una anchura de aproximadamente 0.6 mm y espesor de aproximadamente 0.25 mm . Mientras que el diodo 700 preferido para el montaje de tapa extrema de la invención es un diodo Zener, podrían ser utilizados en su lugar otros diodos. Por ejemplo, el diodo Zener podría ser reemplazado con un diodo Schottky o un diodo rectificador de energía con disipación adecuada de energía y drenado a bajo voltaje. Tales diodos también muestran las características deseables de disminuir la resistencia conforme el voltaje aplicado se incrementa, y por lo tanto podrían también ser utilizados como un elemento de calentamiento en lugar del diodo Zener, para provocar que el disco interruptor de corriente 40 se desvíe o flexione en el caso en que la celda es sujeta a una condición de sobrecarga. No obstante, tales diodos son menos deseables que el diodo Zener, ya que éstos no muestran una caída drástica en la resistencia cuando se alcanza un voltaje específico, por ejemplo, un voltaje Zener preseleccionado.
El diodo 700 en las modalidades preferidas para los montajes de tapa extrema descritos en la presente está permanentemente conectado en paralelo con las terminales de la celda. En las modalidades preferidas anteriormente descritas, la terminal positiva 720 del diodo 700 y el miembro 50 elástico interruptor de corriente (Figura 1) están eléctricamente conectados a al terminal positiva de la celda. De este modo, cuando el miembro 50 interruptor de corriente se flexiona o desvía, la vía o trayectoria eléctrica entre la terminal positiva y el electrodo positivo se rompe, con lo cual se apaga simultáneamente la celda y se desactiva el diodo. Los diseños de circuitos alternativos para la inclusión del diodo son también posibles. Otra resistencia, por ejemplo, los resistores, puede ser incluida en el circuito entre una o ambas terminales del diodo Zener y la conexión de la terminal Zener con una terminal de celda de polaridad correspondiente. También, el diodo 700 (Figura 1)* podría ser conectado en paralelo con las terminales de la celda y el interruptor de corriente 50 podría ser conectado en serie con el diodo, por ejemplo, si la cara positiva 720 del diodo 700 fuera conectada a la placa de contacto 15 o a la placa de soporte metálico 60 en vez de a la tapa extrema 20. En tal modalidad, el diodo no se desactiva cuando el miembro 50 elástico, interruptor de corriente, se desvía o flexiona. En consecuencia, el término conexión eléctrica en paralelo del diodo 700 como se utiliza en la presente y en las reivindicaciones, no se pretende que excluya la posibilidad de inserción de resistores adicionales o del interruptor de corriente 50 en la pata o espiga del circuito entre una terminal del diodo y la conexión de esa terminal con una terminal de celda de polaridad correspondiente. Los diodos seleccionados como las modalidades anteriormente descritas imponen drenado o agotamiento despreciable sobre la celda. Para eliminar completamente el drenado libre u ocioso sobre la celda, una de las terminales del diodo puede estar permanentemente conectada a una terminal de celda correspondiente, y la otra de sus terminales conectable a la terminal de celda correspondiente por un interruptor que es encendido cuando la celda es insertada dentro del dispositivo de carga o el dispositivo es energizado. El uso del montaje 10 de la tapa extrema con o sin la inclusión del diodo Zener 700 no excluye la adición de un dispositivo PTC (coeficiente de expansión térmica positiva) convencional dentro de la vía eléctrica entre la lengüeta 87 del electrodo positivo y la terminal positiva 20. Tal dispositivo PTC si es agregado podría ser colocado dentro del montaje 10 de tapa extrema o externo a éste. No obstante, la modalidad anteriormente descrita para el montaje 10 de tapa extrema con la inclusión del diodo Zener 700 no requiere al dispositivo PTC. Los dispositivos PTC inhiben la resistencia cada vez mayor conforme se incrementa la corriente a través de éstos. La resistencia del dispositivo PTC, no obstante, no se incrementa lo suficientemente alto co o para prevenir que toda la corriente pase a través de éste. El dispositivo PTC por lo tanto no proporciona por sí mismo el mismo grado de protección como la modalidad preferida anteriormente descrita para el montaje 10 de tapa extrema, particularmente cuando la celda es sujeta a sobrecarga por el uso de voltaje de carga excesivo o carga prolongada. Además, el disco 40 interruptor de corriente térmico es también capaz de reaccionar a la carga en exceso o a la corriente de descarga evitando la necesidad de incluir un dispositivo PTC para proporcionar protección para tales situaciones.
Existe una arandela eléctricamente aislante 25 la cual se extiende sobre el borde periférico de la tapa extrema 20 y a lo largo del borde periférico del fondo del diafragma 70. La arandela 25 también limita con el borde exterior del submontaje 38, como se muestra en la Figura 1. Puede existir un anillo de metal 55 que está enrollado sobre el borde superior de la arandela 25 y presionado contra el diafragma 70 para sellar los componentes interiores del montaje de tapa extrema. La arandela 25 sirve para aislar eléctricamente la tapa extrema 20 del anillo rígido 55, y también para formar un sello entre la placa de soporte 60 y el anillo rígido 55. La cubierta 30 del montaje 10 de tapa extrema puede ser formado a partir del miembro cilindrico truncado mostrado mejor en la Figura 5. En un montaje de celda completada (Figura 8) la. superficie exterior de la cubierta 30 entrará en contacto con la superficie interna del alojamiento 90 de la celda. La placa de soporte 60 proporciona una base para los componentes del submontaje 38, para descansar, y preferentemente es en forma de arco para mantener la fuerza compresiva radial activa contra la superficie interna de la arandela 25. La placa de soporte 60 puede estar provista con perforaciones 63 en su superficie para ventilar el gas hacia la cámara superior 68 cuando el diafragma 70 se rompe. El gas que pasa hacia la cámara superior 68 se ventilará hacia el ambiente externo a través de los orificios de ventilación primarios 67 en la tapa extrema 20. La cubierta 30 del montaje de tapa extrema está en contacto con el alojamiento 90 de la celda, el cual está en contacto eléctrico con la terminal opuesta, típicamente la terminal negativa en el caso de la celda recargable de iones litio. De este modo, la arandela 25 proporciona aislamiento eléctrico entre la tapa extrema 20 y la pared exterior 30, es decir, entre las dos terminales de la celda, con lo cual se previene el corto de la celda. Puede existir un anillo aislante adicional, a saber el anillo de apoyo 42 entre la porción superior de la pared exterior 30 y la placa de presión 80 como se ilustra en la Figura 1, también para asegurar que no exista corto entre las terminales positiva y negativa de la celda. El diafragma 70 está preferentemente en la forma de una copa comprendida de aluminio que tiene un espesor ventajosamente de entre aproximadamente 76.2 y 254 mieras (3 y 10 milésimas de pulgada) . A tal espesor, la soldadura entre la base 72 del diafragma y la placa de soporte 80 se rompe y la base 72 del diafragma se abomba y se separa de la placa de soporte 80 (Figura 3) cuando la presión interna del gas dentro de la celda se eleva a un valor de umbral de al menos entre aproximadamente 6.894 x 105 y 13.89 x 105 pascales (100 psi y 200 psi) . (Tal constitución de presión podría ocurrir por ejemplo si la celda estuviera siendo cargada a un voltaje mayor que el recomendado, o si la celda estuviera haciendo corto o fuera mal utilizada) . No obstante, si se desea el espesor de la base 72 del diafragma puede ser convenientemente ajustado para abombarse a otros niveles de presión. La separación de la base 72 de diafragma de la placa 80 rompe todo el contacto eléctrico entre el diafragma 70 y la placa 80. Esta separación también rompe la vía eléctrica entre la tapa extrema 20 y el electrodo 88 de la celda, en contacto con la placa 80, de modo que la corriente ya no puede fluir hacia o desde la celda, apagando en efecto la celda. Incluso después de gue la vía o trayectoria de corriente es rota y la presión dentro de la celda continúa elevándose por otras razones, por ejemplo, calentándose en un horno, el diafragma de ventilación 70 se romperá también preferentemente a una presión de umbral de al menos entre aproximadamente 17.2 x 105 y 27.6 x 105 pascales (250 y 400 psi) para prevenir la explosión de la celda. En tales circunstancias extremas, la ruptura del diafragma de ventilación 70 permite que el gas proveniente del interior de la celda se ventile a través de los orificios de ventilación 73 (Figuras 1 y 6) en la placa resistente a la presión 80, después de lo cual el gas entra a la cámara inferior 78 (Figura 1) . El gas pasará luego desde la cámara inferior 78 hacia la cámara superior 68 a través de los orificios de ventilación 63 en la placa de soporte 60 (Figura 1) y si es necesario los orificios de ventilación (no mostrados) en el disco aislante 35. El gas recolectado en la cámara superior 68 se ventilará hacia el ambiente externo a través de los orificios de ventilación primarios 67 en la placa 20 de tapa extrema. Las características . de interrupción de corriente de la invención pueden ser descritas con referencia a las Figuras 1-3. Se debe notar que en la modalidad específica mostrada en la presente, uno de los electrodos de celda entra en contacto con la placa 80 a través de la lengüeta 87 cuando el montaje 10 de tapa extrema es aplicado a una celda. Durante la operación normal de la celda, la placa 80 a su vez es eléctricamente conectada a la placa 20 de tapa extrema. En una celda de iones litio, el electrodo 88 en contacto con la placa 80 puede ser convenientemente el electrodo positivo. Este electrodo estará aislado del estuche o alojamiento 90 de la celda. El electrodo negativo (no mostrado) estará conectado al estuche o alojamiento 90 de la celda. La modalidad de la Figura 1 muestra la configuración del montaje de tapa extrema antes de que la corriente sea interrumpida ya sea por activación del disco bimetálico 40 interruptor de corriente, térmico, o activación del diafragma 70 de alivio de presión. En la modalidad específica mostrada en la Figura 1, la placa 80 está en contacto eléctrico con el diafragma 70, y el diafragma 70 está en contacto eléctrico con la placa de soporte 60. La placa de soporte 60 está en contacto eléctrico con la capa de contacto 15 la cual está en contacto eléctrico con el miembro elástico 50, el cual a su vez está en contacto eléctrico con la tapa extrema 20. En el diseño de tapa extrema integrada de la invención, mostrado en la Figura 1, el contacto eléctrico entre el electrodo 88 en contacto con la placa de presión 80 y la tapa extrema 20, puede ser interrumpido de dos maneras. Como se describe anteriormente, si la presión se constituye en la celda a un umbral predeterminado, el contacto entre el diafragma 70 y la placa de presión 80 es roto conforme la base 72 del diafragma se abomba lejos de la placa de presión 80. Esta interrupción en el circuito previene que la corriente fluya hacia o desde la celda. Alternativamente, si la celda se sobrecalienta el disco bimetálico 40 del submontaje 38 interruptor térmico se activa cuando la temperatura interna de la celda o la temperatura de diodo 700 alcanza un nivel predeterminado. Al hacer esto el disco bimetálico empuja hacia arriba desde el aislante 35b con lo cual provoca que el miembro elástico 50 se desacople de la placa de contacto 15. Esto en efecto separa la vía eléctrica entre la lengüeta 87 del electrodo y la tapa extrema 20, previniendo de este modo que la corriente fluya hacia o desde la celda. Es una ventaja de la invención el incorporar estos dos mecanismos interruptores dentro de un montaje 10 de tapa extrema simple el cual es insertable dentro del extremo abierto de un estuche o alojamiento de celda como una unidad simple. Es también una ventaja el incorporar un diodo Zener 700 dentro del montaje 10 de tapa extrema para la sensibilidad térmica mejorada y seguridad agregada, particularmente en el caso del calentamiento de la celda provocado por la carga prolongada o el uso de voltaje de carga excesivo. El disco bimetálico 40 está preferentemente no físicamente acoplado al disco aislante 35 subyacente, sino más bien está libre de moverse, es decir que descansa en condición flotante libre sobre el brazo 35b del disco como se muestra en la Figura 1. En tal diseño, la corriente no pasa a través del disco bimetálico 40 a cualquier tiempo, no obstante de si la celda está en carga o descarga. Esto es debido a que el disco 40, cuando es inactivado no está en contacto eléctrico con la placa de contacto 15. No obstante, si la celda se sobrecalienta más allá de una temperatura de umbral predeterminada, el disco bimetálico 40 está diseñado para la calibración apropiada, tal que éste se ajusta a presión o se deforma (Figura 2) provocando gue empuje el miembro elástico 50 lejos de la placa de contacto 15, con lo cual se previene que la corriente fluya entre las terminales de la celda. El disco bimetálico 40 está calibrado de modo que éste tiene una forma de plato predeterminada la cual permite que el disco se accione cuando se alcanza una temperatura de umbral dada. El diseño flotante libre del disco bimetálico 40 sobre el brazo 35b del disco aislante como se describe anteriormente, no permite que la corriente pase a través de éste a ningún tiempo, no obstante de si la celda está en carga o descarga. Esto hace la calibración del disco 40 más fácil y más precisa, ya que no existe efecto de calentamiento provocado por el flujo de corriente a través del disco bimetálico 40 (calentamiento I3R) . El disco bimetálico 40 puede comprender convenientemente dos capas de metales disímiles que tienen diferentes coeficientes de expansión térmica. La capa superior del disco bimetálico 40 (la capa más cercana a la tapa extrema 20) puede estar compuesta de un metal de alta expansión térmica, preferentemente una aleación de níquel-cromo-hierro y la capa subyacente o inferior puede estar compuesta de un metal de baja expansión térmica, preferentemente aleación de níquel-hierro. En tal modalidad el disco 40 puede activarse cuando la temperatura se eleva al menos entre aproximadamente 60 a 75°C, provocando que el disco 40 se deforme suficientemente para empujar el miembro elástico 50 lejos del contacto con la placa de contacto 15. Es también posible elegir las capas metálicas de alta y baja expansión térmica, tal que el disco 40 no se reajustará excepto a una temperatura por debajo de -20°C, lo cual en la mayoría de las aplicaciones hace al dispositivo un dispositivo termostático de acción simple. Los materiales preferidos para los componentes anteriormente descritos se describen como sigue: la tapa extrema 20 es preferentemente de acero inoxidable o de acero chapado con níquel de espesor de entre aproximadamente 0.2 y 0.375 mm (8 a 15 milésimas de pulgada) para proporcionar soporte adecuado, rigidez y resistencia a la corrosión. La pared exterior 30 del montaje 10 de tapa extrema es también preferentemente de acero inoxidable o de acero chapado con níquel que tiene un espesor de entre aproximadamente 0.2 y 0.375 mm (8 y 15 milésimas de pulgada) . La placa 80 de presión es preferentemente de aluminio que tiene un espesor de entre aproximadamente 0.25 y 0.5 mm (10 y 20 milésimas de pulgada) el cual puede estar reducido en el centro a entre aproximadamente 0.05 y 0.125 mm (2 y 5 milésimas de pulgada) en el punto de contacto soldado con la base 72 del diafragma. El anillo de apoyo aislante 42 puede estar compuesto de un material termoplástico de alta temperatura tal como poliéster de alta temperatura para resistencia y durabilidad, disponible bajo la designación comercial VALOX de General Electric Plastics Company. El anillo rígido o rizado 55 es preferentemente de acero inoxidable o de acero chapado con níquel, que tiene un espesor entre aproximadamente 0.2 y 0.375 mm (8 y 15 milésimas de pulgada) para resistencia y resistencia a la corrosión. El diafragma 70 es preferentemente de aluminio que tiene un espesor de entre aproximadamente 0.075 y 0.25 mm (3 y 10 milésimas de pulgada) . A tales espesores el diafragma se romperá lejos de su soldadura a la placa de presión 80, cuando la presión interna de gas excede una presión de umbral entre aproximadamente 6.89 x 105 y 17.2 x 105 pascales (100 y 250 psi Si la presión interna del gas excede una presión entre aproximadamente 17.2 x 105 y 27.6 x 105 pascales (250 y 400 psi) el diafragma 70 se romperá para proporcionar alivio adicional a la constitución de presión de gas. El disco aislante 35 sobre el cual descansa el disco bimetálico 40 es preferentemente de un material de alta resistencia a la compresión y de alta estabilidad térmica y de bajo encogimiento en molde. Un material adecuado para el disco 35 es un polímero cristalino líquido o similar, de espesor entre aproximadamente 0.25 y 0.75 mm (10 y 30 milésimas de pulgada) disponible bajo la designación comercial VECTRA de Celanese Company. La placa de soporte 60 es preferentemente de acero inoxidable o de acero chapado con níquel para proporcionar resistencia adecuada y resistencia a la corrosión a un espesor de entre aproximadamente 0.25 y 0.75 mm (10 y 30 milésimas de pulgada) . El miembro elástico 50 está ventajosamente formado de aleación de berilio-cobre, níquel-cobre, acero inoxidable o similares, el cual tiene buena acción de resorte y excelente conductividad eléctrica. Un espesor adecuado para el miembro elástico 50, cuando se forma de aleación de berilio-cobre, o de níquel-cobre, está entre aproximadamente 0.075 y 0.2 mm (3 y 8 milésimas de pulgada) para dar suficiente resistencia y capacidad de portar corriente. Este material puede estar chapado o incrustado con placa u oro en la región de contacto, para proporcionar menor resistencia eléctrica en esta área. La placa de contacto 15 está ventajosamente formada de acero laminado en frío, chapado con un metal precioso tal como oro o plata para disminuir la resistencia de contacto y mejorar la confiabilidad. Ésta puede estar también formada de una aleación de chapa de níquel-cobre, acero inoxidable, o acero chapado con níquel. La arandela 25 es elaborada típicamente de material polimérico tal como nailon o polipropileno.
El sello alrededor de los componentes del montaje de tapa extrema debe ser hermético con el fin de que el electrólito, tanto en la forma de líquido como de vapor, se prevenga que entre hacia las cámaras de la tapa extrema o abandone la celda. Después de que el montaje 10 de tapa extrema es completado éste puede ser insertado dentro del extremo abierto 95 de un estuche o alojamiento 90 de celda cilindrica mostrado en la Figura 7. El borde circunferencial del estuche de celda 90 en el extremo abierto del mismo, es soldado a la pared exterior de la cubierta 30 del montaje 10 de tapa extrema, para proporcionar un sello herméticamente apretado entre el montaje 10 de tapa extrema y el estuche 90 de la celda. La presión radial de la pared circunferencial del anillo rígido 55 contra la arandela 25 y el diafragma 70, produce un . sello herméticamente apretado alrededor de los componentes interiores del montaje 10 de tapa extrema. Una modalidad alternativa del diseño de tapa extrema que tiene un mecanismo de alivio de presión y el mecanismo interruptor de corriente térmicamente activado, integrado en éste, se muestra como un montaje 110 de tapa extrema en la Figura 4. La modalidad de la Figura 4 es similar a aquella descrita anteriormente con respecto a las Figuras 1-3, excepto que no se emplea un disco bimetálico para activar el mecanismo similar a resorte. Más bien se proporciona una pella térmica 175 para retener un miembro elástico 150 en forma de resorte, en contacto eléctrico con la placa de contacto 115. La placa de contacto 115 a su vez está en contacto eléctrico con la placa 20 de tapa extrema. El miembro elástico 150 puede comprender un brazo metálico alargado 150a, el cual está soldado en un extremo a la placa de soporte 60. La placa de soporte 60 está en contacto eléctrico con el diafragma 70, el cual a su vez está soldado a una porción elevada 82 de la placa 80 resistente a la presión, subyacente. Una lengüeta de electrodo 87 está en contacto eléctrico con la placa 80. El miembro elástico 150 termina preferentemente en su extremo opuesto en una porción 150b en forma de copa o de forma convexa, la cual hace contacto con la placa de contacto 115. Existe un disco aislante eléctrico 120 sobre el borde periférico 60a de la placa de soporte 60 para prevenir el contacto directo entre la placa de soporte 60 y la placa de contacto 115. De este modo, existirá contacto eléctrico entre la placa de soporte 60 y la tapa extrema 20, siempre y cuando el miembro elástico 150 sea mantenido presionado contra la placa de contacto 115. La placa de soporte 60 a su vez está en contacto eléctrico con el diafragma de aluminio 70 el cual está en contacto con la placa 80 y un electrodo 88 de celda a través de la lengüeta 87, cuando el montaje 110 de tapa extrema es aplicado a una celda. (El montaje 110 de tapa extrema puede ser aplicado a una celda al insertarlo dentro del extremo abierto de un estuche cilindrico 90, de la misma manera que se describe anteriormente con referencia a la modalidad mostrada en la Figura 1) . Por lo tanto, conforme el miembro elástico 150 es mantenido presionado contra la placa de contacto 115 por la pella térmica 175, existe contacto eléctrico entre un electrodo de celda 88 (a través de la lengüeta 87) y la placa 20 de tapa extrema que permite la operación normal de celda. Si la celda se sobrecalienta más allá de una temperatura de umbral predeterminada, la pella 175 se funde, con lo cual se retira el soporte para el miembro elástico 150. La fusión de la pella 175 provoca que el miembro elástico 150 se ajuste a presión con dirección hacia abajo y rompa el contacto eléctrico con la placa de contacto 115. Esto en efecto divide la vía eléctrica entre la lengüeta 87 del electrodo y la tapa extrema 20, previniendo de este modo que la corriente fluya hacia o desde la celda. Si la presión interna del gas dentro de la celda excede un valor predeterminado, el diafragma 70 se romperá, con lo cual se divide el contacto eléctrico entre la placa 80 y el diafragma 70 y también permite que el gas se escape hacia el ambiente externo a través de los orificios de ventilación 63 y 67 en la placa de soporte 60 y la tapa extrema 20, respectivamente. El montaje 110 de tapa extrema (Figura 4) puede también incluir un diodo, preferentemente un diodo Zener de oblea 700 en configuración de disco oval o poligonal, preferentemente de configuración cuadrada, como se muestra en la Figura 12. El diodo Zener es colocado en proximidad a la pella térmica 175 como se muestra en la Figura 4. La cara metálica positiva 720 del diodo está conectada a la tapa extrema 20 mediante el acoplamiento de ésta a la misma por soldadura conductiva. Una guía conductora 702 la cual puede estar en la forma de un alambre o lengüeta metálica, se proporciona extendiéndose desde la cara negativa 730 del diodo. La guía 702 puede estar eléctricamente conectada al anillo rígido 55 del montaje de tapa extrema. La guía conectadora 702 puede estar soldada a la cara negativa 730. El anillo rígido 55 está eléctricamente conectado a la pared exterior 30, la cual a su vez está eléctricamente conectada a la terminal negativa de la celda, mediante la soldadura de ésta al estuche 90 de la celda. De este modo, la guía negativa 702 que se extiende desde el diodo, se llega a conectar eléctricamente a la terminal negativa de la celda (alojamiento o estuche de la celda) . El aislamiento eléctrico 703 es proporcionado sobre y bajo la guía negativa 702 que rodea la guía 702 para protegerla del contacto con la tapa extrema 20, o cualquiera de los componentes metálicos internos dentro del montaje de tapa extrema 110 que son positivos. El aislamiento 703 puede estar en la forma de una película de material de poliéster o de poliimida. Alternativamente, el aislamiento 703 puede ser cloruro de polivinilo. Similarmente, la cara negativa metálica expuesta 730 del diodo está cubierta con material aislante tal como con una película aislante de material de poliéster o de poliimida, para prevenir el contacto entre la cara negativa 730 del diodo y los componentes metálicos dentro del montaje 110 que son positivos. El diodo Zener 700 tiene de manera deseable un voltaje Zener arriba de aproximadamente 5.0 voltios, preferentemente entre aproximadamente 4.7 voltios y .0 voltios, y un vatiaje de entre aproximadamente 100 y 500 microvatios para el uso en el montaje 110 de tapa extrema, cuando se aplica a las celdas de iones litio. Un diodo Zener preferido 700 para la aplicación a un montaje 110 de tapa extrema utilizado en conjunto con una celda de iones litio, puede ser un diodo Zener (de 500 microvatios) del tipo microcircuito de oblea No. CDC5230 que tiene un voltaje Zener de 4.7 voltios, disponible de Compensated Devices Inc. de Melrose, Mass. Los materiales preferidos para la tapa extrema 20, la placa de soporte 60, la placa de contacto 115 y el diafragma de aluminio 70 al que se hace referencia en la modalidad mostrada en la Figura 4, pueden ser los mismos que se describen para los elementos correspondientes que tienen los mismos números de referencia mostrados en las Figuras 1-3. La placa de contacto 115 está preferentemente formada de acero inoxidable o de acero laminado en frío chapado con níquel, chapado con plata u oro para disminuir su resistencia eléctrica. El disco aislante 120 mostrado en la Figura 4 es preferentemente elaborado de un material termoplástico de alta temperatura que tiene excelentes propiedades dieléctricas. Un material preferido para el disco 120 puede ser una poliimida disponible bajo la designación comercial KAPTON de E.l. DuPont Co . o poliéster de alta temperatura disponible bajo la designación comercial VALOX de General Electric Plastics Company. El miembro elástico 150 puede ser ventajosamente formado de aleación de berilio-cobre de espesor de entre aproximadamente 0.125 y 0.25 mm (5 y 10 milésimas de pulgada) para proporcionar buena conductividad cuando está en contacto con la placa 115 y acción de resorte confiable cuando la presión de la pella 175 contra ésta es retirada. Además, el brazo elástico 150 puede estar chapado con plata u oro para incrementar su conductividad. La pella térmica 175 está ventajosamente formada de un polímero que tiene un punto de fusión relativamente bajo, por ejemplo, entre aproximadamente 65°C y 100°C pero tiene todavía excelente resistencia a la compresión para mantener el brazo elástico 150 en su sitio durante la operación normal de la celda. Un material adecuado para la pella térmica 175 que tiene tales propiedades es una cera de polietileno disponible bajo la designación comercial POLYWAX de Petrolyte Company. Una pella térmica 175 de tal cera de polietileno se funde dentro de un intervalo de temperatura deseable de entre aproximadamente 75°C y 80°C. Otra modalidad alternativa se muestra en las Figuras 9 y 10. Esta modalidad es esencialmente la misma que la modalidad descrita en las Figuras 1-2 y para la misma aplicación excepto gue el mecanismo interruptor de corriente, térmicamente sensible, comprende un miembro 45 de aleación de memoria de forma en lugar del disco bimetálico 40 y el resorte 50. Una aleación de memoria de forma es una aleación mediante la cual un metal plásticamente deformado es restaurado a su forma original por un cambio de fase de estado sólido, provocado por el calentamiento. La respuesta de memoria de forma es originada por la fuerte relación cristalográfica entre la fase estable a baja temperatura conocida como martensita y la fase estable a alta temperatura conocida como austenita. La forma para ser recordada es formada en la fase de austenita cuando la aleación es mantenida en su sitio y calentada, y cuando la aleación es enfriada el material desarrolla la estructura martensítica. En el uso, cuando la aleación de memoria de forma es calentada ésta regresa a su forma recordada en fase de austenita. Las aleaciones de memoria de forma para la aplicación descrita en la presente son comercialmente disponibles, por ejemplo, de Special Metals Corp. de New Hartford, N.Y. El miembro 45 de aleación de memoria de forma (Figura 9) es eléctricamente conductor y puede tener ventajosamente la misma forma que el resorte 50 (Figura 1) . De este modo, éste puede ser deseablemente formado de un disco simple parcialmente hueco, por ejemplo, un disco 45 gue tiene una superficie discontinua, a saber, una superficie con una abertura 45f (Figura 5) a través de ésta. El disco 45 tiene un borde exterior 45a (Figura 5) y una porción flexible 45b que se proyecta hacia adentro, dentro de la porción hueca, por ejemplo en la abertura, desde el borde periférico 45a. La porción flexible 45b es preformada ventajosamente con una ligera flexión 45e en su superficie, como se muestra en la Figura 9, de modo que su extremo terminal 45c descansa plano contra la placa de contacto 15 para completar la vía eléctrica entre el electrodo positivo 87 y la tapa extrema 20. El espesor de la porción flexible 45b es más pequeño que su longitud. El espesor de la porción flexible 45b es deseablemente menor de 1 mm, preferentemente entre 0.2 y 0.5 mm. El miembro flexible 45b está orientado horizontalmente dentro del montaje 10 de tapa extrema, como se muestra en la Figura 9, de modo que la vía o trayectoria de corriente a través del miembro 45b será al menos sustancialmente en la dirección de su espesor y preferentemente y de manera esencial toda la trayectoria o vía de corriente a través del número 45b puede ser en la dirección de su espesor. Si la temperatura interna de la celda se vuelve demasiado alta por cualquier razón, por ejemplo, la aparición de una reacción exotérmica descontrolada, el miembro metálico de memoria 45 ser flexionará y se aplanará, con lo cual se rompe el contacto eléctrico con la placa de contacto 15. En la aplicación a baterías recargables, particularmente celdas de iones litio, la aleación 45 metálica de memoria puede ser preformada por la fabricación para flexionarse deseablemente a una temperatura entre 60°C y 120°C. Cuando tal temperatura es alcanzada, el miembro 45 metálico de memoria se flexionará inmediatamente para interrumpir el flujo de corriente y apagará la celda, previniendo de este modo la reacción exotérmica que podría conducir a una situación de desbocamiento térmico. Una aleación de memoria de forma, deseable, para activarse a tales temperaturas puede ser seleccionada de los grupos conocidos de aleaciones de memoria, por ejemplo, níquel-titanio (Ni-Ti), cobre-zinc-aluminio (Cu-Zn-Al), y cobre-aluminio-níquel (Cu-Al-Ni) . No obstante, se ha determinado que la aleación más deseable para el miembro 45 de aleación de memoria de forma es una aleación de níquel-titanio para la aplicación como el interruptor de corriente descrito anteriormente, para celdas electroquímicas. Una aleación de memoria preferida, de níquel-titanio es disponible bajo la designación comercial aleación NITINOL de Special Metals Corporation. El miembro 45 de memoria de forma puede ser de aleación reajustable o reendurecible, es decir, una que se deforma cuando se calienta pero regresa a su forma original después de enfriarse, sin aplicación de fuerza externa. No obstante, el metal 45 de memoria de forma para la presente solicitud no necesita ser reajustable o reendurecible, es decir, . puede deformarse irreversiblemente cuando se caliente a su temperatura de activación. El elemento de memoria 45 de la aleación NITINOL de material de aleación preferido, es normalmente fabricado tal que éste no es reajustable o reendurecible una vez que se activa. El elemento 45 de memoria, preferido de la aleación de NITINOL puede ser fabricado convenientemente como una pieza simple que tiene un borde periférico circular (Figura 5) a partir del cual se proyecta hacia adentro una porción flexible. La porción flexible 45b puede ser convenientemente de forma rectangular y comprende una porción exterior 45d y una porción interior 45c separada por la flexión 45e. El elemento de memoria 45 se flexiona a lo largo de la flexión 45e cuando se alcanza una temperatura de activación predeterminada, preferentemente una temperatura entre aproximadamente 60°C y 120°C, el elemento 45b se desvía lejos del contacto con la placa de contacto 15 como se muestra en la Figura 10, interrumpiendo de este modo el flujo de corriente dentro de la celda. Con el fin de lograr tal efecto de activación se ha determinado que el espesor del miembro 45 de aleación de NITINOL puede estar ventajosamente en un intervalo entre aproximadamente 0.2 y 0.5 mm, con un área superficial tal que la resistencia de dicho miembro es menor de aproximadamente 5 miliohmios. La forma anteriormente descrita para el miembro de memoria 45, a saber un disco hueco que tiene un borde exterior circular 45a a partir del cual se proyecta hacia adentro una porción flexible 45b, es deseable, ya que esto permite que el espesor reducido y el área de contacto buena reduzcan la resistencia completa del miembro 45. El miembro de memoria de forma 45 deseablemente no tiene una tensión de deformación no mayor de aproximadamente 8 por ciento. También, el ángulo entre la porción 45c y 45d es deseablemente entre aproximadamente 10 y 30 grados. Esto permite que el miembro de memoria 45b se flexione o desvíe lejos de la placa de contacto 15 y se aplane cuando se alcanza la temperatura de activación. En la aplicación a celdas de iones litio, el diseño preferido anteriormente descrito para el miembro de memoria 45, puede dar como resultado que su resistencia completa sea menor de 5 miliohmios, lo cual a su vez permite un drenado o agotamiento de corriente de hasta 5 amperios bajo operación continua de la celda. Aunque una forma rectangular para la porción flexible 45b es deseable, pueden también ser utilizadas otras formas, por ejemplo, el miembro 45 de la porción flexible puede ser algo ahusado de modo que la anchura promedio del miembro 45b es más pequeña que la anchura promedio de la porción 45d. En el diseño preferido, la superficie inferior del elemento de memoria 45 puede ser liso, es decir sin pata o proyecciones que emanen de éste. El metal de memoria 45 tiene la ventaja de requerir menos componentes ya que el resorte 50 utilizado en conexión con la modalidad de disco bimetálico puede ser eliminado. De este modo, el elemento de memoria 45 se ha constituido en un elemento simple con propiedades duales de activación sensible al calor y flexión similar al resorte después de tal activación. También la fuerza similar a resorte por unidad de masa del elemento de memoria 45, es mayor que aquella del disco bimetálico 40. Esta propiedad hace al elemento de memoria 45 particularmente adecuado para la aplicación a celdas pequeñas, por ejemplo celdas de tamaño AAA o celdas recargables prismáticas, delgadas. En este caso, las celdas que tienen un diámetro o anchura más pequeño que la anchura de las baterías o celdas tamaño AAA, anchura menor de aproximadamente 10.0 mm, el diafragma 70 de presión, fracturable, puede ser eliminado debido al pequeño espacio disponible dentro del montaje 10 de tapa extrema. En tal aplicación, el miembro de memoria 45 y el diseño estructural preferido anteriormente descrito para el montaje 10 de tapa extrema podría ser empleado excepto que la placa de soporte 60 y el diafragma 70 podrían ser fusionados en un miembro único que tiene la forma y la orientación de la placa 60 mostrada en la Figura 9. En tal diseño, la cámara inferior 78 y los orificios de ventilación 63 podrían ser eliminados. La placa de contacto 15 puede ser también opcional, ya que el miembro 45b de memoria de forma puede estar en contacto eléctrico directo con la placa 60, la cual podría de este modo funcionar como la placa de contacto . El montaje 10 de tapa extrema (Figuras 9 y 10) puede también incluir un diodo, preferentemente un diodo Zener de oblea 700 en configuración de disco oval o poligonal, preferentemente de configuración cuadrada como se muestra en la Figura 12. El diodo Zener es colocado en proximidad al miembro 45 de memoria de forma como se muestra en las Figuras 9 y 10. Es una ventaja el incorporar un diodo Zener 700 dentro del montaje 10 de tapa extrema para la sensibilidad térmica mejorada y seguridad agregada, particularmente en el caso del calentamiento de la celda provocado por la carga prolongada o el uso de voltaje de carga excesiva. La cara metálica positiva 720 del diodo está conectada a la tapa extrema 20 mediante el acoplamiento a ésta por el soldador conductivo. Una guía conductora 702 puede estar en la forma de un alambre o lengüeta metálica y se proporciona extendiéndose desde la cara negativa 730 del diodo. La guía conectadora 702 puede estar eléctricamente conectada al anillo rígido 55 del montaje de tapa extrema. La guía conectadora 702 puede estar soldada a la cara negativa 730 del diodo. El anillo rígido 55 está eléctricamente conectado a la pared exterior 30, la cual a su vez está eléctricamente conectada a la terminal negativa de la celda, mediante la soldadura de ésta al alojamiento o estuche de celda 90. De este modo, la guía negativa 702 que se extiende desde el diodo se llega a conectar eléctricamente a la terminal negativa de la celda (alojamiento o estuche de la celda) . El aislamiento eléctrico 703 está provisto y bajo la guia negativa 702 para protegerla del contacto con la tapa extrema 20 (Figuras 9 y 10) o cualquiera de los componentes metálicos internos dentro del montaje 10 de tapa extrema que son positivos. El aislamiento 703 puede estar en la forma de . una película compuesta de material de poliéster o poliimida. Alternativamente, el aislamiento 703 puede ser cloruro de polivinilo. Similarmente, la cara negativa metálica expuesta 730 del diodo está cubierta con el material aislante 703, tal como una película aislante de material de poliéster o de poliimida para prevenir el contacto entre la cara negativa 730 del diodo y los componentes metálicos dentro del montaje 10 que son positivos. El diodo Zener 700 tiene de manera deseable un montaje Zener por debajo de aproximadamente 4.7 voltios, preferentemente entre aproximadamente 4.7 y 5.0 voltios y un vatiaje de entre aproximadamente 100 y 500 microvatios o utilizarse en el montaje 10 de tapa extrema cuando se aplica a las celdas de iones de litio. Un diodo Zener 700 preferido para la aplicación a un montaje 10 de tapa extrema (Figuras 9 y 10) utilizado en conjunto con una celda de iones de litio puede ser el diodo Zener (500 microvatios) del tipo microcircuito de oblea no. CDC5230 que tiene un voltaje Zener de 4.7 voltios, disponible de Compensated Devices Inc. de Melrose, Mass. Una modalidad preferida de un montaje de tapa extrema que incorpora un elemento metálico de memoria 45 tiene también un diafragma 70 sensible a la presión, el cual se activa para expandirse de la manera ilustrada en la Figura 3, para romper la vía eléctrica entre el electrodo positivo 87 y la placa 20 de tapa extrema, cuando la presión dentro de la celda alcanza un nivel predeterminado. También como se describió previamente con referencia a las modalidades mostradas en las Figuras 1-3, el diafragma sensible a la presión 70 (Figuras 9 y 10) puede también tener muescas 63 que están diseñadas para romperse, para permitir que el gas pase a través de éstas cuando la presión dentro de la celda excede un nivel predeterminado. Si la constitución de presión dentro de la celda es drástica, la porción central 45 del diafragma 70, también se romperá, con lo cual permitirá un área más ancha para el escape de gas del interior de la celda. Una vista agrandada del montaje 10 de tapa extrema de las Figuras 1 y 9 se muestra en la Figura 5. El montaje 10 de tapa extrema puede ser elaborado mediante el ensamble o montaje de los componentes mostrados en la Figura 5, en el siguiente orden: con referencia a la construcción de la modalidad mostrada en la Figura 1, un premontaje se forma comprendiendo los componentes 20, 50, 40, 35, 15, 60, 70, 25 y 55. Con referencia a la construcción de la modalidad mostrada en la Figura 9, el premontaje se forma comprendiendo los componentes 20, 45, 35, 15, 60, 70, 25 y 55. El premontaje de la modalidad mostrada en la Figura 1 es convenientemente logrado primeramente mediante la inserción de la arandela de plástico 25 dentro del anillo rígido 55, insertando luego el diafragma de ventilación 70 dentro de la arandela 25 e insertando luego la placa de soporte 60 con la placa de contacto 15 soldada a ésta, dentro del diafragma de ventilación 70. Después de esto el disco aislante 35 es colocado alrededor de la placa de contacto 15 y el disco bimetálico 40 es colocado para descansar sobre el brazo 35b con pendiente hacia afuera del disco aislante 35. El disco bimetálico 40 no está unido al disco aislante 35, sino gue descansa sobre éste en una condición de flotación libre, con el disco aislante que ayuda a actuar como medio de colocación para el disco bimetálico. La superficie superior del extremo exterior del miembro 50 similar a resorte, elástico, está soldado al borde circunferencial de la tapa extrema 20. La cara metálica positiva 720 del diodo Zener 700 está conectada a la superficie interna de la tapa extrema , preferentemente mediante, soldadura. La tapa extrema 20 con el miembro elástico 50 y el diodo Zener 700 soldado a éste, es luego colocado sobre el disco aislante 35, de modo que la porción central elevada de la placa de contacto 15 hace contacto con el extremo interior del miembro elástico 50 y la superficie inferior del extremo exterior del miembro elástico 50 hace contacto con el borde circunferencial del disco aislante 35. De este modo, el extremo exterior del miembro elástico 50 está acuñado entre la tapa extrema 20 y el disco aislante 35, y el extremo opuesto o interno del miembro 50 está en contacto con la placa de contacto 15. La conexión negativa 702 del diodo está soldada al borde superior del anillo rígido 55. El premontaje de la modalidad mostrada en la Figura 9 está construido de una manera similar, excepto que el disco bimetálico 40 es eliminado y el miembro 45 de memoria de forma es empleado en lugar del resorte 50. De este modo, el premontaje de la modalidad mostrada en la Figura 9 es convenientemente logrado primeramente mediante la inserción de la arandela de plástico 25 dentro del anillo rígido 55, insertando luego el diafragma de ventilación 70 dentro de la arandela 25 e insertando luego la placa de soporte 60 con la placa de contacto 15 soldada a ésta, dentro del diafragma de ventilación 70. El miembro de memoria 45 es luego soldado al borde circunferencial de la tapa extrema 20. La cara metálica positiva 720 del diodo Zener 700 es conectada a la superficie interna de la tapa extrema 20, preferentemente mediante soldadura. La tapa extrema 20 con el miembro de memoria 45 y el diodo Zener 700 soldado a éste es luego colocada sobre el disco aislante 35 de modo que la porción central elevada de la placa de contacto 15 hace contacto con el extremo interior del miembro de memoria 45, y la superficie inferior del extremo exterior del miembro de memoria 45 hace contacto con el borde circunferencial del disco aislante 35. De este modo, el extremo exterior del miembro de memoria 45 está acuñado entre la tapa extrema 20 y el disco aislante 35, y el extremo opuesto o interno del miembro 45 está en contacto con la placa de contacto 15. Con referencia a la construcción ya sea a la modalidad de la Figura 1 ó 9, el anillo 55 es luego mecánicamente envuelto o rizado sobre el borde superior de la arandela 25 para sujetar el extremo superior de la arandela 25 presionado herméticamente contra el borde circunferencial de la tapa extrema 20. Este envolvimiento es. logrado mediante la aplicación de fuerza mecánica a lo largo del eje centroidal (vertical) del anillo 55. Posteriormente en un segundo paso de envolvimiento o rizado, se aplica presión mecánica radialmente a las paredes del anillo rígido 45, con lo cual se completa el ensamble del premontaje. El envolvimiento radial sirve para mantener los componentes internos del premontaje apretada y herméticamente sellados dentro del anillo 55. El premontaje es luego insertado dentro de la cubierta metálica 30, de modo que la superficie de fondo o inferior del anillo rígido 55 descansa contra el borde interno de fondo de la cubierta 30. Después de esto, la superficie inferior o de fondo del anillo rígido 55 es soldada a la superficie interna inferior de la cubierta 30. La placa de presión 80 es luego ajustada a presión en el fondo del anillo de apoyo 42, aislante y el anillo de apoyo 42 con la placa de presión 80 acoplada a éste es luego colocado contra la superficie inferior externa de la cubierta 30, de modo que la porción central elevada de la placa de presión 80 hace contacto con el diafragma de ventilación 70. Este punto de contacto entre la placa de presión 80 y el diafragma 70 es luego soldado por puntos, completando de este modo la construcción del montaje 10 de tapa extrema. El montaje 10 de tapa extrema puede ser aplicado a una celda, por ejemplo, mediante inserción de éste dentro del extremo abierto del estuche o alojamiento cilindrico 90 de una celda, como se muestra en la Figura 7, y soldando la superficie externa de la cubierta 30 a la superficie interna del alojamiento cilindrico 90 en el extremo abierto 95 del mismo. Esto da como resultado que la celda 100 mostrada en la Figura 8 con el montaje 10 de la tapa extrema sea sellado de manera hermética dentro del alojamiento cilindrico 90, y la placa 20 de tapa extrema forma una terminal de la celda. Mientras que esta invención ha sido descrita en términos de ciertas modalidades preferidas, la invención no está limitada a las modalidades específicas sino más bien es definida por las reivindicaciones y equivalentes de la misma.
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.

Claims (65)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:
1. Un montaje de tapa extrema para la aplicación a una celda o batería electroquímica que tiene una terminal positiva y una terminal negativa, y un par de electrodos (ánodo y cátodo), comprendiendo el montaje de tapa extrema un alojamiento y una placa de tapa extrema expuesta, la placa es funcional como una terminal de la celda, el montaje de tapa extrema tiene una vía o trayectoria eléctricamente conductora a través de éste que permite que la placa de tapa extrema sea eléctricamente conectada al electrodo de la celda, cuando el montaje de tapa extrema es aplicado a una celda, incluyendo además el montaje de tapa extrema el medio térmicamente sensible para prevenir que la corriente fluya a través de la vía o trayectoria eléctrica, y el medio de resistencia eléctrica en proximidad al medio térmicamente sensible, el medio de resistencia provoca el calentamiento conforme la corriente pasa a través de éste, el medio de resistencia muestra disminución de resistencia conforme se incrementa el voltaje aplicado a éste, en donde el medio térmicamente sensible es activable cuando la temperatura dentro del montaje de tapa extrema alcanza un nivel predeterminado, provocando una ruptura en la vía eléctrica.
2. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el medio de resistencia comprende un diodo localizado dentro del alojamiento, teniendo el diodo una terminal positiva y una terminal negativa para la conexión eléctrica en paralelo a las terminales positiva y negativa, respectivamente, de la celda o batería.
3. El montaje de tapa, extrema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el medio de resistencia comprende un montaje de diodo que tiene un diodo Zener localizado dentro del alojamiento, teniendo el diodo Zener una terminal positiva y una terminal negativa para la conexión eléctrica en paralelQ a las terminales positiva y negativa, respectivamente, de dicha celda.
4. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque una terminal del diodo Zener está eléctricamente conectada a la placa de tapa extrema expuesta, del montaj e .
5. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el montaje es una estructura autocontenida.
6. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el submontaje del diodo comprende un miembro conductor conectado a una de las terminales del diodo, el miembro conductor se extiende desde el diodo para la conexión eléctrica a una terminal de celda de polaridad similar.
7. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el miembro conductor está rodeado por aislamiento eléctrico.
8. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el diodo Zener tiene un vatiaje entre aproximadamente 100 y 500 microvatios.
9. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el diodo Zener tiene un voltaje Zener menor de aproximadamente 5 voltios.
10. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el diodo Zener es un microcircuito de tipo oblea.
11. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el submontaje de diodo está en la forma de una oblea que tiene una forma poligonal u oval.
12. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además un medio sensible a la presión que comprende un miembro rompible localizado en el extremo del montaje de tapa extrema opuesto a la placa de tapa extrema, el miembro rompible se rompe cuando la presión de gas sobre el lado del mismo más alejado de la placa de tapa extrema, alcanza un nivel predeterminado, produciendo una ruptura en dicho miembro, permitiendo que el gas pase a través de éste.
13. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la celda tiene un alojamiento cilindrico y el montaje de tapa extrema es aplicado a la celda mediante la inserción de éste dentro del extremo abierto del alojamiento cilindrico, y soldando el montaje de tapa extrema al alojamiento.
14. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el medio térmicamente sensible comprende una cámara dentro del montaje de tapa extrema, que tiene un miembro bimetálico y un miembro eléctricamente conductor elástico, el miembro elástico forma una porción de la vía eléctrica, en donde, cuando la temperatura de la celda dentro del montaje alcanza un nivel predeterminado, el miembro bimetálico se deforma con lo cual empuja contra el miembro metálico elástico provocando un rompimiento en la vía eléctrica.
15. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el miembro bimetálico descansa libremente sobre una superficie de un miembro eléctricamente aislante dentro del montaje de tapa extrema.
16. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque una porción del miembro metálico elástico está emparedada entre una porción de la placa de tapa extrema y una porción del miembro eléctricamente aislante, y en donde el montaje de tapa extrema comprende una placa de contacto que forma parte de la vía eléctrica, en donde el miembro elástico está en contacto eléctrico con la placa de contacto.
17. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque comprende además un miembro de separación colocado a través de la anchura interior del montaje de tapa extrema, y entre la placa de tapa extrema y el miembro rompible, el miembro de separación separa el medio térmicamente sensible del medio sensible a la presión.
18. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el miembro de separación comprende una placa metálica que tiene al menos una abertura en éste, de modo que cuando el miembro rompible se rompe el gas pasa a través de dicha abertura y hacia la cámara dentro del montaje de tapa extrema.
19. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la placa de tapa extrema tiene al menos una abertura a través de ésta, de modo que cuando el miembro rompible se rompe, el gas recolectado desde dicha cámara pasa a través de la abertura de tapa extrema y hacia el ambiente externo.
20. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el miembro rompible comprende un diafragma rompible .
21. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porgue cuando el miembro bimetálico alcanza una temperatura predeterminada éste se deforma provocando que el miembro conductor elástico divida su conexión eléctrica con la placa de contacto, con lo cual provoca un rompimiento en la vía eléctrica.
22. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque comprende además una arandela eléctricamente aislante en contacto con el borde periférico de la placa de tapa extrema y el borde periférico del diafragma, comprendiendo además el montaje de tapa extrema un miembro metálico (miembro de envolvimiento) mecánicamente envuelto o rizado alrededor de la arandela para sujetar la placa de diafragma y la placa de la tapa extrema bajo compresión mecánica.
23. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque comprende además una cubierta metálica alrededor del miembro de envolvimiento.
24. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el montaje de tapa extrema es aplicado a una celda o batería insertándolo dentro del extremo abierto de un alojamiento o estuche cilindrico para la celda, y soldando la superficie exterior de dicha cubierta a la superficie interna del alojamiento, después de lo cual el montaje de tapa extrema se llega a sellar herméticamente dentro del estuche o alojamiento cilindrico con la placa de tapa extrema que comprende una terminal de la celda que está expuesta al ambiente externo.
25. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el medio térmicamente sensible comprende un miembro conductor elástico en contacto eléctrico con la placa de tapa extrema, y una masa fundible de material que sujeta el miembro elástico conductor en conexión eléctrica entre la placa de tapa extrema y otra porción conductora del montaje de tapa extrema, la otra porción conductora está adaptada para estar eléctricamente conectada a un electrodo de celda cuando el montaje de tapa extrema es aplicado a una celda, con lo cual se proporciona una conexión eléctrica entre la placa de tapa extrema y el electrodo durante la operación de la celda, en donde, cuando la temperatura de la celda alcanza un nivel predeterminado la masa del material se funde, con lo cual se provoca que el movimiento en el miembro metálico elástico divida la conexión eléctrica entre la placa de tapa extrema y el electrodo de la celda, con lo cual se previene la operación de la celda.
26. Un montaje de tapa extrema para la aplicación a una celda electroquímica que tiene una terminal positiva y una terminal negativa, y un par de electrodos internos (ánodo y cátodo), el montaje de tapa extrema comprende un alojamiento, una cámara dentro del alojamiento, y una placa de tapa extrema expuesta, la placa es funcional como una terminal de la celda, el montaje de tapa extrema tiene una vía eléctricamente conductora a través de éste que permite que la placa de tapa extrema sea eléctricamente conectada a un electrodo de celda cuando el montaje de tapa extrema es aplicado a una celda, el montaje de tapa extrema está caracterizado además porque comprende: a) el medio térmicamente sensible para prevenir que la corriente fluya a través de la vía eléctrica y a.l) el medio de resistencia eléctrica conectado eléctricamente a las terminales de la celda para provocar el calentamiento conforme la corriente pasa a través de éste, el medio de resistencia muestra resistencia disminuida conforme se incrementa el voltaje aplicado a ésta, en donde el medio térmicamente sensible comprende un miembro de aleación de memoria de forma, activable cuando la temperatura dentro del montaje de tapa extrema alcanza un nivel predeterminado provocando un rompimiento en la vía eléctrica, y el montaje de tapa extrema comprende además b) un medio que responde a la presión, que comprende un miembro rompible localizado en el extremo del montaje de tapa extrema opuesto a la placa de tapa extrema, el miembro rompible se rompe cuando la presión del gas sobre el lado del mismo más alejado de la placa de tapa extrema, alcanza un nivel predeterminado produciendo una ruptura en dicho miembro, permitiendo que el gas pase a través de éste.
27. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque el medio de resistencia comprende un diodo localizado dentro del alojamiento, teniendo el diodo una terminal positiva y una terminal negativa para la conexión eléctrica en paralelo a las terminales positiva y negativa, respectivamente, de la celda.
28. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque el medio de resistencia comprende el submontaje de diodo que comprende un diodo Zener localizado dentro del alojamiento, teniendo el diodo Zener una terminal positiva y una terminal negativa para la conexión eléctrica en paralelo a las terminales positiva y negativa, respectivamente, de dicha celda.
29. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque una terminal del diodo Zener está eléctricamente conectada a la placa de tapa extrema expuesta, del montaje.
30. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque el montaje es una estructura autocontenida.
31. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque el submontaje de diodo comprende un miembro conductor conectado a una de las terminales del diodo, extendiéndose el miembro conductor desde el diodo para la conexión a una terminal de celda de polaridad similar.
32. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado porque el cuerpo del miembro conductor está rodeado por aislamiento eléctrico.
33. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque el diodo Zener tiene un vatiaje de entre aproximadamente 100 y 500 microvatios.
34. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el diodo Zener tiene un voltaje Zener menor de aproximadamente 5 voltios.
35. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque el diodo Zener es un microcircuito tipo oblea.
36. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado porque el submontaje de diodo está en la forma de una oblea que tiene una forma poligonal u oval.
37. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque la aleación de memoria de forma comprende una aleación de níquel-titanio.
38. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque la celda tiene un alojamiento cilindrico y el montaje de tapa extrema se aplica a la celda mediante la inserción de éste dentro del extremo abierto del alojamiento cilindrico, y soldando el montaje de tapa extrema al alojamiento.
39. El montaje de. tapa extrema de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque el medio térmicamente sensible comprende una cámara dentro del montaje de tapa extrema, el miembro de aleación de memoria de forma, forma una porción de la vía eléctrica, en donde, cuando la temperatura de la celda dentro del montaje alcanza un nivel predeterminado, el miembro de aleación de memoria de forma se deforma, con cual provoca una ruptura en la vía eléctrica.
40. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque el elemento de memoria de forma comprende un miembro flexible de construcción de una sola pieza que tiene una superficie inclinada en donde, cuando la temperatura de la celda dentro del montaje alcanza un nivel predeterminado, la superficie del miembro de memoria de forma se deforma provocando una ruptura en la vía eléctrica.
41. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque el miembro de memoria de forma comprende un disco que tiene una abertura a través de éste, teniendo el disco un borde exterior con una porción flexible que se proyecta dentro de la abertura desde una porción del borde exterior, en donde el borde exterior descansa sobre una superficie de un miembro aislante dentro del montaje de tapa extrema, en donde la porción flexible que tiene una superficie inclinada, en donde, cuando la temperatura de la celda dentro del montaje alcanza un nivel predeterminado, la superficie inclinada se deforma provocando una ruptura en la vía eléctrica.
42. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 41, caracterizado porque el borde exterior del miembro de memoria de forma está emparedado entre una porción de la placa de tapa extrema y una porción del miembro eléctricamente aislante, y en donde el montaje de tapa extrema comprende una placa de contacto que forma parte de la vía eléctrica, en donde el miembro de memoria de forma está en contacto eléctrico con la placa de contacto.
43. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque comprende además un miembro de separación colocado a través de la anchura interior del montaje de tapa extrema, y entre la placa de tapa extrema y el miembro rompible, el miembro de separación separa el medio térmicamente sensible del medio sensible a la presión.
44. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 43, caracterizado porque el miembro de separación comprende una placa metálica que tiene al menos una abertura en ésta, de modo que cuando el miembro rompible se rompe, el gas pasa a través de dicha abertura y hacia la cámara dentro del montaje de tapa extrema.
45. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 43, caracterizado porque la placa de tapa extrema tiene al menos una abertura a través de ésta, de modo que cuando el miembro rompible se rompe, el gas recolectado desde la cámara pasa a través de la abertura de tapa extrema y hacia el ambiente externo.
46. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 45, caracterizado porque el miembro rompible comprende un diafragma rompible .
47. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 46, caracterizado porque comprende además una arandela eléctricamente aislante en contacto con el borde periférico de la placa de tapa extrema y el borde periférico del diafragma, el montaje de tapa extrema comprende además un miembro metálico (miembro de envolvimiento) mecánicamente envuelto alrededor de la arandela para sujetar el diafragma y la placa de tapa extrema bajo compresión mecánica.
48. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 47, caracterizado porque comprende además una cubierta metálica alrededor del miembro de envolvimiento.
49. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado porque el montaje de tapa extrema es aplicado a una celda mediante la inserción de éste dentro del extremo abierto de un alojamiento cilindrico para la celda, y soldando la superficie exterior de la cubierta a la superficie interna del alojamiento, después de lo cual el montaje de tapa extrema se llega a sellar herméticamente dentro del alojamiento cilindrico con la placa de tapa extrema que comprende una terminal de la celda que está expuesta al ambiente externo.
50. El montaje de tapa extrema de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque el miembro de aleación de memoria de forma comprende un disco que tiene una abertura a través del espesor del mismo, teniendo el miembro de memoria de forma un borde periférico con una porción flexible que se proyecta con dirección hacia adentro en la abertura, desde una porción del borde periférico, en donde el borde descansa sobre una superficie de un miembro aislante dentro del montaje de tapa extrema, en donde, cuando la temperatura de la celda dentro del montaje de celda alcanza un nivel predeterminado, la porción flexible se deforma provocando una ruptura en la vía eléctrica.
51. Un mejoramiento de una celda electroquímica del tipo formado por un montaje de tapa extrema e insertado dentro de un alojamiento cilindrico de extremo abierto para la celda, la celda tiene además una terminal positiva y una terminal negativa y un par de electrodos internos (ánodo y cátodo), en donde el montaje de tapa extrema tiene un alojamiento y una placa de tapa extrema expuesta, la placa de tapa extrema es funcional como una terminal de celda, el mejoramiento está caracterizado porque comprende la placa de tapa extrema que está eléctricamente conectada a uno de los electrodos a través de una vía eléctricamente conductora dentro del montaje de tapa extrema, en donde el montaje de tapa extrema comprende a) el medio térmicamente sensible que comprende un miembro de aleación de memoria de forma, eléctricamente conductor, para prevenir que la corriente fluya a través de la celda y a.l) el medio de resistencia eléctrica en proximidad al medio térmicamente sensible, el medio de resistencia provoca calentamiento conforme la corriente pasa a través de éste, el medio de resistencia muestra resistencia disminuida conforme se incrementa el voltaje aplicado a ésta, en donde el miembro de memoria de forma comprende un miembro flexible que tiene una superficie inclinada y un espesor más pequeño que su longitud, el miembro flexible está orientado dentro del montaje de tapa extrema, de modo que la corriente pasa sustancialmente en la dirección a través del espesor del miembro flexible, en donde, cuando la temperatura de la celda alcanza una temperatura predeterminada el miembro de memoria de forma se flexiona a lo largo de la superficie inclinada provocando una ruptura en la vía eléctrica entre la placa de tapa extrema y el electrodo, con lo cual se previene que la corriente fluya a través de la celda.
52. La celda electroquímica de conformidad con la reivindicación 51, caracterizada porque el medio de resistencia comprende un diodo localizado dentro del alojamiento, teniendo el diodo una terminal positiva y una terminal negativa eléctricamente conectadas en paralelo a las terminales positiva y negativa, respectivamente, de la celda.
53. La celda electroquímica de conformidad con la reivindicación 51, caracterizada porque el medio de resistencia comprende el submontaje de diodo que comprende un diodo Zener localizado dentro del alojamiento, teniendo el diodo Zener una terminal positiva y una terminal negativa eléctricamente conectadas en paralelo a las terminales positiva y negativa, respectivamente, de la celda.
54. La celda electroquímica de conformidad con la reivindicación 53, caracterizada porque una terminal del diodo Zener está eléctricamente conectada a la placa de tapa extrema expuesta del montaje, en donde la terminal conectada del diodo Zener es de la misma polaridad que la placa de tapa extrema expuesta.
55. La celda electroquímica de conformidad con la reivindicación 51, caracterizada porque el montaje es una estructura autocontenida.
56. La celda electroquímica de conformidad con la reivindicación 53, caracterizada porque el submontaje de diodo comprende un miembro conductor conectado a una de las terminales del diodo, extendiéndose el miembro conductor desde el diodo y eléctricamente conectado a una terminal de celda de polaridad similar.
57. La celda electroquímica de conformidad con la reivindicación 56, caracterizada porque el cuerpo del miembro conductor está rodeado por aislamiento eléctrico.
58. La celda electroquímica de conformidad con la reivindicación 53, caracterizada porque diodo Zener tiene un vatiaje entre aproximadamente 100 y 500 microvatios.
59. La celda electroquímica de conformidad con la reivindicación 58, caracterizada porque el diodo Zener tiene un voltaje Zener menor de aproximadamente 5 voltios.
60. La celda electroquímica de conformidad con la reivindicación 53, caracterizada porque el diodo Zener es un microcircuito tipo oblea.
61. La celda electroquímica de conformidad con la reivindicación 56, caracterizada porque el submontaje de diodo está en la forma de una oblea que tiene una forma poligonal u oval.
62. La celda electroquímica de conformidad con la reivindicación 51, caracterizada porque el miembro de memoria de forma comprende un disco que tiene una abertura a través del espesor del mismo, teniendo el disco un borde exterior periférico, con el miembro flexible proyectándose con dirección hacia adentro en la abertura desde una porción del borde periférico, el miembro flexible tiene una superficie inclinada que se desvía o flexiona cuando la temperatura de la celda alcanza un nivel predeterminado .
63. La celda electroquímica de conformidad con la reivindicación 51, caracterizada porque el miembro de memoria de forma comprende una aleación de níquel-titanio.
64. La celda electroquímica de conformidad con la reivindicación 51, caracterizada porque comprende además b) el medio sensible a la presión que permite que el gas desde el interior de la celda pase hacia el interior del montaje de tapa extrema, cuando la presión interna del gas dentro de la celda alcanza un nivel predeterminado.
65. La celda electroquímica de conformidad con la reivindicación 64, caracterizada porque el medio sensible a la presión comprende una placa de diafragma rompible localizada en el extremo del montaje de tapa extrema opuesto a la placa de tapa extrema, rompiéndose la placa de diafragma cuando la presión del gas sobre el lado de la misma, más alejado de la placa de tapa extrema alcanza un nivel predeterminado, produciendo una ruptura en el diafragma, que permite que el gas pase a través de éste .
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