Paquete de baterías secundarias basado en modo de conexión mecánica.

Paquete de baterías construido en una estructura en la que una pluralidad de pilas de batería secundarias están conectadas eléctricamente entre sí a través de un elemento de conexión mientras las pilas de batería secundarias están montadas en una parte de alojamiento de una carcasa del paquete sin ninguna división, en el que

el elemento de conexión está ubicado entre las pilas de batería dispuestas en la dirección longitudinal o tanto en la dirección longitudinal como en la dirección lateral, el elemento de conexión está conectado, en un modo de acoplamiento mecánico, a un terminal de electrodo inferior de la pila de batería delantera en la dirección longitudinal y está conectado, en un modo de contacto físico, a un terminal de electrodo superior de la pila de batería trasera en la dirección longitudinal, y el elemento de conexión está presionado elásticamente mientras el elemento de conexión está ubicado entre las pilas de batería; y

el elemento de conexión está acoplado de manera variable a un orificio de descarga de gas

(210C) o a una abertura de acoplamiento (230C; 231C) formada en el terminal de electrodo inferior de la pila de batería delantera, y comprende una unidad de conexión de terminales para conectar las pilas de batería dispuestas en la dirección longitudinal en serie entre sí;

20 en el que la unidad de conexión de terminales del elemento de conexión comprende

(a) una parte de conexión circunferencial externa configurada para que corresponda a la forma externa del terminal de electrodo superior de la pila de batería trasera, haciendo contacto la parte de conexión circunferencial externa con el terminal de electrodo superior de la pila de batería trasera en una zona adyacente a la circunferencia externa del terminal de electrodo, teniendo la parte de conexión circunferencial externa una anchura predeterminada; y

(b) partes que sobresalen hacia arriba de sección decreciente hacia arriba desde la parte de conexión circunferencial externa hacia un eje central de la unidad de conexión de terminales para soportar elásticamente la pila de batería trasera;

en el que la unidad de conexión de terminales del elemento de conexión comprende además (c) partes de acoplamiento sobresalientes (130; 330) conectadas a las respectivas partes que sobresalen hacia arriba en una estructura de puente, sobresaliendo las partes de acoplamiento sobresalientes de manera que las partes de acoplamiento sobresalientes pueden acoplarse elásticamente a un orificio de descarga de gas del terminal de electrodo inferior de la pila de batería delantera; o

(c') partes de acoplamiento (230) formadas en las respectivas partes que sobresalen hacia arriba de manera que las partes de acoplamiento pueden acoplarse elásticamente en la abertura de acoplamiento formada en el terminal de electrodo inferior de la pila de batería delantera.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/KR2008/004156.

Solicitante: LG CHEM LTD..

Nacionalidad solicitante: República de Corea.

Dirección: 20, YOIDO-DONG YOUNGDUNGPO-GU, SEOUL 150-721 REPUBLICA DE COREA.

Inventor/es: KWON,GI-HWAN, CHO,YONGHO, BANG,SEUNGHYUN, LEE,HAKJUN, KWON,HOSANG.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > PROCEDIMIENTOS O MEDIOS, p. ej., BATERIAS, PARA LA... > Detalles de construcción o procesos de fabricación... > H01M2/20 (Conexiones conductoras de corriente para las celdas)

PDF original: ES-2472299_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Paquete de baterïas secundarias basado en modo de conexiïn mecïnica Campo de la invenciïn La presente invenciïn se refiere a un paquete de baterïas secundarias basado en un modo de conexiïn mecïnico y, mïs particularmente, a un paquete de baterïas construido en una estructura en la que una pluralidad de pilas de baterïa secundarias estïn conectadas elïctricamente entre sï a travïs de un elemento de conexiïn mientras las pilas de baterïa secundarias estïn montadas en una parte de alojamiento de una carcasa del paquete sin ninguna divisiïn, en el que el elemento de conexiïn estï ubicado entre las pilas de baterïa dispuestas en la direcciïn longitudinal o tanto en la direcciïn longitudinal como en la direcciïn lateral, el elemento de conexiïn estï conectado, en un modo de acoplamiento mecïnico, a un terminal de electrodo inferior de la pila de baterïa delantera en la direcciïn longitudinal y/o a un terminal de electrodo superior de la pila de baterïa trasera en la direcciïn longitudinal, y el elemento de conexiïn estï presionado elïsticamente mientras el elemento de conexiïn estï ubicado entre las pilas de baterïa.

Antecedentes de la invenciïn A medida que se han desarrollado cada vez mïs los dispositivos mïviles y ha aumentado la demanda de tales dispositivos mïviles, la demanda de baterïas secundarias tambiïn ha aumentado notablemente como fuente de energïa para los dispositivos mïviles.

Dependiendo de los tipos de dispositivos externos en los que se usan las baterïas secundarias, las baterïas secundarias pueden usarse en forma de una ïnica baterïa o en forma de un paquete de baterïas que tiene una pluralidad de pilas unitarias conectadas elïctricamente entre sï. Por ejemplo, dispositivos de pequeïo tamaïo, tales como telïfonos mïviles, pueden funcionar durante un periodo de tiempo predeterminado con la potencia y la capacidad de una baterïa. Por otro lado, en dispositivos de gran tamaïo o de tamaïo medio, tales como ordenadores portïtiles, reproductores portïtiles de disco versïtil digital (DVD) , ordenadores personales (PC) de pequeïo tamaïo, vehïculos elïctricos y vehïculos elïctricos hïbridos, es necesario usar un paquete de baterïas secundarias ya que para los dispositivos de gran tamaïo o de tamaïo medio son necesarias alta potencia y gran capacidad.

El paquete de baterïas secundarias se fabrica conectando un circuito de protecciïn a un paquete de nïcleo que tiene una pluralidad de pilas unitarias conectadas entre sï en serie y/o en paralelo. Cuando se usan baterïas prismïticas o baterïas de tipo bolsa como pilas unitarias, las baterïas prismïticas o las baterïas de tipo bolsa se apilan de manera que las superficies de gran tamaïo de las baterïas prismïticas o las baterïas de tipo bolsa quedan enfrentadas entre sï, y entonces los terminales de electrodo de las baterïas prismïticas o las baterïas de tipo bolsa se conectan entre sï mediante elementos de conexiïn, tales como barras conductoras. Por consiguiente, cuando va a fabricarse un paquete de baterïas secundarias tridimensional que tiene una estructura hexaïdrica, las baterïas prismïticas o las baterïas de tipo bolsa se usan preferiblemente como pilas unitarias del paquete de baterïas secundarias.

Por otro lado, las baterïas cilïndricas generalmente tienen mayores capacidades elïctricas que las baterïas prismïticas o las baterïas de tipo bolsa. Sin embargo, es difïcil disponer las baterïas cilïndricas en una estructura apilada debido a la forma externa de las baterïas cilïndricas. Cuando el paquete de baterïas secundarias se construye generalmente en una estructura de tipo lineal o en una estructura de tipo plano, sin embargo, las baterïas cilïndricas son estructuralmente mïs ventajosas que las baterïas prismïticas o las baterïas de tipo bolsa.

Por consiguiente, un paquete de baterïas secundarias que tiene una pluralidad de baterïas cilïndricas conectadas en serie o en paralelo y en serie entre sï se usa ampliamiente en ordenadores portïtiles, reproductores portïtiles de DVD y PC portïtiles. El paquete de baterïas secundarias puede construirse en diversas estructuras de paquete de nïcleo. Por ejemplo, el paquete de nïcleo del paquete de baterïas secundarias puede construirse generalmente en una estructura de tipo lineal de 2P (paralelo) -3S (serie) , una estructura de tipo plano de 2P-3S, una estructura de tipo lineal de 2P-4S, una estructura de tipo plano de 2P-4S, una estructura de tipo lineal 1P-3S o una estructura de tipo plano 1P-3S.

La estructura de conexiïn paralela se consigue disponiendo de manera adyacente dos o mïs baterïas cilïndricas en la direcciïn lateral de las mismas, mientras los terminales de electrodo de las baterïas cilïndricas se orientan en la misma direcciïn, y conectando los terminales de electrodo de las baterïas cilïndricas entre sï usando elementos de conexiïn por soldadura. Las baterïas cilïndricas conectadas en paralelo entre sï pueden denominarse “banco”.

La estructura de conexiïn en serie se consigue disponiendo dos o mïs baterïas cilïndricas en la direcciïn longitudinal de las mismas de manera que los terminales de electrodo de las baterïas cilïndricas que tienen polaridades opuestas se disponen sucesivamente uno tras otro, o disponiendo de manera adyacente dos o mïs baterïas cilïndricas en la direcciïn lateral de las mismas, mientras los terminales de electrodo de las baterïas

cilïndricas se orientan en sentidos opuestos, y conectando los terminales de electrodo de las baterïas cilïndricas entre sï usando elementos de conexiïn por soldadura.

La conexiïn elïctrica entre las baterïas cilïndricas se consigue generalmente mediante soldadura por puntos usando elementos de conexiïn finos, tales como placas de metal (por ejemplo, placas de nïquel) .

La fig. 1 ilustra normalmente un paquete de baterïas secundarias construido en una estructura de tipo plano de 2P3S en la que las baterïas estïn conectadas elïctricamente entre sï mediante soldadura por puntos. Para una fïcil comprensiïn, el acoplamiento entre las baterïas que constituyen el paquete de baterïas secundarias de la estructura de tipo plano de 2P-3S se muestra en una vista en despiece ordenado.

Tal como se muestra en la fig. 1, tres pares de baterïas 20 y 21, conectadas en paralelo entre sï para cada par, estïn conectados en serie entre sï a travïs de placas de metal 30 para constituir un paquete de nïcleo 10.

La fig. 2 es una vista tïpica que ilustra un paquete de baterïas secundarias 50 una vez completado el ensamblaje del paquete de baterïas secundarias 50. Para mayor comodidad de la descripciïn se omite una carcasa del paquete.

Tal como se muestra en la fig. 2, las respectivas baterïas 20 y 21 estïn conectadas a un mïdulo de circuito de protecciïn 90 a travïs de un hilo conductor de cïtodo 60 y un hilo conductor de ïnodo 70 conectados a las placas de metal 30 y tarjetas de circuito impreso flexibles (FPCB, flexible printed circuit board) 80 conectadas a los hilos conductores. La conexiïn elïctrica entre las placas de metal 30 y el mïdulo de circuito de protecciïn 90 se consigue principalmente por soldadura blanda.

Generalmente, el paquete de baterïas secundarias se carga y descarga repetidamente durante el uso del paquete de baterïas secundarias, y el paquete de baterïas secundarias usa baterïas secundarias de litio como pila unitaria, que presentan baja seguridad en condiciones anïmalas, tales como impacto externo, caïda, penetraciïn de un cuerpo acicular, sobrecarga, sobreintensidad, etc. Por tanto, con el fin de solucionar tal problema de seguridad, en el paquete de baterïas secundarias se incluye un elemento de seguridad, tal como un mïdulo de circuito de protecciïn.... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Paquete de baterïas construido en una estructura en la que una pluralidad de pilas de baterïa secundarias estïn conectadas elïctricamente entre sï a travïs de un elemento de conexiïn mientras las pilas de baterïa secundarias estïn montadas en una parte de alojamiento de una carcasa del paquete sin ninguna divisiïn, en el que el elemento de conexiïn estï ubicado entre las pilas de baterïa dispuestas en la direcciïn longitudinal o tanto en la direcciïn longitudinal como en la direcciïn lateral, el elemento de conexiïn estï conectado, en un modo de acoplamiento mecïnico, a un terminal de electrodo inferior de la pila de baterïa delantera en la direcciïn longitudinal y estï conectado, en un modo de contacto fïsico, a un terminal de electrodo superior de la pila de baterïa trasera en la direcciïn longitudinal, y el elemento de conexiïn estï presionado elïsticamente mientras el elemento de conexiïn estï ubicado entre las pilas de baterïa; y

el elemento de conexiïn estï acoplado de manera variable a un orificio de descarga de gas (210C) o a una abertura de acoplamiento (230C; 231C) formada en el terminal de electrodo inferior de la pila de baterïa delantera, y comprende una unidad de conexiïn de terminales para conectar las pilas de baterïa dispuestas en la direcciïn longitudinal en serie entre sï;

en el que la unidad de conexiïn de terminales del elemento de conexiïn comprende (a) una parte de conexiïn circunferencial externa configurada para que corresponda a la forma externa del terminal de electrodo superior de la pila de baterïa trasera, haciendo contacto la parte de conexiïn circunferencial externa con el terminal de electrodo superior de la pila de baterïa trasera en una zona adyacente a la circunferencia externa del terminal de electrodo, teniendo la parte de conexiïn circunferencial externa una anchura predeterminada; y

(b) partes que sobresalen hacia arriba de secciïn decreciente hacia arriba desde la parte de conexiïn circunferencial externa hacia un eje central de la unidad de conexiïn de terminales para soportar 30 elïsticamente la pila de baterïa trasera;

en el que la unidad de conexiïn de terminales del elemento de conexiïn comprende ademïs (c) partes de acoplamiento sobresalientes (130; 330) conectadas a las respectivas partes que sobresalen hacia arriba en una estructura de puente, sobresaliendo las partes de acoplamiento sobresalientes de manera que las partes de acoplamiento sobresalientes pueden acoplarse elïsticamente a un orificio de descarga de gas del terminal de electrodo inferior de la pila de baterïa delantera; o (c’) partes de acoplamiento (230) formadas en las respectivas partes que sobresalen hacia arriba de manera que las partes de acoplamiento pueden acoplarse elïsticamente en la abertura de acoplamiento formada en el terminal de electrodo inferior de la pila de baterïa delantera.

2. Paquete de baterïas segïn la reivindicaciïn 1, en el que el elemento de conexiïn incluye una o mïs partes de conexiïn auxiliares conectadas al terminal o terminales de electrodo de una o ambas pilas de baterïa 45 mientras se presionan elïsticamente en una zona o zonas en las que una o mïs partes de conexiïn auxiliares estïn conectadas en un modo de contacto fïsico.

3. Paquete de baterïas segïn la reivindicaciïn 1, en el que dos o mïs unidades de conexiïn de terminales estïn conectadas entre sï para conseguir simultïneamente la conexiïn en serie entre las pilas de baterïa 50 dispuestas en la direcciïn longitudinal y la conexiïn en paralelo entre pilas de baterïa dispuestas en la direcciïn lateral.

4. Paquete de baterïas segïn la reivindicaciïn 1, en el que la parte de conexiïn circunferencial externa estï dotada ademïs, en la circunferencia externa de la misma, de una o mïs extensiones hacia abajo 55 construidas en una estructura para cubrir parcialmente el lado de extremo superior de la pila de baterïa inferior.

5. Paquete de baterïas segïn la reivindicaciïn 1, en el que la unidad de conexiïn de terminales estï dotada,

en un lado de la misma, de una parte de terminal de conexiïn de circuito. 60

6. Ordenador portïtil que incluye un paquete de baterïas segïn la reivindicaciïn 1 como fuente de alimentaciïn.