Batería con dispositivo de mezcla del electrolito.

Batería con electrolito líquido, que comprende:

-una carcasa (1) con paredes laterales (1a,

1b, 1c, 1d), un fondo de carcasa (1e) y una cubierta,

-electrodos (2) que están dispuestos dentro de la carcasa (1), presentando la carcasa vista desde arriba una sección transversal rectangular con una longitud a y una anchura b,

-un electrolito líquido (3) cuyo nivel (3a) dentro de la carcasa (1) se encuentra por encima del borde superior (2a) de los electrodos (2) y

-un dispositivo de recirculación de electrolito líquido que tiene las siguientes características:

-en una dirección paralela a los cantos verticales de los electrodos (2) está dispuesta una respectiva placa de canal de circulación (4) de modo que entre éstas y las paredes de la batería (1a, 1b) se configuran canales de circulación (5)

izquierdo y derecho que presentan una respectiva ranura de salida (5a, 5b),

-por encima del nivel de electrolito (3a) está dispuesta una placa de descarga (6) sobre la cual el electrolito saliente hacia arriba por la ranura de salida fluye hacia el centro de la carcasa, caracterizada porque la placa de descarga (6) presenta las siguientes características:

-una pared de separación vertical (7) que se extiende desde un lado (5a -a derechas) de la ranura de salida izquierda (5a) hasta el lado diagonalmente opuesto (5b - a izquierdas) de la ranura de salida derecha (5b), de modo que se configura desde cada ranura de salida (5a, 5b) un canal de descarga (8a, 8b) que se va estrechando, y

-en cada canal de descarga (8a, 8b) está configurada una abertura de descarga (9a, 9b) a una distancia X de la ranura de salida (5a, 5b) correspondiente,

-siendo la distancia X mayor de a/2, y

-estando dimensionado el tamaño de la abertura de descarga de tal modo que el volumen de electrolito que sale por la ranura de salida se puede descargar sin retardo.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/DE2007/000832.

Solicitante: IQ POWER LICENSING AG.

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: BAARERSTRASSE 137 6300 ZUG SUIZA.

Inventor/es: TSCHIRCH, STEFFEN, BAUER,C.,GUNTHER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H01M10/12 SECCION H — ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01M PROCEDIMIENTOS O MEDIOS, p. ej., BATERIAS, PARA LA CONVERSION DIRECTA DE LA ENERGIA QUIMICA EN ENERGIA ELECTRICA. › H01M 10/00 Celdas secundarias; Su fabricación. › Estructura o fabricación.
  • H01M10/42 H01M 10/00 […] › Métodos o disposiciones para asegurar el funcionamiento o mantenimiento de las celdas secundarias o de las semi-celdas secundarias (H01M 10/60  tiene prioridad).
  • H01M2/02 H01M […] › H01M 2/00 Detalles de construcción o procesos de fabricación de partes no activas. › Armazones, carcasas o embalajes.
  • H01M2/36 H01M 2/00 […] › Disposiciones para el rellenado, la puesta en nivel o el vaciado de recipientes con líquido, p. ej. para el rellenado con electrolitos, para lavados.
  • H01M2/38 H01M 2/00 […] › Disposiciones para remover los electrolitos.

PDF original: ES-2377079_T3.pdf

 

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Batería con dispositivo de mezcla del electrolito.

Fragmento de la descripción:

Batería con dispositivo de mezcla del electrolito La invención se refiere a una batería con electrolito líquido, denominada en adelante batería de electrolito líquido, que se utiliza preferentemente en vehículos en movimiento, como por ejemplo en automóviles, embarcaciones o aviones, y presenta un dispositivo para mezclar el electrolito.

Los esfuerzos de la industria de la fabricación de vehículos por lograr una construcción ligera se refieren también a la reducción del peso de la batería. Sin embargo, al mismo tiempo aumenta la demanda de una mayor potencia de la batería, ya que además de la energía usual para arrancar por ejemplo un automóvil también se requiere energía para equipos adicionales, tales como elevalunas eléctricos, servomotores para regular los asientos o también para la calefacción eléctrica de los asientos. Además es deseable mantener la potencia de la batería en un nivel alto y constante a lo largo de la vida útil de la misma, ya que cada vez hay más unidades funcionales relevantes para la seguridad, como la dirección y los frenos, que se controlan y accionan eléctricamente. En adelante, por el concepto “potencia de batería” se ha de entender la capacidad de la batería y también el poder de la misma para el suministro de corriente o para la absorción de corriente. Existen diferentes factores, conocidos por los especialistas, que influyen en la potencia de la batería.

En el estado actual de la técnica se conocen diferentes medidas para aumentar la potencia de una batería con un electrolito líquido, como por ejemplo una batería de plomo-ácido. Un problema particular de las baterías de plomo-ácido consiste en la, así llamada, estratificación del ácido, es decir, la concentración del ácido no es uniforme en relación con la superficie de los electrodos. A causa de ello, los electrodos se corroen en los lugares en los que la concentración de ácido es demasiado alta, lo que reduce la vida útil de la batería, y además la batería no alcanza toda su potencia en los lugares de los electrodos en los que la concentración de ácido es demasiado baja.

Por ello se han desarrollado diferentes dispositivos y procedimientos para hacer circular el electrolito con el fin de que la concentración de ácido sea igual en todas las secciones del volumen de la batería. Por ejemplo, en caso de baterías estacionarias se inyecta aire en el electrolito. En el caso de las baterías para vehículos se conocen dispositivos de mezcla del electrolito que se designan como bombas hidrostáticas. Estos dispositivos solo están operativos con los vehículos en marcha, ya que aprovechan los procesos de frenado y aceleración junto con la fuerza de inercia de masa del electrolito líquido. Esta técnica es conocida por los especialistas, de modo que solo se hace referencia a modo de ejemplo a los documentos US 4963444; US 5096787 y US 5032476 y el documento DE 29718004.5.

Sin embargo, los inventores de la presente invención han comprobado que con estos dispositivos conocidos en el estado actual de la técnica todavía no se puede lograr una mezcla óptima del electrolito.

El objetivo de la invención consiste en la creación de una batería de electrolito líquido con mezcla del electrolito mediante movimientos acelerados de la batería, en la que se ha de mejorar la mezcla del electrolito en comparación con el estado actual de la técnica.

Este objetivo se resuelve mediante una batería según la reivindicación 1, que presenta una carcasa con paredes laterales, un fondo de carcasa y una cubierta. Esta carcasa constituye un elemento de batería. Con frecuencia, varios de estos elementos de batería están reunidos formando una batería con una carcasa múltiple. En la carcasa, preferentemente rectangular, están dispuestos los electrodos en forma de placa que están cubiertos por el electrolito líquido.

Para hacer circular el electrolito en caso de una aceleración positiva o negativa de la batería en una dirección preferente está previsto un dispositivo de recirculación que presenta las siguientes características:

En una dirección paralela a los cantos verticales de los electrodos está dispuesta una respectiva placa de canal de circulación a una distancia determinada de éstos, de modo que entre cada pared de carcasa de batería y la placa de canal de circulación correspondiente está configurado un canal de circulación. Tal como se explica más detalladamente en el ejemplo de realización, en caso de una aceleración de la batería en la dirección predeterminada, el electrolito es empujado hacia arriba a través del canal de circulación. El final del canal de circulación consiste en una ranura de salida unida a una placa de descarga situada por encima del nivel de electrolito en una posición aproximadamente horizontal o ligeramente inclinada hacia el centro de la sección transversal de la batería, a través de la cual se descarga el electrolito saliente, con lo que se produce una circulación del electrolito.

De acuerdo con la invención, la placa de descarga tiene una configuración especial y presenta las siguientes características:

Una pared de separación perpendicular que se extiende desde un lado de la ranura de salida izquierda hacia el lado diagonalmente opuesto de la ranura de salida derecha, de modo que a partir de la ranura de salida correspondiente está configurado en cada caso un canal de descarga que se va estrechando. La abertura de descarga de cada canal de descarga está configurada a una distancia X de la ranura de salida correspondiente. Esta distancia X es mayor que la mitad de la longitud de carcasa, es decir, el electrolito que sale por la ranura de salida izquierda se introduce en la mitad derecha de la batería, y el electrolito que sale por la ranura de salida derecha se introduce en la mitad izquierda de la batería. Esto da lugar a un buen proceso de mezcla. Es necesario dimensionar la abertura de descarga con un tamaño tal que el volumen de electrolito que sale de cada ranura de salida se pueda descargar con rapidez para evitar el reflujo del electrolito cuando la aceleración de la batería se vuelve igual a cero.

De acuerdo con la reivindicación 2, la abertura de descarga está configurada por varias aberturas individuales. Esta forma de realización es especialmente conveniente, ya que mediante el tamaño y la cantidad de las aberturas individuales se logra que el electrolito se distribuya uniformemente en un área más grande, lo que mejora adicionalmente la mezcla. Los especialistas pueden determinar por medio de ensayos sencillos el tamaño conveniente y la distribución de las aberturas individuales, que también pueden tener tamaños diferentes, para que el electrolito salga del modo más uniforme posible con respecto a la superficie de la abertura de descarga.

De acuerdo con la reivindicación 3, aproximadamente en el centro de la sección transversal de la carcasa, vista desde arriba, está prevista una abertura de llenado de electrolito con un borde elevado. Esta forma de realización especialmente preferente posibilita un montaje eficaz y un llenado completamente automático de la batería.

Otras medidas y ventajas de la invención se desprenden de la siguiente descripción de los ejemplos de realización con referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos.

La figura 1 muestra una vista en planta de una batería de electrolito líquido según la invención abierta, con una representación esquemática del flujo de electrolito.

La figura 2 muestra una vista lateral en perspectiva de la placa de descarga.

La figura 3 muestra una vista en planta de la figura 2.

La figura 4 muestra una vista en planta de una batería de electrolito líquido abierta, con una representación esquemática de la invención en una segunda forma de realización.

La figura 5 muestra una caja de batería vacía correspondiente al estado actual de la técnica.

Las figuras 6 y 7 muestran una representación en sección de una batería de electrolito líquido con un dispositivo de mezcla según el estado actual de la técnica.

La siguiente explicación de la invención comienza con el estado actual de la técnica mostrado en las figuras 5, 6 y 7, ya que esto permite entender más fácilmente la invención.

La figura 5 muestra una caja de batería con 6 elementos. Todas las explicaciones siguientes se refieren a un solo elemento, estando representado este elemento en las figuras 6 y 7 desde la dirección designada con el símbolo... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Batería con electrolito líquido, que comprende: -una carcasa (1) con paredes laterales (1a, 1b, 1c, 1d) , un fondo de carcasa (1e) y una cubierta, -electrodos (2) que están dispuestos dentro de la carcasa (1) , presentando la carcasa vista desde arriba una sección transversal rectangular con una longitud a y una anchura b, -un electrolito líquido (3) cuyo nivel (3a) dentro de la carcasa (1) se encuentra por encima del borde superior (2a) de los electrodos (2) y -un dispositivo de recirculación de electrolito líquido que tiene las siguientes características: -en una dirección paralela a los cantos verticales de los electrodos (2) está dispuesta una respectiva placa de canal de circulación (4) de modo que entre éstas y las paredes de la batería (1a, 1b) se configuran canales de circulación (5)

izquierdo y derecho que presentan una respectiva ranura de salida (5a, 5b) , -por encima del nivel de electrolito (3a) está dispuesta una placa de descarga (6) sobre la cual el electrolito saliente hacia arriba por la ranura de salida fluye hacia el centro de la carcasa, caracterizada porque la placa de descarga (6) presenta las siguientes características: -una pared de separación vertical (7) que se extiende desde un lado (5a -a derechas) de la ranura de salida izquierda (5a) hasta el lado diagonalmente opuesto (5b – a izquierdas) de la ranura de salida derecha (5b) , de modo que se configura desde cada ranura de salida (5a, 5b) un canal de descarga (8a, 8b) que se va estrechando, y -en cada canal de descarga (8a, 8b) está configurada una abertura de descarga (9a, 9b) a una distancia X de la ranura de salida (5a, 5b) correspondiente, -siendo la distancia X mayor de a/2, y -estando dimensionado el tamaño de la abertura de descarga de tal modo que el volumen de electrolito que sale por la ranura de salida se puede descargar sin retardo.

2. Batería según la reivindicación 1, caracterizada porque la abertura de descarga (9a, 9b) está formada por varias aberturas individuales (9an, 9bn) .

3. Batería de electrolito líquido según la reivindicación 1, caracterizada porque aproximadamente en el centro de la sección transversal de la carcasa, vista desde arriba, está prevista una abertura de llenado de electrolito (10) con un borde elevado.

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

La lista de referencias citada por el solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando parte de los documentos de patente europeos. Aún cuando las referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este respecto.

Documentos de patente citados en la descripción

• US 4963444 A [0004] • US 5032476 A [0004]

• US 5096787 A [0004] • DE 29718004 [0004]

 

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