REJILLA DE BATERÍA.

Una rejilla para batería que comprende:

un marco que comprende un elemento superior,

un elemento inferior, un primer 5 elemento lateral y un segundo elemento lateral;

una pluralidad de hilos dispuestos dentro del marco y que definen una pluralidad de zonas abiertas, comprendiendo cada uno de los hilos una pluralidad de segmentos de hilo unidos en los nodos a otros segmentos de hilo; una lengüeta de toma de corriente que se extiende desde el elemento superior en una primera dirección; y al menos una característica de reducción del crecimiento dispuesta en la rejilla para batería para reducir la cantidad de crecimiento de la rejilla para batería en la primera dirección como consecuencia de la corrosión de la rejilla para batería durante la vida útil de la rejilla para batería, en donde la al menos una característica se selecciona entre el grupo compuesto por:

(a) un segmento de hilo que tiene una primera parte adyacente a un primer nodo, una segunda parte adyacente a un segundo nodo, y un eslabón débil dispuesto en posición intermedia entre el primer extremo y el segundo extremo;

(b) un segmento de hilo que tiene una primera parte generalmente lineal adyacente a un primer nodo, una segunda parte generalmente lineal adyacente a un segundo nodo, y una distorsión dispuesta entre la primera y la segunda partes generalmente lineales; y

(c) una parte del elemento superior del marco que está dispuesta formando un ángulo con uno de los elementos laterales, de tal manera que el elemento superior y el elemento lateral no sean perpendiculares entre sí.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2006/019686.

Solicitante: JOHNSON CONTROLS TECHNOLOGY COMPANY.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 915 EAST 32ND STREET HOLLAND, MI 49423 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: KAO, WEN-HONG, MROTEK, EDWARD, N., Andersen,Glenn W, Taylor,M. Eric, Adams,Kenneth A, Zagrodnik,Jeffrey P.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H01M4/73 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 4/00 Electrodos. › para acumuladores de plomo, p. ej. placas de cuadros.

PDF original: ES-2375746_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Referencia cruzada a solicitudes relacionadas.

Esta solicitud reivindica el beneficio de la solicitud provisional de la patente de EE. UU. nº 60/683, 608 presentada el 23 de mayo de 2005.

ANTECEDENTES

La presente invención se refiere a las rejillas usadas en una baterías (p. ej., baterías plomo-ácido, tales como las baterías para el arranque de vehículos, aplicaciones de iluminación y de encendido; baterías marinas; baterías comerciales; baterías industriales; baterías usadas en los vehículos híbridos eléctricos, etc.) . Más específicamente, la presente invención se refiere a las rejillas que tienen una configuración que resiste el cortocircuito de una celda de la batería debido al crecimiento de las rejillas.

Convencionalmente, las baterías plomo-ácido incluyen un número de celdas en las que se almacena la energía. Por ejemplo, una batería de 12 voltios puede incluir seis celdas, cada una de las cuales proporciona 2 voltios. Cada una de las celdas incluye uno o más electrodos o placas positivos y uno o más electrodos o placas negativos. De igual modo, las celdas incluyen un electrolito (p. ej., un ácido tal como el ácido sulfúrico diluido) con el fin de facilitar las reacciones químicas que tienen lugar en las celdas durante la carga y la descarga de la batería.

Cada uno de los electrodos positivos y negativos comprende una rejilla hecha de plomo o de una aleación de plomo (p. ej., una aleación de plomo y calcio) en la que se dispone un material activo en forma de una pasta. Tales rejillas incluyen una pluralidad de hilos acoplados a una pluralidad de nodos (p. ej., una rejilla para batería puede incluir un marco que comprende cuatro lados con una lengüeta o un colector de corriente que se extiende desde uno de los lados y una red de hilos o elementos de rejilla interconectados con un pluralidad de nodos) .

Los electrodos positivos y negativos están dispuestos en cada una de las celdas en forma alternativa y separadas de las placas adyacentes por un separador (p. ej., un separador polimérico microporoso) . Por ejemplo, los electrodos negativos pueden estar contenidos dentro de una membrana de separación que los aísle eléctricamente de los electrodos positivos adyacentes. De esta manera, los electrodos positivos y negativos no puedan entrar en contacto directo entre sí, lo que provocaría un cortocircuito en la celda.

Durante un período de uso prolongado, las rejillas se corroen, lo que a su vez provoca que las rejillas crezcan. A modo de ilustración, la FIGURA 1 se muestra una celda que tiene un primer electrodo 10 (p. ej., un electrodo positivo) con un colector de corriente 12 dispuesto adyacente a un segundo electrodo (p. ej., un electrodo negativo, parcialmente oculto por el electrodo 10 en la FIGURA 1) con un colector de corriente 22. El colector de corriente 12 del electrodo positivo está acoplado eléctricamente a otros electrodos positivos de la celda por medio de una banda o un conector 14, mientras que el colector de corriente 22 del electrodo negativo está acoplado eléctricamente a otros electrodos negativos de la celda por medio de una banda o un conector 24. La banda positiva de una celda se conecta a una banda negativa en la celda siguiente.

El crecimiento del electrodo positivo 10 se ilustra con las líneas discontinuas 30 y 32. Cuando se instala en un contenedor de batería, las rejillas suelen estar constreñidas por sus lados y por el fondo por las paredes del contenedor de batería. En consecuencia, el crecimiento de las rejillas se suele producir a lo largo de la superficie superior de las rejillas. En ciertas situaciones, este crecimiento sin constricción en la dirección vertical positiva puede causar un cortocircuito de la celda. Por ejemplo, como se muestra en la FIGURA 1, el crecimiento de la rejilla positiva ilustrado por una línea discontinua 32 tiene como resultado que una parte de la rejilla entre en contacto con la banda 24 que está conectada a los electrodos negativos, en una situación tal que los electrodos positivos y negativos quedan acoplados eléctricamente, lo que puede provocar el cortocircuito de la celda. Así, mientras que los electrodos positivos y negativos adyacentes pueden estar separados entre sí mediante un separador polimérico, puede producirse un cortocircuito debido a la corrosión de las rejillas que causa el crecimiento en la dirección vertical.

En la patente US-A-5 601 953 se dan a conocer rejillas dotadas de características de alivio de la tensión y del crecimiento. Sin embargo, tales configuraciones de rejilla no ofrecen ciertas características y/o combinaciones de características ventajosas.

RESUMEN Una realización de la presente invención se refiere a una rejilla para batería que incluye un marco que incluye un elemento superior, un elemento inferior, un primer elemento lateral y un segundo elemento lateral. La rejilla para batería también incluye una pluralidad de hilos dispuestos dentro del marco y que definen una pluralidad de zonas abiertas y una lengüeta de toma de corriente que se extiende desde el elemento superior en una primera dirección. La rejilla para batería incluye al menos una característica de reducción del crecimiento dispuesta en la rejilla para batería que está configurada de modo que reduzca la cantidad de crecimiento de la rejilla para batería en la primera dirección como consecuencia de la corrosión de la rejilla para batería durante la vida útil de la rejilla para batería.

Breve descripción de los dibujos La FIGURA 1 ilustra el crecimiento de una rejilla para batería debido a la corrosión, que puede derivar en el cortocircuito de una celda de batería.

La FIGURA 2 es una vista en planta de una rejilla para batería de acuerdo con una realización a título de ejemplo.

La FIGURA 3 es una vista en planta de una parte de una rejilla para batería similar a la mostrada en la FIGURA 2, que incluye una configuración modificada diseñada con el fin de constreñir el crecimiento total de la rejilla debido a la corrosión.

La FIGURA 4 es una vista en planta de una parte de una rejilla para batería similar a la mostrada en la FIGURA 2, que incluye una configuración modificada diseñada con el fin de constreñir el crecimiento total de la rejilla debido a la corrosión.

La FIGURA 5 es una vista en planta de una parte de una rejilla para batería similar a la mostrada en la FIGURA 2, que incluye una configuración modificada diseñada con el fin de constreñir el crecimiento total de la rejilla debido a la corrosión.

La FIGURA 6 es una vista en planta de una parte de una rejilla para batería similar a la mostrada en la FIGURA 2, que incluye una configuración modificada diseñada con el fin de constreñir el crecimiento total de la rejilla debido a la corrosión.

La FIGURA 7A es una vista en planta de una parte de una rejilla para batería similar a la mostrada en la FIGURA 2, que incluye una configuración modificada diseñada con el fin de constreñir el crecimiento total de la rejilla debido a la corrosión.

La FIGURA 7B es una vista en planta de una parte de una rejilla para batería similar a la mostrada en la FIGURA 2, que incluye una configuración modificada diseñada con el fin de constreñir el crecimiento total de la rejilla debido a la corrosión.

La FIGURA 8 es una vista en planta de una parte de una rejilla para batería similar a la mostrada en la FIGURA 2, que incluye una configuración modificada diseñada con el fin de constreñir el crecimiento total de la rejilla debido a la corrosión.

La FIGURA 9 es una vista en planta de una parte de una rejilla para batería similar a la mostrada en la FIGURA 2, que incluye una configuración modificada diseñada con el fin de constreñir el crecimiento total de la rejilla debido a la corrosión.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

La FIGURA 2 ilustra una rejilla para batería 100 de acuerdo con una realización a título de ejemplo. La rejilla 100 puede ser una rejilla positiva o negativa, y puede ser fabricada por cualquier procedimiento conocido (p. ej., mediante moldeo, mediante expansión de una lámina de material tras la perforación de la lámina, mediante una operación de troquelado progresivo, etc.) , utilizando cualquiera de los materiales conocidos (p. ej., plomo o aleaciones de plomo, tales como las aleaciones de plomo-calcio, etc.) Varios ejemplos no exclusivos de rejillas para batería que se pueden utilizar de acuerdo con la presente memoria descriptiva se muestran, por... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una rejilla para batería que comprende:

un marco que comprende un elemento superior, un elemento inferior, un primer elemento lateral y un segundo elemento lateral;

una pluralidad de hilos dispuestos dentro del marco y que definen una pluralidad de zonas abiertas, comprendiendo cada uno de los hilos una pluralidad de segmentos de hilo unidos en los nodos a otros segmentos de hilo;

una lengüeta de toma de corriente que se extiende desde el elemento superior en una primera dirección; y al menos una característica de reducción del crecimiento dispuesta en la rejilla para batería para reducir la cantidad de crecimiento de la rejilla para batería en la primera dirección como consecuencia de la corrosión de la rejilla para batería durante la vida útil de la rejilla para batería, en donde la al menos una característica se selecciona entre el grupo compuesto por:

(a) un segmento de hilo que tiene una primera parte adyacente a un primer nodo, una segunda parte adyacente a un segundo nodo, y un eslabón débil dispuesto en posición intermedia entre el primer extremo y el segundo extremo;

(b) un segmento de hilo que tiene una primera parte generalmente lineal adyacente a un primer nodo, una segunda parte generalmente lineal adyacente a un segundo nodo, y una distorsión dispuesta entre la primera y la segunda partes generalmente lineales; y

(c) una parte del elemento superior del marco que está dispuesta formando un ángulo con uno de los elementos laterales, de tal manera que el elemento superior y el elemento lateral no sean perpendiculares entre sí.

2. La rejilla para batería de la reivindicación 1, en la que la al menos una característica de reducción del crecimiento está configurada de forma que reduzca la tendencia del elemento superior a moverse en la primera dirección.

3. La rejilla para batería de la reivindicación 1, en la que la al menos una característica de reducción del crecimiento comprende un segmento de hilo que tiene una primera parte adyacente a un primer nodo, una segunda parte adyacente a un segundo nodo, y un eslabón débil dispuesto en posición intermedia entre el primer extremo y el segundo extremo que está configurado para romperse al aplicar una cantidad de tensión predeterminada sobre el hilo.

4. La rejilla para batería de la reivindicación 3, en la que el eslabón débil es una tercera parte dispuesta entre la primera parte y la segunda parte de tal manera que la primera parte está escalonada en relación con la segunda parte.

5. La rejilla para batería de la reivindicación 3, en la que el eslabón débil es una tercera parte dispuesta entre la primera parte y la segunda parte que tiene una sección transversal reducida en comparación con la primera parte y la segunda parte.

6. La rejilla para batería de la reivindicación 1, en la que la al menos una característica de reducción del crecimiento comprende un segmento de hilo que tiene una primera parte generalmente lineal adyacente a un primer nodo, una segunda parte generalmente lineal adyacente a un segundo nodo, y una distorsión dispuesta entre la primera y la segunda partes generalmente lineales.

7. La rejilla para batería de la reivindicación 6, en la que la distorsión comprende una parte curva configurada para redirigir la tensión resultante de la corrosión de la rejilla.

8. La rejilla para batería de la reivindicación 1, que comprende además una muesca dispuesta en al menos uno del elemento superior, el elemento inferior, el primer elemento lateral y el segundo elemento lateral.

9. La rejilla para batería de la reivindicación 8, en la que la muesca está dispuesta en el elemento inferior.

10. La rejilla para batería de la reivindicación 1, que comprende además una hendidura dispuesta en el elemento superior.

11. La rejilla para batería de la reivindicación 10, en la que la hendidura comprende una parte curvada que se curva hacia el interior hacia los hilos dispuestos dentro del marco.

12. La rejilla para batería de la reivindicación 1, en la que la al menos una característica de reducción del crecimiento comprende al menos una parte del elemento superior del marco que está dispuesta formando un ángulo desde la lengüeta hasta uno de los elementos laterales, de tal manera que la parte del elemento superior no se encuentre con el elemento lateral formando un ángulo recto.

13. La rejilla para batería de la reivindicación 1, que comprende además una zona de amortiguamiento dispuesta dentro del marco.

14. La rejilla para batería de la reivindicación 13, en la que la pluralidad de hilos de comprende una pluralidad de hilos que se extienden entre el elemento superior y el elemento inferior y en la que la zona de amortiguamiento comprende una discontinuidad en al menos uno de la pluralidad de hilos que se extienden entre el elemento superior y el elemento inferior.

15. La rejilla para batería de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una esquina redondeada del marco entre el elemento superior y al menos uno del primer elemento lateral y del segundo elemento lateral que está configurado para absorber la tensión causada por el crecimiento de la rejilla.

16. La rejilla para batería de la reivindicación 1, en la que la rejilla para batería comprende una pluralidad de características de reducción del crecimiento dispuestas en la rejilla para batería para reducir la cantidad de crecimiento de la rejilla para batería en la primera dirección como consecuencia de la corrosión de la rejilla para batería durante la vida útil de la rejilla para batería.

17. Una batería plomo-ácido con una rejilla para batería de la reivindicación 1.

 

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