Conjunto de conexión para celdas de una batería.

Conjunto de conexión para conectar dos o más celdas (10) de un bloque de batería,

comprendiendo el conjunto de conexión (1) un primer elemento (2) de conector de un primer material y un segundo elemento (3) de conector de un segundo material,

teniendo el primer material una resistividad más débil que el segundo material,

estando el primer elemento (2) de conector y el segundo elemento (3) de conector eléctricamente conectados uno con otro mediante una conexión (5) de resistencia débil, caracterizado porque la conexión (5) de resistencia débil es una línea de soldadura.

Conjunto de conexión para celdas de una batería Campo de la invención La presente invención se refiere a un conjunto de conexión para conectar dos o más celdas de un bloque de batería. En otro aspecto, se proporciona un procedimiento para fabricar un bloque de baterías que comprende dos o más celdas.

Técnica anterior Los bloques de batería comprenden una pluralidad de celdas utilizados en una amplia gama de aplicaciones. En los bloques de batería conocidos, son utilizados generalmente unos elementos de conexión de un material de níquel con forma de tira para interconectar las celdas, dado que este material puede ser conectado a los materiales de las celdas (acero o aluminio) sin problemas relacionados con la seguridad.

La solicitud de patente internacional WO 2010/141853 divulga un bloque de batería de iones con litio que comprende una carcasa, una parte superior fijada a un extremo abierto de la carcasa, y una pluralidad de celdas de batería dispuestas en paralelo y contenidas dentro de la carcasa. El bloque de batería comprende además unos colectores de corriente de cátodo y ánodo, en el que cada uno de los colectores de corriente comprende una placa colectora soldad a una lengüeta de la placa colectora. Las lengüetas de las placas colectoras están soldadas a las respectivas cubiertas de cátodo y ánodo de las celdas de batería.

La solicitud de patente estadounidense US 2008/063932 divulga un conjunto de batería que comprende cuatro celdas unitarias en serie. Las celdas unitarias están dispuestas en paralelo de forma que sus polaridades son alternas. Unas celdas unitarias adyacentes están conectadas por un miembro de conexión, en el que el miembro de conexión está compuesto por una placa de metal apilada obtenida por resistencia por soldadura de una placa conjunta de cobre y níquel.

La solicitud de patente japonesa JP 2000 106170 divulga una placa de conexión para conectar eléctricamente una pluralidad de baterías. La placa de conexión comprende una disposición apilada de placas de cobre y níquel obtenida mediante la conexión de dichas placas con un cordón de soldadura.

Sumario de la invención La presente invención pretende proporcionar un conjunto de conexión mejorado para las celdas de un bloque de batería, que mejore los parámetros caracterizadores de un bloque de batería, como por ejemplo su resistencia interna.

De acuerdo con la presente invención, se dispone un conjunto de conexión de acuerdo con el preámbulo definido en las líneas anteriores, en el que un conjunto de conexión comprende un primer elemento de conector de un primer material y un segundo elemento de conector de un segundo material, ofreciendo un primer elemento una resistividad más débil que el segundo material, estando el primer elemento de conector y el segundo elemento de conector conectados uno con otro por un conector de resistencia débil. Un bloque de batería que utiliza dicho conjunto de conexión puede estar dispuesto con una resistencia interna muy débil, lo que mejora el rendimiento del bloque de batería.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento según se define en las líneas anteriores, en el que el procedimiento comprende la provisión de un primer elemento de conector, que proporciona al menos un segundo elemento de conector, estando el segundo elemento de conector provisto de una abertura, conectando primeramente el primer elemento de conector con el al menos un segundo elemento de conector que utiliza una técnica de conexión de resistencia débil y, a continuación, conectando las aberturas del al menos un segundo elemento de conector con las dos o más celdas del bloque de batería. Los materiales adecuados para los diversos elementos pueden ser utilizados para permitir el ensamblaje fácil y seguro del entero bloque de batería y, simultáneamente, proporcionar un bloque de batería que ofrezca una resistencia interna muy débil.

Breve descripción de los dibujos A continuación se analizará con mayor detalle la presente invención, utilizando una pluralidad de formas de realización ejemplares, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales La Fig. 1 muestra una vista desde arriba en perspectiva de una primera forma de realización de un conjunto de conexión de acuerdo con la presente invención;

la Fig. 2 muestra una vista desde abajo en perspectiva del conjunto de conexión de la forma de realización de la Fig. 1 con las celdas conectadas;

la Fig. 3 muestra una vista desde arriba en perspectiva de una segunda forma de realización de un conjunto de conexión de acuerdo con la presente invención:

la Fig. 4 muestra una vista desde abajo en perspectiva del conjunto de conexión de la forma de realización de la Fig. 3 con las celdas conectadas;

la Fig. 5 muestra una vista desde arriba en perspectiva de una tercera forma de realización de un conjunto de conexión de acuerdo con la presente invención;

la Fig. 6 muestra una vista desde abajo en perspectiva del conjunto de conexión de la forma de realización de la Fig. 5 con las celdas conectadas.

Descripción detallada de formas de realización ejemplares Los bloques de batería comprenden una pluralidad de celdas se utilizan cada vez más en todo tipo de aplicaciones. Las celdas de un bloque de batería necesitan ser conectadas unas con otras (en paralelo o en serie, o en combinaciones de ambas) utilizando un material con una resistividad lo más débil posible, con el fin de obtener unas pérdidas internas lo más débiles posible. Las celdas del tipo moderno de batería son, por ejemplo, celdas a base de Litio, como por ejemplo celdas de iones de Litio, celdas poliméricas de iones de Litio, celdas LiFePO4, etc. Estas celdas pueden distribuir corrientes elevadas (del orden de más de 100A) como resultado de lo cual las pérdidas internas pueden ser sustanciales. Las celdas están generalmente provistas de una envuelta de acero o aluminio a la cual el material de conexión está eléctricamente conectado, utilizando una pluralidad de técnicas como por ejemplo soldadura (por resistencia) , soldeo con aleaciones de estaño y plomo, encolado, ligadura, etc.

El material de la envuelta de celda y los materiales utilizados dentro de la celda plantean condiciones estrictas de posibles técnicas de conexión. El material de litio de las celdas debe mantenerse por debajo de 60º. Para conectar las celdas, un material de Ag o Cu no puede ser soldado sobre la envuelta dado que esto da lugar a una temperatura demasiado elevada. Debido a la débil resistencia, la soldadura por resistencia no es posible en la mayoría de los casos, las corrientes de soldadura posiblemente fluirían por el interior de las celdas y por la estructura del material, provocando a menudo tipos semiconductores de estructuras de cristalización, lo que constituye también un efecto indeseado en los bloques de batería.

En la Fig. 1 se muestra una vista desde arriba en perspectiva de una primera forma de realización de un conjunto 1 de conexión de acuerdo con la presente invención, el cual puede ser utilizado para conectar eléctricamente celdas de un bloque de batería, en este caso para la conexión de cuatro celdas. La Fig. 2 muestra una vista desde abajo en perspectiva del conjunto 1 de conexión de la Fig. 1, en la que también se muestran cuatro celdas 10 parcialmente en una forma de realización cilíndrica las cuales pueden ser utilizadas para formar un boque de batería completo de cuatro celdas.

El conjunto 1 de conexión comprende un primer elemento 2 de conector de un primer material y, en la forma de realización mostrada, dos segundos elementos 3 de conector de un segundo material, teniendo el primer material una resistividad más débil que el segundo material. El primer elemento 2 de conector y los segundos elementos 3 de conector están eléctricamente conectados unos con otros mediante unas conexiones 5 de resistencia débil, como se muestra en la vista desde arriba de la Fig. 1. El primer material es un material de resistencia débil por ejemplo Cu o Ag (o mezclas de estos) . El cobre (Cu) tiene una resistividad de 1, 68 x 10-8 m. Otros primeros materiales apropiados son, por ejemplo, Aluminio (2, 65 x 10-8 m) , Plata (1, 59 x 10-8 m) , Oro (2, 2 x 10-8 m) . El segundo material es un material que puede estar eléctricamente conectado a una celda de un bloque de batería utilizando técnicas de ligadura térmica, como por ejemplo Ni. El Níquel (Ni) tiene una resistividad de 13, 5 x 10-8 m permitiendo técnicas de soldadura resistiva. Otros materiales adecuados para la soldadura (el segundo material) son por ejemplo el Ni201 (9, 5 x 10-8 m) , Hierro (9, 7 x 10-8 m) , Latón (7, 2 x 10-8 m) y Tungsteno (5, 5 x 10-8 m) .

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1. Conjunto de conexión para conectar dos o más celdas (10) de un bloque de batería, comprendiendo el conjunto de conexión (1) un primer elemento (2) de conector de un primer material y un segundo elemento (3) de conector de un segundo material, teniendo el primer material una resistividad más débil que el segundo material, estando el primer elemento (2) de conector y el segundo elemento (3) de conector eléctricamente conectados uno con otro mediante una conexión (5) de resistencia débil, caracterizado porque la conexión (5) de resistencia débil es una línea de soldadura.

2. El conjunto de conexión de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el primer material es seleccionado entre el grupo formado por Ag, Cu o mezclas de estos.

3. El conjunto de conexión de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que el segundo material es Ni.

4. El conjunto de conexión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que un grosor del primer elemento (2) de conector es superior a 0, 1 mm.

5. El conjunto de conexión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que un grosor del segundo elemento (3) de conector es inferior a 0, 4 mm.

6. El conjunto de conexión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la conexión (5) de resistencia débil se extiende sustancialmente sobre una anchura del segundo elemento (3) de conector.

7. El conjunto de conexión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el segundo elemento (3) de conector comprende dos o más aberturas (6) .

8. El conjunto de conexión de acuerdo con la reivindicación 7, en el que las aberturas (6) son hendiduras.

9. El conjunto de conexión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende un único primer elemento (2) de conector y una pluralidad de segundos elementos (3) de conector, estando cada segundo elemento (3) de conector provisto de dos aberturas para su conexión con dos celdas (10) .

10. El conjunto de conexión de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el primer único elemento (2) de conector está provisto de una pluralidad de aberturas (7) secundarias que se corresponden con la pluralidad de aberturas (6) dispuestas en la pluralidad de segundos elementos (3) de conector.

11. El conjunto de conexión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende además un elemento (8) de conexión, que está eléctricamente conectado al segundo elemento (3) de conector mediante otra conexión (5) de resistencia débil.

12. Procedimiento para proveer un bloque de batería que comprende dos o más celdas (10) , que comprende:

- la provisión de un primer elemento (2) de conector, -la provisión de al menos un segundo elemento (3) de conector, estando el segundo elemento (3) de conector provisto de una abertura (6) , -primeramente la conexión del primer elemento (2) de conector con al menos un segundo elemento (3) de conector utilizando una técnica de conexión de resistencia débil y -a continuación, la conexión de las aberturas (6) del al menos un segundo elemento (3) de conector con las dos o más celdas (10) del bloque de batería, caracterizado porque la utilización de una técnica de conexión de resistencia débil comprende la utilización de una conexión (5) de resistencia débil bajo la forma de una línea de soldadura.