ES2979133T3 - Ensamblaje de electrodos y procedimiento para fabricar el mismo - Google Patents
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Abstract
La presente invención se refiere a un conjunto de electrodos y a un método para fabricar el conjunto de electrodos, que permite alinear entre sí las lengüetas de un conjunto de electrodos de múltiples lengüetas. Además, la presente invención comprende: una etapa de laminación para formar un laminado de electrodos mediante laminación repetida de una estructura en la que se laminan un electrodo negativo que tiene una lengüeta de electrodo, un electrodo positivo que tiene una lengüeta de electrodo y un separador interpuesto entre ellos; una etapa de unión de lengüetas de electrodos para unir al menos dos lengüetas de electrodos del laminado de electrodos de manera que las lengüetas de electrodos que tienen la misma polaridad se unan entre sí; y una etapa de bobinado para bobinar el laminado de electrodos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Ensamblaje de electrodos y procedimiento para fabricar el mismo
Referencia cruzada a solicitud relacionada
La presente solicitud reivindica el beneficio de la prioridad de las solicitudes de patentes coreanas n.° 10-2016 0145420, presentada el 2 de noviembre de 2016 y 10-2017-0145158, presentada el 2 de noviembre de 2017.
Sector de la técnica
La presente invención se refiere a un ensamblaje de electrodos y a un procedimiento para fabricar el mismo, y más en particular, a un ensamblaje de electrodos que incluye una lengüeta múltiple en el que las lengüetas se pueden alinear y a un procedimiento para fabricar el mismo.
Estado de la técnica
Las baterías secundarias de litio se pueden dividir en baterías de litio metálico, baterías de iones de litio y baterías secundarias de litio según la forma del electrolito.
En este caso, dicha batería secundaria de litio puede no requerir un exterior metálico firme y fabricarse en diversos tamaños y formas según su uso. Por ejemplo, la batería secundaria de litio puede tener un grosor de 3 mm o menos y un peso reducido en un 30 % o más. Por tanto, la batería secundaria de litio puede producirse en serie y fabricarse como una batería a gran escala.
Por este motivo, la batería secundaria de litio se ha comercializado en la actualidad y se utiliza en diversos campos. En el registro de la patente coreana n.° 10-1136156 se divulga una batería secundaria y un procedimiento para fabricar la misma. Otras baterías secundarias y su procedimiento de fabricación se divulgan en los documentos US 2006/127751 A1, WO 2016/093338 A1 y EP 1195822 A2.
Un ensamblaje de electrodos según una técnica relacionada se fabrica al unir respectivamente los terminales (o lengüetas de electrodo) a porciones sin recubrimiento de una placa de electrodo positivo y una placa de electrodo negativo, que se enrollan, después de que se han enrollado la placa de electrodo positivo, la placa de electrodo negativo, y un separador.
Sin embargo, un procedimiento para fabricar el ensamblaje de electrodos tiene el problema de que es difícil alinear las lengüetas de electrodo en el caso de una lengüeta múltiple que incluye una pluralidad de lengüetas porque los terminales (las lengüetas de electrodo) están unidos a porciones sin recubrimiento de una placa de electrodo positivo y una placa de electrodo negativo, que están enrolladas.
Asimismo, si las lengüetas de electrodo no están alineadas constantemente, se puede cambiar la ruta del movimiento de los electrones y provocar el equilibrio cinético que es una de las causas de la degeneración del ciclo.
Objeto de la invención
Problema técnico
Por lo tanto, la presente invención se ha realizado para resolver el problema mencionado anteriormente, y un objeto de la presente invención es proporcionar una batería secundaria en la que las lengüetas de electrodo se puedan alinear de forma estable y un procedimiento para fabricar la misma.
Solución técnica
El procedimiento para fabricar un ensamblaje de electrodos según la presente invención es como se define en la reivindicación 1. El procedimiento incluye una etapa de apilamiento para apilar repetidamente un electrodo negativo, un separador y un electrodo positivo de modo que el separador se apila entre el electrodo negativo que incluye una lengüeta de electrodo y el electrodo positivo que incluye una lengüeta de electrodo y forma un apilamiento de electrodos, un etapa de acoplamiento de lengüetas de electrodo para acoplar entre sí las lengüetas de electrodo que tienen por lo menos dos o más polaridades iguales que las lengüetas de electrodo del apilamiento de electrodos, y una etapa de enrollado para enrollar el apilamiento de electrodos.
Las lengüetas de electrodo incluyen una lengüeta de electrodo negativo formada en el electrodo negativo y una lengüeta de electrodo positivo formada en el electrodo positivo, en la etapa de apilamiento, cada uno de los electrodos negativos, el separador y los electrodos positivos se proporcionan en una pluralidad, y la pluralidad de electrodos negativos, la pluralidad de separadores y la pluralidad de electrodos positivos están apiladas, en el que las lengüetas de electrodo negativo formadas en la pluralidad de electrodos negativos están apiladas unas sobre otras, y las lengüetas de electrodo positivo formadas en la pluralidad de electrodos positivos están apiladas unas sobre otras, y en la etapa de acoplamiento de lengüetas de electrodo, las lengüetas de electrodo positivo se acoplan entre sí, y las lengüetas de electrodo negativo no se acoplan entre sí.
Después de la etapa de enrollado, la lengüeta de electrodo negativo formada en cada uno de la pluralidad de electrodos negativos puede doblarse en una dirección central del apilamiento de electrodos para apilar los extremos de la lengüeta de electrodo negativo uno sobre otro.
Los extremos apilados de la lengüeta de electrodo negativo pueden acoplarse entre sí en una dirección del eje central del apilamiento de electrodos.
La etapa de apilamiento, la etapa de acoplamiento de lengüetas de electrodo y la etapa de enrollado se pueden realizar secuencialmente.
Las lengüetas de electrodo pueden incluir una lengüeta de electrodo negativo formada en el electrodo negativo y una lengüeta de electrodo positivo formada en el electrodo positivo, y en la etapa de apilamiento, cada uno de los electrodos negativos, el separador y los electrodos positivos pueden proporcionarse en una pluralidad y la pluralidad de electrodos negativos, la pluralidad de separadores y la pluralidad de electrodos positivos pueden estar apiladas, en el que las lengüetas de electrodo positivo de la pluralidad de electrodos positivos pueden estar dispuestas en la misma línea vertical, y las lengüetas de electrodo negativo de la pluralidad de electrodos negativos pueden estar dispuestas para estar gradualmente cerca de las lengüetas de electrodo positivo en una dirección apilada de los electrodos negativos.
En la etapa de apilamiento, las lengüetas de electrodo positivo formadas en la pluralidad de electrodos positivos pueden apilarse entre sí, y en la etapa de acoplamiento de lengüetas de electrodo, las lengüetas de electrodo positivo pueden acoplarse entre sí, y las lengüetas de electrodo negativo pueden no estar acopladas entre sí.
La pluralidad de lengüetas de electrodo negativo, que están dispuestas para estar separadas entre sí, puede disponerse para superponerse entre sí en la misma línea vertical después de enrollarse en la etapa de enrollado. En la etapa de enrollado, el apilamiento de electrodos se puede enrollar de modo que el electrodo negativo sobre el cual se forma la lengüeta de electrodo negativo que está cerca de la lengüeta de electrodo positivo esté dispuesto en el interior en la dirección de enrollado del apilamiento de electrodos.
En la etapa de enrollado, la pluralidad de lengüetas de electrodo negativo se puede apilar para superponerse entre sí en la misma línea vertical.
Después de la etapa de enrollado, las lengüetas de electrodo negativo formadas respectivamente en la pluralidad de electrodos negativos pueden apilarse para acoplarse entre sí.
Los extremos de las lengüetas de electrodo negativo que se apilan para acoplarse entre sí pueden doblarse en una dirección central del apilamiento de electrodos.
La pluralidad de lengüetas de electrodo negativo separadas entre sí pueden estar dispuestas a la misma distancia con respecto a un eje central del apilamiento de electrodos enrollados en la etapa de enrollado (S3), en la etapa de enrollado (S3), las lengüetas de electrodo negativo respectivamente formadas en la pluralidad de electrodos negativos se pueden disponer a la misma distancia con respecto al eje central del apilamiento de electrodos enrollados, y después de la etapa de enrollado (S3), la lengüeta de electrodo negativo se puede doblar en una dirección central del apilamiento de electrodos enrollados, y los extremos de la lengüeta de electrodo negativo doblada se apilan para acoplarse entre sí.
El ensamblaje de electrodos según la presente invención es como se define en la reivindicación 9. El ensamblaje de electrodos incluye un cuerpo ensamblado de electrodos en el que un electrodo positivo, un separador y un electrodo negativo se apilan y se enrollan repetidamente y un haz de lengüetas de electrodos en el que las lengüetas de electrodo que tienen por lo menos la misma polaridad que las lengüetas de electrodo que las lengüetas de electrodo del electrodo negativo y las lengüetas de electrodo del electrodo positivo, que están apilados en el cuerpo ensamblado de electrodos, están acopladas entre sí.
El haz de lengüetas de electrodo puede incluir uno o más haces de lengüetas de electrodo de un haz de lengüetas de electrodo negativo en el que las lengüetas de electrodo negativo dispuestas en una pluralidad de electrodos negativos apilados en el cuerpo ensamblado de electrodos están apiladas para acoplarse entre sí y un haz de lengüetas de electrodo positivo en el que las lengüetas de electrodo positivo dispuestas en una pluralidad de electrodos positivos apilada en el cuerpo ensamblado de electrodos se apilan para acoplarse entre sí.
El haz de lengüetas de electrodo puede incluir un haz de lengüetas de electrodo negativo en el que las lengüetas de electrodo negativo dispuestas en una pluralidad de electrodos negativos apiladas en el cuerpo ensamblado de electrodos están dobladas en una dirección central del cuerpo ensamblado de electrodos y acopladas entre sí y un haz de lengüetas de electrodo positivo en el que las lengüetas de electrodo positivo dispuestas en una pluralidad de electrodos positivos apilada en el cuerpo ensamblado de electrodos se apilan para acoplarse entre sí.
Las lengüetas de electrodo negativo dispuestas en la pluralidad de electrodos negativos pueden estar separadas a la misma distancia entre sí en el estado en el que el cuerpo ensamblado de electrodos está enrollado.
Las lengüetas de electrodo de la pluralidad de electrodos positivos apilada en el cuerpo ensamblado de electrodos están dispuestas en la misma línea vertical, las lengüetas de electrodo de la pluralidad de electrodos negativos apilada en el cuerpo ensamblado de electrodos se acercan gradualmente a las lengüetas de electrodo de los electrodos positivos en una dirección apilada de la pluralidad de electrodos negativos, y los extremos de la lengüeta de electrodo de cada uno de los electrodos negativos están doblados para superponerse entre sí en una porción central del cuerpo ensamblado de electrodos.
El ensamblaje de electrodos incluye además un haz de lengüetas de electrodo positivo en el que las lengüetas de electrodo de la pluralidad de electrodos positivos apilada en la misma línea vertical en el cuerpo ensamblado de electrodos se apilan para acoplarse entre sí.
Efectos ventajosos
Según la presente invención, dado que las lengüetas de electrodo están alineadas para acoplarse entre sí antes de que se enrollen el electrodo positivo, el electrodo negativo y el separador, el estado alineado de las lengüetas de electrodo puede mantenerse uniformemente incluso después de que se haya enrollado el ensamblaje de electrodos a ensamblar.
Según la presente invención, las lengüetas de electrodo pueden estar alineadas uniformemente para proporcionar la ruta de movimiento constante de los electrones.
Según la presente invención, la ruta de movimiento de los electrones puede ser constante para mantener uniformemente el equilibrio cinético, con lo cual mejoran las propiedades de ciclo.
Según la presente invención, se puede impedir que el ensamblaje de electrodos enrollado se arrugue.
Según la presente invención, se puede impedir que el ensamblaje de electrodos aumente de tamaño mediante la lengüeta de electrodo negativo.
Según la presente invención, se puede maximizar la eficacia de carga de la batería secundaria.
Descripción de las figuras
La figura 1 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento para fabricar un ensamblaje de electrodos según la realización 1 de la presente invención.
La figura 2 es una vista en perspectiva en despiece del ensamblaje de electrodos según la realización 1 de la presente invención.
La figura 3 es una vista en perspectiva que ilustra un estado apilado del ensamblaje de electrodos de la figura 2. La figura 4 es una vista en planta de un haz de lengüetas de electrodo positivo según la realización 1 de la presente invención.
La figura 5 es una vista inferior de un haz de lengüetas de electrodo negativo según la realización 1 de la presente invención.
La figura 6 es una vista inferior de un haz de lengüetas de electrodo negativo según la realización 2 de la presente invención.
La figura 7 es una vista en perspectiva en despiece de un ensamblaje de electrodos según la realización 3 de la presente invención.
La figura 8 es una vista en perspectiva que ilustra un estado apilado del ensamblaje de electrodos de la figura 7. La figura 9 es una vista frontal que ilustra un estado enrollado del ensamblaje de electrodos de la figura 8.
La figura 10 es una vista frontal que ilustra un estado enrollado de un ensamblaje de electrodos según la realización 4 de la presente invención.
La figura 11 es una vista inferior de la figura 10.
La figura 12 es una vista inferior que ilustra una superficie inferior de un ensamblaje de electrodos enrollado según la realización 5 de la presente invención.
La figura 13 es una vista en perspectiva de una batería secundaria en la que se aloja un ensamblaje de electrodos según diversas realizaciones de la presente invención.
Descripción detallada de la invención
En lo sucesivo, se describirán en detalle una batería secundaria y un procedimiento para fabricar la misma según realizaciones preferidas de la presente invención en referencia a las figuras adjuntas.
Los términos o palabras utilizados en esta memoria descriptiva y en las reivindicaciones no deben interpretarse de forma restrictiva según el significado habitual o basado en el diccionario, sino que deben interpretarse según el significado y los conceptos que se ajustan al alcance de la presente invención sobre la base del principio de que el autor de la invención puede definir adecuadamente el concepto de un término para describir y explicar su invención de la mejor manera. Por lo tanto, las realizaciones y las figuras descritas en la presente memoria son sencillamente ejemplares y no exhaustivas, y se entenderá que se pueden hacer diversos equivalentes para reemplazar las realizaciones.
En las figuras, la dimensión de cada uno de los componentes o una porción específica que constituye el componente se exagera, se omite o se ilustra esquemáticamente por conveniencia en la descripción y claridad. Por tanto, la dimensión de cada elemento no refleja completamente un tamaño real. Además, se descartarán descripciones detalladas relacionadas con funciones o configuraciones bien conocidas para no complicar innecesariamente la materia objeto de la presente invención.
La figura 1 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento para fabricar un ensamblaje de electrodos según la realización 1 de la presente invención.
Como se ilustra en la figura 1, un procedimiento para fabricar un ensamblaje de electrodos según la realización 1 de la presente invención incluye una etapa de apilamiento (S1), una etapa de acoplamiento de lengüetas de electrodo (S2) y una etapa de enrollado (S3).
La figura 2 es una vista en perspectiva en despiece del ensamblaje de electrodos según la realización 1 de la presente invención, y la figura 3 es una vista en perspectiva que ilustra un estado apilado del ensamblaje de electrodos de la figura 2.
Como se ilustra en las figuras 2 y 3, la etapa de apilamiento (S1) según la realización 1 de la presente invención es una etapa de formar un apilamiento 101 de electrodos al apilar repetidamente cada uno de una pluralidad de electrodos 110 negativos, cada uno de una pluralidad de separadores 130, y cada uno de una pluralidad de electrodos 150 positivos de modo que el separador 130 quede apilado entre el electrodo 110 negativo que incluye una lengüeta de electrodo y el electrodo 150 positivo que incluye una lengüeta de electrodo.
El electrodo 150 positivo puede ser una placa de aluminio e incluir una porción de material activo de electrodo positivo recubierta con un material activo de electrodo positivo y una porción sin recubrimiento de electrodo positivo que no está recubierta con el material activo de electrodo positivo.
El material activo de electrodo positivo puede incluir un óxido de metal de transición que contiene litio tal como LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2 y LiMnO4 o un compuesto de calcogenuro de litio.
La porción de material activo de electrodo positivo se puede formar, por ejemplo, al aplicar el material activo de electrodo positivo a una porción de por lo menos una superficie de la placa de aluminio, y la porción restante de la placa de aluminio, que no está recubierta con el material activo de electrodo positivo, puede ser la porción sin recubrimiento de electrodo positivo.
La lengüeta 151 de electrodo positivo está conectada eléctricamente a la porción sin recubrimiento de electrodo positivo.
El electrodo 110 negativo puede ser una placa de cobre e incluir una porción de material activo de electrodo negativo recubierta con un material activo de electrodo negativo y una porción sin recubrimiento de electrodo negativo que no está recubierta con el material activo de electrodo negativo.
El material activo de electrodo negativo puede ser un material de carbono tal como un carbono cristalino, un carbono amorfo, un compuesto de carbono o una fibra de carbono, un litio metálico o similares.
La porción de material activo de electrodo negativo se puede formar, por ejemplo, al aplicar el material activo de electrodo negativo a una porción de por lo menos una superficie de la placa de cobre, y la porción restante de la placa de cobre, que no está recubierta con el material activo de electrodo negativo, puede ser la porción sin recubrimiento de electrodo negativo.
La lengüeta 111 de electrodo negativo está conectada eléctricamente a la porción sin recubrimiento de electrodo negativo.
El separador 130 se puede fabricar al aplicar un copolímero de poli(fluoruro de vinilideno)-hexafluoropropileno (copolímero PVDF-HFP) a un material base seleccionado del grupo que consiste en, por ejemplo, polietileno (PE), poliestireno (PS), polipropileno (PP) y un copolímero de polietileno (PE) y polipropileno.
En las lengüetas 111 de electrodo negativo formadas respectivamente en la pluralidad de electrodos 110 negativos, las lengüetas 111 de electrodo negativo pueden apilarse unas sobre otras. En las lengüetas 151 de electrodo positivo formadas respectivamente en la pluralidad de electrodos 150 positivos, las lengüetas 151 de electrodo positivo pueden apilarse unas sobre otras.
La etapa de acoplamiento de lengüetas de electrodo (S2) según la realización 1 de la presente invención es una etapa de acoplar entre sí las lengüetas de electrodo que tienen por lo menos la misma polaridad que las lengüetas de electrodo conectadas respectivamente a los electrodos apilados en el apilamiento 101 de electrodos.
Es decir, la etapa de acoplamiento de lengüetas de electrodo (S2) es una etapa en la que las lengüetas 151 de electrodo positivo, que están conectadas eléctricamente a los electrodos 150 positivos, de los electrodos apilados en el apilamiento 101 de electrodos, se acoplan entre sí, o las lengüetas 111 de electrodo negativo, que están conectadas eléctricamente a los electrodos 110 negativos, de los electrodos apilados en el apilamiento 101 de electrodos, se acoplan entre sí.
De forma alternativa, en la etapa de acoplamiento de lengüetas de electrodo (S2), las lengüetas 151 de electrodo positivo, que están conectadas eléctricamente a los electrodos 150 positivos, de los electrodos apilados en el apilamiento 101 de electrodos, pueden acoplarse entre sí, y asimismo, las lengüetas 111 de electrodo negativo, que están conectadas eléctricamente a los electrodos 110 negativos, de los electrodos apilados en el apilamiento 101 de electrodos, pueden acoplarse entre sí.
Asimismo, cada una de las lengüetas 111 de electrodo negativo y cada una de las lengüetas 151 de electrodo positivo pueden acoplarse entre sí mediante soldadura.
La figura 4 es una vista en planta de un haz de lengüetas de electrodo positivo según la realización 1 de la presente invención, y la figura 5 es una vista inferior de un haz de lengüetas de electrodo negativo según la realización 1 de la presente invención.
Como se ilustra en las figuras 4 y 5, la etapa de enrollado (S3) según la realización 1 de la presente invención es una etapa de formar un cuerpo 100 ensamblado de electrodos que tiene forma de rollo de gelatina al enrollar el apilamiento 101 de electrodos en el que las lengüetas de electrodo que tienen por lo menos la misma polaridad están acopladas entre sí.
Dado que las lengüetas 151 de electrodo positivo están dispuestas en un lado central del cuerpo 100 ensamblado de electrodos enrollado en comparación con las lengüetas 111 de electrodo negativo, cuando el apilamiento 101 de electrodos se enrolla en la etapa de enrollado (S3) después de que las lengüetas 151 de electrodo positivo se enrollan acopladas entre sí en la etapa de acoplamiento de lengüetas de electrodo (S2), y a continuación, las lengüetas de electrodo 111 se acoplan entre sí después de la etapa de enrollado (S3), el ensamblaje de electrodos puede fabricarse fácilmente, y asimismo, las lengüetas de electrodo del cuerpo 100 ensamblado de electrodos puede estar alineado uniformemente.
Asimismo, dado que las lengüetas 151 de electrodo positivo están acopladas entre sí, y las lengüetas 111 de electrodo negativo están acopladas entre sí en la etapa de acoplamiento de lengüetas de electrodo (S2), y a continuación, el apilamiento 101 de electrodos se enrolla en la etapa de enrollado (S3) para fabricar el cuerpo 100 ensamblado de electrodos, todas las lengüetas 151 de electrodo positivo y las lengüetas 111 de electrodo negativo pueden estar alineadas uniformemente.
La figura 6 es una vista inferior de un haz de lengüetas de electrodo negativo según la realización 2 de la presente invención.
Como se ilustra en la figura 6, en una etapa de apilamiento (S1) según la realización 2 de la presente invención, se pueden apilar una pluralidad de electrodos negativos, una pluralidad de separadores y una pluralidad de electrodos positivos. Aquí, las lengüetas 111 de electrodo formadas en la pluralidad de electrodos negativos pueden apilarse unas sobre otras, y las lengüetas 151 de electrodo positivo formadas en la pluralidad de electrodos positivos pueden apilarse unas sobre otras.
Asimismo, en una etapa de acoplamiento de lengüetas de electrodo (S2) según la realización 2 de la presente invención, las lengüetas 151 apiladas de electrodo positivo pueden acoplarse entre sí mediante soldadura, y las lengüetas 111 apiladas de electrodo negativo pueden no acoplarse entre sí.
En una etapa de enrollado (S3) según la realización 2 de la presente invención, se puede enrollar un apilamiento 101 de electrodos en el estado en el que las lengüetas 151 de electrodo positivo están acopladas entre sí mediante la soldadura, y las lengüetas 111 apiladas de electrodo negativo no están acopladas entre sí.
Asimismo, después de la etapa de enrollado (S3), la pluralidad de lengüetas 111 de electrodo negativo de un cuerpo 100 ensamblado de electrodos formado al enrollar el apilamiento 101 de electrodos se puede doblar en una dirección central del cuerpo 100 ensamblado de electrodos para apilar los extremos 1111 de la pluralidad de lengüetas 111 de electrodo negativo una sobre otra. Los extremos 1111 de las lengüetas 111 apiladas de electrodo negativo pueden acoplarse entre sí mediante la soldadura en una dirección del eje central del cuerpo 100 ensamblado de electrodos.
Un procedimiento para fabricar un ensamblaje de electrodos según la realización 2 de la presente invención puede ser uno de los procedimientos en los que el apilamiento 101 de electrodos se enrolla para formar el cuerpo 100 ensamblado de electrodos en el estado en el que las lengüetas 151 de electrodo positivo están acopladas entre sí mediante la soldadura, y las lengüetas 111 de electrodo negativo no están acopladas entre sí, y las lengüetas 111 de electrodo negativo se acoplan entre sí después de que se forma el cuerpo 100 ensamblado de electrodos.
En el procedimiento para fabricar el ensamblaje de electrodos según la realización 2 de la presente invención, las lengüetas 111 de electrodo negativo dispuestas en el exterior en la dirección de enrollado del cuerpo 100 ensamblado de electrodos pueden acoplarse entre sí después de la etapa de enrollado (S3) para impedir que se generen arrugas (el llamado fenómeno de arrugamiento) en la etapa de enrollar el apilamiento 101 de electrodos, y asimismo, las lengüetas 151 de electrodo positivo dispuestas en el interior en la dirección de enrollado del cuerpo 100 ensamblado de electrodos pueden acoplarse entre sí antes de la etapa de enrollado (S3) para alinear uniformemente las lengüetas de electrodo y así igualar el equilibrio cinético. Asimismo, en este caso, dado que existe una porción coincidente de las lengüetas 111 de electrodo negativo en los extremos 1111 de las lengüetas 111 de electrodo negativo, también se puede obtener un efecto de coincidencia del equilibrio cinético en las lengüetas 111 de electrodo negativo.
La figura 7 es una vista en perspectiva en despiece de un ensamblaje de electrodos según la realización 3 de la presente invención, la figura 8 es una vista en perspectiva que ilustra un estado apilado del ensamblaje de electrodos de la figura 7, y la figura 9 es una vista frontal que ilustra un estado enrollado del ensamblaje de electrodos de la figura 8.
Como se ilustra en las figuras 7 a 9, en una etapa de apilamiento (S1) de un procedimiento para fabricar un ensamblaje de electrodos según la realización 3 de la presente invención, las lengüetas 151 de electrodo positivo de una pluralidad de electrodos positivos están dispuestas en la misma línea vertical V y apiladas unas sobre otras, y las lengüetas 111 de electrodo negativo de una pluralidad de electrodos negativos están formadas para acercarse gradualmente a las lengüetas de electrodo positivo en una dirección apilada de los electrodos negativos.
Aquí, las lengüetas 111 de electrodo negativo pueden disponerse para superponerse entre sí en la misma línea vertical H después de enrollarse en la etapa de enrollado (S3) (véase la figura 9).
En una etapa de acoplamiento de lengüetas de electrodo (S2), las lengüetas 151 de electrodo positivo, que están apiladas unas sobre otras, pueden acoplarse entre sí, pero las lengüetas 111 de electrodo negativo pueden no estar acopladas entre sí.
En una etapa de enrollado (S3), cuando se enrolla un apilamiento 101 de electrodos de modo que las lengüetas 151 de electrodo positivo estén dispuestas en un lado central en la dirección de enrollado del apilamiento 101 de electrodos, las lengüetas 111 de electrodo negativo del apilamiento 101 de electrodos enrollados pueden estar en un estado de superposición entre sí en la misma línea vertical. Aquí, la pluralidad de lengüetas 111 de electrodo negativo puede estar dispuesta en el exterior en la dirección de enrollado de un cuerpo 100 ensamblado de electrodos en un orden desde la distancia más corta hasta la distancia más lejana con respecto a las lengüetas 151 de electrodo positivo.
Asimismo, después de la etapa de enrollado (S3), las lengüetas 111 de electrodo negativo, que están dispuestas para superponerse entre sí en la misma línea vertical H, pueden apilarse unas sobre otras y luego acoplarse entre sí mediante soldadura.
Asimismo, los extremos de las lengüetas 111 de electrodo negativo, que están acoplados entre sí, pueden doblarse en la dirección central del cuerpo 100 ensamblado de electrodos para minimizar un aumento en el volumen del cuerpo 100 ensamblado de electrodos.
La figura 10 es una vista frontal que ilustra un estado enrollado de un ensamblaje de electrodos según la realización 4 de la presente invención, la figura 11 es una vista inferior de la figura 10, y la figura 12 es una vista inferior que ilustra una superficie inferior de un ensamblaje de electrodos enrollado según la realización 5 de la presente invención.
Como se ilustra en las figuras 11 y 12, en los procedimientos para fabricar un ensamblaje de electrodos según las realizaciones 4 y 5 de la presente invención, las lengüetas 151 de electrodo positivo de una pluralidad de electrodos positivos se pueden apilar unas sobre otras en la misma línea vertical V en una etapa de apilamiento (S1), y se pueden formar las lengüetas 111 de electrodo negativo de una pluralidad de electrodos negativos para que se acerquen gradualmente a las lengüetas 151 de electrodo positivo en la dirección apilada de los electrodos negativos. Aquí, la pluralidad de lengüetas de electrodo negativo, que están dispuestas para estar separadas entre sí, puede estar dispuesta a la misma distancia con respecto a un eje central del apilamiento 101 de electrodos, que están enrollados en la etapa de enrollado (S3).
Como resultado, cuando el apilamiento 101 de electrodos se enrolla en la etapa de enrollado (S3), las lengüetas 111 de electrodo negativo formadas respectivamente en la pluralidad de electrodos negativos pueden estar dispuestas a la misma distancia con respecto al eje central del cuerpo 100 ensamblado de electrodos, que es el apilamiento 101 de electrodos enrollados. Asimismo, después de la etapa de enrollado (S3), las lengüetas 111 de electrodo negativo dispuestas a la misma distancia se pueden doblar en la dirección central del cuerpo 100 ensamblado de electrodos, y los extremos de las lengüetas 111 de electrodo negativo dobladas se pueden apilar unas sobre otras y luego acoplarse entre sí mediante soldadura. Aquí, las lengüetas 111 de electrodo negativo dispuestas a la misma distancia pueden tener una forma tal como una forma radial (véase la figura 11) o una forma de cruz (véase la figura 12) cuando se ven desde una superficie inferior del cuerpo 100 ensamblado de electrodos según el número de lengüetas 111 de electrodo negativo.
La etapa de apilamiento (S1), la etapa de acoplamiento de lengüetas de electrodo (S2) y la etapa de enrollado (S3) descritas anteriormente se pueden realizar secuencialmente.
Se describirá en detalle un ensamblaje de electrodos según diversas realizaciones en referencia a las figuras adjuntas.
Como se ilustra en las figuras 2 a 5, el ensamblaje de electrodos según la realización 1 de la presente invención incluye un haz de lengüetas de electrodos en el que el electrodo 110 negativo, el separador 130 y el electrodo 150 positivo se apilan y se enrollan repetidamente, y las lengüetas de electrodo que tienen por lo menos la misma polaridad que las lengüetas de electrodo de los electrodos 110 negativos y las lengüetas de electrodo de los electrodos 150 positivos, que están apilados en el cuerpo 100 ensamblado de electrodos, pueden acoplarse entre sí. El haz de lengüetas de electrodo según la realización 1 puede incluir un haz 111 de lengüetas de electrodo negativo en el que las lengüetas 111 de electrodo negativo formadas en la pluralidad de electrodos 110 negativos apilada en el cuerpo 100 ensamblado de electrodos se apilan para acoplarse entre sí o un haz 151a de lengüetas de electrodo positivo formado sobre la pluralidad de electrodos 150 positivos apilada en el cuerpo 100 ensamblado de electrodos se apilan para acoplarse entre sí.
Como se describe anteriormente, en el ensamblaje de electrodos según la realización 1 de la presente invención, dado que las lengüetas de electrodo que tienen la misma polaridad que la pluralidad de lengüetas 111 de electrodo negativo o la pluralidad de lengüetas 151 de electrodo positivo están apiladas uniformemente y acopladas entre sí mediante la soldadura, una ruta de movimiento de los electrones puede ser la misma para hacer coincidir el equilibrio cinético, con lo cual mejoran las propiedades de ciclo de la batería secundaria.
Como se ilustra en la figura 6, en el ensamblaje de electrodos según la realización 2 de la presente invención, las lengüetas de electrodo de los electrodos 110 negativos apilados en el cuerpo 100 ensamblado de electrodos después del enrollado pueden dislocarse ligeramente mientras se enrollan. Sin embargo, los extremos 1111 de las lengüetas de electrodo negativo pueden coincidir entre sí mediante el doblado.
Asimismo, el haz de lengüetas de electrodos puede incluir un haz 151a de lengüetas de electrodo positivo en el que las lengüetas 151 de electrodo positivo, que están formadas en la pluralidad de electrodos 150 positivos apilada en el cuerpo 100 ensamblado de electrodos junto con los extremos 1111 de las lengüetas de electrodo negativo, que están formadas sobre la pluralidad de electrodos 110 negativos apilada en el cuerpo 100 ensamblado de electrodos y apilados unos sobre otros, están apiladas en la misma línea y acopladas entre sí.
Como se describe anteriormente, en el ensamblaje de electrodos según la realización 2 de la presente invención, dado que las lengüetas de electrodo que tienen la misma polaridad que la pluralidad de lengüetas 111 de electrodo negativo y la pluralidad de lengüetas 151 de electrodo positivo están apiladas uniformemente y acopladas entre sí mediante la soldadura, la ruta de movimiento de los electrones puede ser la misma para hacer coincidir el equilibrio cinético, con lo cual mejoran las propiedades de ciclo de la batería secundaria.
Cuando el cuerpo 100 ensamblado de electrodos se instala en un miembro de bote, las lengüetas 111 de electrodo negativo pueden entrar en contacto con una superficie inferior del miembro de bote. Por tanto, cuando las lengüetas 111 de electrodo negativo están dispuestas verticalmente en la superficie inferior del miembro de bote, un espacio interior del miembro de bote puede estar excesivamente ocupado para reducir la capacidad de la batería secundaria. Por tanto, en el ensamblaje de electrodos según la realización 2 de la presente invención, los extremos de las lengüetas 111 de electrodo negativo pueden doblarse en la dirección central del cuerpo 100 ensamblado de electrodos para minimizar el espacio de instalación de las lengüetas 111 de electrodo negativo.
Como se ilustra en las figuras 7 y 8, en el ensamblaje de electrodos según la realización 3 de la presente invención, el electrodo 110 negativo, el separador 130 y el electrodo 150 positivo pueden apilarse repetidamente para ser enrollados. Aquí, las lengüetas 151 de electrodo positivo formadas en la pluralidad de electrodos 150 positivos apilada en el cuerpo 100 ensamblado de electrodos pueden enrollarse en un estado de estar apiladas en la misma línea vertical y acopladas entre sí, y las lengüetas 111 de electrodo negativo de la pluralidad de electrodos 110 negativos apilada en el cuerpo 100 ensamblado de electrodos pueden disponerse para estar gradualmente cerca de las lengüetas 151 de electrodo positivo en la dirección apilada de la pluralidad de electrodos 110 negativos.
Es decir, el cuerpo 100 ensamblado de electrodos puede enrollarse en el estado en el que la pluralidad de lengüetas 151 de electrodo positivo está apilada una sobre otra antes de que el cuerpo 100 ensamblado de electrodos se enrolle y después se acople entre sí mediante la soldadura, y la pluralidad de lengüetas 111 de electrodo negativo se puede acoplar entre sí mediante la soldadura al apilar los extremos de la pluralidad de lengüetas 111 de electrodo negativo unos sobre otros en el estado en el que la pluralidad de lengüetas 111 de electrodo negativo está separada entre sí después de que se enrolla el cuerpo 100 ensamblado de electrodos.
Como se ilustra en la figura 9, en el ensamblaje de electrodos según la realización 3 de la presente invención, la pluralidad de lengüetas 151 de electrodo positivo puede apilarse en la misma línea vertical y acoplarse entre sí antes de que el cuerpo 100 ensamblado de electrodos se enrolle para formar un haz 151a de lengüetas de electrodo positivo, y la pluralidad de lengüetas 111 de electrodo negativo puede apilarse en la misma línea vertical y acoplarse entre sí después de que el cuerpo 100 ensamblado de electrodos se enrolle para formar un haz de 111c lengüetas de electrodo negativo.
Asimismo, los extremos del haz 111c de lengüetas de electrodo negativo pueden doblarse en la dirección central del cuerpo 100 ensamblado de electrodos para minimizar el espacio de instalación en el miembro de bote.
Como se ilustra en las figuras 10 a 12, en el ensamblaje de electrodos según las realizaciones 4 y 5 de la presente invención, la pluralidad de lengüetas 151 de electrodos positivos puede apilarse en la misma línea vertical y acoplarse entre sí antes de que el cuerpo 100 ensamblado de electrodos se enrolle para formar un haz 151a de lengüetas de electrodo positivo, y la pluralidad de lengüetas 111 de electrodo negativo puede estar separada a la misma distancia entre sí con respecto a la porción central del cuerpo 100 ensamblado de electrodos después de que se enrolla el cuerpo 100 ensamblado de electrodos. Asimismo, la pluralidad de lengüetas 111 de electrodo negativo, que están separadas entre sí, pueden doblarse hacia la porción central del cuerpo 100 ensamblado de electrodos, y los extremos de las lengüetas 111 de electrodo negativo pueden apilarse para acoplarse entre sí mediante la soldadura para formar un haz 111d de lengüetas de electrodo negativo.
El haz 111 de lengüetas de electrodo negativo puede tener diversas formas, tales como un haz 111e de lengüetas de electrodo negativo radiales (véase la figura 11) y un haz 111f de lengüetas de electrodo negativo cruzados (véase la figura 12) según el número de lengüetas 111 de electrodo negativo.
La figura 13 es una vista en perspectiva de una batería secundaria en la que se aloja un ensamblaje de electrodos según diversas realizaciones de la presente invención.
Como se ilustra en la figura 13, un ensamblaje de electrodos según diversas realizaciones de la presente invención puede alojarse en un miembro 200 de bote para formar la batería secundaria.
Asimismo, la batería secundaria en la que se instala el ensamblaje de electrodos con las propiedades de ciclo mejoradas según las diversas realizaciones de la presente invención se puede maximizar en eficacia de carga. Como se describe anteriormente, según la presente invención, dado que las lengüetas de electrodo están alineadas para acoplarse entre sí antes de que se enrollen el electrodo positivo, el electrodo negativo y el separador, el estado alineado de las lengüetas de electrodo puede mantenerse hábilmente incluso después de que se haya enrollado el ensamblaje de electrodos a ensamblar.
Según la presente invención, las lengüetas de electrodo pueden estar hábilmente alineadas para proporcionar la ruta de movimiento constante de los electrones.
Según la presente invención, la ruta de movimiento de los electrones puede ser constante para mantener uniformemente el equilibrio cinético, con lo cual mejoran las propiedades de ciclo.
Según la presente invención, se puede impedir que el ensamblaje de electrodos enrollado se arrugue.
Según la presente invención, se puede impedir que el ensamblaje de electrodos aumente de tamaño mediante la lengüeta de electrodo negativo.
Según la presente invención, se puede maximizar la eficacia de carga de la batería secundaria.
Aunque el ensamblaje de electrodos y el procedimiento para fabricar el mismo según la presente invención se han descrito anteriormente en referencia a las figuras ejemplares, un experto en la materia puede realizar diversos cambios y modificaciones sin apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Claims (10)
1. Un procedimiento para fabricar un ensamblaje de electrodos, comprendiendo el procedimiento:
una etapa de apilamiento (S1) de apilar repetidamente un electrodo (110) negativo, un separador (130) y un electrodo (150) positivo de modo que el separador (130) se apila entre el electrodo (110) negativo comprendiendo una lengüeta de electrodo y el electrodo (150) positivo comprendiendo una lengüeta de electrodo para formar un apilamiento (101) de electrodos;
una etapa de acoplamiento de lengüetas de electrodo (S2) para acoplar las lengüetas de electrodo que tienen por lo menos dos o más polaridades iguales que las lengüetas de electrodo del apilamiento (101) de electrodos entre sí; y una etapa de enrollado (S3) para enrollar el apilamiento de electrodos,caracterizada por quelas lengüetas de electrodo comprenden una lengüeta (111) de electrodo negativo formada en el electrodo (110) negativo y una lengüeta (151) de electrodo positivo formada en el electrodo (150) positivo.
en la etapa de apilamiento (S1), cada uno del electrodo (110) negativo, el separador (130) y el electrodo (150) positivo se proporciona en una pluralidad,
y la pluralidad de electrodos (110) negativos, la pluralidad de separadores (130) y la pluralidad de electrodos (150) positivos están apilados, en el que las lengüetas (111) de electrodo negativo formadas en la pluralidad de electrodos (110) negativos están apiladas unas sobre otras, y las lengüetas (151) de electrodo positivo formadas en la pluralidad de electrodos (150) positivos están apiladas unas sobre otras, y
en la etapa de acoplamiento de lengüetas de electrodo (S2), las lengüetas (151) de electrodo positivo se acoplan entre sí, y las lengüetas (111) de electrodo negativo no se acoplan entre sí.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que, después de la etapa de enrollado (S3), la lengüeta (111) de electrodo negativo formada en cada uno de la pluralidad de electrodos (110) negativos se dobla en una dirección central del apilamiento (101) de electrodos para apilar los extremos de la lengüeta (111) de electrodo negativo uno sobre otro.
3. El procedimiento de la reivindicación 2, en el que los extremos apilados de la lengüeta (111) de electrodo negativo están acoplados entre sí en una dirección del eje central del apilamiento (101) de electrodos.
4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que las lengüetas de electrodo comprenden una lengüeta (111) de electrodo negativo formada en el electrodo (110) negativo y una lengüeta (151) de electrodo positivo formada en el electrodo (150) positivo, y en la etapa de apilamiento (S1), cada uno de los electrodos (110) negativos, el separador (130) y el electrodo (150) positivo se proporciona en una pluralidad, y la pluralidad de electrodos (110) negativos, la pluralidad de separadores (130) y la pluralidad de electrodos (150) positivos está apilada, en el que las lengüetas (151) de electrodo positivo de la pluralidad de electrodos (150) positivos están dispuestas en la misma línea vertical, y las lengüetas (111) de electrodo negativo de la pluralidad de electrodos (110) negativos están dispuestos para acercarse gradualmente a las lengüetas (151) de electrodo positivo en una dirección apilada de los electrodos (110) negativos.
5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que, en la etapa de apilamiento (S1), las lengüetas (151) de electrodo positivo formadas en la pluralidad de electrodos (150) positivos están apiladas unas sobre otras, y en la etapa de acoplamiento de lengüetas de electrodo (S2), las lengüetas (151) de electrodo positivo están acopladas entre sí, y las lengüetas (111) de electrodo negativo no están acopladas entre sí.
6. El procedimiento de la reivindicación 5, en el que la pluralidad de lengüetas (111) de electrodo negativo, que están dispuestas para estar separadas entre sí, está dispuesta para superponerse entre sí en la misma línea vertical después de enrollarse en la etapa de enrollado (S3).
7. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que, en la etapa de enrollado (S3), el apilamiento (101) de electrodos se enrolla de modo que el electrodo (110) negativo sobre el cual se forma la lengüeta (111) de electrodo negativo que está cerca de la lengüeta de electrodo positivo (151) está dispuesto en el interior en la dirección de enrollado del apilamiento (101) de electrodos y la pluralidad de lengüetas (111) de electrodo negativo está apilada para superponerse entre sí en la misma línea vertical, y después de la etapa de enrollado (S3), las lengüetas (111) de electrodo negativo formadas respectivamente en la pluralidad de electrodos (110) negativos están apiladas para acoplarse entre sí y en el que los extremos de las lengüetas (111) de electrodo negativo que se apilan para acoplarse entre sí están doblados en una dirección central del apilamiento (101) de electrodos.
8. El procedimiento de la reivindicación 5, en el que la pluralidad de lengüetas (111) de electrodo negativo separadas entre sí están dispuestas a la misma distancia con respecto a un eje central del apilamiento (101) de electrodos enrollados en la etapa de enrollado (S3), en la etapa de enrollado (S3), las lengüetas (111) de electrodo negativo formadas respectivamente en la pluralidad de electrodos (110) negativos están dispuestas a la misma distancia con respecto al eje central del apilamiento de electrodos enrollados, y
después de la etapa de enrollado (S3), la lengüeta (111) de electrodo negativo se dobla en una dirección central del apilamiento de electrodos enrollados, y los extremos de la lengüeta de electrodo negativo doblada se apilan para acoplarse entre sí.
9. Un ensamblaje de electrodos que comprende:
un cuerpo (100) ensamblado de electrodos en el que se apilan y se enrollan repetidamente un electrodo (110) positivo, un separador (130) y un electrodo (150) negativo; y
un haz de lengüetas de electrodo en el que las lengüetas de electrodo que tienen por lo menos la misma polaridad que las lengüetas de electrodo del electrodo (110) negativo y las lengüetas de electrodo del electrodo (150) positivo, que están apilados en el cuerpo (100) ensamblado de electrodos, están acopladas entre sí,caracterizado por quelas lengüetas de electrodo de la pluralidad de electrodos (150) positivos apilados en el cuerpo (100) ensamblado de electrodos están dispuestas en la misma línea vertical,
las lengüetas de electrodo de la pluralidad de electrodos (110) negativos apilados en el cuerpo (100) ensamblado de electrodos se acercan gradualmente a las lengüetas de electrodo de los electrodos (150) positivos en una dirección apilada de la pluralidad de electrodos (110) negativos, y los extremos de la lengüeta de electrodo de cada uno de los electrodos (110) negativos están doblados para superponerse entre sí en una porción central del cuerpo (100) ensamblado de electrodos,
el ensamblaje de electrodos comprende además un haz (151a) de lengüetas de electrodo positivo en el que las lengüetas de electrodo de la pluralidad de electrodos (150) positivos apilados en la misma línea vertical en el cuerpo (100) ensamblado de electrodos se apilan para acoplarse entre sí.
10. El ensamblaje de electrodos de la reivindicación 9, en el que el haz de lengüetas de electrodo comprende: un haz (111a) de lengüetas de electrodo negativo en el que las lengüetas (111) de electrodo negativo dispuestas en una pluralidad de electrodos (110) negativos apilados en el cuerpo (100) ensamblado de electrodos están dobladas en una dirección central del cuerpo (100) ensamblado de electrodos y acopladas entre sí y
un haz (151a) de lengüetas de electrodo positivo en el que las lengüetas (151) de electrodo positivo dispuestas en una pluralidad de electrodos (150) positivos apilados en el cuerpo (100) ensamblado de electrodos se apilan para acoplarse entre sí y
en el que las lengüetas (111) de electrodo negativo dispuestas en la pluralidad de electrodos (110) negativos están separadas a la misma distancia entre sí en el estado en el que el cuerpo (100) ensamblado de electrodos está enrollado.
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