BRPI0506603B1

BRPI0506603B1 - Secondary battery of structure type assembly

Info

Publication number: BRPI0506603B1
Application number: BRPI0506603-4A
Authority: BR
Inventors: Yoon Seogjin; Kwang Jung Sun; Kim Hyungchan
Original assignee: Lg Chem, Ltd.
Priority date: 2004-01-28
Filing date: 2005-01-24
Publication date: 2017-08-01
Also published as: KR20050077744A; CN1914748A; EP1714334A1; CN100435384C; BRPI0506603B8; US20050208345A1; TWI261942B; EP1714334A4; JP5191661B2; BRPI0506603A; JP2007520044A; KR100645256B1; TW200532969A; EP1714334B1; WO2005074055A1; US7582379B2

Abstract

bateria secundária de estrutura tipo montagem é provida uma bateria secundária de uma estrutura tipo montagem,compreendendo: um corpo da célula que inclui um conjunto do eletrodo de catodo/separador/anodo selado nele; e um conjunto da tampa incluindo um circuito de proteção conectado eletricamente no corpo da célula de maneira a controlar sobredescarga e sobrecorrente da bateria, e um alojamento da tampa cobrindo uma parte superior da bateria, e sendo acoplado de forma desanexável no corpo da célula. de acordo com a presente invenção, uma vez que o conjunto da tampa incluindo o circuito de proteção, alojamento da tampa e similares é montado de forma desanexável e conectado eletricamente no corpo da célula, e também podem ser fixos de forma fisicamente firme um no outro, são providos efeitos capazes de reduzir bastante as etapas do processo de fabricação da bateria, e solucionar todos os problemas associados com o uso de invólucros de bateria e moldagem por injeção de inserção. portanto, a presente invenção pode reduzir os custos de produção da bateria e a taxa de rejeição, facilitar o ré-trabalho mediante ocorrência de rejeição em componentes particulares e concretizar automação mais eficiente do processo de fabricação da bateria.

Description

"BATERÍA SECUNDÁRIA DE ESTRUTURA TIPO MONTAGEM" CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção diz respeito a uma estrutura de pacote de batería e, mais particularmente, a uma estrutura de pacote de bateria em que cada componente estrutural da batería pode ser montado de forma desanexãvel sem o uso de instrumentos de montagem separados.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Baterias secundárias carregãveis/descarregãveis são a grosso modo divididas em um tipo de pacote rígido e um tipo de pacote interno. Um exemplo típico da bateria de pacote rígido está mostrado na figura 1. Referindo-se à figura 1, a bateria de pacote rígido 10 forma uma parte externa de um dispositivo externo 12 no qual a bateria 10 é montada, e assim apresenta vantagens tais com instalação conveniente da bateria no dispositivo externo (12) durante o uso. Entretanto, este tipo de bateria também apresenta problemas em que ele é relativamente caro e apresenta menos compatibilidade entre os vários produtos, em virtude de o invólucro da bateria (alojamento 11) ter que ser projetada de acordo com os tipos de dispositivos externos correspondentes na condição em que o corpo da célula (não mostrado) é incorporado.

Diferente do tipo de pacote rígido, a bateria do pacote interno 20, mostrada na figura 2, apresenta vantagens, tais como fácil desenho, baixos custos de produção e boa compatibilidade, embora ele apresente desvantagens em que é instalado dentro do dispositivo externo e é coberto por um invólucro que, por sua vez, forma uma parte do dispo- sitivo externo, sendo assim relativamente problemático na instalação e uso da batería.

Uma estrutura mais detalhada da batería de pacote interno 20 está ilustrada nas figuras 3 e 4. Conforme mostrado nas figuras 3 e 4, a batería de pacote interno 20 inclui um corpo da célula 21 provido com um terminal positivo em um lado do mesmo e um terminal negativo no outro lado; um elemento de coeficiente de temperatura positivo (PTC) 22 conectado em qualquer dos dois terminais do corpo da célula 21 e fornece proteção primária da batería contra sobrecorrente, sobredescarga e sobrecarga; um circuito de proteção 24 conectado em um terminal do eletrodo (ou o terminal positivo ou o terminal anodo) no lado do elemento PTC 22 por meio de uma placa de níquel 23 e conectado no outro terminado do e-letrodo por meio de uma placa de níquel 27 para fornecer proteção secundária da batería, e tendo um terminal de en-trada/saída externo formado no seu lado de fora no qual o dispositivo correspondente (não mostrado) pode ser conectado; invólucros superior e inferior 25 e 26 que encerram o corpo da célula 21, elemento PTC 22 e circuito de proteção 24. Lâminas isolantes 28 são dispostas entre os lados do corpo da célula 21 e da placa de níquel 23, e entre o circuito e proteção 24 e a placa de níquel 27, sendo assim capaz de impedir contato desnecessário entre as placas de níquel 23 e 27 e o corpo da célula 21, ou circuito de proteção 24 adjacente.

Adicionalmente, uma fita dupla face 29 é disposta entre o corpo da célula 21 e a invólucro inferior 26, permi- tindo assim que o corpo da célula 21 seja fixo de forma justa na superfície inferior do invólucro inferior 26. Portanto, o corpo da célula 21 é alojado e preso de forma estável dentro dos invólucros superior e inferior 25 e 26.

Entretanto, a bateria que tem uma estrutura como essa apresenta os seguintes problemas.

Primeiramente, a fim de acompanhar o ritmo da tendência contínua no sentido de miniaturização, redução da esbelteza e peso de dispositivos externos, tais como miniaturização e redução de peso das células, baterias menores e mais leves estão em grande demanda. A obtenção desta meta exige a fabricação de um invólucro de bateria por meio de moldagem por injeção de ultraprecisâo de filme delgado que é tecnicamente difícil e que inevitavelmente causa maiores custos de produção.

Em segundo lugar, é necessária uma grande quantidade de processos para montagem e instalação do elemento PTC, placa de níquel, circuito de proteção, invólucros superior e inferior, e os processos de montagem são complicados, resultando assim em alta taxa de rejeição e altos custos de produção.

Em terceiro lugar, o acoplamento entre os invólucros superior e inferior é em grande parte feito por solda-gem ultra-sônica, e tal soldagem ultra-sônica exige que o pacote de bateria tenha um maior tamanho do que uma espessura predeterminada. Portanto, esta exigência serve como um obstáculo para a concretização da miniaturização, baixo peso e esbelteza da bateria, e fluxo diminuto dos invólucros su- perior e inferior que ocorrem durante a soldagem ultra-sônica leva a uma alta possibilidade de rejeição e à necessidade de uma manutenção continuada.

Como esquemas para solucionar os problemas supra-mencionados, é proposto um método que envolve moldagem por injeção de inserção de vários componentes (conjunto da tampa) , que são montados na parte superior do corpo da célula, em conjunto com o corpo da célula. A fabricação da batería usando tal moldagem por injeção de inserção não usa invólucros superior e inferior separadas, e assim é possível concretizar a redução no tamanho da batería (em particular, a espessura). Entretanto, uma vez que o conjunto da tampa é moldado juntamente com o corpo da célula em um molde, é necessária uma grande quantidade de processos para conexão elétrica entre os respectivos componentes. Adicionalmente, existe dificuldade técnica associada com o posicionamento dos respectivos componentes no lugar em locais predeterminados no molde, e problemas associados com danos e estabilidade do corpo da célula por causa do contato com a resina fundida quente. Além do mais, quando alguns componentes apresentam defeitos, é substancialmente impossível desmontar a estrutura da bateria, sendo assim incapaz fundamentalmente solucionar fatores responsáveis pelos itens defeituosos.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Portanto, a presente invenção foi feita para solucionar os problemas apresentados, e problemas técnicos que no passado se pretendia solucionar.

Especificamente, é um objetivo da presente invenção fornecer uma batería secundária que tenha uma estrutura capaz de fornecer uma redução pronunciada na taxa de rejeição por meio de um processo de montagem altamente simplificado da bateria e uma notável redução nos custos de produção da bateria por causa da facilidade de substituição de componentes mediante ocorrência de defeitos. É um outro objetivo da presente invenção fornecer uma bateria secundária em que a conexão elétrica entre o corpo da célula e os respectivos componentes pode ser obtida sem soldagem, por causa das constituições específicas, tal como o fio do eletrodo. É um objetivo adicional da presente invenção fornecer uma bateria secundária que tenha uma estrutura capaz de alcançar automação mais eficiente de um processo de fabricação de bateria.

De acordo com um aspecto da presente invenção, os objetivos expostos e outros mais podem ser alcançados pela provisão de uma bateria secundária de uma estrutura do tipo montagem, compreendendo: (a) um corpo da célula que inclui um conjunto do eletrodo de catodo/separador/anodo selado nele; e (b) um conjunto da tampa que inclui um circuito de proteção conectado eletricamente no corpo da célula e um a-lojamento da tampa que encerra uma parte da bateria, e que é acoplado de forma desanexável no corpo da célula. A bateria secundária de acordo com a presente invenção pode alcançar uma redução significativa na complexi- dade do processo de montagem da batería por causa da não necessidade de soldagem para acoplar o corpo da célula com o conjunto da tampa, decorrente do acoplamento desanexãvel do conjunto da tampa no corpo da célula. Além do mais, de acordo com a batería secundária da presente invenção, são também fornecidas vantagens, tais como redução adicional no tamanho da batería por causa da não necessidade de um invólucro para receber o corpo da célula (por exemplo, invólucros superior e inferior) , a não necessidade de soldagem ultra-sônica dos invólucros, e nenhum problema associado com a moldagem por injeção do conjunto da tampa em combinação com o corpo da célula por causa da não co-moldagern do mesmo.

Na presente invenção, o acoplamento desanexável entre o corpo da célula e o conjunto da tampa pode ser obtido por várias constituições.

Como um exemplo de tais constituições, um alojamento da tampa do conjunto da tampa pode ter uma estrutura na qual ambos os lados do alojamento da tampa, ou a totalidade das suas partes laterais, se estendem para baixo até o corpo da célula de forma a garantir que o alojamento da tampa possa se aderir de forma hermética no lado lateral superior do corpo da célula. Portanto, no estado em que o circuito de proteção é incorporado no alojamento da tampa ou o circuito de proteção é montado na superfície superior do corpo da célula, o corpo da célula e o alojamento da tampa podem ser acoplados um no outro de uma maneira que a parte superior do corpo da célula se encaixe nas partes laterais estendidas do alojamento da tampa.

Preferivelmente, os lados do corpo da célula, nos quais as partes laterais estendidas do alojamento da tampa se aderem firmemente, podem ter degraus, de maneira tal que as partes laterais estendidas do alojamento da tampa não se salientem a partir dos lados do corpo da célula no estado em que o corpo da célula e o alojamento da tampa são acoplados.

Mais preferivelmente, a fim de melhorar o grau de acoplamento entre o alojamento da tampa e o corpo da célula, as partes laterais estendidas do alojamento da tampa ou parte superior do corpo da célula podem ser providas com projeções de encaixe, e a parte superior do corpo da célula ou as partes laterais estendidas do alojamento da tampa podem ser providas com entalhes de encaixe correspondentes às projeções de encaixe.

Se necessário, a fim de melhorar ainda mais o grau de acoplamento entre o alojamento da tampa e o corpo da célula e proteger de forma estável os locais de acoplamento, rótulos de embalagem podem ser fixados nos lados do corpo da célula incluindo locais de acoplamento entre o alojamento da tampa e o corpo da célula.

No alojamento da tampa do conjunto da tampa, são formadas aberturas para os terminais, através das quais terminais de conexão externa do circuito de proteção são expostos para conexão elétrica entre os terminais de conexão externa e o dispositivo externo, enquanto o circuito de proteção é acoplado no alojamento da tampa. A fim de garantir o correto acoplamento do circuito de proteção no alojamento da tampa, qualquer uma das pelo menos duas quinas do circuito de proteção e da parede interna do alojamento da tampa que encerra o circuito de proteção é preferivelmente provida com entalhes de guia, e nervuras de projeção correspondentes aos entalhes de guia são providas na outra. A fim de garantir ainda mais a segurança da batería, elementos de segurança, tais como elementos PTC, fusíveis e bimetais, podem ser adicionalmente providos mediante conexão elétrica entre os terminais do eletrodo do corpo da célula e o circuito de proteção.

Se desejado, a fim de impedir curto circuito por causa de conexão desnecessária entre o circuito de proteção e o corpo da célula, um elemento isolante pode ser adicionalmente montado na superfície superior do corpo da célula. Embora não haja limite particular com relação aos tipos de elementos de isolamento, ele pode ter a forma de um filme, por exemplo, e pode ser uma estrutura na qual elementos de segurança são facilmente montados.

No caso de o elemento isolante ser a estrutura para montar facilmente alguns componentes do conjunto da tampa, a estrutura de isolamento pode ter uma estrutura de maneira tal que ela seja acoplada na superfície superior do corpo da célula por adesão, soldagem ou encaixe, para formar uma parte do corpo da célula, e o conjunto da tampa é acoplado de forma desanexãvel na estrutura de isolamento. Neste caso, conforme descrito antes, a fim de melhorar ainda mais o grau de acoplamento entre as partes acopladas, projeções de encaixe são formadas nas partes laterais do alojamento da tampa ou na estrutura de isolamento, e entalhes de encaixe correspondentes às projeções de encaixe são formadas no corpo da célula ou alojamento da tampa. A conexão elétrica entre os terminais do eletrodo do corpo da célula e o circuito de proteção pode ser concebida da seguinte maneira.

Primeiramente, a conexão elétrica pode ser feita acoplando fios do eletrodo condutores com terminais do eletrodo do corpo da célula e o circuito de proteção, respectivamente .

Em segundo lugar, conexão pode ser feita permitindo a projeção dos terminais do eletrodo da parte superior do corpo da célula e montando o circuito de proteção no corpo da célula.

Na primeira maneira de conexão, os fios do eletrodo podem ser elementos separados ou os elementos montados no circuito de proteção. Se os fios do eletrodo forem os elementos separados, um lado do fio do eletrodo é acoplado no circuito de proteção por solda ou outros métodos, e o outro lado é acoplado no terminal do eletrodo do corpo da célula por solda ou outros métodos. A miniaturização, esbelteza e redução de peso dos fios da batería em pequeno tamanho dos respectivos componentes que constituem a batería e assim o acoplamento dos componentes, exige um processo de alta precisão. Em decorrência disto, na condição em que os fios do eletrodo são acoplados no circuito de proteção, o acoplamento dos fios do eletrodo nos terminais do eletrodo do corpo da célula exige um alto grau de precisão. A fim de realizar o acoplamento com precisão, furos perfurados são formados consecutivamente no circuito de proteção e no alojamento da tampa, de maneira tal que os locais de acoplamento dos condutores elétricos no circuito de proteção possam ser expostos à parte superior da bateria, e, na condição em que o circuito de proteção e o alojamento da tampa são montados na parte superior do corpo da célula, os fios do eletrodo e os terminais do eletrodo do corpo da célula podem ser conectados eletricamente por meio dos furos perfurados por solda laser, solda por pontos ou similares. 0 conteúdo detalhado de tal maneira de conexão elétrica está revelado no pedido de patente coreano 2004.9502, depositado pelo presente requerente, cuja revelação está aqui incorporada na íntegra pela referência.

Se os fios do eletrodo forem montados no circuito de proteção, os fios do eletrodo são preferivelmente de uma estrutura elástica, e assim um contato físico firme e conexão elétrica podem ser obtidos pelo acoplamento do conjunto da tampa com o corpo da célula sem solda. A formação de terminais do eletrodo no corpo da célula não está particularmente limitado. Por exemplo, qualquer um dos terminais positivo e negativo é formado na parte superior do corpo da célula e o outro é formado na parte inferior do corpo da célula, ou, alternativamente, ambos os terminais são formados na parte superior do corpo da célula. Quando um dos terminais do eletrodo é formado na parte inferior do corpo da célula, como no último caso, o terminal do eletrodo pode ser conectado eletricamente com o conjunto da tampa usando uma placa de níquel ou similar, conforme mos- trado na figura 3. Quando ambos os terminais são formados na parte superior do corpo da célula, como no último caso, todos os terminais do eletrodo podem ser na forma saliente, ou somente um dos terminais do eletrodo pode ser na forma saliente, ou, alternativamente, todos eles podem não ser salientes .

Em uma modalidade da presente invenção, dois terminais do eletrodo são salientes a partir da parte superior do corpo da célula, degraus são formados na parte dianteira do lado do terminal do eletrodo, e o conjunto da tampa é formado de maneira desanexável dos degraus no lado do terminal do eletrodo do corpo da célula.

Baterias secundárias que podem ser utilizadas na presente invenção não são particularmente limitadas e são preferivelmente baterias secundárias de lítio que produzem alta saída de energia em relação ao peso. Embora não haja limite particular quanto à forma da bateria, ela é preferivelmente pequena, leve e quadrada. Além do mais, a bateria secundária de acordo com a presente invenção é bem adequada para uso como uma bateria de pacote interno.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS 0 exposto e outros objetivos, recursos e outras vantagens da presente invenção ficarão mais claramente entendidos a partir da descrição detalhada seguinte feita em conjunto com os desenhos anexos, em que: A Figura 1 é um diagrama esquemático de uma bateria secundária tipo pacote rígido; A Figura 2 é um diagrama esquemático de uma bateria secundária tipo pacote interno de acordo com a tecnolo- gia convencional; A Figura 3 é uma vista em perspectiva explodida de uma batería secundária na figura 2; A Figura 4 mostra um estado parcialmente acoplado da batería secundária na figura 3; A Figura 5 é uma vista em perspectiva parcialmente explodida de uma batería secundária de acordo com uma modalidade da presente invenção; A Figura 6 ê uma vista em perspectiva parcialmente explodida de uma bateria secundária de acordo com uma outra modalidade da presente invenção; A Figura 7 é uma vista seccional transversal es-quemãtica que mostra o estado acoplado da parte superior da bateria secundária na figura 6; A Figura 8 é uma vista em perspectiva parcialmente explodida de uma bateria secundária de acordo com uma modalidade adicional de acordo com a presente invenção; A Figura 9 é um diagrama esquemático que ilustra o processo de montagem da bateria secundária na figura 8;

As Figuras 10 e 11 são, respectivamente, uma vista em perspectiva e uma vista lateral da bateria secundária montada na figura 9; A Figura 12 é uma vista seccional transversal da bateria feita ao longo da linha A-A na figura 11; A Figura 13 é uma modificação de acordo com uma modalidade da presente invenção feita no lado de acoplamento (B) da figura 12; A Figura 14 é uma vista em perspectiva explodida de uma batería secundária de acordo ainda com uma modalidade adicional da presente invenção; A Figura 15 é uma vista em perspectiva explodida de uma bateria secundária de acordo com também ainda uma modalidade da presente invenção; e As Figuras 16 a 18 são, respectivamente, vistas esquemáticas do circuito de proteção com vários fios do eletrodo montado nele, em que os fios do eletrodo podem ser conectados eletricamente no corpo da célula sem o uso de solda, de acordo com uma modalidade da presente invenção. DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES PREFERIDAS Agora, a presente invenção será descrita com mais detalhes com referência aos desenhos anexos, que são providos somente para ilustrar a presente invenção e, não devem ser interpretados como limitação ao escopo e espírito da presente invenção. A Figura 5 mostra esquematicamente uma vista em perspectiva parcialmente explodida de uma bateria secundária de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Referindo-se à figura 5, a bateria secundária 100 é composta de um corpo da célula 200, em que um conjunto do eletrodo de catodo/separador/anodo (não mostrado) é embutido em um invólucro; um circuito de proteção 300 para controlar a carga/descarga da bateria 100; um alojamento da tampa 400 acoplado na parte superior do corpo da célula 200 incluindo ao mesmo tempo o circuito de proteção 300; placas de níquel 500 e 510 para conectar eletricamente os terminais do eletrodo do corpo da célula 200 no circuito de proteção 300, como fios do eletrodo; uma tampa inferior 600 acoplada na base do corpo da célula 200; e etiquetas de embalagem superior e inferior 700 e 710, que são fixadas nas superfícies externas do corpo da célula 200, no estado em que os componentes supramencionados estão acoplados. O alojamento da tampa 400 é acoplado na parte superior do corpo da célula 2 00 no estado em que o corpo da célula 200 e o circuito de proteção 300 estão eletricamente conectados por meio de placas de níquel 500 e 510, em que o alojamento da tampa 400 inclui partes laterais que se estendem para baixo 410 de maneira a encerrar esses componentes, e as superfícies laterais superiores do corpo da célula 200 são encaixadas nas partes laterais estendidas 410, resultando assim no conjunto de acoplamento. Além do mais, o alojamento da tampa 400 tem aberturas 420 formadas na sua superfície superior, de maneira a expor os terminais de conexão externa 310 do circuito de proteção 300.

Entre os terminais do eletrodo do corpo da célula 200, o terminal positivo, por exemplo, é formado na base do corpo da célula, e o outro terminal do eletrodo, por exemplo, o terminal negativo, é formado no seu topo. O terminal positivo formando na base do corpo da célula é conectado no terminal correspondente do circuito de proteção 300 pela placa de níquel 500 por meio de um elemento PTC 800, e o terminal negativo formado no topo do corpo da célula é conectado no terminal correspondente do circuito de proteção 300 por uma outra placa de níquel 510. Um elemento isolante 900 é intercalado no corpo da célula 200 e nas placas de ní- quel 500 e 510 e o circuito de proteção 300, a fim de impedir curto-circuito por causa de conexão desnecessária entre eles.

No estado em que os componentes estruturais supra-mencionados da bateria são acoplados entre si, as etiquetas de embalagem 700 e 710 aplicadas na superfície externa do corpo da célula 200 servem para proteger a superfície externa da bateria e melhoram adicionalmente o grau de acoplamento entre o corpo da célula 200 e o alojamento da tampa 400.

Diferente de invólucros superior/inferior convencionais (números de referência 25 e 26 na figura 3), as etiquetas de embalagem superior e inferior 700 e 710 são fixas nas partes correspondentes do corpo da célula 200, alojamento da tampa 400 e tampa inferior 600 sem a necessidade de interacoplamento destes por solda ultra-sônica, e assim não é necessária uma espessura maior do que um valor predeterminado, e o processo de montagem é simplificado. A Figura 6 mostra esquematicamente uma vista em perspectiva parcialmente explodida de uma bateria secundária de acordo com uma outra modalidade da presente invenção.

Referindo-se à figura 6, a bateria secundária 101 é caracterizada pela projeção dos terminais do eletrodo 211 e 221 a partir da superfície superior do corpo da célula 201. Além do mais, uma vez que os terminais do eletrodo 211 e 221 são formados na parte superior do corpo da célula 201, um elemento isolante 901 é também disposto entre o corpo da célula 201 e um circuito de proteção 301, e o elemento isolante 901 é provido com furos perfurados 911 através dos quais os terminais do eletrodo 211 e 221 podem passar. E entalhes guia 321 são formados em duas quinas do circuito de proteção 301 e, em linha com os entalhes guia 321, nervuras de projeção (não mostradas) são formadas na superfície interna das partes laterais estendidas 411 de alojamento da tampa 401. Portanto, o circuito de proteção 301 pode ser montado de forma estável nas partes laterais estendidas 411 de um alojamento da tampa 401 pela direção dos entalhes guia 321 e as nervuras de projeção. A Figura 7 é uma vista seccional transversal es-quemática que mostra o estado acoplado da parte superior da bateria no estado em que a batería secundária na figura 6 está montada. Espessuras e dimensões de alguns componentes estão exageradas por questão de clareza.

Referindo-se à figura 7, a superfície interna das partes laterais estendidas 411 do alojamento da tampa 401 é interacoplada com a superfície externa superior do corpo da célula 201 pela aderência rígida entre eles. Tal acoplamento é adicionalmente feito firmemente pelas etiquetas de empacotamento 701 e 711 que são simultaneamente fixadas nas partes laterais estendidas 411 do alojamento da tampa 401 e da superfície externa superior do corpo da célula 201. Além do mais, por meio de tal acoplamento, o terminal do eletrodo 211, que se salienta através do elemento isolante 901, é conectado eletricamente no circuito de proteção 301 sem nenhum mecanismo de contato adicional, e o terminal de entra-da/saída externo 311 do circuito de proteção é exposto ao lado de fora através da abertura 421 do alojamento da tampa 401. A Figura 8 mostra esquematicamente uma vista em perspectiva parcialmente explodida de uma bateria secundária de acordo com uma modalidade adicional da presente invenção. Além do mais, a figura 9, mostra esquematicamente um processo de montagem da bateria secundária na figura 8, e as figuras 10 e 11 mostram uma vista em perspectiva e lateral da bateria secundária montada, respectivamente, e a figura 12 é uma vista seccional transversal da bateria feita ao longo da linha A-A da figura 11.

Referindo-se â figura 8 primeiramente, a bateria secundária 102 é caracterizada em que um degrau 232 é formado na superfície externa da parte superior do corpo da célula 202 no qual as partes laterais estendidas 412 de um alojamento da tampa 402 são acopladas. Assim, no estado em que o alojamento da tampa 402 é acoplado no topo do corpo da célula 202, as partes laterais estendidas 412 do alojamento da tampa 402 não se salientam a partir da superfície externa do corpo da célula 202. Além do mais, o corpo da célula inclui um outro degrau correspondente 242 na superfície externa da sua base na qual a tampa inferior 602 é acoplada.

Referindo-se âs figuras 9 a 12, o circuito de proteção 302 é alinhado voltado para a superfície interna do alojamento da tampa 402 e em seguida o circuito de proteção 302 é encaixado no alojamento da tampa 402 de maneira tal que os entalhes guia (não mostrados) do circuito de proteção 302 sejam encaixados nas nervuras de projeção (não mostradas) das partes laterais estendidas 412 do alojamento da tampa.

Em seguida, no estado em que a lâmina isolante 902 é encaixada no lado dianteiro do degrau 232 em dois lados dos terminais do eletrodo 212 e 222 do corpo da célula 202, o alojamento da tampa 402, que foi acomodado no circuito de proteção 302, é encaixado por pressão no degrau 232 nos lados dos terminais do eletrodo 212 e 222 do corpo da célula 202. Adicionalmente, a tampa inferior 602 é encaixada por pressão no degrau inferior 242 do corpo da célula 202.

Em seguida, etiquetas de embalagem 702 e 712 são fixas firmemente no corpo da célula 202 e nas partes superior e inferior das tampas 402 e 602, de maneira tal que o corpo da célula 202 e as partes de ambas as tampas 402 e 602 (especificamente, as partes laterais estendidas) fiquem encerradas .

Desta maneira, a bateria secundária montada 102, mostrada nas figuras 10 a 12, apresenta um alto grau de acoplamento e superfície externa simplificada. A bateria secundária que tem uma estrutura como essa é particularmente preferida como a bateria secundária do pacote interno. A Figura 13 mostra uma modificação preferida feita no lado do acoplamento (B) da figura 12.

Referindo-se à figura 13, a fim de melhorar o acoplamento entre o alojamento da tampa e o corpo da célula, ganchos elásticos 432 são formados nas partes inferiores das partes laterais estendidas 412 do alojamento da tampa, e o corpo da célula 202 tem entalhes de encaixe 252 correspondentes aos ganchos 432. Os ganchos elásticos 432 das partes laterais estendidas 412 do alojamento da tampa são empurra- dos de forma deslizante para os entalhes de encaixe 252 ao longo das superfícies externas dos degraus 232 do corpo da célula 202 e assim podem ser fixos firmemente neles. As etiquetas de embalagem 702 e 712 são aplicadas nas superfícies externas dos lados de acoplamento. A Figura 14 mostra esquematicamente uma vista em perspectiva explodida de uma batería secundária de acordo ainda com uma modalidade adicional da presente invenção.

Referindo-se à figura 14, a batería secundária 103 é caracterizada em que o elemento isolante 903, montado na parte superior do corpo da célula 203, é na forma de uma estrutura característica de maneira tal que os componentes do conjunto da tampa incluindo o circuito de proteção, elementos de segurança {não mostrados) ou similares possam ser facilmente montados. Portanto, a parte superior do elemento isolante 903 inclui uma pluralidade de entalhes e projeções, de maneira tal que os componentes da bateria possam ser montados, sendo ao mesmo tempo isolados do corpo da célula 203, exceto nos locais de conexão elétrica dos terminais do eletrodo 213 e 233 do corpo da célula 203. O elemento isolante 903 pode ser acoplado com o corpo da célula 203 de várias maneiras, sem ficar limitado à estrutura da figura 14. Por exemplo, o acoplamento entre o elemento isolante 903 e o corpo da célula 203 pode ser feito aplicando um adesivo na superfície inferior do elemento isolante 903 e/ou superfície superior do corpo da célula 203, seguido pela adesão entre eles. Alternativamente, o acoplamento entre o elemento isolante 903 e o corpo da célula 203 pode ser também feito for- mando-se uma parte ou a totalidade das partes laterais do elemento isolante 903 na forma de uma estrutura que se estende para baixo, conforme mostrado no alojamento da tampa 400 da figura 5, e encaixando a parte superior do corpo da célula 203 nela. Neste último caso, um degrau pode ser adicionalmente formado na parte superior do corpo da célula, conforme mostrado na figura 8. Todas tais várias modificações devem ser interpretadas de acordo com o escopo da presente invenção.

Desta maneira, no estado em que o elemento isolante 903 foi acoplado no corpo da célula 203, vários componentes do conjunto da tampa são montados (se necessário, alguns componentes podem ser montados dentro do alojamento da tampa) e em seguida o alojamento da tampa 403 que é acoplado com o elemento isolante 903. Para um acoplamento firme, ganchos elásticos 923 são formados no lado do elemento isolamento 903 e, nos entalhes de encaixe 443 correspondentes aos ganchos 923, são formados no alojamento da tampa 403.

Se desejado, a bateria pode ter uma estrutura de maneira tal que, com ou sem uma combinação como essa dos ganchos elásticos 923 e entalhes de encaixe 443, as partes laterais estendidas são formadas no alojamento da tampa 403 conforme mostrado na figura 5, o elemento isolante 903 ou parte superior do corpo da célula 202 é encaixado nas partes laterais externas, obtendo-se assim o acoplamento entre e-les. A Figura 15 mostra esquematicamente uma vista em perspectiva explodida de uma bateria secundária de acordo com também ainda uma modalidade da presente invenção.

Referindo-se à figura 15, a bateria secundária 104 tem um recurso em que as partes laterais estendidas 414 do alojamento da tampa 404, que são acopladas no corpo da célula 204, são formadas somente em ambos os lados das partes laterais do alojamento da tampa 404, e não na sua totalidade. A largura do espaçamento entre as partes laterais estendidas 414 pode ser ligeiramente menor do que a espessura do corpo da célula 204, concretizando assim o acoplamento flexível. Adicionalmente, na tampa inferior 604, as partes laterais estendidas 614 podem ser formadas somente em ambos os lados das partes laterais, como no alojamento da tampa. Além do mais, uma vez que a etiqueta de embalagem 724 aplicada no corpo da célula 204 é na forma de um filme, a etiqueta 724 é fixada nos componentes da bateria e os encerra no estado em que o conjunto da tampa 1004, incluindo o circuito de proteção 304 e o alojamento da tampa 404, e a tampa inferior 604, são acopladas nas extremidades superior e inferior do corpo da célula 204, respectivamente.

As Figuras 16 a 18 mostram esquematicamente estruturas de circuitos de proteção que têm vários fios do eletrodo montados nelas, em que os fios do eletrodo podem ser conectados eletricamente no corpo da célula sem o uso de solda, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Referindo-se a essas figuras, os fios do eletrodo 520, 530 e 540, que são fixados na superfície inferior do circuito de proteção 300, são feitos de elementos elásticos condutores e, quando o circuito de proteção 300 é fixo fir- memente no corpo da célula (não mostrado), podem ser elasti-camente contatados com os terminais do eletrodo do corpo da célula por causa das suas características estruturais. O fio do eletrodo 520 mostrado na figura 16 é na forma de um pino de contato de mola, e fios do eletrodo 530 e 540 mostrados nas figuras 17 e 18 são na forma de uma mola de placa. Assim, a conexão elétrica entre os terminais do eletrodo e os fios do eletrodo do corpo da célula pode ser feita pela aderência firme do circuito de proteção 300 no corpo da célula sem o uso de solda.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

Conforme descrito antes, de acordo com a presente invenção, uma vez que o conjunto da tampa incluindo o circuito de proteção, alojamento da tampa e similares, é montado de forma desanexãvel do corpo da célula, e conectado eletricamente e também fixo de forma fisicamente firme entre si, são providos efeitos capazes de reduzir bastante as etapas do processo de fabricação da batería, e solucionar todos os problemas associados com o uso de invólucros de bateria e moldagem por injeção de inserção. Portanto, a presente invenção pode reduzir os custos de produção da bateria e taxa de rejeição, facilitar bastante o retrabalho mediante ocorrência de rejeição em componentes particulares e concretizar automação mais eficiente do processo de fabricação da bateria .

Embora as modalidades preferidas da presente invenção tenha sido reveladas com propósitos ilustrativos, versados na técnica percebem que várias modificações, adi- ções e substituições são possíveis sem fugir do escopo e espírito da invenção na forma revelada nas reivindicações em anexo.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Batería secundária de uma estrutura tipo montagem que compreende: um corpo da célula (200) incluindo um conjunto do eletrodo de catodo/separador/anodo selado nele; e um conjunto da tampa que inclui um circuito de proteção (300) conectado eletricamente no corpo da célula (200) e um alojamento da tampa (400) que encerra uma parte da batería, e que é acoplado de forma desanexável no corpo da célula (200); a batería secundária sendo CARACTERIZADA pelo fato de que: o acoplamento desanexável entre o corpo da célula (200) e o conjunto da tampa é obtido por meio das partes laterais estendidas (410) do alojamento da tampa (400), em que as partes laterais (410) têm uma estrutura na qual ambos os lados ou a totalidade das partes laterais do alojamento da tampa (400) se estendem para baixo até o corpo da célula (200), de maneira tal que o alojamento da tampa (400) do conjunto da tampa possa ser fixo firmemente no lado lateral superior do corpo da célula (200), e degraus (232) são formados nos lados do corpo da célula (200), nos quais partes laterais estendidas (410) do alojamento da tampa (400) que são fixas firmemente, de maneira tal que as partes laterais estendidas (410) do alojamento da tampa (400) não se salientem a partir dos lados do corpo da célula (200), no estado em que o corpo da célula (200) e o alojamento da tampa (400) são acoplados.

2. Bateria secundária, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que projeções de encaixe são formadas nas partes laterais estendidas (410) do alojamento da tampa (400) ou uma parte superior do corpo da célula (200) e entalhes de encaixe correspondentes às projeções de encaixe são formados na parte superior do corpo da célula (200) ou partes laterais estendidas (410) do alojamento da tampa (400).

3. Bateria secundária, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que etiquetas de embalagem (700, 710) são fixas nos lados do corpo da célula (200) incluindo locais de acoplamento entre o alojamento da tampa (400) e o corpo da célula (200).

4. Bateria secundária, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que entalhes guia são formados em qualquer de pelo menos duas quinas do circuito de proteção (300) e da parede interna do alojamento da tampa (400) que encerra o circuito de proteção (300), e nervuras de projeção correspondentes aos entalhes guia (321) são formadas na outra.

5. Bateria secundária, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que um elemento de segurança é adicionalmente incluído mediante conexão elétrica entre os terminais do eletrodo do corpo da célula (200) e o circuito de proteção (300).

6. Bateria secundária, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADA pelo fato de que o elemento de segurança é um elemento de coeficiente de temperatura positivo (PTC) (800).

7. Bateria secundária, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que, a fim de impedir curto circuito por causa de conexão desnecessária entre o circuito de proteção (300) e o corpo da célula (200), um elemento isolante (900) é adicionalmente montado na parte superior do corpo da célula (200).

8. Bateria secundária, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADA pelo fato de que o elemento isolante (900) é na forma de um filme ou é na forma de uma estrutura na qual alguns componentes do conjunto da tampa são facilmente montados.

9. Bateria secundária, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADA pelo fato de que no caso em que o elemento isolante é a estrutura para montar facilmente alguns componentes do conjunto da tampa, a estrutura de isolamento (903) é acoplada na parte superior do corpo da célula (203) por adesão, solda ou encaixe para formar uma parte do corpo da célula (203), e o conjunto da tampa é acoplado de forma desanexável na estrutura de isolamento (903).

10. Bateria secundária, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que os fios do eletrodo condutores (500, 510, 520, 530, 540) são acoplados nos terminais do eletrodo do corpo da célula (200) e do circuito de proteção (300), respectivamente, resultando assim em conexão elétrica entre eles.

11. Bateria secundária, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que os terminais do ele- trodo (211, 221, 212, 222, 213, 223) do corpo da célula (200) são salientes a partir da parte superior do corpo da célula (201, 202, 203), e o circuito de proteção (301, 302) é montado no corpo da célula (201, 202, 203), resultando assim em conexão elétrica entre eles.

12. Batería secundária, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADA pelo fato de que furos perfurados são formados consecutivamente no circuito de proteção (300) e no alojamento da tampa (400) de maneira tal que locais de acoplamento dos fios elétricos (500, 510, 520, 530, 540) no circuito de proteção (300) possam ficar expostos à parte superior do corpo da célula (200) e, no estado em que o circuito de proteção (300) e o alojamento da tampa (400) são montados na parte superior do corpo da célula (200), os fios do eletrodo (500, 510, 520, 530, 540) e os terminais do eletrodo do corpo da célula (200) são conectados eletricamente através dos furos perfurados por meio de solda laser ou solda por pontos.

13. Bateria secundária, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADA pelo fato de que os fios do eletrodo (500, 510, 520, 530, 540) são elementos de uma estrutura elástica, montados no circuito de proteção (300), e são conectados eletricamente pelo acoplamento do conjunto da tampa no corpo da célula (200).

14. Bateria secundária, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que dois terminais do eletrodo (211, 221, 212, 222, 213, 223) do corpo da célula (201, 202) são salientes a partir da parte superior do corpo da célula (201, 202), degraus (232) são formados na parte dianteira do lado do terminal do eletrodo, e o conjunto da tampa é formado de forma desanexável dos degraus no lado do terminal do eletrodo do corpo da célula.

15. Bateria secundária, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a bateria é uma bateria de litio.

16. Bateria secundária, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a bateria é uma bateria tipo quadrada.

17. Bateria secundária, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a bateria é uma bateria de pacote interno.