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ES3033540T3 - Lithium ion secondary battery - Google Patents

Lithium ion secondary battery

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Publication number
ES3033540T3
ES3033540T3 ES17894509T ES17894509T ES3033540T3 ES 3033540 T3 ES3033540 T3 ES 3033540T3 ES 17894509 T ES17894509 T ES 17894509T ES 17894509 T ES17894509 T ES 17894509T ES 3033540 T3 ES3033540 T3 ES 3033540T3
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ES
Spain
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electrode
laminate material
negative electrode
positive electrode
electrode laminate
Prior art date
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Active
Application number
ES17894509T
Other languages
English (en)
Inventor
Myung Ki Lee
Jooyong Song
Hee Seok Jeong
Ji Hee Ahn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
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Publication date
Application filed by LG Energy Solution Ltd filed Critical LG Energy Solution Ltd
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Abstract

Se describe una batería secundaria de iones de litio. Según la presente invención, se puede fabricar una batería secundaria capaz de cambiar fácilmente su capacidad, voltaje, etc., según las necesidades del usuario. Para ello, la presente invención comprende: un primer y un segundo laminado de electrodos, en los que se laminan alternativamente un cátodo, un separador y un ánodo, cada uno con al menos un segmento de línea en su periferia; y una pestaña de cátodo y una pestaña de ánodo, cada una con una forma que sobresale de los segmentos de línea del cátodo y el ánodo, donde el cátodo, el separador y el ánodo están laminados de tal manera que sus segmentos se enfrentan entre sí, las pestañas de cátodo están laminadas de tal manera que las pestañas de cátodo se enfrentan entre sí, formando así un haz de pestañas de cátodo, las pestañas de ánodo están laminadas de tal manera que las pestañas de ánodo se enfrentan entre sí, formando así un haz de pestañas de ánodo, el segundo laminado de electrodo está conectado a un lado del primer laminado de electrodo, y el haz de pestañas de cátodo y el haz de pestañas de ánodo del primer laminado de electrodo están conectados al haz de pestañas de cátodo y al haz de pestañas de ánodo del segundo laminado de electrodo, siendo los haces de pestañas de electrodo iguales o diferentes entre sí. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Batería secundaria de iones de litio
Campo técnico
La presente invención se refiere a una batería secundaria de iones de litio y, más particularmente, a una batería secundaria de iones de litio que tiene una estructura que es capaz de maximizar la utilización de un espacio en la batería secundaria de iones de litio y cambiar fácilmente un estado de conexión entre conjuntos de electrodos que constituyen la batería.
Antecedentes de la técnica
Las baterías secundarias capaces de cargarse y descargarse repetidamente pueden clasificarse en baterías secundarias de NaS, baterías de flujo rédox, baterías secundarias de iones de litio, y similares según los tipos de materiales implicados en la reacción química que se produce en la carga y descarga. Particularmente, una batería secundaria de iones de litio de este tipo se usa ampliamente entre las baterías secundarias porque la batería secundaria de iones de litio tiene alta densidad de energía y un pequeño grado de autodescarga.
En los últimos años, se han diversificado diversos campos que requieren baterías secundarias, y también están aumentando las demandas de baterías secundarias. Particularmente, las demandas de baterías secundarias de iones de litio están aumentando en los campos de los sistemas móviles, de automoción y de almacenamiento de energía.
Las baterías secundarias pueden clasificarse en baterías secundarias de tipo circular, baterías secundarias de tipo prismático, y baterías secundarias de tipo bolsa según una estructura o un método de fabricación. Sin embargo, en el caso de una batería secundaria de este tipo según la técnica relacionada, cuando se completa la fabricación de celdas que constituyen la batería secundaria, existe el problema de que es difícil cambiar la capacidad, la tensión, y similares según las demandas del consumidor que usa la batería secundaria.
Además, en el caso de la batería secundaria según la técnica relacionada, la batería secundaria y las celdas que constituyen la batería secundaria se fabrican sólo en una forma regular, tal como una forma cilíndrica, una forma de placa rectangular, y similares, generando un denominado espacio muerto que no contribuye a la generación de una salida, dando como resultado el problema de que se deteriora la utilización de un espacio.
El documento de patente 2 describe un módulo de batería que comprende dos o más celdas de batería o módulos unitarios, en el que dos o más terminales de electrodo positivo o electrodo negativo se forman individualmente en una unidad de extremo en las celdas de batería o los módulos unitarios. Las celdas de batería y los módulos unitarios están conectados en serie o en paralelo en un estado en el que los terminales de electrodo están apilados o dispuestos en una superficie lateral para dirigirse hacia la misma dirección.
El documento de patente 3 describe una batería de estado todo sólido apilada con un electrodo positivo, una capa de electrolito sólido y un electrodo negativo, que tiene celdas unitarias que están configuradas para tener una placa colectora apilada sobre el electrodo positivo y el electrodo negativo dispuestos en una dirección lateral, y que tiene una estructura de estar conectada por la placa colectora de manera que el hueco entre celdas unitarias adyacentes dispuestas en una dirección lateral puede conectarse eléctricamente en paralelo.
El documento de patente 4 describe una celda de batería en la que un conjunto de electrodos, que tiene una estructura de un cátodo, un ánodo, y una membrana de separación interpuesta entre el cátodo y el ánodo, está incorporado en una carcasa de batería de una hoja laminada que incluye una capa de resina y una capa de metal, en donde la celda de batería tiene una estructura irregular que tiene al menos cinco periferias exteriores en un plano, y un conector de cátodo y un conector de ánodo de la celda de batería sobresalen, respectivamente, desde periferias exteriores diferentes entre sí, al exterior de la carcasa de batería.
El documento de patente 5 describe un conjunto de electrodos y una batería secundaria que usa el mismo que son capaces de omitir un procedimiento para unir un conector de electrodo adicional aumentando el grosor de un sustrato más exterior entre las placas de electrodo y el tamaño de una lengüeta de electrodo para usar lengüetas de electrodo de sustratos internos como conector de electrodo mientras se atan las lengüetas de electrodo de los sustratos internos. El conjunto de electrodos incluye: una primera placa de electrodo con una primera lengüeta de electrodo que se extiende hacia un lado; una segunda placa de electrodo con una segunda lengüeta de electrodo que se extiende hacia el otro lado para no superponerse con la primera lengüeta de electrodo; y un separador interpuesto entre la primera placa de electrodo y la segunda placa de electrodo, en donde una primera lengüeta de electrodo más exterior de un par de primeros electrodos más exteriores y una segunda lengüeta de electrodo más exterior de un par de placas de electrodo más exteriores que están ubicadas en el lado más exterior entre la primera placa de electrodo y la segunda placa de electrodo son más grandes y más gruesas que una pluralidad de primeras lengüetas de electrodo intermedias y segundas lengüetas de electrodo intermedias que están ubicadas en el medio de la primera placa de electrodo y la segunda placa de electrodo para cubrir la pluralidad de primeras lengüetas de electrodo intermedias y segundas lengüetas de electrodo intermedias.
El documento de patente 6 describe una batería secundaria que incluye un conjunto de electrodos y una carcasa de batería que aloja el conjunto de electrodos. La batería también incluye una pluralidad de terminales de conector que comprenden un primer par de terminales de conector que tienen polaridades opuestas y que se extienden hacia fuera desde el conjunto de electrodos para sobresalir desde un primer lado de la carcasa de batería y un segundo par de terminales de conector que tienen polaridades opuestas y que se extienden hacia fuera desde el conjunto de electrodos para sobresalir desde un segundo lado de la carcasa de batería opuesto al primer lado. La batería incluye además una pluralidad de elementos de aislamiento que se extienden respectivamente a lo largo de los pares primero y segundo de terminales de conector para cubrir al menos parcialmente los terminales de conector.
Documentos de la técnica anterior
Documentos de patente
[Documento de patente 1] Publicación de patente coreana n.° 10-2016-0141676 (9 de diciembre de 2016) [Documento de patente 2] Documento KR 20150109018 A (1 de octubre de 2015)
[Documento de patente 3] Documento KR 20150059891 A (3 de junio de 2015)
[Documento de patente 4] Documento WO 2016/140453 A1 (9 de septiembre de 2016)
[Documento de patente 5] Documento EP 2365562 A2 (14 de septiembre de 2011)
[Documento de patente 6] Documento US 2016/204410 A1 (14 de julio de 2016)
Divulgación de la invención
Problema técnico
Por consiguiente, un objeto de la presente invención es proporcionar una batería secundaria que pueda cambiarse fácilmente en cuanto a capacidad, tensión, y similares según las demandas del usuario.
Además, otro objeto de la presente invención es proporcionar una batería secundaria capaz de minimizar un espacio muerto que no contribuye a la generación de una salida para maximizar la utilización de un espacio.
Solución técnica
Según un aspecto de la presente invención para lograr el objeto anterior, la presente invención proporciona una batería secundaria de iones de litio que incluye: un primer y segundo materiales laminados de electrodo, cada uno de los cuales tiene una estructura en la que están laminados alternativamente un electrodo positivo, un separador, y un electrodo negativo, cada uno de los cuales comprende al menos un segmento de línea en una porción circunferencial del mismo; y una lengüeta de electrodo positivo y una lengüeta de electrodo negativo, que tienen formas que sobresalen de los segmentos de línea del electrodo positivo y el electrodo negativo, respectivamente, en donde el electrodo positivo, el separador, y el electrodo negativo están laminados de manera que los segmentos de línea están enfrentados entre sí, las lengüetas de electrodo positivo están laminadas para estar enfrentadas entre sí y para proporcionar de ese modo un haz de lengüetas de electrodo positivo, las lengüetas de electrodo negativo están laminadas para estar enfrentadas entre sí y para proporcionar de ese modo un haz de lengüetas de electrodo negativo, el segundo material laminado de electrodo está conectado a una porción lateral del primer material laminado de electrodo, y el primer material laminado de electrodo está conectado en serie al segundo material laminado de electrodo, y caracterizada por que el haz de lengüetas de electrodo positivo del primer material laminado de electrodo está conectado eléctricamente al haz de lengüetas de electrodo negativo del segundo material laminado de electrodo, y un aislante está dispuesto entre el haz de lengüetas de electrodo negativo del primer material laminado de electrodo y el haz de lengüetas de electrodo positivo del segundo material laminado de electrodo para evitar la conexión eléctrica.
Los planos laterales del primer y segundo materiales laminados de electrodo, que se forman laminando alternativamente el electrodo positivo, el separador, y el electrodo negativo, cada uno de los cuales comprende el al menos un segmento de línea, pueden estar dispuestos para estar enfrentados entre sí.
Cada uno del primer y segundo materiales laminados de electrodo puede tener una forma de pilar poligonal porque cada uno del electrodo positivo, el separador, y el electrodo negativo tiene una forma poligonal.
Cada uno del primer y segundo materiales laminados de electrodo puede tener una forma de pilar hexagonal porque cada uno del electrodo positivo, el separador, y el electrodo negativo tiene una forma hexagonal.
Cada uno del primer y segundo materiales laminados de electrodo puede tener una forma de pilar poligonal regular porque cada uno del electrodo positivo, el separador, y el electrodo negativo tiene una forma poligonal regular de la que un ángulo interno tiene una parte alícuota de 360 grados.
Cada uno del primer y segundo materiales laminados de electrodo puede tener una forma de pilar hexagonal regular porque cada uno del electrodo positivo, el separador, y el electrodo negativo tiene una forma hexagonal regular. La batería secundaria de iones de litio puede incluir además: un tercer material laminado de electrodo que tiene una estructura en la que están laminados alternativamente el electrodo positivo, el separador, y el electrodo negativo, cada uno de los cuales comprende al menos un segmento de línea en una porción circunferencial del mismo; un haz de lengüetas de electrodo positivo y un haz de lengüetas de electrodo negativo, que tienen respectivamente formas que sobresalen del segundo material laminado de electrodo, en un lado opuesto del primer material laminado de electrodo con respecto al segundo material laminado de electrodo; y una lengüeta de electrodo positivo y una lengüeta de electrodo negativo, que tienen respectivamente una forma que sobresale de los segmentos de línea del electrodo positivo y el electrodo negativo del tercer material laminado de electrodo, en donde el electrodo positivo, el separador, el electrodo negativo del tercer material laminado de electrodo están laminados de manera que los segmentos de línea están enfrentados entre sí, las lengüetas de electrodo positivo del tercer material laminado de electrodo están laminadas para estar enfrentadas entre sí y para proporcionar de ese modo un haz de lengüetas de electrodo positivo, las lengüetas de electrodo negativo del tercer material laminado de electrodo están laminadas para estar enfrentadas entre sí y para proporcionar de ese modo un haz de lengüetas de electrodo negativo, y el segundo material laminado de electrodo y el tercer material laminado de electrodo están conectados en serie entre sí, como la conexión entre el primer material laminado de electrodo y el segundo material laminado de electrodo de manera que el haz de lengüetas de electrodo positivo del segundo material laminado de electrodo está conectado eléctricamente al haz de lengüetas de electrodo negativo del tercer material laminado de electrodo, y un aislante está dispuesto entre el haz de lengüetas de electrodo negativo del segundo material laminado de electrodo y el haz de lengüetas de electrodo positivo del tercer material laminado de electrodo para evitar la conexión eléctrica.
El tercer material laminado de electrodo puede tener una forma de pilar hexagonal porque cada uno del electrodo positivo, el separador, y el electrodo negativo del tercer material laminado de electrodo tiene una forma hexagonal. El tercer material laminado de electrodo puede tener una forma de pilar poligonal regular porque cada uno del electrodo positivo, el separador, y el electrodo negativo del tercer material laminado de electrodo tiene una forma poligonal regular de la que un ángulo interno tiene una parte alícuota de 360 grados.
El tercer material laminado de electrodo puede tener una forma de pilar hexagonal regular porque cada uno del electrodo positivo, el separador, y el electrodo negativo del tercer material laminado de electrodo tiene una forma hexagonal regular.
Efectos ventajosos
Según la presente invención, puede fabricarse la batería secundaria que puede cambiarse fácilmente en cuanto a capacidad, tensión, y similares según las demandas del usuario.
Además, según la presente invención, el espacio muerto que no contribuye a la generación de la salida puede minimizarse en la batería secundaria para maximizar la utilización del espacio.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en planta que ilustra una estructura de un electrodo positivo de una batería secundaria de iones de litio según una realización de la presente invención.
La figura 2 es una vista en planta que ilustra una estructura de un electrodo negativo de la batería secundaria de iones de litio según una realización de la presente invención.
La figura 3 es una vista lateral que ilustra una estructura laminada de un material laminado de electrodo de la batería secundaria de iones de litio según una realización de la presente invención.
La figura 4 es una vista en perspectiva que ilustra una estructura del material laminado de electrodo de la batería secundaria de iones de litio según una realización de la presente invención.
La figura 5 es una vista en planta que ilustra una estructura de conexión en paralelo entre los materiales laminados de electrodo de la batería secundaria de iones de litio y que se describe en el presente documento con propósitos de referencia.
La figura 6 es una vista en planta que ilustra una estructura de conexión en serie entre los materiales laminados de electrodo de la batería secundaria de iones de litio según la presente invención.
La figura 7 es una vista en planta que ilustra una estructura de conexión entre los materiales laminados de electrodo de una batería secundaria de iones de litio que es similar a una estructura de panal en la que segmentos de línea de una pluralidad de hexágonos están dispuestos respectivamente para estar enfrentados a segmentos de línea del otro hexágono.
Modo de llevar a cabo la invención
A continuación en el presente documento, se describirá una estructura de una batería secundaria de iones de litio según una realización de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos.
La figura 1 es una vista en planta que ilustra una estructura de un electrodo positivo de una batería secundaria de iones de litio según una realización de la presente invención, y la figura 2 es una vista en planta que ilustra una estructura de un electrodo negativo de la batería secundaria de iones de litio según una realización de la presente invención.
Con referencia a la figura 1, una porción circunferencial de un electrodo 10 positivo de la batería secundaria de iones de litio según una realización de la presente invención puede incluir al menos un segmento de línea. La figura 1 ilustra un caso en el que la porción circunferencial del electrodo 10 positivo incluye seis segmentos de línea. Además, el electrodo 10 positivo de la batería secundaria de iones de litio según una realización de la presente invención puede tener una forma poligonal. La figura 1 ilustra un caso en el que el electrodo 10 positivo tiene una forma hexagonal. Además, el electrodo 10 positivo de la batería secundaria de iones de litio según una realización de la presente invención puede tener una forma poligonal regular (por ejemplo, una forma cuadrada, una forma triangular equilátera, una forma hexagonal regular, y similares) de la que un ángulo interno tiene una parte alícuota de 360 grados. La figura 1 ilustra un caso en el que el electrodo 10 positivo tiene una forma hexagonal regular. Con referencia a la figura 1, puede proporcionarse una lengüeta 10a de electrodo positivo que tiene una forma que sobresale del electrodo 10 positivo. La lengüeta 10a de electrodo positivo puede tener una forma que sobresale del segmento de línea. En este caso, la lengüeta 10a de electrodo positivo puede proporcionarse en pluralidad. En este caso, al menos algunas de las lengüetas 10a de electrodo positivo pueden estar dispuestas en direcciones opuestas entre sí. La figura 1 ilustra un caso en el que dos lengüetas 10a de electrodo positivo están dispuestas en el electrodo 10 positivo que tiene la forma hexagonal regular en direcciones opuestas una a otra. Sin embargo, tres o más lengüetas 10a de electrodo positivo pueden estar dispuestas en el electrodo 10 positivo.
La descripción anterior con respecto al electrodo positivo de la batería secundaria de iones de litio según una realización de la presente invención puede aplicarse igualmente a un caso de un electrodo negativo.
Es decir, con referencia a la figura 2, una porción circunferencial de un electrodo 20 negativo de la batería secundaria de iones de litio según una realización de la presente invención puede incluir al menos un segmento de línea. La figura 2 ilustra un caso en el que la porción circunferencial del electrodo 20 negativo incluye seis segmentos de línea. Además, el electrodo 20 negativo de la batería secundaria de iones de litio según una realización de la presente invención puede tener una forma poligonal. La figura 2 ilustra un caso en el que el electrodo 20 negativo tiene una forma hexagonal. Además, el electrodo 20 negativo de la batería secundaria de iones de litio según una realización de la presente invención puede tener una forma poligonal regular (por ejemplo, una forma cuadrada, una forma triangular equilátera, una forma hexagonal regular, y similares) de la que un ángulo interno tiene una parte alícuota de 360 grados. La figura 2 ilustra un caso en el que el electrodo 20 negativo tiene una forma hexagonal regular.
Con referencia a la figura 2, puede proporcionarse una lengüeta 20a de electrodo negativo que tiene una forma que sobresale del electrodo 20 negativo. La lengüeta 20a de electrodo negativo puede tener una forma que sobresale del segmento de línea. En este caso, la lengüeta 20a de electrodo negativo puede proporcionarse en pluralidad. En este caso, al menos algunas de las lengüetas 20a de electrodo negativo pueden estar dispuestas en direcciones opuestas entre sí. La figura 2 ilustra un caso en el que dos lengüetas 20a de electrodo negativo están dispuestas en el electrodo 20 negativo que tiene la forma hexagonal regular en direcciones opuestas una a otra. Sin embargo, tres o más lengüetas 20a de electrodo negativo pueden estar dispuestas en el electrodo 20 negativo.
La figura 3 es una vista lateral que ilustra una estructura laminada de un material laminado de electrodo de la batería secundaria de iones de litio según una realización de la presente invención, y la figura 4 es una vista en perspectiva que ilustra una estructura del material laminado de electrodo de la batería secundaria de iones de litio según una realización de la presente invención.
Con referencia a las figuras 3 y 4, un material 1 laminado de electrodo puede tener una estructura en la que están laminados alternativamente un electrodo 10 positivo, un separador 30, y un electrodo 20 negativo. En este caso, el electrodo 10 positivo, el electrodo 20 negativo, y el separador 30 pueden tener formas correspondientes entre sí. El hecho de que el electrodo 10 positivo, el electrodo 20 negativo, y el separador 30 tengan las formas correspondientes entre sí puede significar que el electrodo 10 positivo, el electrodo 20 negativo, y el separador 30 son iguales o similares entre sí. Por tanto, el hecho de que el electrodo 10 positivo, el electrodo 20 negativo, y el separador 30 tengan las formas correspondientes entre sí puede no significar que el electrodo 10 positivo, el electrodo 20 negativo, y el separador 30 tengan la misma forma y el mismo tamaño.
Tal como se describió anteriormente, la lengüeta 10a de electrodo positivo y la lengüeta 20a de electrodo negativo pueden sobresalir del electrodo 10 positivo y el electrodo 20 negativo, respectivamente. En este caso, tal como se ilustra en las figuras 3 y 4, el material 1 laminado de electrodo puede tener una estructura en la que el electrodo 10 positivo y el electrodo 20 negativo están laminados de manera que las lengüetas 10a de electrodo positivo están enfrentadas entre sí y las lengüetas 20a de electrodo negativo están enfrentadas entre sí. Además, tal como se describió anteriormente, la lengüeta 10a de electrodo positivo y la lengüeta 20a de electrodo negativo pueden tener formas que sobresalen de al menos uno o más segmentos de línea que constituyen las porciones circunferenciales del electrodo 10 positivo y el electrodo 20 negativo, respectivamente. Además, dado que el separador 30 tiene una forma en la que el electrodo 10 positivo y el electrodo 20 negativo corresponden entre sí, el electrodo 10 positivo, el separador 30, y el electrodo 20 negativo pueden laminarse de manera que al menos uno o más segmentos de línea están enfrentados entre sí. Por tanto, el material laminado de electrodo de la batería secundaria de iones de litio según una realización de la presente invención puede tener una forma de pilar que tiene la misma sección transversal horizontal (incluyendo una forma macroscópicamente de pilar en la que una diferencia de tamaño entre el electrodo y el separador no es grande). Por ejemplo, el material laminado de electrodo puede tener una forma de pilar poligonal. La figura 4 ilustra un caso en el que el material 1 laminado de electrodo tiene una forma de pilar hexagonal regular.
Dado que el material 1 laminado de electrodo tiene la estructura en la que el electrodo 10 positivo y el electrodo 20 negativo están laminados de manera que las lengüetas 10a de electrodo positivo están enfrentadas entre sí y las lengüetas 20a de electrodo negativo están enfrentadas entre sí, el material 1 laminado de electrodo puede incluir un haz 10b de lengüetas de electrodo positivo en el que una pluralidad de lengüetas 10a de electrodo positivo están ensambladas entre sí y un haz 20b de lengüetas de electrodo negativo en el que una pluralidad de lengüetas 20a de electrodo negativo están ensambladas entre sí.
De manera similar a los casos de las lengüetas de electrodo positivo y las lengüetas de electrodo negativo, cada uno del haz 10 de electrodo positivo y el haz 20b de lengüetas de electrodo negativo del material 1 laminado de electrodo también puede proporcionarse en pluralidad. Al menos algunos de los haces 10b de lengüetas de electrodo positivo pueden estar dispuestos en direcciones opuestas entre sí, y al menos algunos de los haces 20b de lengüetas de electrodo negativo también pueden estar dispuestos en direcciones opuestas entre sí. También se pueden proporcionar tres o más haces 10b de lengüetas de electrodo positivo y tres o más haces 20b de lengüetas de electrodo negativo.
Además, tal como se ilustra en las figuras 3 y 4, el material 1 laminado de electrodo puede incluir un plano lateral P formado laminando alternativamente el electrodo 10 positivo, el separador 30, y el electrodo 20 negativo. La figura 4 ilustra un caso en el que seis planos laterales P están dispuestos en el material 1 laminado de electrodo que tiene la forma de pilar hexagonal regular. En este caso, uno o más haces 10b de lengüetas de electrodo positivo y uno o más haces 20b de lengüetas de electrodo negativo pueden estar dispuestos en al menos un plano lateral P. La figura 4 ilustra un caso en el que el haz 10b de lengüetas de electrodo positivo y el haz 20b de lengüetas de electrodo negativo están dispuestos en cada uno de dos planos laterales, que están dispuestos en direcciones opuestas entre sí, de los planos laterales del material 1 laminado de electrodo.
La batería secundaria de iones de litio según una realización de la presente invención puede fabricarse conectando la pluralidad de materiales laminados de electrodo entre sí. Según una realización de la presente invención, la batería secundaria de iones de litio puede modificarse de diversas maneras cambiando la manera en que los materiales laminados de electrodo se conectan eléctricamente entre sí, según las demandas del usuario.
El conjunto de electrodos puede clasificarse en un tipo de conexión en serie y un tipo de conexión en paralelo según si están conectados entre sí los electrodos que tienen la misma polaridad o están conectados entre sí los electrodos que tienen polaridades diferentes. Es decir, la conexión de los electrodos que tienen la misma polaridad entre sí entre los conjuntos de electrodos se denomina conexión en paralelo, y la conexión de los electrodos que tienen polaridades diferentes entre sí entre los conjuntos de electrodos se denomina conexión en serie. Según la presente invención, la pluralidad de conjuntos de electrodos están conectados entre sí en la manera de conexión en serie. Con respecto al significado de la expresión que va a usarse a continuación, “conectado eléctricamente entre dos constituyentes” puede significar un estado en el que la corriente es capaz de fluir entre los dos constituyentes. Por tanto, “conectado eléctricamente” puede no significar sólo que los dos constituyentes entran en contacto físico entre sí.
La figura 5 es una vista en planta que ilustra una estructura de conexión en paralelo entre los materiales laminados de electrodo de la batería secundaria de iones de litio que se describe con propósitos de referencia.
Tal como se ilustra en la figura 5, los materiales 1a, 1b y 1c laminados de electrodo de la batería secundaria de iones de litio pueden conectarse eléctricamente entre sí en la porción lateral de cada uno de los materiales laminados de electrodo. Para esto, los materiales 1a, 1b y 1c laminados de electrodo pueden disponerse de manera que los planos laterales P en los que están dispuestos el haz 10b de lengüetas de electrodo positivo y el haz 20b de lengüetas de electrodo negativo se proporcionen para estar enfrentados entre sí.
Tal como se ilustra en la figura 5, los materiales 1a, 1b y 1c laminados de electrodo de la batería secundaria de iones de litio están conectados eléctricamente en paralelo entre sí. Para esto, el haz 10b de lengüetas de electrodo positivo del material laminado de electrodo puede estar conectado eléctricamente al haz 10b de lengüetas de electrodo positivo del otro material laminado de electrodo, y el haz 20b de lengüetas de electrodo negativo del material laminado de electrodo está conectado eléctricamente al haz 20b de lengüetas de electrodo negativo del otro material laminado de electrodo para formar un cuerpo de conexión 100 en paralelo.
Esta conexión en paralelo puede producirse no sólo entre dos materiales laminados de electrodo, sino también entre tres o más materiales laminados de electrodo. Por ejemplo, en los tres materiales laminados de electrodo ilustrados en la figura 5, cuando el material laminado de electrodo más a la izquierda se denomina primer material 1a laminado de electrodo, el material laminado de electrodo intermedio se denomina segundo material 1b laminado de electrodo, y el material laminado de electrodo más a la derecha se denomina tercer material 1c laminado de electrodo, el haz 10b de lengüetas de electrodo positivo y el haz 20b de lengüetas de electrodo negativo, que están dispuestos en el lado izquierdo del segundo material 1b laminado de electrodo, están conectados eléctricamente al haz 10b de lengüetas de electrodo positivo y al haz 20b de lengüetas de electrodo negativo, que están dispuestos en el lado derecho del primer material 1a laminado de electrodo, respectivamente. Por tanto, el haz 10b de lengüetas de electrodo positivo y el haz 20b de lengüetas de electrodo negativo, que están dispuestos en el lado derecho del segundo material 1b laminado de electrodo, están conectados eléctricamente al haz 10b de lengüetas de electrodo positivo y al haz 20b de lengüetas de electrodo negativo, que están dispuestos en el lado izquierdo del tercer material 1c laminado de electrodo, respectivamente.
La figura 6 es una vista en planta que ilustra una estructura de conexión en serie entre los materiales laminados de electrodo de la batería secundaria de iones de litio según la presente invención.
De manera similar al caso de la figura 5, los materiales 1a, 1b y 1c laminados de electrodo de la batería secundaria de iones de litio según una realización de la presente invención también pueden conectarse eléctricamente entre sí en la porción lateral de cada uno de los materiales laminados de electrodo. Para esto, los materiales 1a, 1b y 1c laminados de electrodo pueden disponerse de manera que los planos laterales P en los que están dispuestos el haz 10b de lengüetas de electrodo positivo y el haz 20b de lengüetas de electrodo negativo se proporcionen para estar enfrentados entre sí.
Tal como se ilustra en la figura 6, los materiales 1a, 1b y 1c laminados de electrodo de la batería secundaria de iones de litio según la presente invención están conectados eléctricamente en serie entre sí. Para esto, el haz 10b de lengüetas de electrodo positivo del material laminado de electrodo está conectado eléctricamente al haz 20b de lengüetas de electrodo negativo del otro material laminado de electrodo para formar un cuerpo 200 de conexión en serie.
Además, de manera similar a la conexión en paralelo, la conexión en serie puede producirse no sólo entre dos materiales laminados de electrodo, sino también entre tres o más materiales laminados de electrodo. Por ejemplo, en los tres materiales laminados de electrodo ilustrados en la figura 6, cuando el material laminado de electrodo más a la izquierda se denomina primer material 1a laminado de electrodo, el material laminado de electrodo intermedio se denomina segundo material 1b laminado de electrodo, y el material laminado de electrodo más a la derecha se denomina tercer material 1c laminado de electrodo, el haz 20b de lengüetas de electrodo negativo dispuesto en el lado izquierdo del segundo material 1b laminado de electrodo puede estar conectado eléctricamente al haz 10b de lengüetas de electrodo positivo dispuesto en el lado derecho del primer material 1a laminado de electrodo, y el haz 10b de lengüetas de electrodo positivo dispuesto en el lado derecho del segundo material 1b laminado de electrodo puede estar conectado eléctricamente al haz 20b de lengüetas de electrodo negativo dispuesto en el lado izquierdo del tercer material 1c laminado de electrodo.
Sin embargo, a diferencia de la conexión en paralelo, la conexión en serie puede dar como resultado un cortocircuito cuando tanto el haz de lengüetas de electrodo positivo como el haz de lengüetas de electrodo negativo están conectados eléctricamente entre los materiales laminados de electrodo. Es decir, con referencia a la figura 6, cuando el haz 10b de lengüetas de electrodo positivo y el haz 20b de lengüetas de electrodo negativo, que están dispuestos en el lado derecho del primer material 1a laminado de electrodo, están conectados eléctricamente al haz 20b de lengüetas de electrodo negativo y al haz 20b de lengüetas de electrodo positivo, que están dispuestos en el lado izquierdo del segundo material 1b laminado de electrodo, respectivamente, puede producirse el cortocircuito. Por tanto, en el caso de la conexión en serie, sólo un haz de lengüetas de electrodo puede conectarse eléctricamente entre sí entre los materiales laminados de electrodo. La figura 6 ilustra un caso en el que el haz 10b de lengüetas de electrodo positivo dispuesto en el lado derecho del primer material 1a laminado de electrodo está conectado eléctricamente al haz 20b de lengüetas de electrodo negativo dispuesto en el lado izquierdo del segundo material 1b laminado de electrodo, y el haz 20b de lengüetas de electrodo negativo dispuesto en el lado derecho del primer material 1a laminado de electrodo no está conectado eléctricamente al haz 10b de lengüetas de electrodo positivo dispuesto en el lado izquierdo del segundo material 1b laminado de electrodo. En este caso, un aislante 40 para evitar que se produzca la conexión eléctrica está dispuesto entre el haz 20b de lengüetas de electrodo negativo dispuesto en el lado derecho del primer material 1a laminado de electrodo y el haz 10b de lengüetas de electrodo positivo dispuesto en el lado izquierdo del segundo material 2b laminado de electrodo. Además, la figura 6 ilustra un caso en el que el haz 10b de lengüetas de electrodo positivo dispuesto en el lado derecho del segundo material 2b laminado de electrodo está conectado eléctricamente al haz 20b de lengüetas de electrodo negativo dispuesto en el lado izquierdo del tercer material 1c laminado de electrodo, y el haz 20b de lengüetas de electrodo negativo dispuesto en el lado derecho del segundo material 2b laminado de electrodo no está conectado eléctricamente al haz 10b de lengüetas de electrodo positivo dispuesto en el lado izquierdo del tercer material 1c laminado de electrodo. En este caso, un aislante 40 para evitar que se produzca la conexión eléctrica está dispuesto entre el haz 20b de lengüetas de electrodo negativo dispuesto en el lado derecho del segundo material 1b laminado de electrodo y el haz 10b de lengüetas de electrodo positivo dispuesto en el lado izquierdo del tercer material 1c laminado de electrodo.
La figura 7 es una vista en planta que ilustra una estructura de conexión entre los materiales laminados de electrodo de una batería secundaria de iones de litio.
Un gran número de materiales laminados de electrodo que incluyen el primer material 1a laminado de electrodo, el segundo material 1b laminado de electrodo, y el tercer material 1c laminado de electrodo pueden disponerse adyacentes entre sí para formar la estructura de panal.
Según la presente invención, tal como se describió anteriormente, cuando los planos laterales de los materiales laminados de electrodo, cada uno de los cuales tiene una estructura de pilar poligonal, están dispuestos para estar enfrentados y superponerse entre sí, un espacio muerto que no contribuye a la generación de una salida puede minimizarse en la batería secundaria para maximizar la utilización de un espacio de la batería secundaria.
Además, los conjuntos de electrodos pueden estar conectados en serie entre sí. El método para la conexión en serie puede ser el mismo tal como se describió anteriormente.

Claims (7)

  1. REIVINDICACIONES
    i.Batería secundaria de iones de litio que comprende:
    un primer y segundo materiales (1a, 1b) laminados de electrodo, cada uno de los cuales tiene una estructura (1) en la que están laminados alternativamente un electrodo (10) positivo, un separador (30), y un electrodo (20) negativo, cada uno de los cuales comprende al menos un segmento de línea en una porción circunferencial del mismo; y
    una lengüeta (10a) de electrodo positivo y una lengüeta (20a) de electrodo negativo, que tienen formas que sobresalen de los segmentos de línea del electrodo (10) positivo y el electrodo (20) negativo, respectivamente,
    en donde el electrodo (10) positivo, el separador (30), y el electrodo (20) negativo están laminados de manera que los segmentos de línea están enfrentados entre sí,
    las lengüetas (10a) de electrodo positivo están laminadas para estar enfrentadas entre sí y para proporcionar de ese modo un haz (10b) de lengüetas de electrodo positivo,
    las lengüetas (20a) de electrodo negativo están laminadas para estar enfrentadas entre sí y para proporcionar de ese modo un haz (20b) de lengüetas de electrodo negativo,
    el segundo material (1b) laminado de electrodo está conectado a una porción lateral del primer material (1a) laminado de electrodo, y
    el primer material (1a) laminado de electrodo está conectado en serie (200) al segundo material (1b) laminado de electrodo,
    caracterizada porque el haz (10b) de lengüetas de electrodo positivo del primer material (1a) laminado de electrodo está conectado eléctricamente al haz (20b) de lengüetas de electrodo negativo del segundo material (1b) laminado de electrodo, y
    un aislante (40) está dispuesto entre el haz (20b) de lengüetas de electrodo negativo del primer material (1a) laminado de electrodo y el haz (10b) de lengüetas de electrodo positivo del segundo material (1b) laminado de electrodo para evitar la conexión eléctrica.
  2. 2. Batería secundaria de iones de litio según la reivindicación 1, en donde los planos laterales (P) del primer y segundo materiales (1a, 1b) laminados de electrodo, que se forman laminando alternativamente el electrodo (10) positivo, el separador (30), y el electrodo (20) negativo, cada uno de los cuales comprende el al menos un segmento de línea, están dispuestos para estar enfrentados entre sí.
  3. 3. Batería secundaria de iones de litio según la reivindicación 1, en donde cada uno del primer y segundo materiales (1a, 1b) laminados de electrodo tiene una forma de pilar poligonal porque cada uno del electrodo (10) positivo, el separador (30), y el electrodo (20) negativo tiene una forma poligonal.
  4. 4. Batería secundaria de iones de litio según la reivindicación 1, en donde cada uno del primer y segundo materiales (1a, 1b) laminados de electrodo tiene una forma de pilar hexagonal porque cada uno del electrodo (10) positivo, el separador (30), y el electrodo (20) negativo tiene una forma hexagonal.
  5. 5. Batería secundaria de iones de litio según la reivindicación 1, en donde cada uno del primer y segundo materiales (1a, 1b) laminados de electrodo tiene una forma de pilar poligonal regular porque cada uno del electrodo (10) positivo, el separador (30), y el electrodo (20) negativo tiene una forma poligonal regular de la que un ángulo interno tiene una parte alícuota de 360 grados.
  6. 6. Batería secundaria de iones de litio según la reivindicación 1, en donde cada uno del primer y segundo materiales (1a, 1b) laminados de electrodo tiene una forma de pilar hexagonal regular porque cada uno del electrodo (10) positivo, el separador (30), y el electrodo (20) negativo tiene una forma hexagonal regular.
  7. 7. Batería secundaria de iones de litio según la reivindicación 1, que comprende además:
    un tercer material (1c) laminado de electrodo que tiene una estructura (1) en la que están laminados alternativamente el electrodo (10) positivo, el separador (30), y el electrodo (20) negativo, cada uno de los cuales comprende al menos un segmento de línea en una porción circunferencial del mismo;
    un haz (10b) de lengüetas de electrodo positivo y un haz (20b) de lengüetas de electrodo negativo, que tienen respectivamente formas que sobresalen del segundo material (1b) laminado de electrodo, en un lado opuesto del primer material (1a) laminado de electrodo con respecto al segundo material (1b) laminado de electrodo; y
    una lengüeta (10a) de electrodo positivo y una lengüeta (20a) de electrodo negativo, que tienen respectivamente una forma que sobresale de los segmentos de línea del electrodo (10) positivo y el electrodo (20) negativo del tercer material (1c) laminado de electrodo,
    en donde el electrodo (10) positivo, el separador (30), el electrodo (20) negativo del tercer material (1c) laminado de electrodo están laminados de manera que los segmentos de línea están enfrentados entre sí, las lengüetas (10a) de electrodo positivo del tercer material (1c) laminado de electrodo están laminadas para estar enfrentadas entre sí y para proporcionar de ese modo un haz (10b) de lengüetas de electrodo positivo,
    las lengüetas (20a) de electrodo negativo del tercer material (1c) laminado de electrodo están laminadas para estar enfrentadas entre sí y para proporcionar de ese modo un haz (20b) de lengüetas de electrodo negativo, y
    el segundo material (1c) laminado de electrodo y el tercer material (1c) laminado de electrodo están conectados en serie (200) entre sí, como la conexión entre el primer material (1a) laminado de electrodo y el segundo material (1b) laminado de electrodo, de manera que el haz (10b) de lengüetas de electrodo positivo del segundo material (1b) laminado de electrodo está conectado eléctricamente al haz (20b) de lengüetas de electrodo negativo del tercer material (1c) laminado de electrodo, y un aislante (40) está dispuesto entre el haz (20b) de lengüetas de electrodo negativo del segundo material (1b) laminado de electrodo y el haz (10b) de lengüetas de electrodo positivo del tercer material (1c) laminado de electrodo para evitar la conexión eléctrica.
    Batería secundaria de iones de litio según la reivindicación 7, en donde el tercer material (1c) laminado de electrodo tiene una forma de pilar hexagonal porque cada uno del electrodo (10) positivo, el separador (30), y el electrodo (20) negativo del tercer material (1c) laminado de electrodo tiene una forma hexagonal.
    Batería secundaria de iones de litio según la reivindicación 7, en donde el tercer material (1c) laminado de electrodo tiene una forma de pilar poligonal regular porque cada uno del electrodo (10) positivo, el separador (30), y el electrodo (20) negativo del tercer material (1c) laminado de electrodo tiene una forma poligonal regular de la que un ángulo interno tiene una parte alícuota de 360 grados.
    Batería secundaria de iones de litio según la reivindicación 7, en donde el tercer material (1c) laminado de electrodo tiene una forma de pilar hexagonal regular porque cada uno del electrodo (10) positivo, el separador (30), y el electrodo (20) negativo del tercer material (1c) laminado de electrodo tiene una forma hexagonal regular.
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