BR102016016253A2 - elemento receptor para células de bolsa - Google Patents

Abstract

elemento receptor para células de bolsa. a presente invenção refere-se a um elemento receptor (4) para apoio de células de bolsa, que compreende um corpo básico (5), no que se refere à tarefa de receber células de bolsa, com segurança e a baixo preço, em um quadro ou uma carcaça, caracterizado pelo fato de que o corpo básico (5) está formado como perfil, com uma superfície de encosto (5a) por encosto de uma costura de vedação (2) de uma célula de bolsa.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ELEMENTO RECEPTOR PARA CÉLULAS DE BOLSA”. DESCRIÇÃO Campo técnico [001] A invenção refere-se a um elemento receptor para células de bolsa (pouch cells) de acordo com o preâmbulo da reivindicação de patente 1.

Estado da técnica [002] Sistemas de bateria em formato grande, que se baseiam, por exemplo, em uma tecnologia de lítio, por exemplo, íons de lítio, polímeros de lítio, enxofre-lítio, são usadas em múltiplas aplicações. Normalmente, um sistema de bateria compreende 50 a 200 células. Em acumuladores de energia de formato grande, também são comuns vários milhares de células.

[003] Por módulo, são usadas, tipicamente, 6 a 12 células, sendo que o número de células, na maioria das vezes, está limitado por uma tensão do módulo de 50 V. Acima de 50 V, os módulos são considerados como componentes de alta tensão.

[004] As células podem apesentar-se em diversas modalidades, a saber, como células redondas com carcaça metálica sólida, como células prismáticas com carcaça metálica sólida ou como células de bolsa, com uma carcaça de filme flexível.

[005] Células de bolsa apresentam consideráveis vantagens em relação a formas de células com carcaças sólidas.

[006] A densidade de energia ou potência é mais alta, porque a carcaça pesa menos.

[007] Os custos de produção são nitidamente menores, uma vez que a carcaça é mais favorável.A montagem de um empilhado de ele-trodos/separador na carcaça pode ser integrada a um processo de fabricação por laminação.

[008] O tamanho da célula pode ser modificado de modo simples, uma vez que células maiores ou mais grossas não necessitam de uma nova carcaça de célula. Com isso, os produtos de células podem reagir rapidamente a exigências dos consumidores.

[009] Células de bolsa reforçam tendências futuras de desenvolvimentos de material ativo. Assim, por exemplo, materiais de ânodos sobre uma base de suporte não de grafite mostram um trabalho de volume nitidamente mais alto na ciclização, o que leva a uma expansão de grossura mais alta da carcaça de célula. Essa respiração só pode ser tolerada limitadamente por carcaças sólidas. Além disso, o design das células de bolsa também pode ser aplicado a conceitos de química das células futuros, por exemplo, conceitos de metal alcalino-enxofre.

[0010] Por outro lado, o mesmo enfrenta as seguintes desvantagens técnicas: a montagem das células flexíveis em uma carcaça de módulo ou sistema é complexa. A espessura das células modifica-se na carga. Em caso de defeito, o local da abertura da célula não é previsível.

[0011] A tabela a seguir compara os tipos de células umas às outras.

[0012] Células de bolsa para as aplicações citadas apresentam as seguintes dimensões típicas: a área perfaz cerca de 100 x 100 mm2 a 300 x 400 mm2. A espessura perfaz cerca de 8-15 mm. Um tamanho de células aumentado pode causar uma capacidade de célula mais alta, por exemplo, para baterias de energia ou então uma potência de célula mais alta (em baterias de potência). Por uma troca do material ativo também pode ser necessária uma adaptação das dimensões da célula. Podem ser necessárias células mais grosas, a parâmetros de sistema iguais e no uso de um material ativo com menor densidade de energia.

[0013] A fixação e/ou a montagem de células de bolsa em uma carcaça já está descrita no estado da técnica. Desvantagens consideráveis dos conceitos de fixação são os seguintes: as células são introduzidas em um ou mais quadros mais ou menos complexos. Desse modo, um novo tamanho de célula requer um quadro completamente novo. Isso, por sua vez, está associado, em geral, a altos investimentos, por exemplo, por novas ferramentas, no uso de quadros de plástico ou polímero. Com isso, uma das vantagens mais importantes - a possibilidade da escalabilidade rápida e de baixo custo do tamanho de célula - não pode ser usada eficientemente.

[0014] Além disso, os processos de produção para quadros são lentos em comparação com os para células. Consequentemente, um processo de produção de quadros é a situação difícil na produção de um sistema de bateria ou os quadros precisam ser fabricados em uma pluralidade de instalações ou ferramentas paralelas. Isso, por sua vez, requer altos investimentos.

Apresentação da invenção [0015] A invenção tem, portanto, por base a tarefa, de receber células de bolsa com segurança e baixo preço em um quadro ou carcaça.

[0016] A presente invenção soluciona a tarefa citada acima pelas características da reivindicação de patente 1.

[0017] De acordo com a invenção é descrito um conceito de recepção para células de bolsa, que apresenta as seguintes vantagens básicas: o elemento receptor que serve de base apresenta um perfil extrudado de elastômero, elastômero termoplástico, ou de um material, que consiste parcialmente nos elastômeros citados. O perfil de acordo com a invenção está colocado na e/ou em torno da costura de vedação da célula de bolsa. Nesse caso, a costura de vedação chega a um entalhe de um perfil individual ou em um entalhe entre dois perfis contíguos. Por compressão, a costura de vedação é comprimida elas-ticamente. As extensões longitudinais e/ou transversais da célula de bolsa podem ser compensadas por simples corte dos perfis. Pelo uso de perfis, resultam as seguintes vantagens importantes: para perfis extrudados, não são gerados altos custos com ferramentas. Os perfis podem adaptar-se facilmente ao comprimento e/ou à largura das células de bolsa. Para células de bolsa de tamanhos diferentes, por corte dos perfis podem ser criados elementos receptores de ajuste perfeito, sem que seja necessário investir em novas ferramentas.

[0018] Novas ferramentas sempre se apresentam no presente conceito, principalmente quando novas células de bolsa com espessuras diferentes precisam ser apoiadas. Em geral, as diferenças de espessura entre duas variantes de célula não são grandes, de modo que um perfil para uma célula com espessura de 12 mm pode ser usado, sem problemas para uma célula de bolsa com espessura de 10 mm. Uma ferramenta para perfis para células de bolsa grossas pode, em princípio, ser modificada, de modo que com a mesma também podem ser produzidos perfis para células de bolsa mais finas.

[0019] Consequentemente, a tarefa citada inicialmente é solucionada.

[0020] O perfil poderia ser produzido por um processo de extrusão contínua. Desse modo, o perfil está formado como barra e é facilmente processável.

[0021] O perfil poderia estar produzido de um elastômero, um elas-tômero termoplástico ou uma espuma de poros fechados ou apresentar esses materiais. Como na maioria dos casos, a estabilidade de ele-trólito não deve ter importância, pode, em princípio, ser usado qualquer material de elastômero, particularmente, NBR. Também são con- cebíveis espumas de poros fechados, extrudadas. Nesse caso, no entanto, deve ser observado que esses materiais, em geral, apresentam propriedades mecânicas piores, particularmente, uma capacidade de restauração pior do que elastômeros.

[0022] Uma incorporação de materiais de enchimento correntes, apropriados, pode contribuir para satisfazer exigências de proteção contra chamas. Para aplicações termicamente exigentes, uma alternativa é um elastômero de silicone. Esses materiais, além disso, também são resistentes a chamas, Como, em geral, as temperaturas, às quais os perfis estão expostos, não excedem aproximadamente 60°C de temperatura permanente ou 85°C de temperatura de pico, também pode ser feito uso de elastômeros termoplásticos (TPE). Aqui, no entanto, deve ser observado que a compressão mecânica não seja ajustada de modo forte demais, e com isso, não ocorre nenhum comportamento de assentamento do perfil ao longo da vida útil da bateria. Elastômeros termoplásticos representam, consequentemente, sobretudo, uma alternativa de baixo preço a elastômeros.

[0023] O uso de materiais de enchimento com corpos ocos, por exemplo, esferas ocas de vidro ou aerogéis, permitem uma modalidade particularmente otimizada em peso. Esses produtos são especialmente interessantes para aplicações móveis, particularmente, para aplicações em viagens aéreas ou em automóveis. Esses corpos ocos levam, além disso, a um isolamento térmico, que para determinadas aplicações pode ser vantajoso, por exemplo, para sistemas de bateria de backup para baterias estacionárias em regiões de clima frio. O calor de processo não descarregado da bateria impede um forte resfriamento da mesma.

[0024] Se, por outro lado, os perfis devem contribuir para esfriamento das células, podem ser usados materiais de enchimento termicamente condutores. Quando os perfis não entram em contato com partes condutoras de corrente, particularmente, com as passagens dos polos, são vantajosos materiais de enchimento correntes, baseados em carbono ou metal. Caso, por outro lado, os perfis entrem em contato com partes condutoras de corrente, particularmente, com passagens de polos, os perfis precisam ser isolados eletricamente. Nesse caso, materiais de enchimento minerais, tais como nitreto de boro, oxido ou hidróxido de alumínio, podem aumentar a condutividade térmica dos elastômeros.

[0025] O perfil pode ser fabricado de um elastômero ou de um elastômero termoplástico. O material, do qual o perfil está produzido, pode consistir completamente em elastômero. EPDM representa um material de baixo preço e estável em relação a eletrólitos que saem em caso de defeito.

[0026] O perfil poderia ser produzido de dois materiais, sendo que um segundo material é mais duro do que um primeiro material. Pelo menos um dos materiais poderia ser um elastômero ou um elastômero termoplástico. O material mais duro poderia ser um termoplasto ou um metal e funcionar como grampo, elemento de compressão ou elemento de esbarro terminal.

[0027] O perfil poderia apresentar um entalhe, para receber uma costura de vedação e uma célula de bolsa. O entalhe pode estar formado à maneira de fenda, para que um único perfil possa receber uma costura de vedação. Diante desse cenário, é concebível que no perfil esteja incorporado um espaço oco disposto em direção longitudinal.

[0028] O perfil poderia estar formado à maneira de pente, a saber, apresentar diversos entalhes, para receber costuras de vedação de várias células de bolsa.

[0029] Uma disposição poderia compreender pelo menos dois elementos receptores do tipo aqui descrito e pelo menos uma célula de bolsa, sendo que a costura de vedação da célula de bolsa está po- sicionada em um perfil entre dois perfis contíguos.

[0030] Os perfis poderiam comprimir elasticamente a costura de vedação da célula, pelo menos em um lado. Desse modo é realizada uma vedação.

[0031] Os perfis poderiam comprimir elasticamente a célula nos dois lados. Desse modo, é possibilitada uma compressão macia.

[0032] Os elementos receptores poderiam circundar pelo menos dois lados de uma célula de bolsa. Esses lados estão, de preferência, livres de condutores de corrente.

[0033] Os elementos receptores podem circundar três ou quatro lados de uma célula de bolsa. Quando elementos de assentamento encontram-se em três lados, está possibilitada uma montagem rápida e simples. Uma célula de bolsa com condutores de corrente, situados em um lado, pode, assim, ser assentada vantajosamente. Os elementos de assentamento encontram-se, então, nos três lados restantes.

[0034] Também regiões dos condutores de corrente podem ser comprimidas pelo perfil. Desse modo um condutor de corrente é estabilizado.

[0035] Uma região da costura de vedação, que não se situa diretamente adjacente aos condutores de corrente, não poderia ser comprimida pelo perfil, para formar essa região como ponto de ruptura teórico no caso de uma sobrepressão interna.

[0036] Os perfis poderiam comprimir-se como partes de uma pilha, pelos dois lados sobre costuras de vedação, sendo que essa disposição está posicionada, pelo menos em parte por encaixe positivo, em uma carcaça e sendo que a carcaça assume a função da compressão da pilha.

[0037] Outras vantagens técnicas de uma vedação por meio de perfis, que circundam a costura de vedação de uma célula de bolsa, estão explicadas a seguir.

[0038] Um ponto crítico em uma costura de vedação, é a permea-ção ao longo da costura de vedação. Por um lado, um eletrólito pode permear de dentro para fora. Porém, por outro lado, mais crítica é a permeação, especialmente de oxigênio e água, de fora para dentro. As duas coisas levam a um envelhecimento acelerado das células de bolsa. Para células de bolsa projetadas para uma longa vida útil é tecnicamente apropriada, portanto, uma costura de vedação mais longa ou mais larga. Um perfil que se comprime de fora sobre a costura de vedação ou que circunda a costura de vedação reduz nitidamente a permeação de água. Consequentemente, as células de bolsa vedadas por esses perfis, a uma largura de costura de vedação igual, estão sujeitas a um envelhecimento menor. Alternativamente, pela vedação por meio de perfis, a largura da costura de vedação pode resultar em um tamanho menor. Consequentemente, desse modo, pode ser obtida uma economia de espaço, sem que tenham de ser feitos compromissos com relação ao envelhecimento.

[0039] Um elemento receptor pode apresentar qualquer perfil, que está representado em corte nas figuras.

[0040] Um módulo de bateria ou um sistema de bateria poderia conter células de bolsa, que estão fixadas com os elementos receptores aqui descritos. O módulo de bateria ou o sistema de bateria poderia conter uma disposição do tipo aqui descrito.

Descrição resumida do desenho [0041] Nas figuras mostram: Fig. 1 vistas esquemáticas de células de bolsa, Figura 2 uma pilha ou conjunto, que compreende várias células de bolsa, sendo que a costura de vedação de cada célula está encaixada em um receptáculo de um perfil e sendo que perfis contíguos engatam-se um no outro e, assim, possibilitam a montagem de um conjunto com, aqui, cinco células, Figura 3a uma vista parcial da pilha ou conjunto de acordo com a Fig. 2, sendo que o entalhe no perfil, que circunda a costura de vedação, está flanqueado, adicionalmente, em um lado ou nos dois lados, por nódulos longitudinais, para obter uma compressão dirigida sobre a costura de vedação, sendo que apenas os dois lados principais de uma célula de bolsa estão circundados pelo perfil, para possibilitar uma montagem especialmente simples da pilha ou conjunto, Fig. 3b uma vista em corte do perfil de acordo com a Fig. 3a, Fig. 4 uma vista parcial de uma pilha ou conjunto, sendo que a costura de vedação de cada célula de bolsa está encaixada em um entalhe de um perfil, sendo que o perfil está puxado em torno do canto e não existe na região dos condutores de corrente, Fig. 5 uma pilha ou conjunto, que compreende várias células de bolsa, sendo que a costura de vedação de cada célula de bolsa está posicionada entre dois perfis contíguos, sendo que perfis contíguos engrenam-se um no outro por garras e, assim, está possibilitada a montagem de um conjunto, aqui, de cinco células, sendo que no caso representado, apenas os dois lados principais de uma célula de bolsa estão circundados pelo perfil, para possibilitar uma montagem particularmente simples do conjunto, e sendo que, adicionalmente, pode obter uma refrigeração por uma corrente de ar entre as células.

Fig. 6a uma vista parcial do conjunto de acordo com a Fig. 5, sendo que pode ser ajustada uma distância ou fenda definida entre as células, Fig. 6b uma vista em corte do perfil de acordo com a Fig. 5, sendo que o perfil apresenta um design de lábios de vedação de lábios múltiplos, Fig. 7 uma pilha ou conjunto, que compreende várias células de bolsa, sendo que a costura de vedação de cada célula de bolsa está encaixada entre dois perfis contíguos, sendo que perfis contíguos engrenam-se um no outro por garras e, assim, é possibilitada a montagem de um conjunto, aqui, de cinco células, sendo que os perfis passam em torno de uma célula de bolsa e, desse modo, também está assegurada uma compressão da costura de vedação na região dos condutores de corrente, Fig. 8 uma vista em corte de um perfil, sendo que está previsto um entalhe, que recebe a costura de vedação de uma célula de bolsa, sendo que a célula de bolsa pode apoiar-se, pelo menos parcialmente, sobre uma superfície de apoio integrada no perfil, Fig. 9 uma vista em corte de um perfil com parte posterior rígida, que pode consistir em metal, em um termoplasto ou em um segundo elastômero, sendo que o perfil possibilita um bom empilhamen-to e também pode ser usado como parte de uma carcaça, Fig. 10 uma vista em corte de um perfil com uma barra de inserção, que pode consistir em metal, em um termoplasto ou em um segundo elastômero, com uma dureza Shore diferente do que o primeiro elastômero, sendo que o perfil possibilita guiar o fluido de força principal na compressão, passando por uma ranhura e sendo que a parede posterior rígida do mesmo pode ser usada como parte de uma carcaça, Fig. 11 uma vista em corte de um perfil com uma chapa elástica, com o que é dado um reforço do perfil, mas, não obstante, é possível uma boa compressão, Fig. 12 uma vista em corte de um perfil com um núcleo duro, que pode consistir em metal, em um termoplasto ou em um segundo elastômero, com uma dureza Shore diferente do primeiro elastômero, com o que é possível uma conexão macia e, não obstante é dado um perfil rígido, e sendo que a parede posterior rígida do mesmo pode ser usada como parte de uma carcaça, Hg. 13 uma vista em corte de um perfil, que está configurado como peça de dois componentes, com o que é possível uma conexão macia em um perfil em si rígido, que também pode ser bem conectado, sendo que a parede posterior rígida do mesmo pode ser usada como parte de uma carcaça, Hg- 14 uma vista em corte de um perfil com trilho em U, com o que é dada uma economia de peso e a possibilidade para recepção de outras estruturas e componentes, Fig. 15 uma vista em corte de um perfil com uma câmara oca, com o que são possíveis economia de peso, economia de material e redução de custos, bem como uma conexão macia do perfil, Fig. 16 uma vista em corte de um perfil com um tubo, para, por exemplo, integrar um sistema de refrigeração no perfil, Fig. 17 uma vista em corte de um perfil com uma seção transversal em forma de Z, sendo que por dobramento para cima de uma costura de vedação lateral, espaço construtivo lateral para a célula de bolsa pode ser usado, sem que a largura da costura de vedação tenha de ser reduzida, com o que pode ser obtido um aproveitamento de espaço aperfeiçoado, Fig. 18 uma vista em corte de um perfil com seção transversal em forma de Z, que sob uso de uma parede de carcaça pode ser usado como contraelemento, sendo que por dobramento para cima de uma costura de vedação lateral, espaço construtivo lateral para a célula de bolsa pode ser usado, sem que a largura da costura de vedação tenha de ser reduzida, com o que pode ser obtido um aproveitamento de espaço aperfeiçoado, sendo que sob uso da carcaça como contrassuperfície resulta novamente uma economia de espaço e sendo que, além disso, pode ser causada uma refrigeração direta das células de bolsa, particularmente, quando uma parede de carcaça resfriada consiste em metal ou em um material com boa condutividade térmica.

Fig. 19 em vista esquemática, que perfis individuais podem ser combinados para um perfil à maneira de pente, que apresenta entalhes para as costuras de vedação de células de bolsa individuais, sendo que pelo fato de que o perfil está configurado à maneira de pente, uma montagem posterior de perfis individuais para um conjunto é suprimida, sendo que o entalhe no perfil, que circunda uma costura de vedação pode estar equipado em um lado ou nos dois lados por nódu-los longitudinais, para obter uma compressão dirigida sobre a costura de vedação, Fig. 20 em vista esquemática, conceitos de fixação para células de bolsa, Fig- 21 em vista esquemática, modalidades, nas quais os perfis também cobrem as passagens dos condutores de corrente, e Fig. 22 em vista esquemática, modalidades, nas quais os perfis também cobrem as passagens dos condutores de corrente, mas deixam livre uma região da costura de vedação.

Execução da invenção [0042] A Fig. 1 mostra em vista esquemática uma célula de bolsa, a saber, uma célula galvânica, com um invólucro flexível, que consiste no efetivo corpo de célula 1, no qual se encontram camadas de eletro-dos-separador, uma costura de vedação 2 circundante, em cuja região os filmes de cobertura superior e inferior estão soldados um ao outro, bem como condutores de corrente 3, que se salientam entre os filmes de cobertura para fora da célula e estão vedados adicionalmente com um filme. Os condutores de corrente 3, podem, nesse caso, salientar-se no mesmo lado de uma carcaça ou então situar-se em lados diferentes.

[0043] Na operação da célula, a saber, na carga e/ou na descarga, a espessura do corpo de célula 1 modifica-se, tipicamente, em 5-10%, entre estado carregado e descarregado. Além disso, uma célula envelhecida é aproximadamente 5% mais grossa do que uma célula nova. Consequentemente, uma célula envelhecida e carregada é aproximadamente 10-15% mais grossa do que uma célula nova e descarregada.

[0044] Particularmente, materiais de ânodos novos, por exemplo, materiais baseados em silício, que em relação ao suporte de grafite, utilizado atualmente, possibilitam uma capacidade de incorporação percentual mais alta de lítio, experimentam um volume de trabalho ainda mais alto. Em materiais de ânodos, que possibilitam células de capacidade mais alta, o volume de trabalho das células torna-se cada vez mais importante.

[0045] A Fig. 2 mostra um elemento receptor 4 para apoio de células de bolsa, que compreende um corpo básico 5, sendo que o corpo básico 5 está formado como perfil com uma superfície de encosto 5a para encosto na costura de vedação 2. O perfil pode ser produzido por um processo de extrusão contínuo. O perfil está produzido por um elastômero.

[0046] As Figs. 3a e 3b mostram que o perfil de acordo com a Fig. 2 apresenta um entalhe 6, para receber uma costura de vedação 2 de uma célula de bolsa. O entalhe 6 apresenta duas superfícies de encosto 5a opostas.

[0047] A esse respeito, a Fig. 2 mostra uma disposição, a saber uma pilha ou conjunto, que compreende pelo menos dois elementos receptores 4 e pelo menos uma célula de bolsa, sendo que a costura de vedação 2 da célula de bolsa está posicionada em um perfil. Os perfis comprimem a costura de vedação 2 da célula de bolsa nos dois lados. Os elementos receptores 4 circundam pelo menos dois lados de uma célula de bolsa.

[0048] O perfil está dotado de uma estrutura de lábios de vedação 7, que compreende vários lábios de vedação paralelos.

[0049] Entre as células de bolsa existe uma fenda definida, para compensar uma alteração de grossura na carga, bem como ao longo da vida útil, ou para obter uma refrigeração por uma corrente de ar ou soprador entre as células de bolsa.

[0050] Alternativamente, a fenda pode estar configurada com elementos compressíveis, particularmente, com espumas ou materiais não tecidos. Os mesmos podem funcionar como componentes transmissores de calor. Alternativamente, também são concebíveis materiais à prova de fogo, particularmente, materiais não tecidos "firebloc-kers". Os mesmos podem impedir ou reduzir uma ocorrência e, especialmente, uma propagação de incêndios dentro do conjunto.

[0051] Uma refrigeração pode dar-se, além disso, por uma refrigeração de contato nos condutores de corrente ou por uma refrigeração de contato lateral dos perfis.

[0052] A Fig. 4 mostra uma disposição, na qual um perfil está guiado em torno de um canto e libera espaço para o condutor de corrente 3.

[0053] A Fig. 5 mostra uma disposição, que compreende pelo menos dois elementos receptores 4 e pelo menos uma célula de bolsa, sendo que a costura de vedação 2 da célula de bolsa está posicionada entre dois perfis contíguos.

[0054] As Figs. 4 e 5 mostram disposições, nas quais por introdução ou instalação posterior de parafusos ou roscas no perfil de elas-tômero podem ser inseridos trilhos de corrente no perfil, que possibilitam a ligação em série das células de bolsa individuais.

[0055] As Figs. 6a e 6b mostram vistas de detalhe do perfil de acordo com a Fig. 5. O perfil está dotado de uma estrutura de lábios de vedação 7, que compreende vários lábios de vedação paralelos. Além disso, o perfil apresenta um elemento de garra 8 e um receptácu- Io de elemento de garra 9. O elemento de garra 8 pode engrenar-se com encaixe positivo em um receptáculo de elemento de garra 9 de um outro perfil, para formar uma pilha ou conjunto.

[0056] A Fig. 7 mostra uma disposição, na qual os elementos receptores 4 circundam três lados de uma célula de bolsa.

[0057] Também nessa disposição, por introdução ou instalação posterior de parafusos ou roscas no perfil de elastômero, podem ser inseridos trilhos de corrente no perfil, que possibilitam a ligação em série das células de bolsa individuais.

[0058] A Figura 8 mostra em uma vista em corte um perfil, que é usado de modo particularmente preferido na formação de conjunto horizontal. Ele permite uma montagem simples e mostra uma boa resistência em relação a choques ou vibrações.

[0059] A Fig. 9 mostra um perfil, que está produzido por dois materiais, sendo que um segundo material é mais duro do que um primeiro material. O perfil apresenta um lado posterior 10 rígido, que é produzido do segundo material.

[0060] A Fig. 10 mostra uma vista em corte de um perfil com uma barra de inserção 11, que consiste em um metal, um termoplasto ou um segundo elastômero, com uma dureza diferente do que o primeiro elastômero.

[0061] A Fig. 11 mostra uma vista em corte de um perfil com uma chapa elástica 12, com a qual é dado um reforço do perfil, mas, não obstante, é possível uma boa compressão.

[0062] A Fig. 12 mostra uma vista em corte de um perfil com um núcleo 13 duro, que pode consistir em metal, em termoplasto ou em segundo elastômero com uma dureza Shore diferente do que o primeiro elastômero.

[0063] A Fig. 13 mostra uma vista em corte de um perfil, que está configurado como peça do dispositivo de componentes. A parede pos- terior 14 rígida da mesma apresenta um elemento de garra 8 e um receptáculo de elemento de garra 9.

[0064] Em um lado de uma costura de vedação 2 pode encostar-se esse perfil duro, no outro lado, pelo contrário, um macio. Isso é apropriado, quando o perfil duro pode funcionar como apoio de depósito adicional, a saber, está posicionado abaixo de uma célula de bolsa.

[0065] A Fig. 14 mostra uma vista em corte de um perfil com um trilho em U 15, com o que é dada uma economia de peso e a possibilidade para recepção de outra estrutura e componentes.

[0066] A Fig. 15 mostra uma vista em corte de um perfil com uma câmara oca 16 fechada.

[0067] A Fig. 16 mostra uma vista em corte de um perfil com um tubo 17. Esse tubo 17 pode estar configurado, por exemplo, como tubo de refrigeração, para integrar um sistema de refrigeração no perfil.

[0068] A Fig. 17 mostra uma vista em corte de um perfil com uma seção transversal em forma de Z, sendo que por dobramento para cima de uma costura de vedação 2 lateral, espaço construtivo lateral pode ser usado para a célula de bolsa, sem que a largura da costura de vedação 2 tenha de ser reduzida. Também nesse perfil são concebíveis os meios já mencionados para reforço do perfil.

[0069] Fig. 18, uma vista em corte de um perfil com seção transversal em forma de que sob uso de uma parede de carcaça 18 pode ser usada como contraelemento, sendo que por dobramento para cima de uma costura de vedação 2 lateral, espaço construtivo lateral pode ser usado para a célula de bolsa. Sob uso da parede de carcaça 18 como contrassuperfície, resulta uma economia de espaço e pode ser efetuada uma refrigeração direta das células de bolsa, particularmente quando uma parede de carcaça 18 refrigerada consiste em metal ou em um material com boa condutividade térmica.

[0070] A Fig. 19 mostra um elemento receptor 4, cujo perfil está formado à maneira de pente, a saber, apresenta diversos entalhes 6, para receber costuras de vedação 2 de várias células de bolsa.

[0071] A Fig. 20 mostra da esquerda para a direita uma célula de bolsa sem elementos receptores 4, uma célula de bolsa com condutores de corrente 3 opostos, sendo que elementos receptores 4 encontram-se nos lados, que não apresentam condutores de corrente 3, uma célula de bolsa, com condutores de corrente 3 situados apenas em um lado, sendo que os elementos receptores 4 encontram-se nos três lados restantes, sendo que, nesse caso, os cantos de célula de bolsa estão entalhados, com o que é possibilitada uma montagem rápida e simples, e uma célula de bolsa com condutores de corrente 3 situados apenas em um lado, sendo que os elementos receptores 4 encontram-se nos três lados restantes. Nas três disposições mostradas à direita, os perfis comprimem elasticamente a costura de vedação das células de bolsa pelo menos em um lado.

[0072] Na disposição à direita, os cantos estão cobertos, em cada caso, por um perfil. Isso tem a vantagem de uma proteção mecânica mais alta, bem como da permeação reduzida de gases ou líquidos nessas regiões. Nesse caso, é concebível, encostar os perfis um no outro, tal como está representado. Também é concebível realizar um corte em meia esquadria e, assim, encostar os perfis um no outro em um ângulo de 45° ou em um outro ângulo, que é definido pela geometria da célula de bolsa. A costura existente entre os perfis pode, opcionalmente, ser vedada com um adesivo, o que pode reduzir, especialmente, a permeação na costura de vedação 2. A região lateral, aberta para fora, pode ser opcionalmente vedada com um adesivo, o que pode reduzir, especialmente, a permeação na costura de vedação 2.

[0073] A costura de vedação 2, diante desse cenário, pode ser posicionada simplesmente entre dois perfis.

[0074] No uso de um perfil, que recebe a costura de vedação 2, por inserção de entalhes ou cortes, pode ser realizada uma estrutura semelhante pelo perfil.

[0075] A Fig. 21 mostra em vista esquemática propostas, na quais os perfis também cobrem as passagens dos condutores de corrente 3. No uso de um perfil, que recebe a costura de vedação 2, por inserção de entalhes ou cortes pode ser realizada uma estrutura na região dos condutores de corrente 3, que permite que os condutores de corrente 3 se salientem para fora, através do perfil. A Fig. 21 mostra que também regiões de condutores de corrente 3 estão comprimidas pelos perfis.

[0076] A Fig. 22 mostra em vista esquemática propostas, nas quais os perfis também cobrem as passagens dos condutores de corrente 3, mas deixam exposta uma região da costura de vedação 2. Uma região deixada exposta pode funcionar como placa de rebentamento. No caso de uma sobrepressão interna defeituosa, a célula de bolsa abre-se nessa região. Gases emitidos, produtos de decomposição ou eletrólito podem ser descarregados de modo controlado. Pode ser evitado que os mesmos entrem em contato com as partes conduto-ras de corrente. Assim podem ser evitados incêndios e explosões.

[0077] A Fig. 22 mostra a esse respeito que uma região da costura de vedação, que não está situada de modo imediatamente adjacente aos condutores de corrente 3, não está comprimida por um perfil, para formar nessa região um ponto de ruptura teórico, no caso de uma sobrepressão interna.

[0078] Nas disposições aqui mostradas, os perfis comprimem-se como parte de uma pilha nos dois lados sobre costuras de vedação 2, sendo que a própria disposição pode estar posicionada, pelo menos parcialmente, por encaixe positivo em uma carcaça e sendo que a carcaça assume a função da compressão da pilha.

[0079] Para a montagem de células de bolsa equipadas com um quadro para uma pilha ou conjunto, são concebíveis diversas modalidades. É concebível uma fixação do conjunto com grampos, com fitas de aperto, com barras roscadas ou parafusos, que passam pelos perfis. Também é concebível uma fixação em uma carcaça, sendo que depois da introdução do conjunto, é colocada uma tampa, que assegura a compressão.

[0080] Também é concebível uma fixação em uma estante, sendo que a compressão é assegurada por paredes da estante. A estante pode, nesse caso, estar aberta, pelo menos parcialmente, para frente e para trás, apenas para trás ou apenas para frente. Isso permite uma instalação simples dos contatos elétricos ou da refrigeração. É possível uma refrigeração a ar, por meio de ventiladores. Também é concebível uma fixação por meio de grampos metálicos, que circundam e prendem os perfis.

[0081] Uma inserção de uma abertura na carcaça, que circunda o conjunto, que está instalada na mesma posição como os entalhes dos perfis, também é concebível. E uma abertura da célula de bolsa, os gases nocivos emitidos podem ser removidos com segurança pela abertura da carcaça. Uma vedação elastomérica assegura, nesse caso, que a maior parte dos gases pode passar pela abertura e, no máximo, apenas uma parte muito pequena pode escapar sobre um caminho de vazamento indesejável entre o perfil e uma parede de carcaça interna.

REIVINDICAÇÕES

Claims (17)

1. Elemento receptor (4) para apoio de célula de bolsa, que compreende um corpo básico (5), caracterizado pelo fato de que o corpo básico (5) está formado como perfil, com uma superfície de encosto (5a) por encosto de uma costura de vedação (2) de uma célula de bolsa.

2. Elemento receptor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o perfil pode ser produzido por um processo de extrusão contínuo.

3. Elemento receptor de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o perfil está produzido, pelo menos parcialmente, de um elastômero, um elastômero termoplástico ou uma espuma de poros fechados ou apresenta esses materiais.

4. Elemento receptor de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o perfil está produzido exclusivamente de um elastômero ou de um elastômero termoplástico.

5. Elemento receptor de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o perfil está produzido de dois materiais, sendo que um segundo material é mais duro do que um primeiro material.

6. Elemento receptor de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o perfil apresenta um entalhe (6), para receber uma costura de vedação (2) de uma célula de bolsa.

7. Elemento receptor de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o perfil está formado à maneira de pente, a saber, apresenta vários entalhes (6), para receber costuras de vedação (2) de várias células de bolsa.

8. Disposição, que compreende pelo menos dois elementos receptores (4) como definidos em qualquer uma das reivindicações precedentes, e pelo menos uma célula de bolsa, caracterizada pelo fato de que a costura de vedação (2) da célula de bolsa está posicionada em um perfil ou entre dois perfis contíguos.

9. Disposição de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que os perfis comprimem elasticamente a costura de vedação (2) da célula de bolsa, pelo menos em um lado.

10. Disposição de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizada pelo fato de que os perfis comprimem elasticamente a costura de vedação (2) da célula de bolsa nos dois lados.

11. Disposição de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizada pelo fato de que os elementos receptores (4) circundam pelo menos dois lados de uma célula de bolsa.

12. Disposição de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 11, caracterizada pelo fato de que os elementos receptores (4) circundam três ou quatro lados de uma célula de bolsa.

13. Disposição de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizada pelo fato de que também são comprimidas regiões de condutores de corrente (3) pelo perfil.

14. Disposição de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 13, caracterizada pelo fato de que uma região da costura de vedação (2), que não se situa imediatamente adjacente a condutores de corrente (3), não está comprimida pelo perfil, para formar essa região como ponto de ruptura teórico, no caso de uma sobrepressão interna.

15. Disposição de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 14, caracterizada pelo fato de que os perfis comprimem-se como partes de uma pilha por dois lados sobre as costuras de vedação (2), sendo que essa disposição está posicionada, pelo menos parcialmente, com encaixe positivo em uma carcaça e sendo que a carcaça assume a função da compressão da pilha.

16. Módulo de batería, caracterizado pelo fato de que contém células de bolsa, que estão fixadas com elementos receptores (4) como definidos em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, e/ou que contém uma disposição como definida em qualquer uma das reivindicações 8 a 15.

17. Sistema de bateria, caracterizado pelo fato de que contém células de bolsa, que estão fixadas com elementos receptores (4) como definidos em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, e/ou que contém uma disposição como definida em qualquer uma das reivindicações 8 a 15.