Brevet FR2906649A1 — publié le 20080404

STRUCTURE DE CONNEXION ELECTRIQUE POUR UN ENSEMBLE DE NOYAU D'UNE BATTERIE SECONDAIRE AU LITHIUM La présente invention porte sur une structure de connexion électrique pour un ensemble de noyau, ou coeur, d'une batterie secondaire au lithium, et plus particulièrement sur un agencement de la connexion entre l'ensemble de noyau à l'intérieur de la batterie et la borne conductrice positive ou négative sur le boîtier de la batterie. La Figure 1 montre un ensemble d'électrodes pour une batterie secondaire au lithium divulgué dans une demande de brevet américain antérieure n 11/455119 de l'inventeur, et la demande antérieure vise principalement une solution au problème de l'ensemble d'électrodes classique, comprenant le procédé de soudage qui prend beaucoup de temps, les composants compliqués et le procédé de fabrication, étant donné que l'ensemble d'électrodes doit être formé ou soudé à une pluralité de conducteurs, et ensuite les conducteurs sont soudés ou connectés à la borne de la batterie. Les couches positive et négative de l'ensemble d'électrodes 10 comportent sur un côté de celles-ci une zone conductrice négative 111 de grande dimension et une zone conductrice positive 112 non revêtue, de grande dimension. De plus, une zone collectrice 121 de grande dimension est formée au milieu de la borne conductrice 12 et est située en correspondance avec la zone conductrice négative 111 ou la zone conductrice positive 112. Et ensuite une pièce de compression 131 des ensembles de serrage 13 est fixée à l'extérieur de la zone conductrice positive 112 ou de la zone conductrice négative 111. De 2906649 2 cette manière, les deux pièces de compression conductrices 131 sont fermement pressées contre la zone conductrice positive 112 ou la zone conductrice négative 111. D'une part, les couches respectives de la zone conductrice 5 positive 112 ou de la zone conductrice négative 111 sont pressées de manière serrée l'une contre l'autre, et d'autre part, la zone conductrice positive 112 ou la zone conductrice négative 111 est autorisé à être maintenue en contact électrique serré avec la zone collectrice 121 10 (comme représenté sur la Figure 2). Il est à noter que la taille des composants respectifs de la batterie secondaire au lithium mentionnée ci-dessus doit être contrôlée de façon précise ; autrement dit, l'ensemble d'électrodes ne peut pas s'adapter dans le 15 boîtier de batterie, si le boîtier de batterie, le noyau ou la borne conductrice a une erreur de dimension. Par exemple, si le boîtier de la batterie est trop court ou si le noyau est trop haut, le noyau ne peut pas être scellé hermétiquement dans le boîtier de batterie, ou, si 20 l'ensemble d'électrodes est trop court, il en résultera qu'une extrémité seulement de l'ensemble d'électrodes peut être fixée au boîtier de batterie, et que l'autre extrémité de l'ensemble d'électrodes sera trop courte pour atteindre le boîtier de batterie, ne pouvant donc pas être fixée. 25 Il est connu a partir des explications mentionnées ci-dessus que la demande antérieure permet de simplifier le procédé de connexion électrique des conducteurs de l'ensemble d'électrodes. Cependant, la taille des composants de l'ensemble d'électrodes doit être 30 contrôlé de façon précise, car sinon l'ensemble d'électrodes ne peut pas être assemblé. L'objectif principal de la présente invention est de proposer une structure de connexion électrique pour un 2906649 3 ensemble de noyau d'une batterie secondaire au lithium, dans laquelle l'ensemble de connexion conducteur est utilisé comme une connexion conductrice de l'électricité pour connecter l'ensemble de noyau à la borne conductrice 5 positive ou à la borne conductrice négative. L'ensemble de connexion conducteur comprend au moins un boulon et une pièce de compression conductrice, et la pièce de compression conductrice est une structure flexible. La pièce de compression conductrice est disposée à l'extérieur 10 de la zone conductrice positive ou de la zone conductrice négative, le boulon permet à la pièce de compression conductrice d'être fermement pressée contre et d'être maintenue en contact électrique serré avec la zone conductrice positive ou la zone conductrice négative, et la 15 partie de connexion est connectée électriquement à la borne conductrice positive ou à la borne conductrice négative du boîtier. Par de telles dispositions, même si il y a une erreur de dimension dans le noyau ou dans le boîtier, elle peut être surmontée par la déformation des ensembles de 20 fixation conducteurs, et ainsi la batterie peut être assemblée avec succès. L'objectif secondaire de la présente invention est de proposer une structure de connexion électrique pour un ensemble de noyau d'une batterie secondaire au lithium, 25 dans laquelle les extrémités de connexion des pièces de compression conductrices sont directement pressées contre et maintenues en contact électrique serré avec les couches respectives de la zone conductrice positive ou de la zone conductrice négative, et les pièces de compression 30 conductrices sont connectées électriquement à la borne conductrice positive ou négative. Etant donné que la structure de la présente invention est très simple et que 2906649 4 la connexion électrique est directe, ceci contribue à une réduction de la résistance de la batterie. L'invention a donc pour objet une structure de connexion électrique pour un ensemble de noyau d'une 5 batterie secondaire au lithium, caractérisée par le fait qu'elle comprend : deux ensembles de fixation conducteurs disposés aux deux extrémités de l'ensemble de noyau, les ensembles de fixation conducteurs étant connectés électriquement à une borne conductrice positive ou à une 10 borne conductrice négative d'un boîtier de batterie ; et û l'ensemble de noyau comprend un noyau et un ensemble d'électrodes, l'ensemble d'électrodes comprend au moins une couche positive, une couche de séparation et une couche négative qui sont superposées les unes sur 15 les autres et qui ensuite s'enroulent autour du noyau, une zone non revêtue est formée sur un côté de la couche positive pour une utilisation comme zone conductrice positive, et la couche négative comporte, sur un autre côté de celle-ci opposé à la couche 20 positive, une surface non revêtue pour une utilisation comme zone conductrice négative, les zones conductrices positive et négative font saillie hors des deux côtés de l'ensemble de noyau ; û chacun des ensembles de fixation conducteurs comprend 25 au moins un boulon et une pièce de compression conductrice, la pièce de compression conductrice est une structure flexible et incurvée ayant deux extrémités de connexion et une partie de connexion formée entre les extrémités de connexion, la pièce de 30 compression conductrice est disposée à l'extérieur de la zone conductrice positive ou de la zone conductrice négative, le boulon passe à travers un trou traversant de la pièce de compression conductrice et est ensuite 2906649 5 fixé sur le noyau, de telle sorte que la pièce de compression conductrice est fermement pressée contre et maintenue en contact électrique serré avec la zone conductrice positive ou la zone conductrice négative, 5 et la partie de connexion est connectée électriquement à la borne conductrice positive ou à la borne conductrice négative du boîtier. L'une et l'autre des extrémités du noyau peuvent être recouvertes par un manchon conducteur. 10 Le boîtier de la batterie peut être circulaire. Le boîtier de la batterie peut être carré. L'ensemble de noyau peut en outre être doté de deux éléments conducteurs après avoir été installé dans un boîtier carré, une extrémité des éléments conducteurs 15 respectifs est connectée à la pièce de compression conductrice, et une autre extrémité des éléments conducteurs respectifs est connectée à la borne conductrice positive ou à la borne conductrice négative de la batterie. Pour mieux illustrer l'objet de la présente 20 invention, on va maintenant en décrire un mode de réalisation préféré avec référence aux dessins annexés. Sur les dessins : 25 - la Figure 1 est une vue en coupe d'une structure de noyau classique pour une batterie secondaire au lithium divulguée dans la demande de brevet américain n 11/455119 ; 30 - la Figure 2 est une vue éclatée montrant une structure de connexion électrique pour un ensemble de noyau d'une batterie secondaire au lithium conforme à la présente invention ; 5 10 15 2906649 6 la Figure 3 est une vue agrandie montrant une partie de la structure de noyau pour une batterie secondaire au lithium conforme à la présente invention ; la Figure 4 est une vue en coupe conformément à la présente invention, montrant que la structure de connexion électrique pour un ensemble de noyau est disposée dans un boîtier de batterie circulaire ; la Figure 5 et une vue en coupe conformément à la présente invention, montrant l'intérieur du boîtier de batterie, dans lequel la structure de noyau est en outre dotée d'un manchon conducteur ; et la Figure 6 est une vue en coupe conformément à la présente invention, montrant que la structure de connexion électrique pour un ensemble de noyau est disposée dans un boîtier de batterie carré. 20 La présente invention ressortira davantage à la lecture de la description suivante considérée conjointement avec les dessins annexés, qui montrent, dans un but uniquement illustratif, le mode de réalisation préféré 25 conforme à la présente invention. En se référant aux Figures 2 à 4, on peut voir qu'une structure de connexion électrique pour un ensemble de noyau d'une batterie secondaire au lithium conforme à la présente invention est représentée, dans laquelle deux 30 ensembles de fixation conducteurs 40 sont disposés aux deux extrémités de l'ensemble de noyau 30 et sont connectés électriquement à la borne conductrice positive 21 ou la borne conductrice négative 22 du boîtier 20 de la batterie. 2906649 7 L'ensemble de noyau 30 comprend un noyau 31 et un ensemble d'électrodes 32. L'ensemble d'électrodes 32 comprend au moins une couche positive 321, une couche de séparation 322 et une couche négative 323 qui sont 5 superposées l'une sur l'autre et qui ensuite s'enroulent autour du noyau 31. Une zone non revêtue est formée à un côté de la couche positive 321 pour une utilisation comme zone conductrice positive 331, et la couche négative 323 comporte, sur un autre côté de celle-ci opposé à la couche 10 positive 321, une zone non revêtue pour une utilisation comme zone conductrice négative 332. Les zones conductrices positive et négative 331, 332 font saillie hors des deux côtés de l'ensemble de noyau 30. Chacun des ensembles de fixation conducteurs 40 15 comprend au moins un boulon 41 et une pièce de compression conductrice 42. La pièce de compression conductrice 42 est une structure flexible et incurvée ayant deux extrémités de connexion 421 et une partie de connexion 423 formée entre les extrémités de connexion 421. La pièce de compression 20 conductrice 42 est disposée à l'extérieur de la zone conductrice positive 331 ou de la zone conductrice négative 332. Le boulon 41 passe à travers le trou traversant 422 de la pièce de compression conductrice 42 et est ensuite fixé sur le noyau 31, de telle sorte que la pièce de 25 compression conductrice 42 est fermement pressée contre et est maintenue en contact électrique serré avec la zone conductrice positive 331 ou la zone conductrice négative 332, et la partie de connexion 423 est connectée électriquement à la borne conductrice positive 21 ou la 30 borne conductrice négative 22 du boîtier 20. La structure de noyau et la relation de disposition des composants de celle-ci sont mentionnées ci-dessus. La présente invention vise à améliorer encore 2906649 8 l'agencement de la structure de noyau et à utiliser les ensembles de fixation conducteurs comme connexion conductrice de l'électricité pour connecter les pièces de compression conductrices à la borne conductrice positive ou 5 à la borne conductrice négative, et les ensembles de fixation conducteurs sont d'une structure flexible. Par de telles dispositions, même s'il y a une erreur de dimension dans le noyau ou dans le boîtier, elle peut être surmontée par la déformation des ensembles de fixation conducteurs, 10 et ainsi la batterie peut être assemblée avec succès. Si l'on se réfère encore aux Figures 2 à 4, on peut voir que les ensembles de fixation conducteurs 40 servent de connexions conductrices de l'électricité entre le noyau 31 et la borne conductrice positive 21 ou la borne 15 conductrice négative 22. Etant donné que la pièce de compression 42 des ensembles de fixation conducteurs 40 est flexible, elle peut être déformée ou allongée dans une certaine mesure. Par conséquent, même s'il y a une erreur de dimension dans le noyau 31 ou dans le boîtier 20, elle 20 peut être surmontée par la déformation des ensembles de fixation conducteurs 40, et ainsi le noyau 31 et le boîtier 20 peuvent être assemblés avec succès. Il est à noter que les extrémités de connexion 421 des pièces de compression conductrices 42 sont 25 directement pressées contre et maintenues en contact électrique serré avec les couches respectives de la zone conductrice positive 331 ou de la zone conductrice négative 332, et les pièces de compression conductrices 42 sont connectées électriquement à la borne conductrice positive 30 21 et à la borne conductrice négative 22. Etant donné que la structure de la présente invention est très simple et que la connexion électrique est directe, ceci contribue à une réduction de la résistance de la batterie. 2906649 9 Comme représenté sur la Figure 5, l'une et l'autre des extrémités du noyau 31 peuvent être recouvertes par un manchon conducteur 50, lorsque les pièces de compression conductrices 42 sont pressées contre les zones 5 conductrices positive et négative 331, 332, le manchon conducteur 50 peut améliorer la connexion électrique entre les zones conductrices positive et négative 411, 431, permettant ainsi d'augmenter le trajet du courant dans le procédé de charge et de décharge de la batterie, et de 10 réduire la résistance de la batterie. En plus d'être applicable à un boîtier de batterie circulaire, l'agencement de la structure de noyau de la présente invention peut également être utilisé dans un boîtier de batterie carré, comme représenté sur la 15 Figure 6. La structure de noyau est en outre dotée de deux éléments conducteurs 60, une extrémité des éléments conducteurs 60 est connectée à l'une des pièces de compression conductrices 42, et une autre extrémité des éléments conducteurs 60 est connectée à la borne 20 conductrice positive 21 ou à la borne conductrice négative 22 du boîtier 20. Cet agencement satisfait l'impératif que la borne conductrice positive 21 et la borne conductrice négative 22 de la batterie carrée doivent être situées du même côté. REVENDICATIONS 1 - Structure de connexion électrique pour un ensemble de noyau (30) d'une batterie secondaire au lithium, caractérisée par le fait qu'elle comprend : deux ensembles de fixation conducteurs (40) disposés aux deux extrémités de l'ensemble de noyau (30), les ensembles de fixation conducteurs (40) étant connectés électriquement à une borne conductrice positive (21) ou une borne conductrice négative (22) d'un boîtier (20) de batterie ; et l'ensemble de noyau (30) comprend un noyau (31) et un ensemble d'électrodes (32), l'ensemble d'électrodes (32) comprend au moins une couche positive (321), une couche de séparation (322) et une couche négative (323) qui sont superposées les unes sur les autres et qui ensuite s'enroulent autour du noyau (31), une zone non revêtue est formée sur un côté de la couche positive (321) pour une utilisation comme zone conductrice positive (331), et la couche négative (323) comporte, sur un autre côté de celle-ci opposé à la couche positive (321), une surface non revêtue pour une utilisation comme zone conductrice négative (332), les zones conductrices positive et négative (331, 332) font saillie hors des deux côtés de l'ensemble de noyau (30) ; - chacun des ensembles de fixation conducteurs (40) comprend au moins un boulon (41) et une pièce de compression conductrice (42), la pièce de compression conductrice (42) est une structure flexible et incurvée ayant deux extrémités de connexion (421) et une partie de connexion (423) formée entre les extrémités de connexion (421), la pièce de compression 2906649 11 conductrice (42) est disposée à l'extérieur de la zone conductrice positive (331) ou de la zone conductrice négative (332), le boulon (41) passe à travers un trou traversant (422) de la pièce de compression 5 conductrice (42) et est ensuite fixé sur le noyau (31), de telle sorte que la pièce de compression conductrice (42) est fermement pressée contre et maintenue en contact électrique serré avec la zone conductrice positive (331) ou la zone conductrice 10 négative (332), et la partie de connexion (423) est connectée électriquement à la borne conductrice positive (21) ou la borne conductrice négative (22) du boîtier (20). 2 - Structure de connexion électrique pour un 15 ensemble de noyau (30) d'une batterie secondaire au lithium, selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'une et l'autre des extrémités du noyau (31) sont recouvertes par un manchon conducteur (50). 3 - Structure de connexion électrique pour un 20 ensemble de noyau (30) d'une batterie secondaire au lithium, selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le boîtier (20) de la batterie est circulaire. 4 - Structure de connexion électrique pour un ensemble de noyau d'une batterie secondaire au lithium, 25 selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le boîtier (20) de la batterie est carré. 5 - Structure de connexion électrique pour un ensemble de noyau (30) d'une batterie secondaire au lithium, selon la revendication 4, caractérisée par le fait 30 que l'ensemble de noyau (30) est en outre doté de deux éléments conducteurs (60) après avoir été installé dans un boîtier (20) carré, une extrémité des éléments conducteurs respectifs (60) est connectée à la pièce de compression 2906649 12 conductrice (42), et une autre extrémité des éléments conducteurs respectifs (60) est connectée à la borne conductrice positive (21) ou à la borne conductrice négative (22) de la batterie (20).