專利名稱：大功率塑料殼體聯體電池的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及塑料殼體電池，特別是一種大功率鎳/氫(Ni/MH)塑料殼體聯體電池。
背景技術：
為了迎接未來的油氣資源枯竭的嚴峻挑戰(zhàn)和克服日益嚴重的環(huán)境污染，近年來各國政府及各大汽車企業(yè)都在投入巨資進行電動車的研制，尤其對混合動力車的技術開發(fā)更是重視，所以當前市場急需高性能、高功率的動力電池作為混合動力車的配套電源。目前，國內混合動力轎車的開發(fā)還多以幾百只圓柱的D型電池組合在一起進行使用。首先由于D型電池的功率只能達到700~800w/kg，而且是幾百只電池串聯組合在一起，增加了外部連接的不安全性，同時由于D型電池的形狀是圓形，會增大電池的組合空間，所以這也相應的影響了混合電動轎車技術的大幅提高。根據塑殼材料的特性，在先專利申請已設計了極柱密封結構和排氣安全閥，成功地解決了堿性電解質沿極柱爬堿問題及極柱密封等問題。

發(fā)明內容本實用新型的目的在于設計一種大功率塑料殼體聯體電池，它能克服以上D型電池的缺點，能減少電池外部的組合連接，提高整組電池的安全性，同時由于電池比功率的提高可以相應的在相同的電機功率下減少所需電池的支數，降低整組電池的成本，提高空間利用率，由此對提高混合動力轎車整車的開發(fā)而起到重要的作用。
本實用新型的技術方案一種大功率塑料殼體聯體電池，包括至少兩個以上的容量為5~100Ah的單格電池極組串聯而成，串聯而成的單格電池極組構成的聯體電池兩端為極柱，頂端為電池蓋，每個單格電池極組帶有安全閥，電池蓋上有保護安全閥的上蓋墊片，其特征在于每個單格電池極組由正極、負極、隔膜、電解液和用以大電流導電的匯流條構成，單格電池極組的正極與負極分別依導電筋焊接在各自的匯流條上，每一匯流條上有供連接用的凸起，其凸起周圍有供放置“O”型密封圈的凹槽；每個電池塑料殼體內部被至少一塑料壁隔成至少兩個小格，每個塑料壁及電池殼體的每兩個連接側壁上部都開有一個通孔，相鄰兩個單格電池極組通過匯流條上的凸起依點焊連接在一起，在匯流條的凹槽與塑料壁之間裝有“O”型密封圈；聯體電池兩端的極柱從電池塑料殼體內部穿過殼壁上部的孔，在極柱與殼壁之間亦裝有“O”型密封圈，極柱與端部用匯流條焊接在一起。
上述所說的匯流條對同一聯體電池分為端部用匯流條和中間用匯流條兩種。
上述所說的每個塑料壁及電池殼體的每兩側壁上部都開有的一個通孔其直徑為Φ3~8mm。
上述所說的聯體電池的塑料殼體外部側壁上有用以在多個模塊電池組裝在一起時進行通風冷卻用的通風柱。
上述所說的聯體電池的塑料殼體外部側壁上其一面殼體塑料壁上有用以定位的定位凹槽，另一相對面殼體塑料壁上則有相應的定位凸起。
上述所說的在單格電池極組正極的四個邊緣都包有一種耐堿、耐高溫、耐氧化的膠粘性物質層。
上述所說的在聯體電池的塑料殼體外部側壁上有的通風柱，其直徑為Φ1~2mm，高度為1~3mm。
上述所說的殼體塑料壁上有的定位凹槽及另一相對面殼體塑料壁上有的定位凸起可有4~8個。
上述所說的匯流條對不同聯體電池分為兩種結構形式，一種為有帶狀結構匯流片的匯流條，一種為無帶狀結構匯流片的匯流條；其中有帶狀結構匯流片的匯流條，又分為匯流片上有孔和無孔兩種。
上述所說的不同聯體電池單格電池極組的成型方式有兩種之一是應用有帶狀結構匯流片的匯流條，將正極和負極分別焊接導電筋，再依導電筋分別焊接在相對兩個匯流條上，然后再將正負極組對插到一起形成一個單格電池極組；之二是將正極和負極焊接導電筋后，再一片正極、一片負極的疊在一起，后將有正、負極的各自導電筋分別與兩個無帶狀結構匯流片的匯流條相焊接。
本實用新型的工作原理為這種組合既能很好的保證單格電池之間的聯接，縮短導流路徑，增大導流面積，降低電池歐姆內阻，提高電池大電流輸出能力，提高電池比功率，同時也能保證每個單格電池之間沒有串通。
本實用新型的優(yōu)越性在于(1)采用塑料殼體聯體結構，電池殼蓋重量比不銹鋼、鐵鍍鎳、單體塑料電池組殼蓋重量減輕，同時價格也下降3倍以上；(2)采用塑料殼體聯體結構，在應用于混合動力轎車上時，可以大大減少電池組的外部連接件，從而增加整組電池的安全性；(3)采用塑料殼體聯體結構，在進行多模塊電池組合時，可以使電池組合結構緊湊，提高空間利用率；(4)采用塑料殼體聯體結構，在進行多模塊電池組合時，模塊電池之間預留有氣體通道，可以使模塊電池均勻的冷卻，提高電池的大電流充電效率和使用壽命；(5)采用穿壁焊塑料殼體聯體結構，可以大大降低電池模塊的歐姆內阻，提高電池模塊的大電流輸出能力，提高電池模塊的比功率，例如塑料殼體聯體6.5AhNi/MH電池的比功率可以達到1200w/kg，同時電池綜合性能良好，顯示出十分重要的經濟效益和社會效益。


圖1是本實用新型所涉大功率塑料殼體聯體電池的整體結構示意圖。
圖2是本實用新型所涉大功率塑料殼體聯體電池的單個極組的結構示意圖(其中圖2-A和圖2-B為兩種不同單個極組結構的實施例2-A結構極組的成形方式采用極片與匯流條滾焊連接，2-B結構極組的成形方式采用極片與匯流條大功率點焊連接)。
圖3是本實用新型所涉大功率塑料殼體聯體電池的單個極組不同結構的3種匯流條結構示意圖(其中圖3-A是采用滾焊連接的結構，圖3-B是端面焊的匯流條結構，圖3-C是點焊的匯流條結構)。
圖4是本實用新型所涉大功率塑料殼體聯體電池的大功率(6.5Ah、7.2V)塑料殼體聯體鎳氫電池75A放電曲線示意圖。
圖5是本實用新型所涉大功率塑料殼體聯體電池的大功率(6.5Ah、7.2V)塑料殼體聯體鎳氫電池80％SOC下150A放電曲線示意圖。
圖6是本實用新型所涉大功率塑料殼體聯體電池的大功率(6.5Ah、7.2V)塑料殼體聯體鎳氫電池100％DOD下120A充電曲線示意圖。
圖7是本實用新型所涉大功率塑料殼體聯體電池的大功率(6.5Ah、7.2V)塑料殼體聯體鎳氫電池循環(huán)壽命曲線示意圖。
圖8是本實用新型所涉大功率塑料殼體聯體電池的大功率(10Ah、7.2V)塑料殼體聯體鎳氫電池10C放電曲線示意圖。
圖9是本實用新型所涉大功率塑料殼體聯體電池的大功率(10Ah、7.2V)塑料殼體聯體鎳氫電池20C放電曲線示意圖。
圖10是本實用新型所涉大功率塑料殼體聯體電池的大功率(10Ah、7.2V)塑料殼體聯體鎳氫電池循環(huán)壽命曲線示意圖。
其中1為單格電池極組，2為殼體，3為極柱，4為電池蓋，5為端部匯流條，6為中間匯流條，7為殼體內部的塑料壁，8為塑料壁上的通孔(供焊接用)，9為“O”型圈，10為匯流條凸起，11為匯流條凹槽(為放置“O”型圈用)，12為安全閥，13為上蓋墊片，14為殼體塑料壁上的通風柱，15a為一面殼體塑料壁上的定位凹槽，15b為另一面殼體塑料壁上的定位凸起，16為正極，17為負極，18為隔膜，19為導電筋，20為匯流條，21為帶狀結構匯流片，22為匯流片孔。
具體實施方式
實施例一種大功率塑料殼體聯體電池，包括6個容量為5~100Ah的單格電池極組1串聯而成，串聯而成的單格電池極組1構成的聯體電池兩端為極柱3，頂端為電池蓋4，每個單格電池極組1帶有安全閥12，電池蓋4上有保護安全閥12的上蓋墊片13，其特征在于每個單格電池極組1由正極16、負極17、隔膜18、電解液和用以大電流導電的匯流條20構成，單格電池極組1的正極16與負極17分別依導電筋19焊接在各自的匯流條20上，每一匯流條20上有供連接用的凸起10，其凸起10周圍有供放置“O”型密封圈9的凹槽11；每個電池塑料殼體2內部被5個塑料壁7隔成6個小格，每個塑料壁7及電池殼體2的每兩個連接側壁上部都開有一個通孔8，相鄰兩個單格電池極組1通過匯流條上的凸起10依點焊連接在一起，在匯流條20的凹槽11與塑料壁7之間裝有“O”型密封圈9；聯體電池兩端的極柱3從電池塑料殼體內部穿過殼壁上部的孔8，在極柱與殼壁之間亦裝有“O”型密封圈9，極柱與端部用匯流條5焊接在一起。
上述所說的匯流條20對同一聯體電池分為端部用匯流條5和中間用匯流條6兩種(見圖1)。
上述所說的每個塑料壁及電池殼體的每2個側壁上部都開有的一個通孔8其直徑為Φ3mm。
上述所說的聯體電池的塑料殼體外部側壁上有用以在多個模塊電池組裝在一起時進行通風冷卻用的通風柱14。
上述所說的聯體電池的塑料殼體外部側壁上其一面殼體塑料壁上有用以定位的定位凹槽15a，另一相對面殼體塑料壁上則有相應的定位凸起15b。
上述所說的在單格電池極組正極的四個邊緣都包有一種耐堿、耐高溫、耐氧化的膠粘性物質層。
上述所說的在聯體電池的塑料殼體外部側壁上有的通風柱14，其直徑為Φ2mm，高度為3mm。
上述所說的殼體塑料壁上有的定位凹槽15a及另一相對面殼體塑料壁上有的定位凸起15b可有4個。
上述所說的匯流條20對不同聯體電池分為兩種結構形式(見圖3)，一種為有帶狀結構匯流片21的匯流條(見圖3-A、圖3-B)，一種為無帶狀結構匯流片的匯流條(見圖3-C)；其中有帶狀結構匯流片21的匯流條，又分為匯流片21上有孔22(見圖3-B)和無孔(見圖3-A)兩種。
上述所說的不同聯體電池單格電池極組的成型方式有兩種之一是應用有帶狀結構匯流片21的匯流條，將正極16和負極17分別焊接導電筋19，再依導電筋19分別焊接在相對兩個匯流條上，然后再將正負極組對插到一起形成一個單格電池極組(見圖3-A、圖3-B)；之二是將正極16和負極17焊接導電筋19后，再一片正極、一片負極的疊在一起，后將有正、負極的各自導電筋19分別與兩個無帶狀結構匯流片的匯流條相焊接(見圖3-C)。
權利要求1.一種大功率塑料殼體聯體電池，包括至少兩個以上的容量為5~100Ah的單格電池極組串聯而成，串聯而成的單格電池極組構成的聯體電池兩端為極柱，頂端為電池蓋，每個單格電池極組帶有安全閥，電池蓋上有保護安全閥的上蓋墊片，其特征在于每個單格電池極組由正極、負極、隔膜、電解液和用以大電流導電的匯流條構成，單格電池極組的正極與負極分別依導電筋焊接在各自的匯流條上，每一匯流條上有供連接用的凸起，其凸起周圍有供放置“O”型密封圈的凹槽；每個電池塑料殼體內部被至少一塑料壁隔成至少兩個小格，每個塑料壁及電池殼體的每兩個連接側壁上部都開有一個通孔，相鄰兩個單格電池極組通過匯流條上的凸起依點焊連接在一起，在匯流條的凹槽與塑料壁之間裝有“O”型密封圈；聯體電池兩端的極柱從電池塑料殼體內部穿過殼壁上部的孔，在極柱與殼壁之間亦裝有“O”型密封圈，極柱與端部用匯流條焊接在一起。
2.根據權利要求1所說的一種大功率塑料殼體聯體電池，其特征在于所說的匯流條對同一聯體電池分為端部用匯流條和中間用匯流條兩種。
3.根據權利要求1所說的一種大功率塑料殼體聯體電池，其特征在于所說的每個塑料壁及電池殼體的每兩側壁上部都開有的一個通孔其直徑為Φ3~8mm。
4.根據權利要求1所說的一種大功率塑料殼體聯體電池，其特征在于所說的聯體電池的塑料殼體外部側壁上有用以在多個模塊電池組裝在一起時進行通風冷卻用的通風柱。
5.根據權利要求1所說的一種大功率塑料殼體聯體電池，其特征在于所說的聯體電池的塑料殼體外部側壁上其一面殼體塑料壁上有用以定位的定位凹槽，另一相對面殼體塑料壁上則有相應的定位凸起。
6.根據權利要求1所說的一種大功率塑料殼體聯體電池，其特征在于所說的在單格電池極組正極的四個邊緣都包有一種耐堿、耐高溫、耐氧化的膠粘性物質層。
7.根據權利要求4所說的一種大功率塑料殼體聯體電池，其特征在于所說的在聯體電池的塑料殼體外部側壁上有的通風柱，其直徑為Φ1~2mm，高度為1~3mm。
8.根據權利要求5所說的一種大功率塑料殼體聯體電池，其特征在于所說的殼體塑料壁上有的定位凹槽及另一相對面殼體塑料壁上有的定位凸起可有4~8個。
9.根據權利要求1所說的一種大功率塑料殼體聯體電池，其特征在于所說的匯流條對不同聯體電池分為兩種結構形式，一種為有帶狀結構匯流片的匯流條，一種為無帶狀結構匯流片的匯流條；其中有帶狀結構匯流片的匯流條，又分為匯流片上有孔和無孔兩種。
10.根據權利要求1所說的一種大功率塑料殼體聯體電池，其特征在于所說的不同聯體電池單格電池極組的成型方式有兩種之一是應用有帶狀結構匯流片的匯流條，將正極和負極分別焊接導電筋，再依導電筋分別焊接在相對兩個匯流條上，然后再將正負極組對插到一起形成一個單格電池極組；之二是將正極和負極焊接導電筋后，再一片正極、一片負極的疊在一起，后將有正、負極的各自導電筋分別與兩個無帶狀結構匯流片的匯流條相焊接。
專利摘要一種大功率塑料殼體聯體電池，包括至少兩個以上單格電池極組串聯而成，其特征在于每個單格電池極組的正極與負極分別依導電筋焊接在各自的匯流條上，每一匯流條上有供連接用的凸起，其凸起周圍有供放置“O”型密封圈的凹槽；每個電池塑料殼體內部被至少一塑料壁隔成至少兩個小格，每個塑料壁側壁上部都開有一個通孔，相鄰兩個單格電池極組通過匯流條上的凸起依點焊連接在一起。本實用新型的優(yōu)越性塑殼聯體電池重量輕，價格下降；減少電池組的外部連接件，從而增加整組電池的安全性；電池組合結構緊湊，提高空間利用率；提高電池的大電流充電效率和使用壽命；大大降低電池模塊的歐姆內阻，提高電池模塊的大電流輸出能力，提高電池模塊的比功率。
文檔編號H01M2/20GK2852411SQ200520025688
公開日2006年12月27日 申請日期2005年4月26日 優(yōu)先權日2005年4月26日
發(fā)明者張俊英, 王大偉, 馬云洲, 張俊石, 李志強 申請人:天津和平海灣電源集團有限公司