專利名稱：二次電池組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電池領(lǐng)域，尤其是一種二次電池組。
背景技術(shù)：
比較常用的二次電池組有鉛酸電池組、鋰二次電池組以及鎳氫電池組。隨著電動自行車、電動摩托車、微型電動汽車、電動轎車、電動大巴、備用電源、儲 能電站的發(fā)展，對總能量較高的電池組的需求也越來越大。由于使用單體大容量電池或低 電壓的大容量電池組電流大、導(dǎo)線粗、能量效率低，因此電池組的電壓不能做得太低；但從 絕緣、安全性和電子元器件耐壓、電池一致性等角度考慮，電池組的電壓不能做得太高，因 此電池組的容量也不可能太低，綜合考慮因此需要較高電壓、較大容量的電池組。而較高電 壓、較大容量的二次電池組的獲得一般采用如下兩種組合形式。組合形式一若干個小容量的單體電池并聯(lián)成大容量的電池；若干個大容量的電 池串聯(lián)成較高電壓的大容量的電池組；組合形式二 直接采用若干個大容量的單體電池串聯(lián)成較高電壓的大容量的電池組。對于組合形式一的二次電池組來說，組成二次電池組的每個單體電池由于制造條 件和溫度、充放電倍率、荷電態(tài)、使用歷程等不同，電池的容量、內(nèi)阻、充放電電壓和自放電 率等性能彼此存在差異，隨著使用時間和充放電次數(shù)的增加，單體電池之間的一致性逐漸 變差；對于組合形式二的二次電池組來說，由于大容量的單體電池內(nèi)部不管是由多個正、負(fù) 極極片并聯(lián)構(gòu)成的，還是由單個正、負(fù)極極片構(gòu)成，實際上最終還是相當(dāng)于組合形式一中的 若干個小容量的單體電池并聯(lián)，因此隨著使用時間和充放電次數(shù)的增加，電池內(nèi)部極片和 材料之間的一致性也在逐步變差。另外電池在充放電過程中是存在極化的，極化分為歐姆極化、電化學(xué)極化、濃差極 化三類。影響極化程度的因素很多，但一般情況下充放電電流密度越大，極化也就越大。因 此放電電流越大時，電池的放電電壓越低；充電電流越大時，電池的充電電壓越高。圖1為兩只單體電池并聯(lián)示意圖。對于新的電池組來說，單體電池的容量在組合 之前要經(jīng)過嚴(yán)格的篩選，每個單體電池的電壓也基本上相同，而電池的內(nèi)阻、連接電阻、不 同倍率下的充放電平臺等相對是不易控制的。因此為了分析的方便，圖1中做如下假設(shè) 兩只單體電池初始端電壓一樣，荷電態(tài)都為100% ；兩只單體電池并聯(lián)后以總電流為恒定 100A(100% )的電流放電；兩只單體電池各以50A(50% )的放電電流，相同的放電終止電 壓下放電容量相同；由于內(nèi)阻、連接電阻等一致性方面原因，導(dǎo)致兩只電池的放電平臺(放 電時的動態(tài)電壓)相差較大，假設(shè)電池A的放電平臺比電池B的放電平臺高0.3V。則兩只 單體電池并聯(lián)放電時放電電流百分比與放電時間進度的曲線一般如圖2所示。如圖2所示，在放電初期，放電平臺高的電池A的放電電流會大于放電平臺低的電 池B的放電電流，即放電初期，電池A的放電電流會大于50A(50% )的平均放電電流，或稱 為與容量成正比的電流，而電池B的放電電流會小于50A(50% )的平均放電電流；在放電
3末期，放電平臺高的電池A的放電電流會小于放電平臺低的電池B的放電電流，即放電末 期，電池A的放電電流會小于平均放電電流，電池B的放電電流會大于平均放電電流。其原因在于，單體電池并聯(lián)充放電過程中，正常情況下根據(jù)電工學(xué)原理，每只單體 電池的端電壓是一樣的，因此在放電初期，由于同樣電流下電池A的放電平臺比電池B的放 電平臺高，只有電池A的放電電流相對大時，電池A的極化才能相對較大，電池A的放電電 壓才能降低0. 3V左右，這樣才能保證放電初期電池A和電池B的端電壓一致。因此放電初 期，放電平臺高的電池A的放電電流必然會大于平均電流，理論上分析，極端情況下電池A 的放電電流都有可能接近100%。隨著放電的進行，由于開始時電池A的放電電流大，其放 出的容量比電池B的多得越來越多，電池A的荷電態(tài)也就越來越低，荷電態(tài)對應(yīng)的電壓也就 越來越低，為了保證電池A的端電壓和電池B的端電壓一致，電池A的放電電流和極化也就 越來越小，而電池B的放電電流也就越來越大，理論上分析，極端情況下放電末期電池B的 放電電流也有可能接近100%。同理，對初始端電壓一樣，荷電態(tài)都為0 %，在平均充電電流和同樣的充電截止電 壓等相同充電條件下充電容量相同，但是由于內(nèi)阻、連接電阻等一致性方面原因，導(dǎo)致電池 的充電平臺(充電時的動態(tài)電壓)相差較大的兩只單體電池并聯(lián)充電時會出現(xiàn)充電平臺高 的電池充電電流開始會小于平均電流，但隨后其充電電流會越來越大，甚至?xí)霈F(xiàn)大于平 均電流的現(xiàn)象。因此不管是組合形式一還是組合形式二，均會由于并聯(lián)電池或并聯(lián)極片之間充放 電平臺、內(nèi)阻、容量、使用次數(shù)等的不一致導(dǎo)致電流密度分布的不一致，這又將進一步導(dǎo)致 電池或極片之間使用條件的不一致，從而更加導(dǎo)致電池或極片有時電流密度大、發(fā)熱、放電 平臺變低、充電平臺變高、循環(huán)性能變差等情況出現(xiàn)。由于循環(huán)末期電池或極片之間的一致 性在變差，電流密度分布也就越不一致，因此在循環(huán)末期，電池性能的衰減是加劇的?？梢姴⒙?lián)電池之間電流密度分布的不一致性主要是由并聯(lián)電池的數(shù)量、并聯(lián)電池 之間充放電平臺差和電池不同電流下充放電特性等決定。因此并聯(lián)電池數(shù)量越多或并聯(lián)極 片數(shù)量越多也就是單體電池容量越大，充放電時并聯(lián)單體電池之間或電池內(nèi)部電流密度差 異就可能越大。這是大容量單體電池或小容量電池并聯(lián)成大容量電池的性能遠不如類似工 藝條件制得的小容量電池的性能，特別是在循環(huán)的末期差距更加明顯的一個重要原因；也 是大容量單體電池或大容量電池有時在小倍率電流下循環(huán)性能好，但相對于類似工藝條件 制得的小容量電池，大倍率電流循環(huán)性能不好的一個重要原因。因此對于大容量電池不建 議采用快速大電流充電和大電流放電。另外可知，高功率大容量電池組對電池的一致性要 求更高，對設(shè)備、材料等的要求也更高。對于鋰二次電池組而言，由于鋰二次電池一旦被過充電或過放電，電池就可能會 被損壞，出現(xiàn)電池容量降低、循環(huán)壽命減少等情況，嚴(yán)重時還會發(fā)生爆炸和燃燒的現(xiàn)象。因 此鋰二次電池組在使用時一般采用電池管理系統(tǒng)對鋰二次電池組中每一只單體電池進行 過充電和過放電保護。對于組合形式一，電池管理系統(tǒng)從成本和可靠性考慮不可能對每只 單體電池的電流進行監(jiān)控，另外即使能做到監(jiān)控，也不是從根本上改善上述問題。對于組合形式二中的大容量單體電池，類似于并聯(lián)單體電池之間的電流密度分布 不均的現(xiàn)象可能會更為嚴(yán)重，因為大容量單體電池極片的狀態(tài)，如面密度、厚度等，及常用 的焊接方式，如超聲波焊接、電阻點焊、激光焊、鉚接、螺接等，與小容量電池相比都更難保證所有極片的一致性，從而導(dǎo)致極片之間的差異會更大，最終導(dǎo)致大容量單體電池內(nèi)部電 流密度分布可能更為不均。而在制造大容量單體電池過程中，由于粉塵、毛刺、鐵屑、水份等 雜質(zhì)，隔膜亮點、極片亮點、負(fù)極極片露箔等缺陷，以及設(shè)備的精度和穩(wěn)定性等的影響都會 使電池制造過程中的不良率與電池容量的大小成正相關(guān)的關(guān)系，甚至是指數(shù)的關(guān)系，因此 大容量單體電池的制造合格率遠低于小容量電池。另外，大容量單體電池由于內(nèi)部短路和 濫用等易導(dǎo)致熱量聚集甚至熱失控而產(chǎn)生安全性問題；大電流充放電時的散熱性能；自放 電的可檢測性；控制電池的一致性從統(tǒng)計學(xué)的角度是控制電池的離散性，由于大容量電池 的數(shù)量少篩選時可供選擇的余地相對就少，以及大容量電池尺寸的通用性等多方面因素都 限制了大容量單體電池即組合形式二的應(yīng)用。解決上述問題雖然提高單體電池的性能是相當(dāng)關(guān)鍵的，但根據(jù)上述分析可以看 出，即使電池組中每一只單體電池在正常的工作條件下性能很好，在使用過程中由于電池 管理系統(tǒng)的保護也沒有過充電、過放電等情況發(fā)生，但如果設(shè)計方案選擇不科學(xué)，即使有很 好的單體電池，電池組還會很容易損壞，電池組的性能甚至可能會遠不如性能最差的單體 電池的。因此認(rèn)為提高單體電池整體循環(huán)性能就必然會提高電池組循環(huán)性能的觀點是片面 的，還應(yīng)該在提高電池倍率性能和一致性上下功夫，這樣取得的效果可能會比花費大量的 力量來提高單體電池整體循環(huán)性能所能取得的效果要好的多。另外正確地設(shè)計和采用合乎 科學(xué)理念而又實用有效的設(shè)計方案，將會極大的改善電池組的性能。上述問題正是二次電池組在電動汽車、儲能電站等需要高能量、大電流充放電、長 循環(huán)壽命的電池組方面應(yīng)用的一個重要瓶頸。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種新的二次電池組，以改善二次電池組 的組合形式一和組合形式二中易出現(xiàn)的單體電池之間或電池內(nèi)部電流密度分布不均、電池 發(fā)熱、循環(huán)性能差、循環(huán)末期電池容量快速衰減等問題。本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種二次電池組，包括多個相互 并聯(lián)的電池組單元，所述每個電池組單元由至少2個二次電池串聯(lián)組成。采用上述二次電池組的有益效果是由于至少2個二次電池串聯(lián)，使得單個電池 的放電平臺、內(nèi)阻、連接電阻等對串聯(lián)回路的影響較小，從而使電池電流密度分布的一致性 得到改善，從而改善了電池發(fā)熱、電池循環(huán)性能差、循環(huán)末期電池容量快速衰減等問題，提 高了電池性能，且大電流連接點的數(shù)量少，電池安全性能好。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實用新型二次電池組還可以做如下改進。進一步，至少2個電池組單元之間相互并聯(lián)并組成一個電池組模塊，多個電池組 模塊之間相互串聯(lián)。采用上述進一步方案的有益效果是可降低單個電池對串聯(lián)電路的影響，模塊化設(shè) 計，且能達到用電設(shè)備對電池組能量的要求。進一步，所述二次電池由電池容量比其更小的單體二次電池并聯(lián)構(gòu)成，并聯(lián)電池 數(shù)最多為35個。采用上述進一步方案的有益效果是并聯(lián)電池數(shù)小于等于35時，在單體電池設(shè)計 合理、單體電池大電流充放電性能較好、單體電池容量較小、使用時的平均充放電電流倍率較小的情況下，由于并聯(lián)電池數(shù)量相對較少，并聯(lián)電池之間的電流密度分布不均還不至于 產(chǎn)生很壞影響，但電池組的組合形式可以簡化，成本可以降低，實現(xiàn)電池成本和性能的有效
纟口口。進一步，所述單體二次電池為單體鉛酸二次電池，所述單體鉛酸二次電池的容量 為 10-200Ah。采用上述進一步方案的有益效果是，在現(xiàn)有技術(shù)水平上，可以滿足鉛酸電池組在 安全性、可靠性、可制造性、成本等方面的綜合要求。進一步，所述單體二次電池為單體鋰二次電池，所述單體鋰二次電池的容量為 3-30Ah。采用上述進一步方案的有益效果是，在現(xiàn)有技術(shù)水平上，可以滿足鋰電池組在安 全性、可靠性、可制造性、成本等方面的綜合要求。進一步，所述單體二次電池為單體鎳氫二次電池，所述單體鎳氫二次電池的容量 為 5-50Ah。采用上述進一步方案的有益效果是，在現(xiàn)有技術(shù)水平上，可以滿足鎳氫電池組在 安全性、可靠性、可制造性、成本等方面的綜合要求。

圖1為兩只單體電池并聯(lián)示意圖；圖2為兩只單體電池并聯(lián)放電時放電電流百分比與放電時間進度的曲線圖；圖3為本實用新型二次電池組合原理示意圖；圖4為本實用新型二次電池組實施例一的電池組合示意圖；圖5為本實用新型二次電池組實施例二的電池組合示意圖；圖6為本實用新型二次電池組實施例三中的電池組單元示意圖；圖7為本實用新型二次電池組實施例三的電池組合示意圖；圖8為本實用新型二次電池組實施例四中的電池組單元示意圖；圖9為本實用新型二次電池組實施例四的電池組合示意圖。附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下101、1. 2V、10Ah 鎳氫單體電池，102、345. 6V、10Ah 鎳氫電池組單元，103、345. 6V、 40Ah鎳氫電池組，201、2V、100Ah的鉛酸單體電池，202、2V、1500Ah鉛酸電池，203、48V、 1500Ah的鉛酸電池單元，204、48V、3000Ah的鉛酸電池組，301、3. 7V、12. 5Ah的錳酸鋰單體 電池，302、3. 7V、25Ah錳酸鋰電池，303、48V、25Ah的錳酸鋰電池組單元，304、48V、IOOAh的 錳酸鋰電池組模塊，305、288V、IOOAh錳酸鋰電池組，401、2. 4V、3Ah鈦酸鋰單體電池，402、 2. 4V、IOOAh鈦酸鋰電池，403、768V、IOOAh的鈦酸鋰電池組單元，404、768V、2600Ah的鈦酸 鋰電池組
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用 新型，并非用于限定本實用新型的范圍。針對用電設(shè)備的高能量要求，如果單體電池容量控制在一定的合理范圍內(nèi)，容量盡可能高一些的話，電池數(shù)量用得少，組裝方便，能量密度高，電池所用的材料用量及成本 也會較低，因此單體電池容量也不能太小，需結(jié)合目前的技術(shù)水平，并從安全性、可靠性、可 制造性、成本等多方面考慮。對鉛酸電池組而言，單體電池的容量在10_200Ah之間是比較 合理的；對鋰二次電池組而言，單體電池的容量在3-30Ah之間是比較合理的；對鎳氫電池 組而言，單體電池的容量在5-50Ah之間是比較合理的。但由于電動汽車、儲能電站等用電 設(shè)備需要較高電壓的大容量二次電池組，其電池組容量甚至要達到IOOOAh以上，有些公司 采用組合形式一時，并聯(lián)的電池數(shù)量達到數(shù)百個，而前述分析表明不管是組合形式一還是 組合形式二，都存在并聯(lián)單體電池之間或電池內(nèi)部電流密度分布不均、電池發(fā)熱、電池循環(huán) 性能差，循環(huán)末期電池容量快速衰減等問題，并且當(dāng)出現(xiàn)內(nèi)部短路和外部短路時還易出現(xiàn) 安全問題，因此有必要用相對小容量的單體電池并采用本實用新型來達到用電設(shè)備的要 求?，F(xiàn)以四只單體電池先串聯(lián)再并聯(lián)然后進行放電為例，對本實用新型的二次電池組 的原理進行說明。如圖3所示，電池A與電池C串聯(lián)組成第一串聯(lián)支路，電池B與電池D串聯(lián)組成第 二串聯(lián)支路，第一串聯(lián)支路和第二串聯(lián)支路并聯(lián)組成二次電池組。假設(shè)電池A的放電平臺 比電池B的放電平臺高0. 3V，并假設(shè)電池C與電池D的一致性好，放電平臺等相等，即第一 串聯(lián)支路的放電平臺比第二串聯(lián)支路的放電平臺高0. 3V;兩條串聯(lián)支路初始端電壓一樣， 荷電態(tài)都為100%;兩條串聯(lián)支路并聯(lián)后以總電流為恒定100A(100%)的電流放電；兩條串 聯(lián)支路各以50A(50% )的放電電流，相同的放電終止電壓下放電容量相同。因為電池A的放電平臺比電池B的放電平臺高0. 3V，電池C與電池D的放電平臺 相等，所以根據(jù)圖1以及前述分析可知，在放電初期，放電平臺高的第一串聯(lián)支路的放電電 流還是會大于放電平臺低的第二串聯(lián)支路，放電末期，放電平臺高的第一串聯(lián)支路的放電 電流還是會小于放電平臺低的第二串聯(lián)支路，但是，與圖1相比，其電流密度分布的不均勻 性降低了。其原因在于，在放電初期，第一串聯(lián)支路不需要圖1中所示的電池A那么大的電 流才能使第一串聯(lián)支路的放電電壓降低0. 3V，因為在串聯(lián)回路中，放電電流一樣，當(dāng)電池C 的放電電流大于電池D時，電池C的極化就會導(dǎo)致其放電電壓低于電池D的放電電壓，所以 電池A的放電電壓就不需要降低0. 3V 了。因此，在放電電流密度的一致性上，圖3所示的 二次電池的組合形式要好于圖1所示的二次電池的組合形式。其充電過程同理分析也是如 此。因此，當(dāng)需要用相對小容量的單體電池組合成高電壓、大容量二次電池組，特別當(dāng) 使用時充放電倍率較大時，采用本實用新型的組合形式，即多個小容量二次電池串聯(lián)組成 電池組單元，再由多個電池組單元并聯(lián)組成二次電池組，在并聯(lián)之前，串聯(lián)組成電池組單元 所串聯(lián)的電池數(shù)量越多，單個電池的放電平臺、內(nèi)阻、連接電阻等對串聯(lián)回路的影響就越 小，串聯(lián)回路和單個電池的電流密度分布的一致性就越好。另外考慮到單個二次電池串聯(lián)組成電池組單元的串聯(lián)回路中，如果由于一致性 不一樣，串聯(lián)回路中的落后電池可能會出現(xiàn)過充電或過放電的情況，即使鋰二次電池組有 電池管理系統(tǒng)進行過充電和過放電保護，也會出現(xiàn)落后電池所在的串聯(lián)回路容量降低的情 況，當(dāng)串聯(lián)數(shù)量越多，落后電池對電池組總能量造成的損失也就越大。因此針對較高電壓的 大容量的電池組的要求，綜合考慮電池電流密度分布的一致性、電池管理系統(tǒng)的可靠性和成本，比較好的組合形式為先采用小容量的電池串聯(lián)成48V左右的小容量的電池組單元， 再由48V左右的小容量的電池組單元并聯(lián)成48V左右的大容量的電池組模塊，再用48V左 右的大容量的電池組模塊串聯(lián)組合成較高電壓的大容量二次電池組。該方案尤其適用于電 動大巴、儲能電站等需要高能量和長循環(huán)壽命電池組的領(lǐng)域。如果單體電池設(shè)計合理、單體電池大電流充放電性能較好、單體電池容量較小、使 用時的平均充放電電流倍率較小，小容量二次電池可以由更小容量的單體二次電池并聯(lián)構(gòu) 成?？刹⒙?lián)的電池數(shù)量與使用時的平均充放電倍率成反比關(guān)系，與單體電池大電流充放電 性能成正比關(guān)系，即使用時的平均充放電倍率越小，單體電池能承受的充放電倍率越大，可 并聯(lián)的電池數(shù)量越多。這樣由于使用電流倍率較小，單體電池能承受的電流較大，并聯(lián)電池 數(shù)量相對較少，電池之間的電流密度分布不均還不至于產(chǎn)生很壞影響，但電池組的組合形 式可以簡化，成本可以降低，實現(xiàn)電池成本和性能的有效結(jié)合。本實用新型的思想對卷繞和疊片工藝選擇等單體電池設(shè)計、電池組合前的篩選、 不同放電平臺的材料的物理混合使用、新舊電池混合使用、不同容量電池的并聯(lián)使用、電池 管理系統(tǒng)的開發(fā)等都有一定的指導(dǎo)作用?，F(xiàn)以混合動力汽車用345. 6V、40Ah鎳氫電池組，通信備用電源用充放電電流為 1000A的48V、3000Ah鉛酸電池組，純電動汽車用288V、IOOAh錳酸鋰電池組以及充放電額定 功率為500kW的調(diào)峰調(diào)谷儲能電站用768V、2600Ah的鈦酸鋰電池組為例，對本實用新型作 進一步詳細(xì)描述。實施例一如圖4所示，混合動力汽車用345. 6V、40Ah鎳氫電池組中，由288個1. 2V、10Ah鎳 氫單體電池101串聯(lián)成345. 6V、IOAh鎳氫電池組單元102，再由4個345. 6V、IOAh鎳氫電池 組單元102并聯(lián)成345. 6V、40Ah鎳氫電池組103。由于混合動力汽車用電池組充放電時的倍率相當(dāng)大，本實施例與常規(guī)的組合形式 一，即由4個1.2V、IOAh鎳氫單體電池并聯(lián)成1.2V、40Ah鎳氫電池，再由288個1. 2V、40Ah 鎳氫電池串聯(lián)成345. 6V、40Ah鎳氫電池組，相比，單體電池之間電流密度分布不均的現(xiàn)象 會得到有效的改善；本實施例與常規(guī)的組合形式二，即由288個1. 2V、40Ah鎳氫單體電池串 聯(lián)成345. 6V、40Ah鎳氫電池組，相比，可以降低電池內(nèi)部電流密度分布不均的現(xiàn)象，制造合 格率高，可靠性高；同時也改善了電池發(fā)熱、電池循環(huán)性能差、循環(huán)末期電池容量快速衰減 等問題，且大電流的連接點的數(shù)量少，電池安全性能好。實施例二如圖5所示，通信備用電源用充放電電流為1000A的48V、3000Ah鉛酸電池組中， 由15個最大充放電電流能達到5倍率的2V、IOOAh的鉛酸單體電池201并聯(lián)成2V、1500Ah 鉛酸電池202，再由24個2V、1500Ah鉛酸電池202串聯(lián)成48V、1500Ah的鉛酸電池單元203、 再由2個48V、1500Ah的鉛酸電池單元203并聯(lián)成48V、3000Ah的鉛酸電池組204。本實施例與常規(guī)的組合形式一，即由30個2V、100Ah的鉛酸單體電池并聯(lián)成2V、 3000Ah鉛酸電池(正常工作電流為1000A)，再由24個2V、3000Ah鉛酸電池串聯(lián)成48V、 3000Ah的鉛酸電池組，相比，單體電池之間電流密度分布不均的現(xiàn)象會得到有效的改善； 本實施例與常規(guī)的組合形式二，即由24個2V、3000Ah鉛酸單體電池串聯(lián)成48V、3000Ah的 鉛酸電池組，相比，可以降低電池內(nèi)部電流密度分布不均的現(xiàn)象，制造合格率高，可靠性高；同時也改善了電池發(fā)熱、電池循環(huán)性能差、循環(huán)末期電池容量快速衰減等問題，且大電流的 連接點的數(shù)量少，電池安全性能好。在本實施例中，通信備用電源正常工作時，即使單一串聯(lián)支路的所有電流 500A (總電流為1000A，共2個串聯(lián)回路并聯(lián)，電池組的正常充放電倍率較小，只有三分之一 倍率)都承擔(dān)在15個單體電池中的其中一個時，由于單體電池能承受較大的充放電電流倍 率(5倍率)，即500A，單體電池之間的電流密度分布不均還不至于產(chǎn)生很壞影響(組合形 式一電路中的電流為1000A，易產(chǎn)生較壞影響)，但采用本實施例電池組的組合形式可以適 當(dāng)?shù)暮喕?，成本可以降低，實現(xiàn)電池成本和性能的有效結(jié)合。實施例三 如圖6、圖7所示，純電動汽車用288V、IOOAh錳酸鋰電池組中，由2個3. 7V、12. 5Ah 的錳酸鋰單體電池301并聯(lián)成3. 7V、25Ah錳酸鋰電池302，再由13個3. 7V、25Ah錳酸鋰電 池302串聯(lián)成48V、25Ah的錳酸鋰電池組單元303，再由4個48V、25Ah的錳酸鋰電池組單元 303并聯(lián)成48V、IOOAh的錳酸鋰電池組模塊304，再由6個48V、IOOAh的錳酸鋰電池組模塊 304串聯(lián)成288V、IOOAh錳酸鋰電池組305。本實施例與常規(guī)的組合形式一，即由8個3. 7V、12. 5Ah的錳酸鋰單體電池并聯(lián)成 3. 7V、IOOAh的錳酸鋰電池，再由78個3. 7V、IOOAh的錳酸鋰電池串聯(lián)成288V、IOOAh錳酸 鋰電池組，相比，單體電池之間電流密度分布不均的現(xiàn)象會得到有效的改善；本實施例與常 規(guī)的組合形式二，即由78個3. 7V、IOOAh的錳酸鋰單體電池串聯(lián)成288V、IOOAh錳酸鋰電池 組，相比，可以降低電池內(nèi)部電流密度分布不均的現(xiàn)象，制造合格率高，可靠性高；同時也改 善了電池發(fā)熱、電池循環(huán)性能差、循環(huán)末期電池容量快速衰減等問題，且大電流的連接點的 數(shù)量少，電池安全性能好。實施例四如圖8、圖9所示，充放電額定功率為500kW的調(diào)峰調(diào)谷儲能電站用768V、2600Ah 的鈦酸鋰電池組中，由34個最大充放電電流能達到9倍率的2. 4V、3Ah鈦酸鋰單體電池401 并聯(lián)成2. 4V、IOOAh鈦酸鋰電池402，再由320個2. 4V、IOOAh鈦酸鋰電池402串聯(lián)成768V、 IOOAh的鈦酸鋰電池組單元403，再由26個768V、100Ah的鈦酸鋰電池組單元403并聯(lián)成 768V、2600Ah的鈦酸鋰電池組404。本實施例與常規(guī)的組合形式一，即由884個2. 4V、3Ah鈦酸鋰單體電池并聯(lián)成 2. 4V、2600Ah鈦酸鋰電池，再由320個2. 4V、2600Ah鈦酸鋰電池串聯(lián)成768V、2600Ah的鈦酸 鋰電池組，相比，單體電池之間電流密度分布不均的現(xiàn)象將會得到極大的改善；本實施例與 常規(guī)的組合形式二，即由320個2. 4V、2600Ah鈦酸鋰單體電池串聯(lián)成768V、2600Ah的鈦酸 鋰電池組，相比，可以降低電池內(nèi)部電流密度分布不均的現(xiàn)象，制造合格率高，可靠性高；同 時也改善了電池發(fā)熱、電池循環(huán)性能差、循環(huán)末期電池容量快速衰減等問題，且大電流的連 接點的數(shù)量少，電池安全性能好。在本實施例中，儲能電站額定功率工作時，即使單一串聯(lián)支路的所有電流25A(總 電流為651A，共26個串聯(lián)回路并聯(lián)，電池組的額定充放電倍率較小，只有四分之一倍率)都 承擔(dān)在34個單體電池中的其中一個時，由于單體電池能承受較大的充放電電流倍率(9倍 率)，即27A，單體電池之間的電流密度分布不均還不至于產(chǎn)生很壞影響(組合形式一電路 中的電流為651A，易產(chǎn)生極壞影響)，但采用本實施例電池組的組合形式可以適當(dāng)?shù)暮喕杀究梢越档?，實現(xiàn)電池成本和性能的有效結(jié)合。 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用 新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保 護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種二次電池組，其特征在于包括多個相互并聯(lián)的電池組單元，所述每個電池組單元由至少2個二次電池串聯(lián)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池組，其特征在于至少2個電池組單元之間相互并 聯(lián)并組成一個電池組模塊，多個電池組模塊之間相互串聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的二次電池組，其特征在于所述二次電池由電池容量比 其更小的單體二次電池并聯(lián)構(gòu)成，并聯(lián)電池數(shù)最多為35個。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二次電池組，其特征在于所述單體二次電池為單體鉛酸二 次電池，所述單體鉛酸二次電池的容量為10-200Ah。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二次電池組，其特征在于所述單體二次電池為單體鋰二次 電池，所述單體鋰二次電池的容量為3-30Ah。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二次電池組，其特征在于所述單體二次電池為單體鎳氫二 次電池，所述單體鎳氫二次電池的容量為5-50Ah。
專利摘要本實用新型涉及一種二次電池組。本實用新型二次電池組包括多個相互并聯(lián)的電池組單元，其中，每個電池組單元又由至少2個二次電池串聯(lián)組成。本實用新型使電池電流密度分布的一致性得到改善，從而改善了電池發(fā)熱、電池循環(huán)性能差等問題，提高了電池組性能。
文檔編號H01M10/42GK201682007SQ201020192578
公開日2010年12月22日 申請日期2010年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月17日
發(fā)明者林道勇 申請人:林道勇;山東潤峰集團新能源科技有限公司