CN101420045A - 一种高倍率充放电二次电池结构 - Google Patents

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张健
张�雄
王庆华
张兆科
樊琳
李建凤
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Abstract

本发明属于高倍率充放电二次电池结构，包括电池壳、带有泄气孔的电池盖、电池壳与电池盖之间的密封圈、绝缘物、极组，其特点是：所述极组正极端面和负极端面分别焊接带有中心孔的汇流片，带有泄气孔的电池盖上设置有泄气阀。由于采用了极组正、负极端面直接焊接在一种新型汇流片上，极大地降低了电池的欧姆内阻，减少了电池在高倍率充放电时产生的热量，避免了因高倍率充放电造成电池高温而对电池的损害，同时减少电池内部短路的可能性。当采用两端开口的电池壳时，采用该机构的电池具有两个泄气阀，提高了电池的可靠性，这点对高功率电池尤为有利。

Description

一种高倍率充放电二次电池结构
技术领域
本发明属于二次电池技术领域，特别是涉及一种高倍率充放电二次电池结构。
背景技术
近年来，随着混合动力汽车等技术的发展，人们对电池的高功率性能要求越来越高。因此，提升二次电池的高功率性能成为研究的主要方向。
在影响二次电池高功率性能的诸多因素中，电池结构，特别是内部集流结构，始终是研究的重点之一。以圆柱形电池为例，电池的内部集流结构主要经历了两个阶段。第一、在电极极片上焊接一个或数个极耳，再将极耳焊接在电池盖上，这种方式简称直接焊极耳方式；第二、先在电极极组端面上焊接带有极耳的汇流片，再将极耳焊接在电池盖上，这种方式简称端面焊结构。
这两种方式相比较，采用端面焊结构的电池其高功率性能比焊极耳方式提高很多。人们在端面焊汇流片的结构、样式、材质等方面进行了很多研究。比如，在中国专利03224363.4和中国专利03224364.2中分别介绍了两种端面焊汇流片结构。这些端面焊结构的一个共同特点是所用汇流片必须带有极耳，并且电流必须通过极耳传导到电池盖。
当电池以极高倍率充放电时，不论采用直接焊极耳方式还是端面焊结构，极耳都会成为制约电池性能的瓶颈。因为极耳往往较窄，并且为便于极耳在电池有限的空间内与电池盖焊接，极耳不能太厚。这就造成极耳部位的导电截面很小，极耳自身电阻非常大，当电池以高倍率充放电时极耳会产生大量热，使电池温度升高，从而使电池性能恶化。
发明内容
本发明为解决现有技术中存在的问题，而提供了一种电池内电极内阻小，电池以高倍率充放电可避免电池发热而影响电池性能的高倍率充放电二次电池结构。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采用的技术方案是：
高倍率充放电二次电池结构，包括电池壳、带有泄气孔的电池盖、电池壳与电池盖之间的密封圈、绝缘物、极组，其特点是：所述极组正极端面和负极端面分别焊接带有中心孔的汇流片，带有泄气孔的电池盖上设置有泄气阀。
本发明还可以采用如下技术措施来实现：
高倍率充放电二次电池结构，其特点是：所述电池壳为两端开口，焊有负极端面的汇流片与负极端电池盖焊接为一体，焊有正极端面的汇流片与正极端电池盖焊接为一体。
高倍率充放电二次电池结构，其特点是：所述电池壳为一端开口，焊有负极端面的汇流片与电池壳内底面焊接为一体，焊有正极端面的汇流片与正极端电池盖焊接为一体。
高倍率充放电二次电池结构，其特点是：所述汇流片和与该汇流片焊接为一体的电池盖为面接触和内外径配合接触。
高倍率充放电二次电池结构，其特点是：所述汇流片和与该汇流片焊接为一体的电池盖为端面接触和内外径配合接触。
高倍率充放电二次电池结构，其特点是：所述汇流片为底端平面、带有中心孔的圆凹状结构。
高倍率充放电二次电池结构，其特点是：所述汇流片圆周上设有槽。
高倍率充放电二次电池结构，其特点是：所述电池盖设有一端面凸出的圆台。
高倍率充放电二次电池结构，其特点是：所述焊有正极端面的汇流片与电池壳之间设置有绝缘物。
高倍率充放电二次电池结构，其特点是：所述焊有负极端面的汇流片与电池壳内壁直接焊为一体。
本发明具有的优点和积极效果是：通过采用极组正、负极端面直接焊接在一种新型汇流片上，极大地降低了电池的欧姆内阻，减少了电池在高倍率充放电时产生的热量，避免了因高倍率充放电造成电池高温而对电池的损害，同时减少电池内部短路的可能性。当采用两端开口的电池壳时，采用该机构的电池具有两个泄气阀，提高了电池的可靠性，这点对高功率电池尤为有利。
附图说明
图1为本发明实施例高倍率充放电二次电池结构剖面图；
图2传统的通过极耳导电的电池结构示意图。
图中的标号分别为：1.极组；2.正极汇流片；3.正极端电池盖；4.密封圈；5.环形绝缘物；6.电池壳；7.负极汇流片；8.负极端电池盖；9.极耳。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参照图1-图2：
以D型8Ah镍氢电池为例：如图1，选用泡沫镍为正极板基体，将Ni(OH)2和浆后填充到泡沫镍中，并烘干、碾压、裁剪，制作成正极板；选用镀镍冲孔钢带作为负极板基体，采用贮氢合金粉作为负极活性物质，制作成负极板；取一片负极板、一片隔膜、一片正极板，将三者卷绕成负极板在最外面的圆柱体极组1；极组1正极光边构成的端面套上环形绝缘物5后，在极组1正极端和负极端分别焊接一个底面为平面的碗状正极汇流片2和负极汇流片7；正极汇流片2底部圆片和向上翻边与带有泄气阀的正极端电池盖3底部和圆台外壁牢固焊接，负极汇流片7底部圆片和向下翻边与带有泄气阀的负极端电池盖8顶部和圆台外壁牢固焊接；正极端电池盖3和负极端电池盖8与电池壳6接触部分分别装上密封圈4，将极组1装入两端开口的电池壳中，先将一端滚槽、封口，灌注电解液后，将另一端滚槽、封口，装配成电池。化成后测试电池性能。
比较例如图2，采用与实施例相同的正负极板、隔膜和电解液制作D型8Ah镍氢电池。所不同的是比较例的集流结构采用传统的通过极耳9导电的方式而不是本发明描述的汇流片和底部有向下凸出圆台的电池盖的方式。
实施例与比较例的性能对比如下：
 
3C充电2.5分钟电池电压/V            20C放电平均功率密度/w/kg               电池内阻/mΩ    
实施例 1.418 820 1.8
比较例 1.500 750 2.5
通过对比看出，采用汇流片结构的电池，降低了电池的欧姆内阻，减少了电池在高倍率充放电时产生的热量，避免了因高倍率充放电造成电池高温而对电池的损害，同时减少电池内部短路的可能性。

Claims (10)

1.一种高倍率充放电二次电池结构，包括电池壳、带有泄气孔的电池盖、电池壳与电池盖之间的密封圈、绝缘物、极组，其特征在于：所述极组正极端面和负极端面分别焊接带有中心孔的汇流片，带有泄气孔的电池盖上设置有泄气阀。
2.根据权利要求1所述的高倍率充放电二次电池结构，其特征在于：所述电池壳为两端开口，焊有负极端面的汇流片与负极端电池盖焊接为一体，焊有正极端面的汇流片与正极端电池盖焊接为一体。
3.根据权利要求1所述的高倍率充放电二次电池结构，其特征在于：所述电池壳为一端开口，焊有负极端面的汇流片与电池壳内底面焊接为一体，焊有正极端面的汇流片与正极端电池盖焊接为一体。
4.根据权利要求1所述的高倍率充放电二次电池结构，其特征在于：所述汇流片和与该汇流片焊接为一体的电池盖为面接触和内外径配合接触.
5.根据权利要求1所述的高倍率充放电二次电池结构，其特征在于：所述汇流片和与该汇流片焊接为一体的电池盖为端面接触和内外径配合接触。
6.根据权利要求1所述的高倍率充放电二次电池结构，其特征在于：所述汇流片为底端平面、带有中心孔的圆凹状结构.
7.根据权利要求1所述的高倍率充放电二次电池结构，其特征在于：所述汇流片圆周上设有槽.
8.根据权利要求1所述的高倍率充放电二次电池结构，其特征在于：所述电池盖设有一端面凸出的圆台。
9.根据权利要求1至3所述的任一种高倍率充放电二次电池结构，其特征在于：所述焊有正极端面的汇流片与电池壳之间设置有绝缘物。
10.根据权利要求1至3所述的任一种高倍率充放电二次电池结构，其特征在于：所述焊有负极端面的汇流片与电池壳内壁直接焊为一体。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106601942A (zh) * 2017-02-09 2017-04-26 重庆市紫建电子有限公司 一种柱型电池及其用途
CN109742267A (zh) * 2019-01-10 2019-05-10 深圳市量能科技有限公司 一种免焊电池
CN112805492A (zh) * 2018-08-07 2021-05-14 罗伯特·博世有限公司 密封元件

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