CN102810659A - 柱型电池的电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柱型电池的电池组，包括单体电池、连接极片、正负极板、保持架，电池的正极和负极上各焊接一个连接极片，连接极片的另一端焊接在极板上；电池组正负极板上均有两种尺寸的极片孔，大极片孔能使单体电池穿过，小极片孔能使连接极片穿过但不能使单体电池穿过；对于同一个单体电池的正极端子或负极端子，当一个极的端子对应大极片孔，另一个极的端子只能对应小极片孔，电池组正负极板上的大极片孔与小极片孔在行或列上间隔排列。本发明的柱型电池的电池组，在保证较高体积能量密度的前提下，又能保证电池组大电流充放，同时，还使得电池组中性能降低的单体电池能够很方便地进行更换，避免整个电池组性能恶化。

Description

柱型电池的电池组
技术领域
本发明涉及一种柱型电池的电池组。
背景技术
目前，由圆柱型单体电池组成的电池组，通常通过并联或串联，或者并联加串联一定数量的圆柱型电池单体来构成。生产中，需要在电池的正负极上焊接一个导电性好的连接极片，然后将连接极片焊接在电池组的极板上，以实现并联和/或串联。但是，复杂的串/并联同时又会带来许多其它的问题。
一个电池组中有很多个圆柱型单体电池，每个圆柱型单体电池的参数之间有差异，即单体电池一致性问题。当经过一段时间的充放电使用之后，这种差异可能会被进一步放大，电池组中会有个别单体电池(或几个单体电池)不能满足规定性能范围，结果是电池组的电性能将不能满足使用的需求。由于传统的电池组是将连接极片焊接在电池组的极板上，如果将性能变坏的单体电池取出，需要将整个极板取下，工作效率较低，大多数情况会直接将整个电池组报废，这样的做法将造成极大的浪费和潜在环境影响。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种柱型电池的电池组，包括：单体电池、单体电池连接极片、电池组正负极板和保持架，单体电池的正极端子和负极端子上各焊接一个连接极片，连接极片的另一端焊接在电池组的极板上；正极端的保持架和负极端的保持架之间用定位销柱定位，以保证保持架之间的位置与距离固定；其特征在于：电池组正负极板上有两种尺寸大、小不同的极片孔，大极片孔的大小能够使连接单体电池穿过，小极片孔的大小能够使连接极片穿过但是不能使单体电池穿过；对于同一个单体电池的正极端子或负极端子，当一个极的端子对应大极片孔，则另一个极的端子必须对应小极片孔，反之亦然；电池组正负极板上的大极片孔和小极片孔至少在行或列上间隔排列。
所述电池组极板上设计两种大小的极片孔，若全部设为大极片孔，因为电池组极板需要具有通过大电流的能力，势必增加极片孔之间的间隔宽度，以保证极片孔之间有足够的金属过电流面积，结果使得电池组的体积变大，体积能量密度变低；若全部设为小极片孔，性能降低的电池单体就很难取出，可能导致整个电池组报废。换言之，为了保证电池组的体积能量密度，又要方便性能降低的电池单体容易取出和更换，同一个单体电池的正极或负极，必须有一个极对应大极片孔，另一个极对应小极片孔，不能二个极同时对应大极片孔或同时对应小极片孔。
电池组正负极板上的大小极片孔的排列方式，要保证电池组正负极板上的大极片孔和小极片孔至少在行或列上间隔排列，当然，也可以在行和列上均间隔排列。相对应的电池组正极板和负极板呈大、小极片孔相对设置。这样，既保证单体电池能够方便地取出，又保证了大电流的通过能力且电池组的体积能量密度不受到影响。
所述大极片孔在满足大电池通过的前提下，可以为任意形状，但是为了使电池组极板通过电流的过流面积最大化，一般选用与电池形状相同的形状，比如在圆柱型电池的情形下为圆形，在方形柱电池的情形下为方形，在矩形柱电池的情形下为矩形。小极片孔能满足让极片通过即可，但不能使单体电池通过。可以为任意形状，但是为了使电池组极板通过电流的过流面积最大化，一般选用矩形或方形。电池的正极连接极片焊接在电池正极端子上，电池的负极连接极片孔焊接到电池负极端子上；正极连接极片通过大极片孔焊接在电池组极板上，负极连接极片通过小极片孔焊接在对应的电池组极板上；或者，正极连接极片通过小极片孔焊接在电池组极板上，负极连接极片通过大极片孔焊接在对应的电池组极板上。
所述柱型电池的电池组中的柱型电池至少包括圆柱型电池和方柱型电池或矩形电池，同样也适用于以其他形状为底面的柱型电池。
为保证电池组有良好的导电能力和较强的机械抗拉伸性能，即使电池组在使用过程中产生强烈震动，连接极片也能够很牢固的连接电池组极板，所以连接极片的材料和电池组极板的材料均采用导电较好的金属材料。
采用本发明所提供的方案之后，柱型电池的电池组内部的电池会非常稳固，不会因为外部的震动而发生位移；柱型电池的电池组内部的电池正负极都通过连接极片焊接到电池组极板上，保证了电池组的电流稳定输送；如果电池组内单体电池性能降低，需要更换，只需要轻轻锉开损坏电池的正负极连接极片，通过极板的大极片孔，很方便地取出损坏的单体电池，然后选择符合要求的单体电池，先在单体电池的正负极端子分别焊上连接极片，通过大极片孔，把单体电池推到位，再重新把正负连接极片分别焊接到电池组的正极板和负极板上，即完成单体电池的更换，这种方式进行单体电池更换既方便、省料，又节约成本，同时效率得以很大提高。
附图说明
图1为圆柱型电池的电池组的侧视图。
图2为圆柱型电池的电池组的极板俯视图。
图3为焊接连接极片的柱型电池示意图。
图4为圆柱型电池的电池组的焊接正极连接极片的极板俯视图。
图5为与图4对应的圆柱型电池的电池组的焊接负极连接极片的极板俯视图。
图6为方型柱电池的电池组的极板俯视图。
图7为圆柱型型电池的电池组的另一种极板俯视图。
具体实施方式
实施例1
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1-5所示，圆柱型电池电池组包括：单体电池3、正极连接极片4、负极连接极片41、电池组正极极板2、电池组负极极板21、正极保持架1和负极保持架11，电池的正极上焊接正极连接极片4，负极上焊接负极连接极片41；此实施例中的柱型电池为圆柱型电池。
在电池组的正极极板2和负极极板21上都加工出两种大小不同的极片孔，大小极片孔在列方向呈间隔排列，小极片孔51为矩形孔，小极片孔51的大小刚好能够使连接极片穿过，连接极片通过小极片孔51伸出，然后焊接在电池组极板上；大极片孔5，为圆形孔，大极片孔5的大小刚好能够使单体电池穿过。
若单体电池的正极连接极片4通过大极片孔5伸出并焊接在电池组正极极板2上，则这个单体电池对应的负极连接极片41就必须通过小极片孔51伸出并焊接在电池组的负极极板21上；反之若单体电池的正极连接极片4通过小极片孔51伸出并焊接在电池组正极极板2上，则这个单体电池对应的负极连接极片41就必须通过大极片孔5伸出并焊接在电池组的负极极板21上，确保整个电池组中的每个单体电池的正极连接极片4与负极连接极片41所对应的极片孔相异。
电池组的正极极板2或负极极板21上的大小极片孔是排排交替的，如果第一排(行)极片孔全部为大极片孔5，则第二排(行)必然全部为小极片孔51，因为只有这样才能保证一排小极片孔51和一排大极片孔5中之间的间隔宽度能够满足电池组大电流通过的需求。
若电池组正极极板2上第一排(行)极片孔设置为大极片孔5，则相对应的电池组负极极板21上第一排(行)极片孔设置为小极片孔51，这样才能保证正极极板2上相邻两排连接极片孔之间极板间隙的宽度，足够电池组大电流通过的同时，负极极板21上相邻两排极片孔之间极板间隙的宽度也足够电池组大电流通过；反之负极极板21第一排(行)也可以设置为大极片孔5，正极极板2第一排(行)就必须设置为小极片孔51。
无论电池组正极极板2和负极极板21的第一排(行)设置为大极片孔5还是小极片孔51，只需要将正极极板2和负极极板21的对应的每一排(行)极片孔形状设置相反即可，这样就能满足电池组大电流通过的需求和方便地更换电池组中的性能降低的并需要更换的单体电池。
实施例2
本实施例的方形柱电池电池组包括：单体电池、正极连接极片、负极连接极片、电池组正极极板、负极极板、正极保持架和负极保持架，单体电池的正极上焊接正极连接极片，负极上焊接负极连接极片。本实施例中的柱型单体电池为方柱型电池。
如图6所示，在正极板2上，大极片孔5和小极片孔51在列上呈间隔排列。与实施例1中所不同的是，本实施例中采用方形电池，电池组极板上的大极片孔5为方形孔，大小刚好能让方形单体电池通过。其它结构及连接方式与实施例1中相同。
实施例3
本实施例中圆柱型电池电池组包括：单体电池、正极连接极片、负极连接极片、电池组正极极板、负极极板、正极保持架和负极保持架，电池的正极上焊接正极连接极片，负极上焊接负极连接极片；此实施例中的柱型电池为圆柱型单体电池，电池组极板上的大极片孔与小极片孔在行和列上均呈间隔排列。
如图7所示，在电池组正极板2上，大极片孔5和小极片孔51在行和列上均呈间隔排列。
此结构同样也适用于矩形柱电池和其他柱型电池，只需将大极片孔的大小、形状加工成能够让矩形柱单体电池方便取出即可，其他设置与上述圆形柱单体电池或方形柱单体电池的结构一样。

Claims (6)

1.一种柱型电池的电池组，包括：单体电池、连接极片、正负极板和保持架，电池的正极端子和负极端子上各焊接一个连接极片，连接极片的另一端焊接在电池组的极板上；正极端的保持架和负极端的保持架之间用定位销柱定位，以保证二个保持架之间的位置与距离固定，其特征在于，电池组正负极板上均有两种尺寸大、小不同的极片孔，大极片孔的大小能够使单体电池穿过，小极片孔的大小能够使连接极片穿过但是不能使单体电池穿过；对于同一个单体电池的正极端子或负极端子，当一个极的端子对应大极片孔，则另一个极的端子对应小极片孔，反之亦然；电池组正负极板上的大极片孔与小极片孔至少在行或列上呈间隔排列。
2.根据权利要求1所述的柱型电池的电池组，其特征在于，所述大极片孔为圆形、方形或矩形，小极片孔为圆形、方形或矩形。
3.根据权利要求1所述的柱型电池的电池组，其特征在于，正极连接极片通过大极片孔焊接在电池组正极极板上，负极连接极片通过小极片孔焊接在电池组负极极板上。
4.根据权利要求1所述的柱型电池的电池组，其特征在于，正极连接极片通过小极片孔焊接在电池组正极极板上，负极连接极片通过大极片孔焊接在电池组负极极板上。
5.根据权利要求1所述的柱型电池的电池组，其特征在于，所述电池为圆柱型电池、方柱型电池或矩形电池。
6.根据权利要求1所述的柱型电池的电池组，其特征在于，正负极板上的大极片孔与小极片孔在行和列上均呈间隔排列。
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