CN106025392A - 一种方型镍氢电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种方型镍氢电池组，包括方形壳体、电极汇流块、导电板和两个以上的单体电蕊，两个以上的单体电蕊依次置于方形壳体内，相邻两单体电蕊之间通过导电板隔离，导电板开设连通孔使各单体电蕊连通共用电解液；单体电蕊包括多个正极板、多个负极板和连续折叠状隔膜，正极板和负极板分别置于连续折叠状隔膜的两侧而被完全分隔开；正极板和正极板之间，以及负极板和负极板之间则通过连续折叠状隔膜的褶皱分隔开；正极板和负极板部分伸出连续折叠状隔膜后和导电板紧密接触从而实现各单体电蕊之间的串联；方形壳体的两端均安装电极汇流块。本发明通过改变现有电池组的组成结构，大大降低了电池组的内阻。

Description

一种方型镍氢电池组
技术领域
本发明涉及镍氢电池，特别涉及一种方型镍氢电池组。
背景技术
镍氢电池目前有圆柱型、方型两种单体电池。方型镍电池又有金属和塑料外壳两种。由于镍氢电池的标准电压是1.2V，因此在实际使用中一般要串联形成高于1.2V的电池组。
现有方型镍氢电池从单体电池的内部并联后，到多个单体电池之间串联的环节如图1所示，单体电池内部为，极板10通过集流材料泡沫镍20与极耳30焊接，极耳30与电极块40焊接，电极块40与电极柱50焊接。单体电池之间的串联连接，通过电极柱50用电连接块60压接在一起。
现有技术存在的缺陷为，从单体到串联成电池组的工艺环节所经过的工件太多。一方面增加了生产技术的难度，降低了合格率，增加了生产成本，另一方面直接增加了单体电池组的内阻。电池内阻是电池技术性能的关键性指标之一，内阻增大，将降低电池的能量转化率和电池的冲放电倍率。
鉴于此，本发明人为此研制出一种方型镍氢电池组，有效的解决了上述问题，本案由此产生。
发明内容
本发明提供的一种方型镍氢电池组，通过改变现有电池组的组成结构，大大降低了电池组的内阻。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种方型镍氢电池组，包括方形壳体、电极汇流块、导电板和两个以上的单体电蕊，两个以上的单体电蕊依次置于方形壳体内，相邻两单体电蕊之间通过导电板隔离，导电板开设连通孔使各单体电蕊连通共用电解液；单体电蕊包括多个正极板、多个负极板和连续折叠状隔膜，正极板和负极板分别置于连续折叠状隔膜的两侧而被完全分隔开；正极板和正极板之间，以及负极板和负极板之间则通过连续折叠状隔膜的褶皱分隔开；正极板和负极板部分伸出连续折叠状隔膜后和导电板紧密接触从而实现各单体电蕊之间的串联；方形壳体的两端均安装电极汇流块。
所述每块正极板和负极板对折呈“V”形,正极板插置在连续折叠状隔膜一侧褶皱的波峰上，相邻两正极板之间间隔一个波峰用于将各正极板分隔开，负极板插置在连续折叠状隔膜另一侧褶皱的波峰上，相邻两负极板之间间隔一个波峰用于将各负极板分隔开。
所述正极板和负极板呈平直形，各正极板分别插置在连续折叠状隔膜一侧褶皱的波谷处，各负极板分别插置在连续折叠状隔膜另一侧褶皱的波谷处。
所述多个单体电蕊和电极汇流块外包覆一层有机绝缘密封胆，使电极汇流块、导电板和两个以上的单体电蕊形成一个密封的整体。
所述两电极汇流块内端具有径向凸缘，所述有机绝缘密封胆的两端包覆在径向凸缘上。
所述两电极汇流块内端具有径向凸缘，径向凸缘上安装有压板，通过压板向内挤压单体电蕊使正极板和负极板与导电板紧密电接触后，将压板和方形壳体固定。
所述压板为金属压板，方形壳体为金属外壳，压板和方形壳体通过焊接固定。
所述压板和径向凸缘之间还安装有绝缘垫板。
所述两电极汇流块中的至少一个，开设和单体电蕊连通的安装孔，安装孔内安装不可复泄压阀，所述不可复泄压阀包括阀体、弹簧座、压缩弹簧、阀座和球阀芯，阀体内外端分别安装弹簧座和阀座，弹簧座开设和单体电蕊连通的穿孔，压缩弹簧的两端分别安装在弹簧座和球阀芯上，阀座内表面形成和球阀芯结合的球面，球阀芯在压缩弹簧的作用下紧密压置在阀座内表面完成密封，阀体内压力超安全值时，球阀芯顶开阀座。
所述电极汇流块开设螺纹孔，螺纹孔用于安装螺杆，螺杆安装有压接螺母。
采用上述方案后，本发明通过将多个单体电蕊直接串联置于同一个方形壳体内，每个单体电蕊之间通过导电板串联。而非像现有技术一样先制作完整的单体电池，然后将单体电池通过极耳、电极块、电极柱和电连接块等多个结构连接，因此本发明提供的电池组大大降低了内阻。
本发明的单体电蕊之所以能够直接串联，关键在于每个单体电蕊的正极板和负极板均通过一块连续折叠状隔膜完全分隔开，使得正极板和负极板没有接触的可能性，即正极板和负极板可承受一定的纵向压力，保证正极板和负极板与导电板能够紧密的电接触。同时正极板和正极板之间，以及负极板和负极板之间还通过连续折叠状隔膜本身的褶皱分隔开。
附图说明
图1是现有技术的单体电池的串联的结构示意图；
图2是本实施例电池组的部分剖视示意图；
图3是本实施例电蕊结构形式一（为了便于理解图示中间隙被放大）；
图4是本实施例电蕊结构形式二（为了便于理解图示中间隙被放大）；
图5是本实施例不可复泄压阀的结构示意图。
标号说明
极板10，泡沫镍20，极耳30，电极块40，电极柱50，电连接块60；
方形壳体1，电极汇流块2，径向凸缘21，安装孔22，螺纹孔23，螺杆24，压接螺母25，单体电蕊3，正极板31，负极板32，连续折叠状隔膜33，波峰（331a，332b）,波谷（332a，332b），导电板4，连通孔41，有机绝缘密封胆5，绝缘垫板6，金属压板7，不可复泄压阀8，阀体81，弹簧座82，压缩弹簧83，阀座84，球阀芯85，穿孔86。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
如图2所示，是本发明揭示的一种方型镍氢电池组，包括方形壳体1、电极汇流块2、导电板4和两个以上的单体电蕊3。
两个以上的单体电蕊3依次置于方形壳体1内，相邻两单体电蕊3之间通过导电板4隔离，导电板4开设连通孔41使各单体电蕊3连通共用电解液。
单体电蕊3包括多个正极板31、多个负极板32和连续折叠状隔膜33，正极板31和负极板32分别置于连续折叠状隔膜33的两侧而被完全分隔开。正极板31和负极板32部分伸出连续折叠状隔膜33后和导电板4紧密接触，从而实现各单体电蕊3之间的串联。方形壳体1的两端均安装电极汇流块2，用于和外部构件连接供电。
其中正极板31和正极板31之间，以及负极板32和负极板32之间则通过连续折叠状隔膜33本身的褶皱分隔开，优选的单体电蕊3的结构形式有以下两种。
第一种，如图3所示，每块正极板31和负极板32对折呈“V”形。正极板31插置在连续折叠状隔膜33一侧褶皱的波峰331a上，相邻两正极板31之间间隔一个波峰331a用于将各正极板31分隔开。负极板32插置在连续折叠状隔膜33另一侧褶皱的波峰331b上，相邻两负极板32之间间隔一个波峰331b用于将各负极板32分隔开。此种情况在受压力时，正极板31和负极板32之间将相互制约，因此正极板31和负极板32之间位置稳定性好，可承受较大的力，和下述导电板4的接触更均匀紧密。
第二种，如图4所示，正极板31和负极板32呈平直形。各正极板31分别插置在连续折叠状隔膜33一侧褶皱的波谷332a处，各负极板32分别插置在连续折叠状隔膜33另一侧褶皱的波谷332b处。此种情况，正极板31和负极板32之间相互制约少，受较大压力时，部分正极板31和负极板32亦受力不均而倾斜，虽能和下述导电板4接触，但接触力不均。
如图1所示，多个单体电蕊3和电极汇流块2外包覆一层有机绝缘密封胆5，使电极汇流块2、导电板4和两个以上的单体电蕊3形成一个密封的整体。
其中两电极汇流块2内端具有径向凸缘21，有机绝缘密封胆5的两端包覆在径向凸缘21上。
径向凸缘21位于有机绝缘密封胆5之上安装有绝缘垫板6，绝缘垫板6之上安装有金属压板7，方形壳体1为金属外壳。
安装时，先按所需电压大小确定单体电蕊3的数量，然后将按顺序放好的各单体电蕊3、导电板4和两端的汇流块套，一同套入具有机绝缘密封胆5的热塑管内加热热缩，最后形成具有有机绝缘密封胆5外套的电池组组蕊。将电池组组蕊置于方形壳体1内，然后两端径向凸缘21处依次放上绝缘垫板6和金属压板7。向金属压板7施加向内的推力，推力达到设定值后（即正极板31和负极板32分别与导电板4已紧密电接触），将金属压板7和方形壳体1点焊固定。最后在方形壳体1两端填充密封材料。
两电极汇流块2中的至少一个，开设和单体电蕊3连通的安装孔22，安装孔22内安装不可复泄压阀8。如图5所示，不可复泄压阀8包括阀体81、弹簧座82、压缩弹簧83、阀座84和球阀芯85。阀体81内外端分别安装弹簧座82和阀座84，弹簧座82开设和单体电池蕊3连通穿孔86，压缩弹簧83的两端分别安装在弹簧座82和球阀芯85上。阀座84内表面形成和球阀芯85结合的球面球阀芯85在压缩弹簧83的作用下，紧密压置在阀座84内表面完成密封。
在安装不可复泄压阀8前，先通过该安装孔22对电池组组蕊内部抽真空，然后灌入电解液，电解液通过导电板4的连通孔41后流入各单体电蕊3，使各单体电蕊3共用电解液，并共通气。然后安装上不可复泄压阀8。
当电池组长期使用后，阀体81内压力超安全值（大于一般可复泄压阀的开启压力值）时，球阀芯85顶开阀座84，打开不可复泄压阀8，排出气体或液体。由于外部压力较小，以及在压缩弹簧83的外推力的作用下，使得球阀芯85不可能自动回位，电池失效。避免现有电池反复泄压，对电池内部造成不可逆伤害，提高反极现象发生的概率，减少电池安全隐患。
其中电极汇流块2还开设螺纹孔23，螺纹孔23用于安装螺杆24，螺杆24安装有压接螺母25。通过螺杆24和压接螺母25的配合，用于和外部结构连接。
本实施例通过将多个单体电蕊3直接串联置于同一个方形壳体1内，每个单体电蕊3之间通过导电板4串联。而非像现有技术一样先制作完整的单体电池，然后将单体电池通过极耳、电极块、电极柱和电连接块等多个结构连接，因此本发明提供的电池组大大降低了内阻。
本发明的单体电蕊3之所以能够直接串联，关键在于每个单体电蕊3的正极板31和负极板32均通过一块连续折叠状隔膜33完全分隔开，使得正极板31和负极板32没有接触的可能性，即正极板31和负极板32可承受纵向压力，保证正极板31和负极板32与导电板4能够紧密的电接触。同时连续折叠状隔膜33的褶皱还能将正极板31和正极板31之间，以及负极板32和负极板32之间间隔开。
以上仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明的保护范围的限定。凡依本案的设计思路所做的等同变化，均落入本案的保护范围。

Claims (10)

1.一种方型镍氢电池组，其特征在于：包括方形壳体、电极汇流块、导电板和两个以上的单体电蕊，两个以上的单体电蕊依次置于方形壳体内，相邻两单体电蕊之间通过导电板隔离，导电板开设连通孔使各单体电蕊连通共用电解液；
单体电蕊包括多个正极板、多个负极板和连续折叠状隔膜，正极板和负极板分别置于连续折叠状隔膜的两侧而被完全分隔开；正极板和正极板之间，以及负极板和负极板之间通过连续折叠状隔膜的褶皱分隔开；正极板和负极板部分伸出连续折叠状隔膜后和导电板紧密接触从而实现各单体电蕊之间的串联；
方形壳体的两端均安装电极汇流块。
2.如权利要求1所述的一种方型镍氢电池组，其特征在于：所述每块正极板和负极板对折呈“V”形,正极板插置在连续折叠状隔膜一侧褶皱的波峰上，相邻两正极板之间间隔一个波峰用于将各正极板分隔开，负极板插置在连续折叠状隔膜另一侧褶皱的波峰上，相邻两负极板之间间隔一个波峰用于将各负极板分隔开。
3.如权利要求1所述的一种方型镍氢电池组，其特征在于：所述正极板和负极板呈平直形，各正极板分别插置在连续折叠状隔膜一侧褶皱的波谷处，各负极板分别插置在连续折叠状隔膜另一侧褶皱的波谷处。
4.如权利要求1所述的一种方型镍氢电池组，其特征在于：所述多个单体电蕊和电极汇流块外包覆一层有机绝缘密封胆，使电极汇流块、导电板和两个以上的单体电蕊形成一个密封的整体。
5.如权利要求4所述的一种方型镍氢电池组，其特征在于：所述两电极汇流块内端具有径向凸缘，所述有机绝缘密封胆的两端包覆在径向凸缘上。
6.如权利要求1所述的一种方型镍氢电池组，其特征在于：所述两电极汇流块内端具有径向凸缘，径向凸缘上安装有压板，通过压板向内挤压单体电蕊使正极板和负极板与导电板紧密电接触后，将压板和方形壳体固定。
7.如权利要求6所述的一种方型镍氢电池组，其特征在于：所述压板为金属压板，方形壳体为金属外壳，压板和方形壳体通过焊接固定。
8.如权利要求6所述的一种方型镍氢电池组，其特征在于：所述压板和径向凸缘之间还安装有绝缘垫板。
9.如权利要求1所述的一种方型镍氢电池组，其特征在于：所述两电极汇流块中的至少一个，开设和单体电蕊连通的安装孔，安装孔内安装不可复泄压阀，所述不可复泄压阀包括阀体、弹簧座、压缩弹簧、阀座和球阀芯，阀体内外端分别安装弹簧座和阀座，弹簧座开设和单体电蕊连通的穿孔，压缩弹簧的两端分别安装在弹簧座和球阀芯上，阀座内表面形成和球阀芯结合的球面，球阀芯在压缩弹簧的作用下紧密压置在阀座内表面完成密封，阀体内压力超安全值时，球阀芯顶开阀座。
10.如权利要求1所述的一种方型镍氢电池组，其特征在于：所述电极汇流块开设螺纹孔，螺纹孔用于安装螺杆，螺杆安装有压接螺母。
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