CN106229439A - 一种层叠嵌套式电池单体壳及电池组 - Google Patents

一种层叠嵌套式电池单体壳及电池组 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种层叠嵌套式电池单体壳及电池组，一种层叠嵌套式电池单体壳，包括左端单体壳、右端单体壳、注液孔、观察孔和位于左端单体壳和右端单体壳中间的单体壳A和单体壳B，在电池单体壳的顶角设置有电解液分配道，所述注液孔与观察孔位于同一中轴线上；一种电池组，由左端单体壳、单体壳A和单体壳B、右端单体壳以及间隔放置于各单体壳腔体的极板组层叠嵌套组成，本发明单体壳结构相对简单，电池组装配操作便利，有效保证了电池组的强度和密封性能，并为一次电池电解液的均匀注入提供了有效通道。

Description

一种层叠嵌套式电池单体壳及电池组
技术领域
本发明涉及一种单体壳及电池组，特别是涉及一种由单体电池串联而成并带有电解液后期注入通道的电池组及其组成所用的层叠嵌套式单体壳。
背景技术
随着科学技术的突飞猛进，电池的应用范围愈加广泛，为了提高电池的应用范围，增大电池的技术指标，通过将多个电池单体串联成电池组，电池组为电池的储能部件，对于大型锌银一次电池而言，电池在激活之前，电解液与电池组内的单体极板组是处于分离状态的，只有在激活后，电解液才被注入到电池组内的单体中，由于电池单体处于相互连通的电解液中，经常发生彼此漏电的现象，从而影响电池容量。
目前，由电池单体通过并联或串联组成，并通过层叠式壳体将电池单体密封起来的电池组被广泛应用，而层叠式壳体的关键技术在于其空间的密封性，包括壳体与壳体之间的密封和引出电极与壳体之间的密封。在专利1改进的电池组电池以及包括这种电池的电池组中，利用导电聚合物板和PVC容器通过热塑方式实现电池单元之间的密封和导电，对材料的要求较高，在专利2层叠式电池的外壳件、层叠式电池的外壳件的制造方法、层叠式电池的制造方法、以及层叠式电池中，利用热密封实现壳体与壳体之间的密封，在外壳件极耳夹入位置预先形成段位加工部避免外壳件与极耳之间在夹住后产生间隙，这种机械式压紧密封可能会在一定程度上损伤极耳本身。两个都是采用热密封进行壳体密封，然而热密封时会引入较高的温度，它在一定程度上可能会伤及电池单体极板组，尤其是对温度比较敏感的单体极板组。总之，上述专利组装工艺相对复杂，并且电池组壳体不具备电解液注入通道。
现有技术文献
专利文献
专利1 申请号03156607.3
专利2 申请号201280070847.6
发明内容
本发明提供一种层叠嵌套式电池单体壳及电池组，能够使电池单体壳的结构简单，电池组装配方便快捷，为电池电解液的均匀注入提供有效通道。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种层叠嵌套式电池单体壳，所述电池单体壳包括左端单体壳、右端单体壳、注液孔、观察孔和位于所述左端单体壳和右端单体壳中间的单体壳A和单体壳B，在所述电池单体壳的顶角设置有电解液分配道，所述左端单体壳包括左壳壁、侧壁连接母口和分配道连接公口，所述侧壁连接母口与分配道连接公口位于所述左壳壁的同侧，所述侧壁连接母口垂直于所述左壳壁形成左腔体，所述右端单体壳包括右壳壁、侧壁连接公口和分配道连接母口，所述侧壁连接公口和分配道连接母口位于所述右壳壁的同侧，所述侧壁连接公口垂直于所述右壳壁形成右腔体，所述单体壳A和单体壳B均包括壳壁、侧壁连接公口、侧壁连接母口、分配道连接公口和分配道连接母口，所述侧壁连接公口与分配道连接母口位于所述壳壁的同侧，所述侧壁连接母口与分配道连接公口位于所述壳壁的另一侧，所述侧壁连接公口与侧壁连接母口垂直于所述壳壁在壳壁两侧形成第一腔体和第二腔体，所述注液孔和观察孔横穿所述电解液分配道，所述注液孔与观察孔位于同一中轴线上。
进一步地，所述电池单体壳为玻璃钢材质。
进一步地，所述注液孔与所述第一腔体连通。
进一步地，所述观察孔孔口上设置有半圆形凸台。
进一步地，在所述侧壁连接母口上设置有与所述半圆形凸台相匹配的半圆形缺口。
进一步地，在所述电池单体壳的壳壁上设有两个大小相同的极柱通孔，所述极柱通孔在相邻两个所述电池单体壳壳壁上的位置相反。
进一步地，所述左壳壁和右壳壁为加厚壁，在所述左壳壁和右壳壁上均设有阵列盲孔。
进一步地，所述左端单体壳上的电解液分配道包括一带螺纹的金属加工件，所述金属加工件与所述左壳壁固定连接，在所述右端单体壳上的电解液分配道内镶嵌有与所述金属加工件相匹配的螺纹孔。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种电池组，包括若干个极板组，所述极板组上设置有集流片，还包括权利要求1-8任意一项所述的一种层叠嵌套式电池单体壳，在所述极柱通孔中固定设置极柱，所述极板组固定设置在所述左腔体、右腔体、第一腔体和第二腔体中，所述极柱穿过集流片通过螺母固定连接，所述侧壁连接公口与侧壁连接母口相互嵌套由胶粘的方式固定连接，所述分配道连接公口与分配道连接母口相互嵌套由胶粘的方式固定连接。
进一步地，所述单体壳A和单体壳B相互交替组装，实现所述极板组正负极的串联。
进一步地，在所述极柱上设置有密封圈。
与现有技术相比，本发明具有的优点和有益效果是：
1、本发明采用腔体侧壁子口和电解液分配道连接子口的双子口嵌套式结构形式，保证了电池组层叠装配后电池组表面和分配道的上下直线度，同时，电池组以单体壳层叠嵌套与子口处胶粘剂粘接的方式装配而成，大大提高了电池组单体间的连接强度以及电池组壳体和分配道的连接密封性；
2、本发明电池组具备电解液分配道，各单体腔体开设相同的注液孔，保证了电解液能够均匀地注入到各单体电池。另外，与注液孔同轴的观察孔使得电池组装配后能够对注液孔的堵塞情况进行观察和清理；
3、本发明对处于电池组两端的两个单体壳壳壁进行了加厚，提高了电池组的安装强度，开设的阵列盲孔一方面减轻了单体壳的重量，另一方面成为电池组的定位和支撑结构；
4、本发明对处于电池组两端的两个单体壳分配道采用了金属连接部件，保证了电池组两端分配道口与外部的连接强度；
5、本发明通过在单体壳壳壁上设置双极柱通孔，在电池组内部实现了相邻单体之间正负极串联，同时，双极柱通孔避免了正负极连接时螺母紧固而造成单体极耳受扭，而利用密封圈在此处密封还避免了单体间电解液串流。
本发明单体壳结构相对简单，电池组装配操作便利，有效保证了电池组的强度和密封性能，并为一次电池电解液的均匀注入提供了有效通道。
附图说明
图1是本发明的电池单体壳的整体结构示意图。
图2是本发明的单体壳A和单体壳B的结构示意图。
图3是本发明左端单体壳及A-A截面结构示意图。
图4是本发明右端单体壳及B-B截面结构示意图。
图5是本发明电池组结构示意图。
图中：1-电池单体壳；2-左端单体壳；3-右端单体壳；4-单体壳A；5-单体壳B；6-电解液分配道；7-左壳壁；8-侧壁连接公口；9-侧壁连接母口；10-分配道连接公口；11-分配道连接母口；12-右壳壁；13-左腔体；14-右腔体；15-壳壁；16-第一腔体；17-第二腔体；18-注液孔；19-观察孔；20-半圆形凸台；21-半圆形缺口；22-极柱通孔；23-阵列盲孔；24-金属加工件；25-螺纹孔；26-极板组；27-极流板；28-极柱；29-螺母。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
如图1至图4所示，一种层叠嵌套式电池单体壳，所述电池单体壳1包括左端单体壳2、右端单体壳3、注液孔18、观察孔19和位于所述左端单体壳2和右端单体壳3中间的单体壳A4和单体壳B5，在所述电池单体壳1的顶角设置有电解液分配道6，所述左端单体壳2包括左壳壁7、侧壁连接母口9和分配道连接公口10，所述侧壁连接母口9与分配道连接公口10位于所述左壳壁7的同侧，所述侧壁连接母口9垂直于所述左壳壁7形成左腔体13，所述右端单体壳3包括右壳壁12、侧壁连接公口8和分配道连接母口11，所述侧壁连接公口8和分配道连接母口11位于所述右壳壁12的同侧，所述侧壁连接公口8垂直于所述右壳壁12形成右腔体14，所述单体壳A4和单体壳B5均包括壳壁15、侧壁连接公口8、侧壁连接母口9、分配道连接公口10和分配道连接母口11，所述侧壁连接公口8与分配道连接母口11位于所述壳壁15的同侧，所述侧壁连接母口9与分配道连接公口10位于所述壳壁15的另一侧，所述侧壁连接公口8与侧壁连接母口9垂直于所述壳壁15在壳壁两侧形成第一腔体16和第二腔体17，本发明采用腔体侧壁子口和电解液分配道连接子口的双子口嵌套式结构形式，保证了电池组层叠装配后电池组表面和分配道的上下直线度，所述注液孔18和观察孔19横穿所述电解液分配道6，所述注液孔18与观察孔19位于同一中轴线上，各单体腔体开设相同的注液孔18，保证了电解液能够均匀地注入到各单体电池，另外，与注液孔18同轴的观察孔19使得电池组装配后能够对注液孔18的堵塞情况进行观察和清理。
进一步地，所述电池单体壳为玻璃钢材质。
进一步地，所述注液孔18与所述第一腔体16连通。
进一步地，所述观察孔19孔口上设置有半圆形凸台20，在所述侧壁连接母口9上设置有与所述半圆形凸台20相匹配的半圆形缺口21，使其能够更好的镶嵌，提高密封性能。
进一步地，在所述电池单体壳1的壳壁上设有两个大小相同的极柱通孔22，所述极柱通孔22在相邻两个所述电池单体壳1壳壁上的位置相反。
进一步地，所述左壳壁7和右壳壁12为加厚壁，在所述左壳壁7和右壳壁12上均设有阵列盲孔23，提高了电池组的安装强度，开设的阵列盲孔23一方面减轻了单体壳的重量，另一方面成为电池组的定位和支撑结构。
进一步地，所述左端单体壳2上的电解液分配道6包括一带螺纹的金属加工件24，所述金属加工件24与所述左壳壁7固定连接，在所述右端单体壳3上的电解液分配道6内镶嵌有与所述金属加工件24相匹配的螺纹孔25，电池组两端的两个单体壳分配道采用了金属连接部件，保证了电池组两端分配道口与外部的连接强度。
如图5所示，一种电池组，包括若干个极板组26，所述极板组26上设置有集流片27，还包括权利要求1-8任意一项所述的一种层叠嵌套式电池单体壳，首先，在右端单体壳3的极柱通孔22内用DG-3S胶粘剂密封粘接好引出极柱28，同时在分配道连接母口11内抹入DG-3S胶粘剂，平置右端单体壳3将极板组26装入右腔体14内，用螺母29把事先粘接好的极柱28和极板组26的集流片27紧固连接。然后在侧壁连接公口8外侧、分配道端面以及螺母29上均匀涂抹上BJ-1胶粘剂，然后将上述极板组26的集流片27上伸出的极柱28上套入限位圈、O型圈等密封件(未图示)后，将单体壳A4嵌套在右端单体壳3上，将极柱(28)穿过集流片(27)，所用单体壳A4的侧壁连接母口9内侧和分配道连接母口11内事先分别抹上了BJ-1胶粘剂和DG-3S胶粘剂，通过侧壁连接子口和分配道连接子口的公母口相互嵌套，在胶粘剂的作用下两单体壳被连接起来，极板组26则被封装在单体壳A4的第二腔体17内，然后，便可将下一个极板组26装入单体壳A4的第一腔体16内，同样用螺母29把从极柱通孔22内引出的极柱28和该极板组26的集流片27紧固连接。然后在侧壁连接公口8外侧、分配道端面上以及螺母上均匀涂抹上BJ-1胶粘剂，按照上述单体壳A4和极板组26的装入操作步骤，将单体壳A4和单体壳B5相互交替组装，极板组26被依次封装在单体壳腔体内，实现了各极板组26正负极的串联，直到最后一个单体壳A4和极板组26装入完毕后，在极板组26的集流片27伸出极柱28上套入限位圈、O型圈等密封件，然后将左端单体壳2嵌套在该单体壳A4上，把集流片27伸出极柱28穿过极柱通孔22，并用螺母29在左壳壁(7)外紧固。在左端单体壳(2)的侧壁连接母口(9)内侧事先均匀涂抹了BJ-1胶粘剂，通过单体壳双子口结构的嵌套与层叠及极板组26的放入与电连接基本完成电池组的装配。
本发明的工作原理是：
由电池单体壳层叠嵌套组装而成的电池组，是电池中的重要部件。一次电池的极板组与电解液在激活前是相互分离的，单体极板组分别装配在各个单体壳的腔体内，而电解液是装在贮液器中的泡囊内，电池内部安装有气体发生器，其与贮液器之间有通气管路，电池激活时，由气体发生器产生高压气体，高压气体经过管路到达贮液器内压缩泡囊，从而将电解液压出，压出的电解液经过管路流入电池组的电解液分配道内，各单体腔均有一个与电解液分配道连通的注液孔，电解液便经过注液孔进入到各自单体腔，极板组被电解液浸润后，便产生电动势，电池组由激活到产生电动势是在极短时间内完成，被高压气体压入的电解液在分配道和单体腔体内会形成压力，因此必须保证各单体壳之间的连接密封可靠，包括单体壳侧壁连接和分配道的连接。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (11)

1.一种层叠嵌套式电池单体壳，其特征在于：所述电池单体壳(1)包括左端单体壳(2)、右端单体壳(3)、注液孔(18)、观察孔(19)和位于所述左端单体壳(2)和右端单体壳(3)中间的单体壳A(4)和单体壳B(5)，在所述电池单体壳(1)的顶角设置有电解液分配道(6)，所述左端单体壳(2)包括左壳壁(7)、侧壁连接母口(9)和分配道连接公口(10)，所述侧壁连接母口(9)与分配道连接公口(10)位于所述左壳壁(7)的同侧，所述侧壁连接母口(9)垂直于所述左壳壁(7)形成左腔体(13)，所述右端单体壳(3)包括右壳壁(12)、侧壁连接公口(8)和分配道连接母口(11)，所述侧壁连接公口(8)和分配道连接母口(11)位于所述右壳壁(12)的同侧，所述侧壁连接公口(8)垂直于所述右壳壁(12)形成右腔体(14)，所述单体壳A(4)和单体壳B(5)均包括壳壁(15)、侧壁连接公口(8)、侧壁连接母口(9)、分配道连接公口(10)和分配道连接母口(11)，所述侧壁连接公口(8)与分配道连接母口(11)位于所述壳壁(15)的同侧，所述侧壁连接母口(9)与分配道连接公口(10)位于所述壳壁(15)的另一侧，所述侧壁连接公口(8)与侧壁连接母口(9)垂直于所述壳壁(15)在壳壁两侧形成第一腔体(16)和第二腔体(17)，所述注液孔(18)和观察孔(19)横穿所述电解液分配道(6)，所述注液孔(18)与观察孔(19)位于同一中轴线上。
2.根据权利要求1所述的一种层叠嵌套式电池单体壳，其特征在于：所述电池单体壳(1)为玻璃钢材质。
3.根据权利要求1所述的一种层叠嵌套式电池单体壳，其特征在于：所述注液孔(18)与所述第一腔体(16)连通。
4.根据权利要求1所述的一种层叠嵌套式电池单体壳，其特征在于：所述观察孔(19)孔口上设置有半圆形凸台(20)。
5.根据权利要求1或4所述的一种层叠嵌套式电池单体壳，其特征在于：在所述侧壁连接母口(9)上设置有与所述半圆形凸台(20)相匹配的半圆形缺口(21)。
6.根据权利要求1所述的一种层叠嵌套式电池单体壳，其特征在于：在所述电池单体壳(1)壳壁上设有两个大小相同的极柱通孔(22)，所述极柱通孔(22)在相邻两个所述电池单体壳(1)壳壁上的位置相反。
7.根据权利要求1所述的一种层叠嵌套式电池单体壳，其特征在于：所述左壳壁(7)和右壳壁(12)为加厚壁，在所述左壳壁(7)和右壳壁(12)上均设有阵列盲孔(23)。
8.根据权利要求1所述的一种层叠嵌套式电池单体壳，其特征在于：所述左端单体壳(2)上的电解液分配道(6)包括一带螺纹的金属加工件(24)，所述金属加工件(24)与所述左壳壁(7)固定连接，在所述右端单体壳(3)上的电解液分配道(6)内镶嵌有与所述金属加工件(24)相匹配的螺纹孔(25)。
9.一种电池组，包括若干个极板组(26)，所述极板组(26)上设置有集流片(27)，其特征在于：还包括权利要求1-8任意一项所述的一种层叠嵌套式电池单体壳，在所述极柱通孔(22)中固定设置极柱(28)，所述极板组(26)固定设置在所述左腔体(13)、右腔体(14)、第一腔体(16)和第二腔体(17)中，所述极柱(28)穿过集流片(27)通过螺母(29)固定连接，所述侧壁连接公口(8)与侧壁连接母口(9)相互嵌套由胶粘的方式固定连接，所述分配道连接公口(10)与分配道连接母口(11)相互嵌套由胶粘的方式固定连接。
10.根据权利要求9所述的一种电池组，其特征在于：所述单体壳A(4)和单体壳B(5)相互交替组装，实现所述极板组(26)正负极的串联。
11.根据权利要求9所述的一种电池组，其特征在于：在所述极柱(28)上设置有密封圈。
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