CN106876651A - 大容量镍氢电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大容量镍氢电池，包括极板组，相邻的正极板和负极板之间设置有隔膜，极板上设置有三个呈C状分布的极耳，正极板和负极板相向间隔设置；极板组的一侧包覆安装有正集流体，正集流体的外侧包覆安装有正导流体，正导流体通过低熔点焊接层与正集流体连接，正导流体上安装有正极柱，正导流体的外侧包覆安装有正极护板，正极护板与正导流体之间设置有正极冷却系统；负极侧结构与正极侧结构相同；极板采用了C状分布的极耳，正负集流体与相应的极耳连接，导流体与集流体通过低熔点银合金焊接为一体，降低了导体的电阻率，从而最大限度的提高了充放电倍率；正极冷却系统和负极冷却系统能够对电池高倍率充放电时所产生的温升进行冷却。

Description

大容量镍氢电池

技术领域

本发明涉及一种电池，尤其涉及一种大容量的镍氢电池。

背景技术

随着我国国防现代化的提高，国防装备如潜艇对新型电源的研发已成为重点的研究课题，新型电源替代原始的铅酸电源，其技术要求很高，应具备单体大容量，高功率，快速充电，安全可靠的技术要求。我国是稀土大国，以稀土作为电池主要原材料的镍氢电池，我国具有得天独厚的资源优势。

现有镍氢电池技术，由于正极板和负极板是通过极耳与导流体连接再通过极柱输出电流，大都采用单面或侧电极连接结构，由于极板与导流体的连接截面积所限，限制了大电流的释放，其充放电倍率受到限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高倍率、单体大容量、且使用寿命长的一种大容量镍氢电池。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：大容量镍氢电池，包括由间隔排列的正极板和负极板组成的极板组，相邻的所述正极板和所述负极板之间设置有隔膜，所述正极板和所述负极板上均设置有三个呈C状分布的极耳，所述正极板和所述负极板相向间隔设置；

所述极板组的一侧包覆安装有与所述正极板的极耳连接的正集流体，所述正集流体的外侧包覆安装有正导流体，所述正导流体通过低熔点焊接层与所述正集流体连接，所述正导流体上安装有正极柱，所述正导流体的外侧包覆安装有正极护板，所述正极护板与所述正导流体之间设置有正极冷却系统；

所述极板组的另一侧包覆安装有与所述负极板的极耳连接的负集流体，所述负集流体的外侧包覆安装有负导流体，所述负导流体通过低熔点焊接层与所述负集流体连接，所述负导流体上安装有负极柱，所述负导流体的外侧包覆安装有负极护板，所述负极护板与所述负导流体之间设置有负极冷却系统。

作为一种优选的技术方案，所述正集流体上设置有多个与所述正极板的极耳配合的极耳插槽。

作为一种优选的技术方案，所述正集流体和所述正导流体为C型结构，所述正集流体的外侧面上设置有C型安装槽，所述正导流体安装在所述C型安装槽内；

所述正极护板也为C型结构，所述正极护板的边沿与所述正集流体的所述C型安装槽的槽边焊接。

作为一种优选的技术方案，所述正极护板上设置有与所述正极柱配合的正极柱套，所述正极护板上还设置有与所述正极冷却系统连通的冷却液进口和冷却液出口。

作为一种优选的技术方案，所述正极冷却系统包括设置在所述正导流体外侧面上的冷却槽，所述冷却槽与所述正极护板配合形成冷却水路，所述冷却水路与所述正极护板上的所述冷却液进口和所述冷却液出口连通。

作为一种优选的技术方案，所述负集流体上设置有多个与所述负极板的极耳配合的极耳插槽。

作为一种优选的技术方案，所述负集流体和所述负导流体为C型结构，所述负集流体的外侧面上设置有C型安装槽，所述负导流体安装在所述C型安装槽内；

所述负极护板也为C型结构，所述负极护板的边沿与所述负集流体的所述C型安装槽的槽边焊接。

作为一种优选的技术方案，所述负极护板上设置有与所述负极柱配合的负极柱套，所述负极护板上还设置有与所述负极冷却系统连通的冷却液进口和冷却液出口。

作为一种优选的技术方案，所述负极冷却系统包括设置在所述负导流体外侧面上的冷却槽，所述冷却槽与所述负极护板配合形成冷却水路，所述冷却水路与所述负极护板上的所述冷却液进口和所述冷却液出口连通。

由于采用了上述技术方案，大容量镍氢电池，包括由间隔排列的正极板和负极板组成的极板组，相邻的所述正极板和所述负极板之间设置有隔膜，所述正极板和所述负极板上均设置有三个呈C状分布的极耳，所述正极板和所述负极板相向间隔设置；所述极板组的一侧包覆安装有与所述正极板的极耳连接的正集流体，所述正集流体的外侧包覆安装有正导流体，所述正导流体通过低熔点焊接层与所述正集流体连接，所述正导流体上安装有正极柱，所述正导流体的外侧包覆安装有正极护板，所述正极护板与所述正导流体之间设置有正极冷却系统；所述极板组的另一侧包覆安装有与所述负极板的极耳连接的负集流体，所述负集流体的外侧包覆安装有负导流体，所述负导流体通过低熔点焊接层与所述负集流体连接，所述负导流体上安装有负极柱，所述负导流体的外侧包覆安装有负极护板，所述负极护板与所述负导流体之间设置有负极冷却系统；极板采用了C状分布的极耳，正负集流体与相应的极耳连接，导流体与集流体通过低熔点银合金焊接为一体，降低了导体的电阻率，从而最大限度的提高了充放电倍率；正极冷却系统和负极冷却系统能够对电池高倍率充放电时所产生的温升进行冷却。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例正极板的结构示意图；

图3是本发明实施例负极板的结构示意图；

图4是本发明实施例正极板与负极板的排列示意图；

图5是本发明实施例负导流体的结构示意图；

图6是本发明实施例正集流体侧爆炸图；

图7是本发明实施例负集流体侧爆炸图；

图中：11-正极板；12-负极板；13-极耳；21-正集流体；22-正导流体；23-低熔点焊接层；24-正极柱；25-正极护板；26-正极柱套；31-冷却液进口；32-冷却液出口；33-冷却槽；41-负集流体；42-负导流体；43-负极柱；44-负极护板；45-负极柱套。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1和图4所示，大容量镍氢电池，包括由间隔排列的正极板11和负极板12组成的极板组，相邻的所述正极板11和所述负极板12之间设置有隔膜(图中未示出)，如图2和图3所示，所述正极板11和所述负极板12上均设置有三个呈C状分布的极耳13，所述正极板11和所述负极板12相向间隔设置；

如图6所示，所述极板组的一侧包覆安装有与所述正极板11的极耳13连接的正集流体21，所述正集流体21的外侧包覆安装有正导流体22，所述正导流体22通过低熔点焊接层23与所述正集流体21连接，所述正导流体22上安装有正极柱24，所述正导流体22的外侧包覆安装有正极护板25，所述正极护板25与所述正导流体22之间设置有正极冷却系统；

所述正集流体21上设置有多个与所述正极板11的极耳13配合的极耳13插槽。所述正集流体21和所述正导流体22为C型结构，所述正集流体21的外侧面上设置有C型安装槽，所述正导流体22安装在所述C型安装槽内；所述正极护板25也为C型结构，所述正极护板25的边沿与所述正集流体21的所述C型安装槽的槽边焊接。所述正极护板25上设置有与所述正极柱24配合的正极柱套26，所述正极护板25上还设置有与所述正极冷却系统连通的冷却液进口31和冷却液出口32。所述正极冷却系统包括设置在所述正导流体22外侧面上的冷却槽33，所述冷却槽33与所述正极护板25配合形成冷却水路，所述冷却水路与所述正极护板25上的所述冷却液进口31和所述冷却液出口32连通。

如图7所示，所述极板组的另一侧包覆安装有与所述负极板12的极耳13连接的负集流体41，所述负集流体41的外侧包覆安装有负导流体42，所述负导流体42通过低熔点焊接层23与所述负集流体41连接，所述负导流体42上安装有负极柱43，所述负导流体42的外侧包覆安装有负极护板44，所述负极护板44与所述负导流体42之间设置有负极冷却系统。

所述负集流体41上设置有多个与所述负极板12的极耳13配合的极耳13插槽。所述负集流体41和所述负导流体42为C型结构，所述负集流体41的外侧面上设置有C型安装槽，所述负导流体42安装在所述C型安装槽内；所述负极护板44也为C型结构，所述负极护板44的边沿与所述负集流体41的所述C型安装槽的槽边焊接。所述负极护板44上设置有与所述负极柱43配合的负极柱套45，所述负极护板44上还设置有与所述负极冷却系统连通的冷却液进口31和冷却液出口32。如图5所示，所述负极冷却系统包括设置在所述负导流体42外侧面上的冷却槽33，所述冷却槽33与所述负极护板44配合形成冷却水路，所述冷却水路与所述负极护板44上的所述冷却液进口31和所述冷却液出口32连通。

大容量镍氢电池，所述正极板11和所述负极板12通过隔膜间隔竖向排列，由正极板11和负极板12组成极板组，所述正极板11设有上、下、侧三面极耳13，与正集流体21焊接形成C型连接方式，正集流体21为铁基材料表面镀镍处理，外侧面为凹槽结构，在正集流体21的凹槽内安装有正导流体22，正导流体22为铜质材料，正导流体22的上端设有正极柱24，正集流体21和正导流体22是通过低熔点银合金焊接为一体，铜质正导流体22上设有冷却水槽，正导流体22外面包覆有正极护板25，为铁基材料表面镀镍处理，同时正极护板25与正集流体21的凹槽边焊接，将铜质导流体包裹在里面不会与电池电解液接触，避免铜离子的析出而造成电池内部短路。

所述负极板12连接结构与正极板11结构相同，负导流体42上设有负极柱43，作为电池负极。

正极板11和负极板12均采用了C型集流体连接方式，导流体采用铜质材料，又与集流体通过低熔点银合金焊接为一体，降低了导体的电阻率，从而最大限度的提高了充放电倍率；由于导流体设有冷却槽33，与护板配合后形成环形冷却水路，连接冷却介质后，对电池高倍率充放电时所产生的温升进行冷却。

具体地，电池壳体内正负极板12间隔竖向排列，正负极板12分别从极板的两端焊接正负极集流体，集流体采用铁基材料镀镍表面处理，集流体为C型结构，与极板的上、侧、下极耳13采用激光焊接，最大限度的提高极板与集流体的导体截面积，以满足电池的大电流充放电，集流体外侧为槽型结构，内置铜质导流体，铜质导流体也为C型结构，套装在集流体半环形槽内吻合接触，同时集流体与导流体之间通过低熔点银合金焊接融为一体，导流体上端分别设有正负电源输出极柱，导流体上开设环形冷却水槽，在导流体外侧包裹铁基镀镍护板，护板与集流体的槽边焊接，将铜质导流体包裹在铁基集流体内，将铜质导流体密闭在铁基集流体内，这种铁包铜结构，保证了铁基集流体与极板的良好焊接，又实现了铜质导流体流经大电流时的载流量，同时避免了铜质材料在电解液的作用下分解析出铜离子而造成极板的短路。在导流体外侧护板上设有冷却回路进出口，与冷却系统连接，完成对电池的降温。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.大容量镍氢电池，包括由间隔排列的正极板和负极板组成的极板组，相邻的所述正极板和所述负极板之间设置有隔膜，其特征在于：所述正极板和所述负极板上均设置有三个呈C状分布的极耳，所述正极板和所述负极板相向间隔设置；

所述极板组的一侧包覆安装有与所述正极板的极耳连接的正集流体，所述正集流体的外侧包覆安装有正导流体，所述正导流体通过低熔点焊接层与所述正集流体连接，所述正导流体上安装有正极柱，所述正导流体的外侧包覆安装有正极护板，所述正极护板与所述正导流体之间设置有正极冷却系统；

所述极板组的另一侧包覆安装有与所述负极板的极耳连接的负集流体，所述负集流体的外侧包覆安装有负导流体，所述负导流体通过低熔点焊接层与所述负集流体连接，所述负导流体上安装有负极柱，所述负导流体的外侧包覆安装有负极护板，所述负极护板与所述负导流体之间设置有负极冷却系统。

2.如权利要求1所述的大容量镍氢电池，其特征在于：所述正集流体上设置有多个与所述正极板的极耳配合的极耳插槽。

3.如权利要求1所述的大容量镍氢电池，其特征在于：所述正集流体和所述正导流体为C型结构，所述正集流体的外侧面上设置有C型安装槽，所述正导流体安装在所述C型安装槽内；

所述正极护板也为C型结构，所述正极护板的边沿与所述正集流体的所述C型安装槽的槽边焊接。

4.如权利要求1所述的大容量镍氢电池，其特征在于：所述正极护板上设置有与所述正极柱配合的正极柱套，所述正极护板上还设置有与所述正极冷却系统连通的冷却液进口和冷却液出口。

5.如权利要求4所述的大容量镍氢电池，其特征在于：所述正极冷却系统包括设置在所述正导流体外侧面上的冷却槽，所述冷却槽与所述正极护板配合形成冷却水路，所述冷却水路与所述正极护板上的所述冷却液进口和所述冷却液出口连通。

6.如权利要求1所述的大容量镍氢电池，其特征在于：所述负集流体上设置有多个与所述负极板的极耳配合的极耳插槽。

7.如权利要求1所述的大容量镍氢电池，其特征在于：所述负集流体和所述负导流体为C型结构，所述负集流体的外侧面上设置有C型安装槽，所述负导流体安装在所述C型安装槽内；

所述负极护板也为C型结构，所述负极护板的边沿与所述负集流体的所述C型安装槽的槽边焊接。

8.如权利要求1所述的大容量镍氢电池，其特征在于：所述负极护板上设置有与所述负极柱配合的负极柱套，所述负极护板上还设置有与所述负极冷却系统连通的冷却液进口和冷却液出口。

9.如权利要求8所述的大容量镍氢电池，其特征在于：所述负极冷却系统包括设置在所述负导流体外侧面上的冷却槽，所述冷却槽与所述负极护板配合形成冷却水路，所述冷却水路与所述负极护板上的所述冷却液进口和所述冷却液出口连通。