CN1292574A - 密闭矩形电池 - Google Patents

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Abstract

一种密闭矩形电池,将发电单元以密闭状态容置在多个长方体状电池槽一体连接的一体电池槽的各电池槽内,一体电池槽的长度方向两端部配设正极和负极的极柱,将一体电池槽的长侧面重叠并列配置时以相互嵌合并对相对位置进行定位的凸部和凹部设置于与一体电池槽长度方向的中心线对称的任意电池槽的大致中央位置,即使充放电引起电池槽膨胀也不会丧失定位功能。

Description

密闭矩形电池
本发明涉及一种密闭矩形电池，尤其是将该密闭矩形电池并列配置构成电池组时可确切地对相互之间位置进行定位的密闭矩形电池。
在多个密闭矩形电池并列配置并串联连接的电池组中，将含有宽度窄的短侧面和宽度长的长侧面的多个长方体状电池槽以其短侧面为隔壁互相一体连接的一体电池槽内，使用将发电单元以密闭状态容纳在内的扁平密闭矩形电池，由设有其长侧面的定位用凸部和凹部卡合并相互定位后的状态下并列配置，在并列方向两端配设端板，两端板由限制胶带连接对各密闭矩形电池进行限制，将设置在相邻近的密闭矩形电池的长度方向的两端部的极柱按顺序连接。
参照图6进行说明，为使两端部配设正极和负极(未图示)的多个密闭矩形电池31的相邻极柱的极性相反，将电池相互反向并列配置，同时将设于相邻密闭矩形电池31的相对的长侧面上的定位用凸部32和凹部33卡合并对各密闭矩形电池31在长度方向的相互位置进行定位，极柱(未图示)以一直线状排列并用母线模块(未图示)连接。
但是，上述定位用的凸部32和凹部33如图7所示，设置在密闭矩形电池31的电池槽34、34之间的隔壁所对应的位置，一旦充放电引起电池槽34内极板群的膨胀及内压的上升引起电池块34膨胀，而隔壁部分当然不膨胀，则凸部32无法从凹部33抽出，一旦电池槽34的膨胀量超过凸部32的高度，则失去定位功能，在此状态下如受振动或加速度的作用密闭矩形电池31发生移动，则母线模块与极柱的连接部承受大的负载作用，并使机柱的安装部发生损伤等。
并列配置的密闭矩形电池31群的排列方向的总长由端板和限制胶带限制，一部分密闭矩形电池31中发生电池槽3的膨胀，则其它密闭矩形电池31发生相应的收缩，密闭矩形电池31的电池槽34有可能发生上述的膨胀。
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供即使充放电使电池槽膨胀也不丧失定位功能的密闭矩形电池。
本发明提供一种密闭矩形电池，将发电单元以密闭状态容置在将含有宽度窄的短侧面和宽度长的长侧面的多个长方体状电池槽以其短侧面作为隔壁相互一体连接的一体电池槽的各电池槽内，一体电池槽的长度方向两端部设置正极和负极的极柱，其特点是，将一体电池槽的长侧面重叠并列配置时相互嵌合并对相对位置进行定位的凸部和凹部设置于与一体电池槽长度方向的中心线对称的任意电池槽的大致中央位置，由于凸部和凹部设置在最胀出的部位，故即使充放电引起池槽膨胀，也不会失去定位功能，即使有振动和加速度的作用也不会移动，极柱的安装部不会产生损伤。
如d＜D，其中d为凸部直径，D为凹部直径，故凸部与凹部的卡合有裕量，可方便地承受电池槽的伸缩、尺寸误差和定位的误差。
另外，将凸部形成楔状或截面圆弧状的尖细形状，则在并列配置密闭矩形电池时只要大致对准位置进行配置，可自然、正确地对准位置，提高电池组的安装操作性。
附图简单说明
图1是本发明的密闭矩形电池的一实施形态，(a)是俯视图，(b)是主视图。
图2是同一实施形态的局部纵剖主视图。
图3是模式表示同一实施形态下电池槽膨胀时的状态的俯视图。
图4是同一实施形态的主要部位，(a)是凹部的放大剖视图，(b)是凸部的放大剖视图。
图5是同一实施形态的变形例的概略主视图。
图6是模式表示传统例的密闭矩形电池并列配置时用凸部和凹部定位状态的俯视图。
图7是模式表示传统例的电池槽膨胀时的状态的俯视图。
以下参照图1-图4对本发明的密闭矩形电池的一实施形态进行说明。
本实施形态的密闭矩形电池1是镍·氢二次电池，适用于电动汽车的驱动电源。如图1、图2所示，一体电池槽2将多个(图中为6个)含有宽度窄的短侧面和宽度长的长侧面且上方开口的长方体状电池槽3的短侧面3a相互一体连接，而且电池槽3的上方开口由一体的盖体4一体关闭。
各电池槽3内如后面详细说明的那样容置有与长侧面平行的、多个正极板和负极板中间夹隔层沿短侧面方向层叠起来的作为发电元件的极板群5、与其两侧端面结合的集电极6和电解溶液，从而构成单电池7。
在一体电池槽2的两端的电池槽3的外侧的短侧面3a以及各电池槽3、3间的短侧面3a的上端部形成连接孔8，如后面详细说明的那样，两端电池槽3的外侧的短侧面3a的连接孔8中安放正极或负极的极柱9，通过中间的电池槽3、3间的短侧面3a的连接孔8将两侧的平电池7、7串联连接。
盖体4的上面在相邻电池槽3、3的相邻端部位置形成通孔10，同时，在盖体4上焊接连通盖11形成连通这些通孔10、10的通道12。11a是凸设在连通盖11内面中央部的加强凸起，其大小以不封闭通道12为准且其前端与盖体4的上两面抵接并焊接，以确保连通盖11的耐压强度。一体电池槽2、盖体4和连通盖11由PP／PPE等合成树脂材料构成，对电解溶液具有防液性。
在盖体4上设置一个安全阀13，当各电池槽3的内部压力达到一定值以上时可排放压力。另外，用于安装插测单电池7的温度的温度检测传感器的传感器安装孔14凹入形成为与某一单电池7的极板群5的上端接触。
在各电池槽3的长侧面成为一平面的一体电池槽2的长侧面15中，与各电池槽3的两侧端对应的位置凸设上下方向延伸的加强筋16，并且在加强筋16、16间以合适的间隔凸设矩阵状的多个较小的圆形凸部17。这些加强筋16与凸部17相同高度。进一步在电池槽3的上端部及盖体4的侧面形成与加强筋16及凸部17相同高度的连接筋18a和18b，该连接筋18a、18与加强筋16的延长位置及凸部17的配置位置相对应并与这些侧面连接。这些加强筋16、凸部17及连接筋18a、18b在将一体电池槽2并列配置时在其之间形成制冷剂通道，可对各电池槽3高效、均匀地进行冷却。
设置将一体电池槽2的长侧面15至重叠时起确定相互嵌合位置的凸部19和凹部20，这些凸部和凹部与一体电池槽2的长侧面17的长度方向的中心线0对称并大致在各电池槽的中央。不过，凹部20是在电池槽3的长侧面中央位置凸设有凸起25的前端面上凹入形成，该凸起25的高度是加强筋16及凸部17等的2倍，并与前端面相对的电池槽3的长侧面抵接，凸部19凸设于电池槽3的长侧面上。另外，如图4所示，凸部19和凹部20设定为d＜D，其中d为凸部19的直径、D为凹部20的直径。而且凸部19形成圆弧状截面，凹部20也形成相对应的圆弧状截面的凹部。
上述极板群5由镍的发泡金属制成的多个正极板和镍的冲压金属上涂上活性物质的多个负极板交错配置，同时，正极板、负极板以及中间夹有含有横向开口部的袋状隔层套在各正极板上形成的隔层的状态下层叠而成。这些正极板群和负极板群各自沿相反侧的侧缘部朝外侧凸出，集电板6与其侧端缘各自焊接。
将集电极6与两侧端缘焊接的极板群5，如图2所示，通过将朝外凸设在集电板6上端部的连接凸部21与电池槽3的短侧面3a的上端部贯通形成的连接孔8卡合以相对于电池槽3定位，并且将与相邻电池槽3、3之间连接孔8卡合的连接凸部21、21的前端相互焊接连接，使其固定于电池槽3的两短侧面3a，同时使相邻的单电池7在电池内部进行电气连接。
另外，在两端的电池槽3的外侧的短侧面3a上凸设与极柱9和连接孔8卡合的连接凸部22，连接凸部21、22的前端相互焊接连接。另外在集电极6的连接凸部21或极柱9的连接凸部22的周围形成环状槽，并设有与短侧面3a进行密封的O型环23。
在以上结构的密闭矩形电池1中，将一体电池槽2的长侧面15重叠进行并列配置，同时将凸部19与凹部20相互卡合并对长度方向的相对位置定位，如图3所示，即使充放电使电池槽3膨胀，因凸部19和凹部20设于最胀出的部分，故不会丧失定位的功能。因此，在该状态下即使承受振动或加速度的作用，各密闭矩形电池1相互可确切定位而不会移动，在极柱9的安装部不会发生损伤。
由于将凸部19的直径d和凹部的直径D按d＜D设定，故凸部19和凹部20的卡合有裕量，可承受一体电池槽2的伸缩、尺寸误差和定位的误差，另外凸部19和凹部20的截面呈圆弧状，故将密闭矩形电池1并列配置时只要大致对准位置即可，便可自然、正确地对准位置，提高电池组的组装操作性。
不过，上述图示例中所例示的凸部19的截面为圆弧状，如采用楔状等尖细形状也可获得同样的作用、效果，另外凹部20的截面形状没有必要与凸部19的形状对应，只要是凸部19能卡合的形状即可，可以是单纯的圆孔等任意的形状。并且凸部19也并不一定非要上述尖细形状，也可是单纯的圆柱状或长圆柱状等任意形状。
本实施形态中，可在一体电池槽2的内部对相邻单电池7进行连接，单电池7的连接构件不外露，使密闭矩形电池1的设置空间减小，并且利用集电极6的冲压凸出成形的连接凸部21将相邻单电池7串联连接，故不另需连接零件，从而能减少零件数，低成本、连接简单，另外连接凸部21与集电极6为一体并且仅一处焊接连接，可实现电阻极小的连接。
由于在各单电池7的极板群5中将正极板群和负极板群的相互相反侧的侧缘部从相对部分朝外侧凸出，将集电极6的全长固接在该凸出部上，故可缩短各极板的全面至集电极6的平均距离，其结果可减小电池内电阻值，同时提高电极活物质的利用率，增加电池的输出功率。
相邻电池槽3、3的相邻端处的盖体4上形成通孔10，同时在盖体4上焊接连通盖11形成将通孔10、10连通的通道12，这样可使各电池槽3之间的内部压力均匀，防止一部分电池槽3的内部压力上升而使该单电池7的寿命下降，从而使密闭矩形电池1的整体寿命下降，同时，只要在盖体4上设置一个安全阀13，可降低成本。
上述实施形态是将凸部19和凹部20分别相对长度方向的中心线O对称配设在各长侧面15上，但也可如图5所示，构成为在长度方向的中心线O的两侧的各电池槽3的大致中央位置设置凸部19或凹部20，在将密闭矩形电池1在一体电池槽2的长侧面15重叠并列配置时使其互相卡合。这样，可在任意的电池槽3上设置凸部19和凹部20。
在图1-图3的图示例中是在一体电池槽2的长侧面15的长度方向的中心线O的两侧部沿各电池槽3的短侧面方向相对设置凸部19和凹部20，但与电池槽3的短侧面方向相对的也可同是凸部19或凹部20，这样在将密闭矩形电池1并列配置时，如不交替反向配置使其正极和负极的极柱9相邻，则凸部19和凹部20无法卡合，这样可防止将同极的极柱9相邻并列配置并错误地进行短路连接。
如上所述，采用本发明的密闭矩形电池，将一体电池槽的长侧面重叠并列配置时通过互相卡合并对相对位置进行定位的凸部和凹部设置于与一体电池槽长度方向的中心线对称的任意电池槽的大致中央位置，由于凸部和凹部位于最胀出的部分，故即使充放电使电池槽膨胀也不会丧失定位功能，即使受振动或加速度作用也可定位而不发生移动，极柱的安装部不会发生损伤。
由于凸部直径d和凹部直径D设定为d＜D，故凸部和凹部的卡合有裕量，可承受电池槽的伸缩、尺寸误差和定位误差。
另外，凸部形成楔状或圆弧形截面的尖细形状，在并列配置密闭矩形电池时只要大致对准位置，就能自然、正确地对准位置，提高电池组装的操作性。

Claims (3)

1．一种密闭矩形电池，将发电单元以密装状态容置在将含有宽度窄的短侧面和宽度长的长侧面的多个长方体状电池槽以其短侧面为隔壁互相一体连接的一体电池槽的各电池槽内，一体电池槽的长度方向两端部配设正极和负极的极柱，其特征在于，将一体电池槽的长侧面重叠并列配置时以相互卡合并对相对位置进行定位的凸部和凹部设置于与一体电池槽长度方向的中心线对称的任意电池槽的大致中央位置。
2．根据权利要求1所述的密闭矩形电池，其特征在于，所述凸部直径d和凹部直径D为d＜D。
3．根据权利要求1或2所述的密闭矩形电池，其特征在于，所述凸部形成楔状或圆弧形截面的尖细形状。
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