CN1324499A - 整体电池组组合件 - Google Patents

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Abstract

一种多电池整体电池组(1),其中在塑料或金属外壳中布置多个电化学电池(3),每个电池包括一个封装(11),使气体可以排出而电解质不能排出所述封装。一种新型整体流动通道系统(109),使液体冷却剂可以在相邻的电池之间流动。描述了其它特征,如电池相互连接(15a和15b)。

Description

整体电池组组合件
本发明的领域
本发明一般涉及可充电高容量电池组、模块、组件的改进。具体地，本发明涉及多电池整体电池组，在各个电池之间的电连接以及用于各个电池的电解质封装。
本发明的背景
可充电柱状电池组用于各种工业和商业用途中，如叉车、高尔夫球车、不间断电源和电动车辆。
可充电铅酸电池组目前是最广泛应用的电池组种类。铅酸电池组是用于内燃机的起动电动机的有用的能源。但是，其低能量密度，约30Wh/Kg，并且不能足够地耐热，使得它们对于电动车辆、混合式电动车辆以及2-3轮小型摩托车/摩托车是不适用的电源。使用铅酸电池组的电动车辆在需要充电之前的范围小，要求再充电约6-12小时并含有有毒材料。此外，使用铅酸电池组的电动车辆加速缓慢，耐深度放电能力差并且电池的寿命仅有约20,000英里。
镍金属氢化物电池组(“Ni-MH电池”)远优于铅酸电池组，Ni-MH电池组是用于电动车辆和其它形式的车用驱动的可以获得的理想电池组。例如，在Ovshinsky和Fetcenko的共同未决美国专利申请No.07/934,976(该专利在本文中引作参考)中描述的那些Ni-MH电池组，具有比铅酸电池组高得多的能量密度，可以驱动电动车辆250英里以上才需要再充电，可以在15分钟之内再充电，并且不含有毒物质。使用Ni-MH电池组的电动车辆已经表明具有非常大的加速度，电池组寿命大于约100,000英里。
过去，在改进Ni-MH电池组的功率和发电容量的电化学方面已经进行了广泛的研究，这在美国专利No.5,096,667和5,104,617以及美国专利申请No.07/746,015和07/934,976中已经详细讨论。所有这些参考文献的内容具体地引作参考。
Ovonic电池公司已经开发了高能量高功率的镍-金属氢化物电池组，用于电动车辆用途的容量范围为90-150Ah，混合电动车辆用途的容量范围为30-60Ah。目前，对于某些用途，如电动助力HEV，甚至需要在5-20Ah范围内的更小容量。
然而，在使用非常短的外壳时，电池组电极的纵横比不利地变宽。所以，对于适用于EV尺寸的电池组(约50-100Ah)的基底面积的单个电池，容量的实用下限约为25-30Ah。为了获得约20Ah的高功率HEV电池组，已经使用了更小基底面积的外壳，并计划更小的外壳可能提供约12-15Ah的电池组。但是，这些更小的电池不能提供比功率或比能量的改进。实际上，比功率和比能量以及功率和能量密度随外壳的尺寸减小而降低，除非电极接头布置和电池硬件重新设计并重新优化。
具有目前的柱状电池组设计的小电池组的最大问题是单位储能的成本(比成本)随尺寸减小而增大。这是因为电池组硬件元件的成本不与尺寸成比例。一些成本更多地涉及所用部件的数量，这一般根本不随电池组尺寸变小而降低。为此，需要新的电池组设计。
此外，应该注意，直到最近，Ni-MH电池组的机械性能和热性能已经被忽略。例如，在电动车辆中，电池组的重量是一种有意义的因素，因为电池组重量是车辆重量的最大部分。为此，降低单个电池组的重量在设计电动车辆中是有意义的考虑。除了降低电池组的重量以外，在仍然能够提供模块的必须的机械要求(即容易运输、坚固性等)的同时，还必须降低电池组模块的重量。在把这些电池组模块引入到电池组组件系统(例如用于电动车辆)中时，电池组组件的元件必须尽可能是轻质的。
应该特别注意的是，电动车辆用途引入了对于热控制的重要要求。这是因为单个的电池紧密地包在一起，并且许多电池电连接或热连接在一起。所以，由于在充电和发电过程中产生大量热量的固有趋势，因此，通过能否充分控制所产生的热量来判断用于电动车辆的可用性电池组设计。
热源基本为三方面的。首先，由于车辆在炎热气候中运行时周围的热量，其次，充放电时的电阻或I2R加热，其中，I表示流入或流出电池的电流，R是电池组的电阻。第三，由于气体再化合的过充电过程中产生的大量热量。
虽然上述因素对于所有电池组系统一般是共同的，但是它们对于镍一金属氢化物电池组系统特别重要。这是因为Ni-MH具有更高的比能量，并且充放电电流也高。例如，为了在1小时内充电铅酸电池组，可以使用35安培的电流，而对于同样的1小时再充电，Ni-MH电池组的再充电可能使用100安培的电流。其次，因为NI-MH具有非常高的能量密度(即能量非常紧密地储存)，散热比铅酸电池组更困难。这是因为表面积与体积的比值比铅酸电池组小得多，这意味着虽然Ni-MH电池组产生的热量比铅酸电池组大2.5倍，但是，散热表面却减小了。
下面的说明性实施例用于理解在设计电动车辆用的Ni-MH电池组组件时面临的热控制问题。在General Motors的美国专利5,378,555(本文引作参考)中，描述了使用铅酸电池组的电动车辆电池组组件。利用铅酸电池组的电池组组件系统的容量约为13kWh，重量约800磅，行车距离约90英里。通过用相同尺寸的Ovonic电池组组件代替铅酸电池组组件，容量增大到35kWh，行车距离延长到约250英里。这种对比的一种含义是，在15分钟的再充电过程中，提供给Ni-MH电池组组件的功率比提供到铅酸电池组组件的功率大2.7倍，并且产生与其相当的附加热量。然而，这种情况在放电过程中略有不同。为了在高速公路上以恒定的速度驱动车辆，在电池组上引出的电流是相同的，无论它是Ni-MH电池组还是铅酸电池组(或者在这方面的任何其它能源)。实际上，驱动车辆的电动机并不知道或者不关心它从哪里获得能量或者哪种电池组提供功率。在Ni-MH电池组和铅酸电池组放电时放热的差异是放热时间的长短。即由于Ni-MH电池组比铅酸电池组驱动车辆远2.7倍，所以，在其有机会“冷却”之前要运行长得多的时间。
此外，虽然在充电和发电过程中产生热量，Ni-MH电池组在小型消费电池组中通常不是问题，即使在更大的电池组中，在其仅用于有限的时间周期内也不是问题，用作连续电源的大型电池组，特别是在串联或并联使用一个以上的电池组时，例如在卫星或电动车辆中，确实在充放电时产生足以影响电池组模块或电池组组件系统最终性能的热量。
因此，在该技术中对于电池组、电池组模块和电池组组件系统的设计，在降低其总重量并引入电动车辆成功运行所必需的热控制而不降低其储能容量或功率输出、增大电池组可靠性并降低成本方面存在着一种需求。
简言之，现有技术没有说明轻质、简单、便宜的并且把电池组、模块和组件的结构支撑与空冷或水冷热控制系统结合起来的整体电池组结构/内部设计、电池组模块和热控制的电池组组件系统。
本发明概述
这里公开的是一种多电池整体电池组，包括：电池组外壳；多个电化学电池，多个电连接的电池布置在电池组外壳内，每个电化学电池包括：a)至少一个正极；b)至少一个负极；c)隔膜，电隔离正极和负极并允许在正极和负极之间进行离子传输；d)包围并润湿电极和隔膜的电解质；和e)包围并封装电极、隔膜和电解质的封装；所述封装具有一定尺寸的开口，允许气体和电解质通过；所述开口还包括憎水装置，隔离每个电池的电解质，并允许每个独立电池产生的气体从该电池的封装排出。
所述多电池整体电池组还可以包括一个底座、外壳盖和电池接线端。电池接线端提供给外壳内的所述相互连接的电化学电池的电连接。所述接线端可以用金属箔材料制成，所述金属箔材料通过所述电池盖电连接到所述相互连接的电池。金属箔可以包括铜/镍叠层箔材料。
在优选的实施方案中，电池组外壳用塑料制成，虽然不锈钢形成另一种优选的实施方案。构成多电池整体电池组的电化学电池是镍金属氢化物电池，其中，每个电池的负极用储氢材料制成，每个电池的正极用氢氧化镍材料制成。电池组外壳盖包括不导电材料，在电池组外壳用导电金属材料制成的情况下，用来隔离电池接线端与电池组外壳。所述不导电材料优选的是用粘结剂结合到外壳盖上的酚醛玻璃材料制成。所述封装用不导电聚合物材料制成，该聚合物对电池组的电化学环境是惰性的。所述不导电聚合物材料优选的是包含聚丙烯。多个电化学电池的每一个包括多个正极和多个负极，每个封装包括一个开口，电池组气体可以通过所述开口但是电池组的电解质不能通过。
在本发明的另一个优选的实施方案中，公开了一种多电池塑料整体电池组，所述电池组包括：具有四个整体形成的侧面的电池组外壳、一个整体形成的底座和上盖；和布置在电池组外壳内部的电连接的多个电化学电池，多个电化学电池的每一个包括：a)至少一个正极；b)至少一个负极；c)隔膜，电隔离正极和负极并允许在正极和负极之间进行离子传输；和d)包围并润湿电极和隔膜的电解质；所述电池外壳包括：在其中有效布置电池的多个独立的封装，使得电池的每一个的电解质与所有其它电池隔开，而来自每个电池的气体从所述封装排出到电池组外壳中；多个相互连接的冷却液通道，冷却剂通道布置在电化学电池的至少两个之间，并且与它们热连接，冷却剂流过冷却通道。
从每个电池中产生的气体共用在所述外壳内的一个共同的压力容器。使用至少一个压力排出阀为所产生的气体提供压力释放。可以使用透气性憎水材料来防止电池之间的电解质连通。
通过把一个电池的正极接头与相邻电池的负极焊接，通过电流集电体接头，通过其封装串联连接，可以使多个电池串联。连接体优选的是用镍制成，更优选的是镍和铜。用EDPM橡胶垫圈密封所述相互连接，所述橡胶垫圈可以包含热熔化的粘合剂或环氧树脂粘合剂。
本文中还提出了一种流体冷却的、塑料电池组外壳，包含多个电化学电池，所述改进包括：使来自塑料外壳底部冷却剂通道的冷却剂向上通过冷却剂通道，冷却至少一个电化学电池的一个表面的一部分，穿过所述表面并向下通过冷却剂通道，冷却所述至少一个电池的一个表面的其余部分，并排出到塑料外壳底部的另一个冷却剂通道中。
本文还提出了高容量、高能量的电池组模块，包括多个单个的柱状电化学电池，封装在一个外壳中，至少两套电池并联电连接，两套并联电池中的每一套相互之间串联连接。
本文还提出了一种塑料整体柱状电池组外壳，所述外壳具有在其中电连接并有效布置的多个电化学电池；所述外壳有整体形成的侧面和底壁，改进包括：至少一个插入式隔板用于安置在所述外壳的两个侧壁之间，以便与外壳的侧壁或其它隔板一起形成一个或多个电池的封装。
附图简述
图1是其中安置多个电化学电池的单一电池组外壳的平面图；
图2是表示本发明的电池组外壳的平面图，其中，串联5个电化学电池；
图3a是表示底部和上盖的整体电池组外壳的三维视图；
图3b是表示整体电池组外壳底座的三维视图；
图4是整体电池组底座的平面底视图；
图5是表示流过冷却剂通道的冷却剂路径的冷却剂隔板侧视图；
图6是整体电池组外壳的上盖的俯视图；和
图7是表示整体电池组的电极如何通过隔板壁相互连接的侧视图。
本发明详述
本文公开的是一种多电池整体电池组。所述电池组在单一的压力容器或电池外壳内含有多个电化学电池。每个电池的电解质与其它电池隔开，单一的电池组外壳作为电池的封装并作为单一的压力/气体容器。本电池组设计有许多优点。本发明的设计允许该电池组具有用传统的电池外壳、硬件和电极组装的传统电池组的一部分电流容量。此外，所述设计保留了传统设计的高比能，另外，与传统设计相比，通过使用相对电极引线设计(下文讨论的)，所述设计的比功率可以增大。由于降低部件成本而减小了硬件成本，本设计的比成本(用$/kWh表示)低于传统设计。同时，使用本发明设计的电池组的开发时间比传统电池组的缩短，因为可以使用现有元件。最后，本发明设计的电池组可以用现有的模块和组件设计和硬件组装成模块或组件。
在传统的钢外壳中的这种多电池电池组的生产，在概念性地一直向前发展。然而，在说明结构的细节时，出现一些特定问题，对于这些问题，本发明人提出了解决方法。这种发明性电池组的基本设计使用在单个不锈钢外壳中的多个电池。电池的电引线在内部串联，向壳体接线端提供单个电池电压的总和。在外壳上只有两个外接线端，与传统的电池设计相同。为了避免电池之间的自放电短路，每个电池的电解质相互隔开。因此，各个电池叠层(stack)相互之间除了电连接以外，需要电化学隔离。所述单个外壳作为每个电池的压力容器。
制造多电池单壳电池组的最简单的方法是制备几个部分电池叠层，把它们插入塑料袋中，把所得的叠层串联焊接，把电池插入外壳中并且把端部的电池焊接到外壳接线端上。这种设计的一个问题是电池电解质从一个电池泄漏到另一个电池并进入共用的壳体中的可能性。当这种焊接通过电池密封袋进行时，发生电池泄漏的可能位置在电池密封袋顶部(气体在这里从电池中逸出)和电池相互连接焊缝。
图1表示本发明的多电池整体电池组的一个实施方案的简化图。图1表示单一的电池组外壳1。在电池组外壳1中布置的是多个电化学电池3。电化学电池3中的每一个包括至少一个正极5和至少一个负极7。每个电池还包括隔膜9，把正极与负极电隔离，但是允许离子在正极和负极之间输送。每个电池还包括包围并润湿在电池中的电极和隔膜的电解质。每个电池还包括一个电池封装11，包围并封住在电池内的电极、隔板和电解质。
电池组外壳可以包括一个外壳罐、电池盖和电池组接线端。电池组接线端向外壳内的电连接的电池提供电连接。电池组接线端可以包括通过外壳盖电连接到外壳内相互连接的电化学电池的金属箔材料。金属箔材料可以包括铜/镍层压箔材料。
电池组外壳可以用塑料形成。另外，电池组外壳可以用不锈钢制成。电池组外壳盖可以包括不导电材料，把电池组接线端与不锈钢外壳隔开。不导电材料可以包括酚醛树脂玻璃材料。酚醛树脂玻璃材料可以通过粘合剂连接到外壳盖上。
电池封装11可以包括不导电聚合物材料，它对电池组电化学环境是惰性的。这种不导电聚合物可以包括聚丙烯。它还可以包括增强填料。电池封装11把每个电池的电解质与电池组中的所有其它电池的电解质隔开。但是，所述封装允许从该电池中产生的气体通过，进入到电池外壳中。这可以通过在电池封装上安置开口来进行，所述开口的尺寸可以使气体和电解质同时通过。所述开口用憎水装置覆盖，以防止电解质通过(从而隔开每个电池的电解质)，并允许每个单个电池产生的气体从该电池的封装排出。优选的是，所述憎水装置是憎水材料，它允许气体从所述封装中排出，但是防止电解质通过。憎水材料的实例是一种包括带有碳酸钙填料的聚乙烯的材料。憎水材料优选的是有足以适应过充电气体产生速度的气体扩散表面积。对于12Ah容量的电化学电池，所述表面积可以在约5-50平方厘米之间。
图1还表示出连接到正极和负极的每一个的电流集电体接头13a和13b。在图1中，接头13a连接到正极的每一个上，接头13b连接到负极的每一个上。连接到正极的所有电流集电体接头13a连在一起，形成“正内连”15a。同样，所有的负极接头13b连在一起，形成“负内连”15b。优选的是，所述接头通过焊接机械地连在一起。如上所述，电个电化学电池相互电连接。一般来说，每个电池可以串联或并联地电连接到另一个电池上。优选的是，所有的电池串联连接在一起。一般来说，电化学电池通过把一个电池的正内连电连接到下一个电池的负内连上，通过封装串联连接。在电池之间的串联内连表示于图2中。图2表示已经串联在一起的5个电化学电池21、22、23、24、25。通过第一个电池21的正内连15a连接到第二个电池22的负内连15b上获得串联。第二个电池22的正内连电连接到第三个电池23的负内连上，等等。
优选的是，正负内连15a和15b通过把所述内连焊在一起而电连接。“连接垫片”15c可以焊接在所述内连之间，提供相邻电化学电池之间的距离。连接垫片15c可以包括镍、铜、镍合金、铜合金、镍-铜合金、铜-镍合金。此外，连接垫片可以同时包括铜和镍。例如，连接隔板可以包括镀镍的铜，或者连接垫片可以包括由镍包围的铜控制部分。另外，连接体可以包括沿其长度用镍线包裹的铜圆柱。电连接通过电池封装进行。所述内连连在一起的区域称为“内连区域“。电解质可以在所述内连区域从每个电池封装中逸出是可能的。为了防止电解质的逸出，每个电池封装通过“内连区域密封”在内连区域密封。内连区域密封可以包括聚合物垫圈，如EDPM橡胶垫圈。而且，所述内连区域密封可以选自由热熔化粘合剂和环氧树脂粘合剂组成的组中。
所述电化学电池可以是镍-金属氢化物电池。在这种情况下，每个电池的负极用储氢材料制成，每个电池的正极用氢氧化镍材料制成。
实施例1
把3-电池电池组组装在单一的不锈钢壳中。每个电池由插入单独的聚丙烯袋的电极叠层(stack)组成。每个电池中的电解质通过塑料袋隔开，所述塑料袋在每个电池顶部用憎水材料阻隔层改性。所述3-电池电池组共用一个单一的外壳，单一的排气口，和一套接线端。在所述外壳内的电池间连接通过把每个电池的焊接接头束串联地TIG焊接在一起进行。电池外的焊接接头连接体TIG焊接到外壳接线端上。
每个电极叠层由6个正极和7个负极组成。正极由粘在泡沫镍基质上的氢氧化镍粉末组成。正极为31密耳厚，每个重量约30克。每个电池的设计正容量约30Ah。负极由在镍基质上的MF-139Z金属氢化物合金(用原子％表示的名义组成为Ti9.0％、Zr27.％、V5.0％、Ni38.0％、Cr5.0％、Mn16.0％)组成。负极为14密耳厚，每个重量约23.3克。电池的设计负容量约50Ah，获得负∶正为1.7∶1.0的设计化学计量比。厚(50克/平方米)的隔膜放在正极和负极周围。每个电池的电解质填充体积为2.3g/Ah×30Ah=69g的30重量％的KOH。
把单个电池封装在单个的8密耳聚丙烯袋中获得电解质隔离。所述电池在壁结构上串联焊接。即，单个电池的电极接头在聚乙烯袋顶部上方串联焊接。为了防止电解质从所述袋顶部泄漏，但是允许气体逸出，高憎水性的、透气的、可热密封的薄膜材料叠层在每个聚乙烯袋顶部。用三个热密封线给出强度并保证所述袋顶部周围的密封。把第二个阻隔体在接头区域上插入，来防止电解质爬升并到达电极的镍接头上。把聚乙烯管开槽并插入到接头焊接区域上，使得夹在所述互连区域周围的袋的顶部。所述管充满环氧树脂来彻底密封接头区域和袋区域顶部。
通过注射器向每个电池中加入电解质，并浸泡所述隔膜和极板。所述电池组然后抽真空，使KOH进一步进入电极的空隙区域内。在最后加入KOH之后，把憎水热密封薄膜的卷插在每个电池顶部作为阻止层，减少电解质的涌出或视线(line of sight)喷溅。
把所述电池组密封焊接并安装隔膜通气孔。然后，把电池组加压到1650磅，并在60℃热处理3天。在热处理后，把压力降低到50psi，并且用标准的电池充电形成过程制造所述电池组。
根据上述制备方法，建立两个三电池电池组，在形成后，多电池、单外壳电池组的开路电压超过4V，表示三个电池串联。所述电池组在C/3放电到每个电池为2.7V或0.9V，然后进一步在C/10放电到每个电池0.9V或0.3V。放电曲线类似于中点电压为3.67V的NiMH电池的放电曲线，三倍于单个对比电池的1.22V的中点电压。放电容量为29-30Ah，与30Ah的设计容量很好地一致。因此性能类似于三个串联的30Ah电池的放电。在两个电池组中，所有三个电池一起作用，并且充电状态在电池之间良好平衡。重要的是注意，所述放电曲线表明没有表示失去平衡电池的第二个平台。比能量略低于可对比的单个电池，主要因为在三个电池中由于设计细节的原因而化学计量比较高。
三电池外壳电池组的交流阻抗为5.2毫欧姆，而对比电池的为0.7毫欧姆。理论上，每个90Ah电池的阻抗应该略微超过100Ah对比电池的3倍。因为每个多电池外壳中的三个电池是串联的，三电池外壳电池组应该是对比电池的3×3=9倍，或者9×0.7=6.3毫欧姆。实际阻抗略低于5.2毫欧姆。表明对于这种设计，应该预期具有优异的功率性能。
用脉冲功率试验获得的比功率性能在50％DOD为194-207W/kg，在80％DOD为163-180W/kg。该功率性能可以与对比电池在50％DOD为190W/kg和在80％DOD为160W/kg的观察值相比，并且略高于所述观察值。
在开路静置试验之前和之后的放电曲线呈现没有表明失去平衡电池的第二个平台的光滑放电曲线。自放电速度在48小时以上为7-12％。如果在电池之间的电解质连通提供短路，在自放电后预计会出现状态改变的不均衡。这表明在电池之间的良好电隔离。
多电池外壳电池组在形成、调节、微循环和试验过程中经过几十次充放电循环。在这些循环中容量正常显现，没有由于电解质短路而失效的迹象。
随着第一套多电池电池组的成功，本发明人考虑了新的概念，来改进基本概念。所用的重要技术之一是所谓“通过壁”的电池连接。用“通过壁”直接焊接在内部带上的相互连接带代替成本高的接线端。使用标准的盖和通气孔组合件来制造金属/塑料叠层部件，办法是在传统的接线端孔上使用环氧树脂粘合的复合酚醛树脂玻璃隔板的夹层材料。
以前的电池有顶部开口的袋，使用“在壁上”的连接。以前这些电池工作得非常好，但是，从外壳到接线端存在有可以测量出的电导率，电池之一比其它电池的自放电略高。在制造两个以上的电池组时(工艺变量减少)，这种不一致性可以得到良好的控制，但是，作为一种改进，我们认为，重要的是完全把每个电池在电化学上密封在完全与所有电子组部件分开的袋中。只有用实用的“通过壁”连接和密封，这才是可能的。
实施例2
把3-电池电池组组装在单一的不锈钢壳中。每个电池由插入独立的聚丙烯袋的电极叠层组成。每个电池中的电解质通过聚乙烯袋隔开，引入在每个电池顶部热封的气体薄膜亚组件。设计气体薄膜亚组件，使其气体扩散表面积为50平方厘米或更大。每个组件通过把薄膜材料热封到聚乙烯板上并形成插入所述电池的电极片来制造。所述3-电池电池组共用一个单一的外壳，单一的排气口，和一套铜/镍叠层箔接线端。在所述外壳内的电池间连接通过把预先焊接的0.005”Ni箔接头材料制成的微型电极通过所述袋焊接并用EPDM橡胶垫圈密封来制造。外部电池以相同的方式通过所述盖焊接到层叠的箔接线端上。
组装电极叠层并插入聚乙烯标准袋中，所述标准袋在与接头对中的区域冲0.25”的孔。把所述袋与相邻的电池对齐，所述孔与正负接头对中。把微型电极(button)推过EPDM垫圈并放在袋壁之间。然后把正接头叠层、微型电极、袋、EPDM垫圈、袋、和负接头叠层的这种组合件，电阻焊接成最多0.07毫欧姆的连接。三电池叠层的最终连接从经带有EPDM橡胶垫圈的袋壁的接头，到0.005”交替Ni/Cu带叠层到所述盖子。然后，使用类似构造的Ni微型电极，这种带经过壁焊接到电池内连接体外面，调节所述微型电极使其适合于更厚的电池盖连接。复合电池盖用层压在标准不锈钢盖的里面和外面的标准酚醛树脂玻璃电路板材料制造。通过切割配合在所述电池盖内的升高的正方形区域(标准接线端孔所处的位置)两面的两个正方形电路板完成该步骤。在孔周围的区域完全用环氧树脂密封并钻一个0.25”的孔。把正负电池带的“通过壁”焊接，变成电池组“标志”或外部接线端。在所述“标志”接线端底部周围放一个环，锁定位置作为挡料圈，用环氧树脂淹没直到覆盖所述焊接区域。
每个电极叠层含有6个正极和7个M-108大小的负极。正极由粘在泡沫镍基质上的商用氢氧化镍粉末组成。正极为31密耳厚，每个重量约18克。每个电池的设计容量约18.9h。负极含有在铜基质上的MF-139Z。负极为14密耳厚，每个重量约13.5克。电池的设计负容量约28.1Ah，获得1.49的设计化学计量比。在正极和负极周围使用薄的(30克/平方米)的隔膜。每个电池的电解质填充体积为2.0g/Ah×19Ah=38g的30重量％的KOH。
把单个电池封装在单个的8密耳塑料袋中获得电解质隔离。使用高度憎水热封薄膜作为气体扩散阻隔层。把所述薄膜密封到所述袋上，并引入一系列气体通道，使气体通道从电池通到共用的压力容器。
通过注射器向每个次级电池中加入电解质，并使其浸泡所述隔膜和极板。所述电池组然后抽真空，使KOH进一步进入电极的空隙区域内。在最后加入KOH之后，热封每个电池的填充孔，TIG焊接电池组，并安装弹簧排气阀。然后，把电池组加压到800磅，并在60℃热处理3天。在热处理后，把压力降低到50psi，并且用标准的电池充电形成过程制造所述电池组。
在形成后，多电池、单外壳电池组的开路电压超过4V，表示三个电池串联。所述电池组在C/3放电到每个电池为2.7V或0.9V。放电曲线比得上中点电压为3.74V的标准曲线。电池组的容量为18.9Ah，与19Ah的设计容量很一致。由于所述电池组的非优化设计，能量密度低于可对比的对比电池。为新的气体薄膜提供位置，有明显的死体积和过多的重量。
与对比复合电池的0.37毫欧姆相比，所述电池组的交流阻抗为4.8毫欧姆。理论上，每个18Ah的电池的阻抗应该是60Ah对比电池的3倍。因为在所述外壳内的三个电池串联，总的阻抗应该是对比电池的3×3=9倍，或者9×0.37=3.33毫欧姆。实际上，阻抗还是每个电池内的电极数量的函数。复合对比电池有24个电极对，而多接点电池组只有18个电极对。因此，总的阻抗应该是3.33×24/18=4.44毫欧姆。对于总功率的其它贡献是在电池设计中。建立了试验设计来观察新的设计特征，如通过壁焊接和气体薄膜分隔。
虽然阻抗较高，但是，实际功率性能表明每个电极对的功率增大。相关功率试验所得的性能在50％DOD为290W/kg，在80％为233W/kg。对比电池表现出在50％DOD为312W/kg，在80％DOD为236W/kg。功率性能总结于表4中。
三电池壳电池组经过48小时的开路静置试验。在开路之前和之后的放电曲线呈现光滑的放电曲线。自放电速度为9.6％，这比得上对比电池用MF-139z合金的9％左右。每个电池相互之间电化学隔离，所以没有通过电解质的短路电流产生的充电不均衡。
所述三电池外壳在形成、调节、微循环和试验过程中经过60多次充放电循环。在这些循环中容量正常显现，没有由于电解质从电池中泄漏而产生的硬件或其它失效的迹象。
在组装过程中，有可能在用于电池封装袋的聚乙烯材料上冲孔。通过使用可热封且具有提高的抗穿孔能力的新型袋材料，可以避免这一问题。一些新型包装袋材料和聚氨酯薄膜已经设计用抗穿孔能力作为其主要的功能判据。这些新材料估计应该作为目前所用的软聚乙烯的替代品。
除了实施例1和实施例2中所述的多电池整体电池组以外，本文公开的是多电池整体电池组的另一个实施例，它包括多个布置在单一的电池组外壳内的多个电化学电池。在该实施例中，整体电池组包括独特设计的电池组外壳，本文称为“整体外壳”。所述整体外壳优选的是用塑料材料制成。所述塑料材料优选的是一种抗电解质腐蚀的材料。所述整体外壳有四个整体形成的侧壁、一个整体形成的底座和上盖。
所述整体外壳包括多个独立封装，其中安置电化学电池，使得每个电池的电解质与其它电池隔开，而来自这些每个电池的气体从所述封装进入所述整体电池组外壳中。(所以，来自每个单独的电池的气体共用在所述电池组外壳内的一个共用压力容器)。所述整体外壳还包括多个相互连通的冷却剂通道。所述冷却剂通道布置在电化学电池中的至少两个之间并与它们热连接。冷却剂流过冷却通道。
冷却剂通道可以通过位于整体底座的底部内的“底部冷却剂通道”流体互连。底部冷却剂通道可以整体在底座的底部形成。
所述整体外壳的一个实施方案表示于图3a和3b。图3a表示具有底座103和盖104的整体外壳。图3b表示没有盖的底座103。如图3b所示，底座包括两个面，两个端部和一个底。所示的特定整体电池组外壳可以适用于柱型电化学电池。设计整体电池组外壳的端部，使得电化学电池在压缩条件下保持在所述外壳内，以便减小所述电池组外壳的膨胀。如图3b所示，所述端部可以成形为矩形蜂窝。把隔板放入所述整体内部，形成每个电化学电池的独立封装。通过两个隔板或者在一个隔板和一个侧壁之间形成封装。所述整体底座内部分成电池室105。每个电池室105装一个单个的电化学电池。注意，电池组的电解质不能通过一个电池室到任何其它的电池室中。然而，电池组的气体可以通过一个电池室到另一个电池室中。
所述隔板可以是“固定的”或者“可插入的”。固定的隔板典型的是在制造过程中集成在底座上，但不能去掉。插入式隔板可以在底座制造后放入底座内。它们在插入后可以去掉。优选的是，本发明的整体电池组外壳有至少一个插入式隔板。具体地，本发明的一个实施方案是具有至少一个插入式隔板的塑料整体柱型电池组外壳。这种插入式隔板可以用于布置在整体外壳的任意两面之间，以便与所述外壳的壁或与固定隔板或与其它插入式隔板配合，形成用于一个或多个电化学电池的封装。
注意，可以制造插入式隔板，以便与任意一个相邻的壁或相邻的隔板(固定的或插入式的)“配合”，使得放在两个隔板之间的电化学电池有基本均匀的压缩。例如，可以制造插入式隔板，补偿与底座整体制造的固定部分或壁的“倾斜角”。(底座内的“倾斜角”在制造上是要求的，以便使底座可以与模子分开)。可以使插入式隔板以与固定隔板或壁相反的方式形成锥度。这导致在电化学电池表面上得更均匀的压缩。
隔板可以是分隔隔板或冷却剂隔板。分隔隔板用于把外壳分成更小的区域，形成上述封装。冷却剂隔板，除了形成封装以外，还用来冷却电化学电池。
优选的是，分隔隔板整体形成在整体底座上，并且是“固定的”，而冷却剂隔板是“插入式的”。然而，所有的隔板都是插入式的也是可能的，从而允许整体外壳设计有更大的灵活性。
在图3b所示的实施方案中，分隔隔板107是固定的，而冷却剂隔板109是插入式的。因为冷却剂隔板可以在底座制造后插入，所以可以使冷却剂隔板的壁更薄，从而提供更大的冷却能力。同时，由于冷却剂隔板是插入式的，所以，它们可以用来提供电化学电池的基本均匀的压缩(如上所述)。
每一个冷却剂隔板109包括一个冷却剂通道系统，它优选的是整体形成在冷却剂隔板上。冷却剂通道更优选的是整体形成在冷却剂隔板内部。冷却剂隔板布置在电化学电池之间并与其热连接。每一个冷却剂隔板的冷却剂通道与其它冷却剂隔板的冷却剂通道流体相连，因此形成能携带冷却电化学电池的冷却剂的整体冷却系统。
冷却剂通过位于整体底座底部(本文称为“底座底”)的相应的隔板进口和相应的隔板出口进入并流出每一个冷却剂隔板。图4表示底座底的实施方案。
参考图4，冷却剂通过图3所室的进口管入口120a进入整体底座，并通过也表示于图3的进口管120到达外壳底部。冷却剂通过进口管120传送，在外壳底部115排出进口管的出口120b。冷却剂被引导到第一个隔板进口151a。冷却剂进入第一个隔板进口151a，通过第一个冷却剂隔板循环，并通过第一个隔板出口151b排出第一个冷却剂隔板。在排出第一个隔板出口151b以后，冷却剂通过底部冷却剂通道131被引导到第二个隔板进口152a，在这里冷却剂通过第二个冷却剂隔板循环并排出第二个隔板出口152b。在排出第二个隔板出口152b之后，冷却剂通过底部冷却剂通道132被引导到第三个隔板进口153a，在这里进入第三个冷却剂隔板，并排出第三个隔板出口153b。对于其它隔板进口和出口154a,b和155a,b和其它底部冷却剂通道133和134，该过程被重复。在冷却剂排出最后一个隔板出口155b之后，它被引导到排出管出口160，通过排出管带走。引入管120和排出管160是冷却剂引入和排出装置的实例。
注意，通过隔板进口和出口提供的开口有助于整体底座的制造，因为所述外壳优选的是通过注射成型法制造。所述开口使得模腔加工在制造过程中具有更大的稳定性，提供更紧密的尺寸公差，因此有助于电池组组装。它还为插入到所述开口的冷却剂隔板提供了优异的密封表面。
注意，可以用许多不同的方式使冷却剂通过在冷却剂隔板的每一个循环。循环方案的一个实例是使冷却剂在通过隔板开口进入冷却剂隔板之后，在冷却剂隔板的一侧向上，越过隔板顶部，在隔板另一侧向下(然后通过隔板出口排出)。循环路径的类型表示于图5。图5表示放在隔板进口151a和冷却剂出口151b上的冷却剂109。箭头表示冷却剂的一般路径。
这是“闭路”方案的实例。可以在每个电池之间或以规则的间隔，如在每两个或每三个电池之间使用闭路电池间冷却。冷却剂可以以弯曲的方式在电池之间或围绕电池水平通过，或者以“半螺旋形”路径通过冷却剂隔板的中空壁垂直向上或向下通过电池，然后，通过在电池之下或之上的通道。另外，可以在垂直或水平的方向上在电池之间的壁上成型出空气流动路径。
从图4可以看出，一个冷却剂隔板的隔板出口与另一个冷却剂隔板的隔板进口流体连接。在图4所示的特定连接方案中，底部冷却剂通道输送冷却剂，使其必须进入并排出第一个隔板，然后进入第二个，依此类推。这是一种“串联”连接。其它输送方案也是可能的。例如，可以引入冷却剂，使其基本同时进入所有的隔板。这是一种“并联”连接。
还应该注意的是，冷却剂可以是液体冷却剂或气体冷却剂。本文所用的“流体”是指液体或气体。液体冷却剂的实例是水或水/乙二醇混合物。气体冷却剂的一个实例是空气。
所述整体电池组外壳包括外壳盖。图6表示一种整体电池组外壳的上盖的一种实施方案的俯视图。参考图6，上盖104包括多个气体通道¨2。每个气体通道布置在各个电化学电池顶部。气体通道相互连通，使得来自每个电池的气体相连并通过相同的排气阀排出。
气体通道也被设计成防止电解质从所述封装之一输送到另一个封装中。通过引入通气憎水材料使得气体能够从所述封装中排出，但是电解质不能通过，可以做到这一点。所述憎水材料的气体扩散表面积足以抵偿过充电气体产生速度。每个12Ah电池可以为约5-50平方厘米。一般来说，憎水材料是允许电池组气体通过但是不允许电池组电解质通过的任何材料。材料的实例是包含有碳酸钙填料的聚乙烯的材料。其它的实例包括许多种毛巾材料。
在整体电池组中，每一个电化学电池包含至少一个正极和至少一个负极。所述电极包括连接到所述电极上用于把电能输入和输出所述电极的电流集电体接头。图7是整体电池组的侧视图。图7中所示的是已经放在一个单独的电池室184(即一个封装)中的正负极叠层182。多个电化学电池可以串联地电连接在一起。通过所述隔板电连接电流集电体接头，可以做到这一点。通过把所述电池之一的正极186a的电流集电体接头焊接到相邻电池的负极186b的电流集电体接头上，可以进行连接。该焊接可以通过电阻焊接在所述电极的电流集电体接头186a、186b之间的连接垫片进行。上面关于整体电池组的其它实施方案描述了连接垫片188。
通过所述隔板相互连接的区域可以密封，以防电池室(即封装之一)之一的电解质与另一个电池室(另一个封装)相通。通过使用聚合物垫片(如EPDM垫片)可以进行密封。互连区域密封还可以包括热焊接粘结剂或环氧树脂粘结剂。
一般来说，电化学电池可以是任何类型的电化学电池，所述电池可以是镍-金属氢化物电池，包含负极和正极，负极包括作为活性材料的储氢材料，正极包括氢氧化镍活性材料。
上面描述了用于柱状电池组的塑料整体电池组外壳。放在所述电池组外壳内的是多个单独的电连接的电化学电池。所述外壳有整体形成的侧面和底壁。而且，上面还讨论了“插入式”隔板。本文公开的是一种塑料整体柱状电池组外壳，包括至少一个插入式隔板。采用插入式隔板布置在所述电池组外壳的两个侧壁之间，以便与所述外壳的侧壁配合或者与另一隔板配合，形成电化学电池的一个或多个的封装。
插入式隔板可以包括用于流体冷却剂的整体形成的冷却剂通道。冷却剂表面可以内部集成在插入式隔板之内。冷却剂通道可以在隔板表面内部形成。
插入式隔板可以具有相对的平面表面，使电化学电池与其相邻。在隔板布置在所述外壳内时，柱状整体电池组外壳的侧壁和隔板表面配合，基本均匀地压缩位于其中的电化学电池。
本文还公开了一种流体冷却的、塑料电池组外壳，其中，改进包括使冷却剂从塑料外壳底部的冷却剂通道向上通过冷却至少一个电化学电池的一个表面的一部分的冷却剂通道，越过所述表面，向下通过冷却所述至少一个电池的一个表面的其余部分，向外到达所述塑料外壳底部的另一个冷却剂通道。
本文还公开了一种高容量、高能量电池组组件，包括多个单独的柱状电化学电池，封装在一个外壳内。至少两套两个电池并联电连接，每套并联连接的电池相互之间串联电连接。柱状电池侧面的高表面积可以使相互之间紧密热连接，以防止在所述组件充电过程中的热失控。
虽然已经结合特定的实施方案描述了本发明，熟悉该领域的技术人员将会理解，可以进行修改和改变而不离开本发明的范围和精神。预计这些修改和改变在所述权利要求的范围内。

Claims (63)

1．一种多电池、整体电池组，包括：
一种电池组外壳；和
多个电化学电池，所述多个电连接的电池布置在所述电池组外壳内，每个电化学电池包括：
a)至少一个正极；
b)至少一个负极；
c)隔板，电隔离所述正极和负极，但是允许离子在所述正极和负极之间传送；
d)包围并润湿所述电极和所述隔板的电解质；和
e)一种包围并封装所述电极、所述隔板和所述电解质的封装，所述封装有一个开口，其尺寸允许气体和电解质通过；所述开口还包括憎水装置，来隔离每个电池的电解质，同时允许每个单独的电池产生的气体可以从该电池的封装排出。
2．根据权利要求1的多电池、整体电池组，其中，所述电池组外壳还包括：
一个底座；
一个外壳盖；和电池组接线端，所述电池组接线端提供到所述电池组外壳内的所述内连的电化学电池的电连接。
3．根据权利要求2的多电池、整体电池组，其中，所述电池组接线端包括一种金属箔材料，通过所述外壳盖电连接到所述电池组内的所述内连的电化学电池。
4．根据权利要求3的多电池、整体电池组，其中，所述金属箔材料包括铜/镍叠层箔材料。
5．根据权利要求2的多电池、整体电池组，其中，所述电池组外壳用塑料制成。
6．根据权利要求2的多电池、整体电池组，其中，所述电池组外壳用不锈钢制成。
7．根据权利要求1的多电池、整体电池组，其中，所述电化学电池是镍金属氢化物电池。
8．根据权利要求7的多电池、整体电池组，其中，每个电池的负极包括储氢活性材料，每个电池的正极包括氢氧化镍活性材料。
9．根据权利要求6的多电池、整体电池组，其中，所述电池盖还包括不导电材料，来隔离所述电池组接线端与所述不锈钢外壳。
10．根据权利要求9的多电池、整体电池组，其中，所述不导电材料包括酚醛树脂玻璃材料，所述酚醛树脂玻璃材料通过粘结剂连接到所述外壳盖上。
11．根据权利要求1的多电池、整体电池组，其中，所述封装用不导电聚合物材料形成，所述不导电聚合物材料对电池组的电化学环境是惰性的。
12．根据权利要求11的多电池、整体电池组，其中，所述不导电聚合物材料包括聚丙烯。
13．根据权利要求12的多电池、整体电池组，其中，所述多个电化学电池的每一个包括多个正极和多个负极，每个封装包括一个开口，所述气体可以从所述开口排出，但是防止了电解质从所述开口通过。
14．根据权利要求1的多电池、整体电池组，其中，所述正极和负极包括连接到其上的用于把电能输入和输出所述电极的电流集电体接头。
15．根据权利要求14的多电池、整体电池组，其中，所述多个电化学电池通过其外壳通过所述电流集电体接头串联电连接。
16．根据权利要求15的多电池、整体电池组，其中，所述多个电化学电池通过把一个电池的正极的电流集电体接头焊接到相邻电池的负极上，通过其外壳通过所述电流集电体接头串联电连接。
17．根据权利要求16的多电池、整体电池组，其中，所述焊接通过电阻焊接在所述电极的电流集电体接头之间的一个连接垫片进行。
18．根据权利要求17的多电池、整体电池组，其中，所述连接垫片包括一种或多种选自由镍、铜、镍合金、铜合金组成的组中的材料。
19．根据权利要求18的多电池、整体电池组，其中，所述连接垫片包括一种或多种选自由镍和镍合金组成的组中的材料。
20．根据权利要求17的多电池、整体电池组，其中，所述连接垫片包括由镍包围的铜中心部分。
21．根据权利要求17的多电池、整体电池组，其中，所述连接垫片包括沿其长度用镍线包裹的铜圆柱。
22．根据权利要求1的多电池、整体电池组，其中，所述憎水装置是一种憎水材料，使得气体可以从所述封装排出，但是电解质不能。
23．根据权利要求22的多电池、整体电池组，其中，所述憎水材料的气体扩散表面积为每12Ah电池容量在约5-50平方厘米之间。
24．根据权利要求22的多电池、整体电池组，其中，所述憎水材料包含带有碳酸钙复合填料的聚乙烯。
25．根据权利要求1的多电池、整体电池组，其中，所述电池的每一个还包括一种位于所述封装的连接区域的密封，以防止在所述封装中的电解质进入相邻的内连的电池的封装中。
26．根据权利要求25的多电池、整体电池组，其中，所述密封包括一个聚合物垫圈。
27．根据权利要求26的多电池、整体电池组，其中，所述聚合物垫圈是一种EPDM橡胶垫圈。
28．根据权利要求25的多电池、整体电池组，其中，所述密封选自由热熔化粘合剂和环氧树脂粘合剂组成的组中。
29．一种多电池、塑料整体电池组，所述电池组包括：
一种具有四个整体形成的侧壁的电池组外壳，一种整体形成的底座，和一个上盖；和
多个布置在所述电池组外壳内的电连接的电化学电池，所述多个电化学电池的每一个包括：
a)至少一个正极；
b)至少一个负极；
c)隔板，电隔离所述正极和负极，但是允许离子在所述正极和负极之间的传送；和
d)包围并润湿所述电极和所述隔板的电解质；
所述电池组外壳包括：
多个单独的封装，其中有效地布置电池，使得所述电池的每一个的电解质与所有其它所述电池隔开，同时，来自所述电池的每一个的气体从所述封装排出到所述电池组外壳中；和
多个内连的冷却剂通道，所述冷却剂通道布置在所述电化学电池的至少两个之间并与其热连接，冷却剂流过所述冷却剂通道。
30．根据权利要求29的多电池、整体电池组，其中，所述冷却剂通道通过位于所述底座底部的底部冷却剂通道相互连接。
31．根据权利要求30的多电池、整体电池组，其中，还包括插在所述电池之间的冷却剂隔板，所述冷却剂隔板具有在其中整体形成的冷却剂通道。
32．根据权利要求31的多电池、整体电池组，其中，
所述冷却剂通过位于所述底座底部的冷却剂入口进入所述冷却剂隔板的每一个中；
所述冷却剂通过位于所述底座底部的冷却剂出口排出所述冷却剂隔板的每一个；和
所述冷却剂流入所述冷却剂入口，沿所述冷却剂隔板的一侧向上，越过所述冷却剂隔板顶部，沿所述冷却剂隔板的另一侧向下并排出所述冷却剂出口。
33．根据权利要求29的多电池、整体电池组，其中，所述底座还包括冷却剂入口装置和冷却剂出口装置。
34．根据权利要求29的多电池、整体电池组，其中，所述外壳盖包括多个气体通道，每一个布置在所述多电池整体电池组的单个电池顶部。
35．根据权利要求34的多电池、整体电池组，其中，所述气体通道相互连通，使得来自每个电池的气体聚集起来并通过单一的排气阀排出，所述气体通道还被设计成防止电解质从一个封装与另一个封装连通。
36．根据权利要求35的多电池、整体电池组，其中，通过引入透气性憎水材料使得气体可以从所述封装排出，但是电解质不能通过，使得所述气体通道能防止电解质从一个封装与另一个封装连通。
37．根据权利要求36的多电池、整体电池组，其中，所述憎水材料的气体扩散表面积在每12Ah电池容量约5-50平方厘米之间。
38．根据权利要求37的多电池、整体电池组，其中，所述憎水材料包括带有碳酸钙填料的聚乙烯。
39．根据权利要求29的多电池、整体电池组，其中，所述正极和负极包括电流集电体接头，连接到所述电极上，用于把电能输入和输出所述电极。
40．根据权利要求39的多电池、整体电池组，其中，我束多个电化学电池通过所述多个包围每个电池的独立封装的塑料壁通过所述电流集电体接头串联电连接，所述相互连接包括一种密封，以防止电解质从一个封装与另一个封装相通。
41．根据权利要求40的多电池、整体电池组，其中，所述多个电化学电池通过把一个电池正极的电流集电体接头焊接到相邻电池的负极上，通过其封装通过所述电流集电体接头串联相互连接。
42．根据权利要求41的多电池、整体电池组，其中，所述焊接通过电阻焊接在所述电极的电流集电体接头之间的一个连接垫片进行。
43．根据权利要求42的多电池、整体电池组，其中，所述连接垫片包括一种或多种选自由镍、铜、镍合金、铜合金组成的组中的材料。
44．根据权利要求43的多电池、整体电池组，其中，所述连接垫片包括一种或多种选自由镍和镍合金组成的组中的材料。
45．根据权利要求42的多电池、整体电池组，其中，所述连接垫片包括由镍包围的铜中心部分。
46．根据权利要求42的多电池、整体电池组，其中，所述连接垫片包括沿其长度用镍线包裹的铜圆柱。
47．根据权利要求40的多电池、整体电池组，其中，所述密封包括一个聚合物垫圈。
48．根据权利要求47的多电池、整体电池组，其中，所述聚合物垫圈是一种EPDM橡胶垫圈。
49．根据权利要求48的多电池、整体电池组，其中，所述密封包括一种或多种选自由热熔化粘合剂和环氧树脂粘合剂组成的组中的元件。
50．根据权利要求29的多电池、整体电池组，其中，所述电化学电池是镍金属氢化物电池。
51．根据权利要求50的多电池、整体电池组，其中，每个电池的负极包括储氢活性材料，每个电池的正极包括氢氧化镍活性材料。
52．根据权利要求29的多电池、整体电池组，其中，电池组外壳包括两个侧面、两个端面和一个底面，设计所述端面，使得所述电化学电池在压缩条件下保持在所述外壳中，从而减小所述电池外壳的膨胀。
53．根据权利要求52的多电池、整体电池组，其中，所述端部成型成矩形蜂窝。
54．根据权利要求29的多电池、整体电池组，其中，所述冷却剂是空气。
55．根据权利要求29的多电池、整体电池组，其中，所述冷却剂是空气。
56．在包括多个电化学电池的流体冷却、塑料电池组外壳中，改进包括：
使冷却剂从所述塑料外壳底部的冷却剂通道向上通过冷却至少一个电化学电池的一个表面的一部分的冷却剂通道，越过所述表面，向下通过冷却所述至少一个电池的所述一个表面的其余部分的冷却剂通道，排出到所述塑料外壳底部的另一个冷却剂通道中。
57．一种包括封装在一个外壳内的多个独立的柱状电化学电池的高容量、高能电池组组件，至少两套两个所述电池并联电连接，并且每套并联电池相互之间串联连接。
58．根据权利要求57的电池组组件，其中，所述电池的高表面积侧面相互之间紧密热连接，以防止在模组充电过程中的热失控。
59．根据权利要求57的电池组组件，其中，所述电池是镍金属氢化物。
60．在塑料整体柱状电池组外壳中，所述外壳具有其中电连接并有效布置的多个独立的电化学电池；所述外壳具有整体形成的侧面和底壁，改进包括：
使用至少一个插入式隔板有效布置在所述外壳的两个侧壁之间，以便与所述外壳的壁或其它隔板配合，形成一个或多个电池的封装。
61．根据权利要求61的电池组外壳，其中，所述至少一个隔板包括用于流体冷却剂的整体形成的冷却剂通道。
62．根据权利要求61的电池组外壳，其中，所述冷却剂通道在所述隔板表面内部形成。
63．根据权利要求58的电池组外壳，其中，所述至少一个隔板具有相对的平面表面，电化学电池与其相邻；当所述隔板有效布置在所述外壳内部时，所述外壳的侧壁和隔板表面配合，基本均匀地压缩位于其间的电化学电池。
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