CN1510778A

CN1510778A - 高电压动力型蓄电池

Info

Publication number: CN1510778A
Application number: CNA021585989A
Authority: CN
Inventors: 于耀庆; 于宾; 陈乃明
Original assignee: 于耀庆
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2004-07-07

Abstract

一种新颖的高电压动力型蓄电池，涉及动力型蓄电池的改进。采用单元封闭的办法，将若干个电池单元在一个蓄电池壳体内叠合一串连起来，形成高电压动力蓄电池。该电池可用于各种电动汽车及需要高压电源的设备。

Description

高电压动力型蓄电池

所属技术领域：

本发明涉及动力型蓄电池的改进。

背景技术：

为了提高电动汽车驱动电机的重量比功率和体积比功率，在选择电机的使用电压时，一般都选用高电压电机，U＝240-360V范围内，最高的已达488V。这样的电机有很多优点，在同等功率的情况下，电机的体积可以减小，电机的重量可以减小，电流可以减小，电路损耗可以减小。但是这种结构也带来一些新的矛盾，供电电压的提高，对蓄电池组来说，必须加大蓄电池串连的数量，以锂离子电池为例，当电池组总电压U＝360V时，串连的单体电池将达到100只，如果采用铅酸电池，则达到180个，镍氢电池则在300上。在这种串连电池组的长串中，只要有一个单体电池出现故障，整个电源全线停电，当然电动汽车也就停驶了。换另外一种说法，假如每个电池单元运行10万公里可能发生一次故障，这个水平应该是很高了。可是对电池组来讲，锂离子电池的故障发生率为1000Km，铅酸电池555.6Km，镍氢电池为333Km。如果以每天运行100Km计，电动车由于电池组发生故障的几率，锂离子电池是10天，铅酸电池为6天，镍氢电池为3天，显然这样的可靠性是难于适应市场要求的。此外，锂电池的使用已经非常普通，特别在信息产业内，几乎是无处不在，其安全性也从未受到挑战。但是随着在电动汽车上，作为动力电池使用时，蓄电池的容量加大了，安全性就显得非常突出，据资料介绍，我国正在试验的电动车中，因电池热失控而着火的电动车近30％，这对锂电池的应用是一个巨大的障碍。

发明内容：

本发明的目的是通过对动力蓄电池的改进，提高每一个蓄电池的电压，减小蓄电池的容量，从而减少电池组中串连电池的数量，使之提高电池组的可靠性，从而提高电动汽车的运行可靠性。更重要的为锂电池的过热及热失控找到一个解决的途径。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：

1、本发明所采用的结构是正负极同时存在于一个极板上，一面刷涂有正极涂层，另一面刷涂有负极涂层；

2、将涂有正负极涂层(活性物质)的极板镶嵌在用高分子基复合材料制作的极板框架内，并予以密封，然后按序排列；

3、在每个极板之间设置隔膜(隔板)，并注入电解液后，在极板框架部分予以密封，形成若干封闭的型腔(电池单元)。

本发明的有益效果是：

1、由于在每两个极板之间形成了带正负极、隔膜及电解液的封闭型腔，每个型腔就形成了一个电池分单元，而新的蓄电池是由若干个分单元叠合而成的。蓄电池的电压为单元电池电压之和，是一个高压电池。其电压

U＝(n-1)U₁

式中：U为蓄电池电压

n为极板数

U₁为不同类型的电池单元电压，其中锂离子电池为3.6V，铅酸电池为2V，镍氢电池为1.2V。由此，极板的叠加直接变成电压的叠加，而不再需要通过串连的方法来实现电源的高电压。

2、对于电动汽车来讲，电池组将不再是100只或100只以上电池单元的串连，而是为了加大电容量的并连。例如总容量需要100A·H，由5组20A.H的电池并连而成。在这样的电池组内即使损坏了一组或二组，可以将故障电池从电源系统中切断，整个电源系统仍然可以继续工作，电动汽车的运行可靠性将大为提高。

3、对于锂电池来讲，意义更为重大，充放电电流加大，必然引起电池发热，当电池过热引起隔膜收缩，导致极板短路，进而发展到热失控，必然引起燃烧或爆炸。减小电池容量，减小电池的充放电电流，就可以减小电池过热，减小热失控的可能，从而提高电池的可靠性。

4、电池单元的串连是通过极板叠合的方式来实现的，在电池内部电流密度很低，内阻很低，内部损耗也将减小。

附图说明：

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1为高电压动力蓄电池的示意图。

图中：1-蓄电池壳体；2-极板框架；3-极板；4-极板负极涂层；5-极板密封条；6-隔板；7-极板正极涂层；8-蓄电池负极极柱；9-蓄电池正极极柱；10-正极引进；11-定位块。

具体实施方式：

首先将极板的涂层进行改变，在极板的一面涂刷正极涂层(7)，另一面涂刷负极涂层(4)，并按设计的标准裁剪成规定的尺寸。然后将极板镶嵌到复合材料制作的极板框架(2)内，并用密封胶置于极板及框架间，形成极板密封条(5)，再将极板按顺序在本实施例中正极向上，置于蓄电池壳体内的定位块间，在两层极板间要设置隔板及电解液，在两层隔框内应加密封，使两层极板间形成封闭的空间--一个具有正极、负极及电解液的完整的电化学单元。每一个电池单元均与相邻的单元串连在一起。在本实施例中，顶端的极板只涂负极涂层，另一面銲有负极引线，最下面的极板只涂正极涂层，另一面銲有正极引线，最下层的电极与蓄电池正极极柱(9)以引线(10)相连接，顶端的极板与负极极柱(8)连接。由于极板采用的是导电的金属材料，所以串连在一起的单元，其电压是单元电压之和，而极板框架是用复合材料制成，本身具有较好的机械性能，可承受一定的外力，保证密封性能，高分子复合材料还具有绝缘及抗腐蚀的性能，可保证蓄电池的电学及化学稳定性。

Claims

1、一种高电压动力型蓄电池，其特征在于蓄电池是由若干个封闭的电池单元叠加而成的；

2、根据权利要求1所述的高电压动力型蓄电池，其特征是：极板两面的涂层是不相同的，一面是正极涂层，另一面是负极涂层；

3、根据权利要求1所述的高电压动力型蓄电池，其特征是：极板是镶嵌于复合材料制作的极板框架内，并采用密封胶条将极板与框架结合成具有防渗漏的整体；

4、根据权利要求1所述的高电压动力型蓄电池，其特征是：极板是按一定的顺序排列的，极板之间设置有隔板及电解液，两层极板框架之间都是进行密封，成为封闭的电池单元。