CN203660011U - 侧面极柱多电压镍氢电池模组 - Google Patents

Abstract

侧面极柱多电压镍氢电池模组，属于电池技术领域。包括固定在电池模组外壳（1）内的电芯（5），电池模组外壳（1）内腔竖直设置有多个隔板（2），将电池模组外壳（1）内腔隔断为多个相互密封的单体电池腔（3），各单体电池腔（3）内分别封装有一个电芯（5），隔板（2）上固定有导电柱（4），多个电芯（5）通过导电柱（4）相串联连接，位于电池模组外壳（1）两端的电芯（5）分别连接穿出电池模组外壳（1）的正极柱（6）与负极柱（7）。本实用新型通过导电柱串联各个电芯，使电芯在电池模组外壳内部直接连接，减小了电池模组的重量，具有容量比高、成本低、使用安全、寿命长等优点。

Description

侧面极柱多电压镍氢电池模组

技术领域

侧面极柱多电压镍氢电池模组，属于电池技术领域，具体涉及一种内部连接的侧面极柱多电压镍氢电池模组。

背景技术

传统的镍氢电池模组是将一定数量的单体电池通过连接板串联构成，每个单体电池都是一块完整的电池，都有正极柱和负极柱，由于镍氢电池充放电过程中热效应很大，对每个单体电池的密封要求都非常高，每个正极柱和负极柱与电池模组外壳体连接处都需要设置密封结构，正极柱、负极柱、螺母、密封结构造成电池模组的重量大、成本非常高，而且故障点多，任何一个单体电池漏液都可以造成整个电池模组的短路报废，连接板位于电池外侧，很容易发生短路，威胁整个电池模组甚至使用电池模组的设备的安全。

以往镍氢电池的极片都是将白边（未涂覆活性材料的镍带）设置在极片的上侧，每个极片对应焊接一个极耳（也称为集流片），然后通过极耳与集流体焊接，镍氢电池的极片普遍都是采用竖向的长方形，造成焊接的白边比较短，这样白边与集流体连接后，造成电池容易发热，同时由于是通过极耳与集流体连接，焊接工艺步骤多，更为重要的是增加了极耳这一中间载体，电流经过从极片经过极耳后再通过集流体，造成电阻增加，电池很容易发热，而且极耳与极片的白边经常出现电焊不牢固的现象，造成极片在电池的使用过程中与极耳脱落，直接造成电池容量下降，影响电池使用寿命，打破了电池模组中各电池间的平衡，降低电池模组的使用寿命。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种容量比大、成本低、使用安全、寿命长的侧面极柱多电压镍氢电池模组。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该侧面极柱多电压镍氢电池模组，包括固定在电池模组外壳内的电芯，电芯由正极片与负极片通过隔膜间隔叠加构成，其特征在于：所述电池模组外壳内腔竖直设置有多个隔板，将电池模组外壳内腔隔断为多个相互密封的单体电池腔，各单体电池腔内分别封装有一个电芯，隔板上固定有导电柱，多个电芯通过导电柱相串联连接，位于电池模组外壳两端的电芯分别连接穿出电池模组外壳的正极柱与负极柱。用一个整体的电池模组外壳封装多个电芯，减轻了电池模组外壳的重量，通过导电柱串联各个电芯，使电芯在电池模组外壳内部直接连接，节省了大量的极柱、螺母、连接板和密封胶圈等密封结构，减小了电池模组的重量，提高容量比，降低成本，而且在电池模组外壳内部连接，避免了短路的危险，使用安全。

所述正极片的正极白边与梳状的正极集流体直接焊接，负极片的负极白边与梳状的负极集流体直接焊接，正极柱与电池模组外壳左侧的电芯的正极集流体固定连接，负极柱与电池模组外壳右侧的电芯的负极集流体固定连接，其他正极集流体和负极集流体焊接在导电柱上。正极白边与正极集流体直接焊接，负极白边与负极集流体直接焊接，减少了极耳这一连接件，电流从极片直接通过集流体，电阻减小，电池不易发热，而现有镍氢电池采用极耳连接极片与集流体是导致电池发热的重要原因，是目前镍氢电池难以使用在电动汽车的原因；而且减少了极耳与极片点焊这一步骤，简化了加工工艺，降低制造成本，正极片与正极集流体、负极片与负极集流体连接更加牢固，电池使用寿命更长。

所述正极片与负极片为矩形，正极白边设置于正极片的左侧竖直边上，正极白边竖向贯穿正极片，正极集流体的梳齿与正极白边长度相同；负极白边设置于负极片的右侧竖直边上，负极白边竖向贯穿负极片，负极集流体的梳齿与负极白边长度相同。将正极白边和负极白边分别设置在竖直边上，使得正极白边与负极白边长度增加，电阻减小，减少电池发热，提高电池使用寿命，集流体的梳齿与白边长度相同，减小电阻，进一步减少电池发热。

所述正极柱连接在正极集流体的上端，负极柱连接在负极集流体的上端，正极柱与负极柱分别从电池模组外壳的上端面穿出。

所述正极柱连接在正极集流体的中部，负极柱连接在负极集流体的中部，正极柱与负极柱分别从电池模组外壳的两个竖直侧面穿出。将正极柱与负极柱设置在电池模组外壳的侧面，使电流向中部的正极柱或负极柱方向流动，极片上部和下部的电流路径长度相同，克服原有电池正极柱与负极柱设置在上方造成上部电流路径短，下部电流路径长，电池下部容易发热的问题。

所述导电柱的材质为铁。铁材质的导电柱便于与集流体焊接。

所述电池模组外壳与电池盖的材质为工程塑料或尼龙，电池盖上开设有多个注液口，注液口分别与各单体电池腔连通。工程塑料或尼龙材质的电池模组外壳防水性更好，在雨天、积水路段行驶时，电池模组外壳可以承受一定高度的水浸泡，使用安全，各个单体电池腔单独注液、补液。

所述电池盖下侧面开设有与电池模组外壳上部开口配合的密封凹槽，电池模组外壳上部插入密封凹槽内构成干井密封。通过密封凹槽使各单体电池腔相互独立，密封性好。

与现有技术相比，本实用新型侧面极柱多电压镍氢电池模组所具有的有益效果是：

1、容量比大、成本低，用一个整体的电池模组外壳封装多个电芯，减轻了电池模组外壳的重量，通过导电柱串联各个电芯，使电芯在电池模组外壳内部直接连接，节省了大量的极柱、螺母、连接板和密封胶圈等密封结构，减小了电池模组的重量，提高容量比，降低成本。

2、使用安全，在电池模组外壳内部通过导电柱连接，避免了短路的危险，使用安全。

3、电池不易发热，正极白边与正极集流体直接焊接，负极白边与负极集流体直接焊接，减少了极耳这一连接件，电流从极片直接通过集流体，电阻减小，电池不易发热，而现有镍氢电池采用极耳连接极片与集流体是导致电池发热的重要原因，是目前镍氢电池难以使用在电动汽车的原因；将正极白边和负极白边分别设置在竖直边上，使得正极白边与负极白边长度增加，电阻减小，减少电池发热，提高电池使用寿命。

4、减少了极耳与极片点焊这一步骤，简化了加工工艺，降低制造成本，正极片与正极集流体、负极片与负极集流体连接更加牢固，电池使用寿命更长。

附图说明

图1为实施例1中电池模组外壳的立体结构示意图。

图2为实施例1的剖视结构示意图。

图3为与正负极柱连接的集流体的立体结构示意图。

图4为电芯的横向剖视结构示意图。

图5为正极片的示意图。

图6为负极片的示意图。

图7为实施例2的剖视结构示意图。

其中：1、电池模组外壳  2、隔板  3、单体电池腔  4、导电柱  5、电芯  51、正极片  511、正极白边  52、负极片  521、负极白边  53、隔膜  6、正极柱  7、负极柱  8、正极集流体  9、负极集流体  10、电池盖  11、注液口  12、密封凹槽  13、左侧盖  14、右侧盖。

具体实施方式

图1~6是本实用新型侧面极柱多电压镍氢电池模组的最佳实施例，下面结合附图1~7对本实用新型做进一步说明。

实施例1，参照图1～2，侧面极柱多电压镍氢电池模组，包括电池模组外壳1和电芯5，电池模组外壳1上部开口固定有电池盖10，电池模组外壳1内腔竖直设置有四个隔板2，将电池模组外壳1内腔平均隔断为五个相互密封的单体电池腔3，各单体电池腔3内分别封装有一个电芯5，隔板2上固定有电连通相邻两单体电池腔3的导电柱4，相邻的两电芯5通过导电柱4串联，位于电池模组外壳1两侧的电芯5分别连接穿出电池模组外壳1的正极柱6与负极柱7。

导电柱4的材质为高纯度的铁，便于与集流体焊接，为增加导电柱4的耐腐蚀性，可以在导电柱4外侧进行镀镍处理，电池模组外壳1与电池盖10的材质为工程塑料或尼龙，工程塑料或尼龙材质的电池模组外壳1防水性更好，在雨天、积水路段行驶时，电池模组外壳1可以承受一定高度的水浸泡，使用安全，电池盖10上开设有多个注液口11，注液口11分别与各单体电池腔3连通，通过各注液口11各个单体电池腔3单独注液、补液，电池盖10下侧面开设有与电池模组外壳1上部开口配合的密封凹槽12，电池模组外壳1上部插入密封凹槽12内构成干井密封，密封性好，通过密封凹槽12使各单体电池腔3相互独立，防止一个单体电池腔3内的电芯5短路对其他电芯5造成影响。

参照图2～3，正极柱6与负极柱7设置在电池模组外壳1的上侧面，电池模组外壳1左侧电芯5的正极集流体8、电池模组外壳1左侧电芯5的负极集流体9结构采用倒置的L形，竖直部为梳状，水平部为位于电芯5上方的梯形结构，正极柱6竖直固定在正极集流体8的水平部上端面，负极柱7竖直固定在负极集流体9的水平部上端面。正极集流体8的梳齿与正极白边511长度相同，负极集流体9的梳齿与负极白边521长度相同，减小电阻，进一步减少电池发热。

参照图4～6，电芯5的正极片51和负极片52通过隔膜53间隔设置，正极片51与负极片52为矩形，正极白边511设置于正极片51的左侧竖直边上，正极白边511竖向贯穿正极片51；负极白边521设置于负极片52的右侧竖直边上，负极白边521竖向贯穿负极片52，正极片51的正极白边511与梳状的正极集流体8直接焊接，负极片52的负极白边521与梳状的负极集流体9直接焊接，具体为多组正极白边511分别插入梳妆正极集流体8各齿的间隙内，然后放置一条或多条焊丝，利用氩弧焊直接将正极白边511焊接在正极集流体8上，连接牢固，而且电阻小，负极白边521与负极集流体9采用相同的焊接方式。正极柱6与电池模组外壳1左侧的电芯5的正极集流体8固定连接，负极柱7与电池模组外壳1右侧的电芯5的负极集流体9固定连接，其他正极集流体8和负极集流体9焊接在导电柱4上。

制作过程：步骤1、正极片51与负极片52在拉浆过程中，将正极白边511设置在正极片51的左侧竖直边上，负极白边521设置在负极片52的右侧竖直边上。

步骤2、通过隔膜53，将正极片51与负极片52间隔叠加构成电芯5，正极白边511分组插入正极集流体8的各齿间隙内，并放置一根焊丝，利用氩弧焊将焊丝、正极白边511熔融，使正极白边511直接焊接在正极集流体8上；负极白边521与负极集流体9采用相同的焊接方式。

步骤3、将焊接有正极集流体8与负极集流体9的电芯5放入单体电池腔3内，其中电池模组外壳1两端的电芯5采用图3中所示的集流体，其他正极集流体8与负极集流体9分别与导电柱4焊接，将各电芯5串联，电池盖10固定在电池模组外壳1的上部开口，正极柱6、负极柱7伸出电池盖10上端面，并分别通过密封胶圈等密封机构进行密封，通过注液口11对各单体电池腔3进行注液，最后在注液口11处安装安全阀。

以上是本实用新型的最佳实施例，本实用新型还可以采用以下结构：

实施例2

参照图7，本实用新型还可以将正极柱6连接在正极集流体8的中部，负极柱7连接在负极集流体9的中部，正极柱6与负极柱7分别从电池模组外壳1的两个竖直侧面穿出。将正极柱6与负极柱7设置在电池模组外壳1的侧面，使电流向中部的正极柱6或负极柱7方向流动，极片上部和下部的电流路径长度相同，克服原有电池正极柱与负极柱设置在上方造成上部电流路径短，下部电流路径长，电池下部容易发热的问题，为便于组装，电池模组外壳1的两侧分别为左侧盖13和右侧盖14，左侧盖13与右侧盖14的底部和两侧分别开槽，将电池模组外壳1的两侧和底部插入左侧盖13和右侧盖14内，然后进行密封处理，这样电池模组外壳1两端的电芯5连接正极集流体8与负极集流体9后，便于正极柱6与负极柱7从左侧盖13和右侧盖14穿出，正极柱6与负极柱7分别通过密封胶圈等密封机构密封穿出左侧盖13与右侧盖14，防止漏液。其他结构同实施例1。

以上实施例在电池模组外壳1内设置四个隔板2，将电池模组外壳1内腔平均分为五个单体电池腔3，本实用新型还可以在电池模组外壳1内设置其他数量的隔板2。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种侧面极柱多电压镍氢电池模组，包括固定在电池模组外壳（1）内的电芯（5），电芯（5）由正极片（51）与负极片（52）通过隔膜（53）间隔叠加构成，其特征在于：所述电池模组外壳（1）内腔竖直设置有多个隔板（2），将电池模组外壳（1）内腔隔断为多个相互密封的单体电池腔（3），各单体电池腔（3）内分别封装有一个电芯（5），隔板（2）上固定有导电柱（4），多个电芯（5）通过导电柱（4）相串联连接，位于电池模组外壳（1）两端的电芯（5）分别连接穿出电池模组外壳（1）的正极柱（6）与负极柱（7）。

2.根据权利要求1所述的侧面极柱多电压镍氢电池模组，其特征在于：所述正极片（51）的正极白边（511）与梳状的正极集流体（8）直接焊接，负极片（52）的负极白边（521）与梳状的负极集流体（9）直接焊接，正极柱（6）与电池模组外壳（1）左侧的电芯（5）的正极集流体（8）固定连接，负极柱（7）与电池模组外壳（1）右侧的电芯（5）的负极集流体（9）固定连接，其他正极集流体（8）和负极集流体（9）焊接在导电柱（4）上。

3.根据权利要求2所述的侧面极柱多电压镍氢电池模组，其特征在于：所述正极片（51）与负极片（52）为矩形，正极白边（511）设置于正极片（51）的左侧竖直边上，正极白边（511）竖向贯穿正极片（51），正极集流体（8）的梳齿与正极白边（511）长度相同；负极白边（521）设置于负极片（52）的右侧竖直边上，负极白边（521）竖向贯穿负极片（52），负极集流体（9）的梳齿与负极白边（521）长度相同。

4.根据权利要求1所述的侧面极柱多电压镍氢电池模组，其特征在于：所述正极柱（6）连接在正极集流体（8）的上端，负极柱（7）连接在负极集流体（9）的上端，正极柱（6）与负极柱（7）分别从电池模组外壳（1）的上端面穿出。

5.根据权利要求1所述的侧面极柱多电压镍氢电池模组，其特征在于：所述正极柱（6）连接在正极集流体（8）的中部，负极柱（7）连接在负极集流体（9）的中部，正极柱（6）与负极柱（7）分别从电池模组外壳（1）的两个竖直侧面穿出。

6.根据权利要求1所述的侧面极柱多电压镍氢电池模组，其特征在于：所述导电柱（4）的材质为铁。

7.根据权利要求1所述的侧面极柱多电压镍氢电池模组，其特征在于：所述电池模组外壳（1）与电池盖（10）的材质为工程塑料或尼龙，电池盖（10）上开设有多个注液口（11），注液口（11）分别与各单体电池腔（3）连通。

8.根据权利要求1所述的侧面极柱多电压镍氢电池模组，其特征在于：所述电池盖（10）下侧面开设有与电池模组外壳（1）上部开口配合的密封凹槽（12），电池模组外壳（1）上部插入密封凹槽（12）内构成干井密封。

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