CN204067477U - 由经改进的正极引流片构筑的圆柱形电池的正极组合结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种由经改进的正极引流片构筑的圆柱形电池的正极组合结构，其特征在于改进后的环形的正极引流元件替代传统的正极引流元件，使集流面积的增加。本实用新型提供的正极组合结构，由于增加了正极引流结构的接触面积，即减小了电池内阻，提高了蓄电池的正极集流效果。

Description

由经改进的正极引流片构筑的圆柱形电池的正极组合结构

技术领域

本实用新型涉及一种提高集流效果的经改进的环形正极引流片及电池结构体，更确切地说本实用新型涉及提高圆柱型蓄电池正极集流效果的电池结构体。属于圆柱形电池的结构领域。 

背景技术

近几年来，在提倡低碳绿色环保的背景下，机动车辆排放的尾气所造成的大气污染已经成为一个世界性的难题。该难题的一种解决途径是以零排放的电力作为机动车辆的动力，如电动汽车、混合动力汽车，它们受到越来越多的关注和发展。因此车载的高容量及高输出蓄电池的开发也越来越被重视。 

而提高蓄电池输出的一种方法就是电池集流效果的改善，因此蓄电池集流结构的改进就显得越发重要。 

可是，目前被广泛使用的蓄电池，如氢镍电池、镍镉电池、锂离子电池及铅酸电池，都存在着单体电池的容量越大，其输出性能显著下降的情况。造成这种结果的原因很多，但是，其中最主要的一个原因是电池本身的集流效果下降、内阻较大所导致的。特别是在大电流充放电时，因电池产生的热量不能及时导出，整组电池就会在高温下工作，因而导致电池性能的迅速劣化；更为严重的是，如果电池组内部热量导出不均匀，就会使个别电池处于比同组中其它电池更高的环境温度下工作，从而易造成这部分电池过充或过放，性能过早衰退，从而导致整组电池性能降低和寿命缩短。为了减少电池组内部热量局部积聚和温度不均匀，人们不得不加大电池之间的排列间距，采取通风甚至通水等强制冷却措施，这样不仅增大了电池组的体积，更提高了设计难度和制造成本。 

传统的蓄电池结构如图1所示，所述的结构是采用金属壳的圆柱型蓄电池电池壳3为中空带底部的圆柱型，安全阀4是目前碱性密封蓄电池上普遍采用的一种安全阀，也就是正极端子2，安全阀4与电池壳3通过一 个塑胶材质的绝缘垫5来实现电气绝缘，同时起到密封作用。 

经查，日本松下电器产业株式会社的专利(ZL02145775.1)及三洋电机株式会社的专利(ZL02145739.5)均采用的是如附图1所示的传统结构，蓄电池高度越高，内部的集流越困难，本实用新型针对传统的蓄电池结构集流性能较差的问题，提出了能有效增加集流效果提高输出性能的蓄电池内部结构。所提供的蓄电池结构由于改善了正极集流效果，降低了电池内阻，从而提高了输出性能。 

实用新型内容

本实用新型就是为了解决上述问题而形成的，本实用新型的目的在于提供一种经改进的正极引流片以及圆柱形电池正极组合结构，以提高圆柱型蓄电池正极集流效果。 

为了达到上述目的，本实用新型拟通过一个环形的正极引流片替代传统的正极引流元件，由于环形的结构可以在比较大程度上增加正极引流片与正极端子的接触面积，相应的减小内阻，增加正极的引流效果，达到提高电池的性能的目的。 

本实用新型的电池的结构体包括：一个圆柱形电池壳体；一个放置在圆柱形电池壳体内的发电元件；一个将发电元件密封在电池壳腔内的圆形正极端子，正极端子可将发电元件产生的电流导出并装有保证电池在意外情况下不破裂、不爆炸的安全装置。 

上述发电元件的正极通过环形正极引流片与正极端子相连，发电元件的负极通过负极引流片与负极端子相连。 

所述的每个发电单元是由薄片状正极、负极、隔膜及电解质和引流元件构成，正极和负极分别处于隔膜的两侧并被隔膜隔开。电解质可以是液态的,或凝胶状的分布在正极、负极和隔膜中并被电池壳体收容，并与正极、负极和隔膜一起密封在电池中；当电解质呈凝胶状时,它和隔膜结合在一起。 

虽然制备方法不属于实用新型保护范围，但为了清楚描述环形正极引流片的结构和作用，拟从圆形蓄电池的制造方法着手，对本实用新型涉及的正极引流片的结构和特征上的描述。 

本实用新型的蓄电池制造方法，包括： 

(1)制备圆柱电池壳体 

电池壳体可以由金属，如碱性蓄电池常用的镀镍碳钢、锂离子电池常用的铝、不锈钢等材料制成，也可以由树脂，如酸性蓄电池及碱性蓄电池常用的PP、PE、PPE、ABS、MBS等材料制成。 

当所述电池壳体为金属材料时，可以采用减薄拉伸等加工方法一次成型，也可以采用焊接的方法将壳壁和壳底连接在一起而成。 

(2)正极板和负极板的制作与传统的方法保持一致。首先把配好的正负极粉料加入胶水及纯洁水搅拌均匀，使用拉浆炉将搅拌好的正负极浆料涂覆在泡沫镍(正极)和镀镍钢带(负极)上，经烘干和压辊机的碾压，形成工艺要求的厚度，然后用裁片机裁出固定尺寸的正极板和负极板。 

(3)将正极板、负极板与隔膜一起，螺旋式地卷绕成极组，并且极组外径比圆柱形电池壳体的内径小0.1～0.5mm。 

(4)为步骤3制作的极组的正极和负极装配上引流元件。 

本实用新型采用的负极引流元件以及负极和传统的一样，保持不变，正极采用环形的引流片结构。 

(5)将步骤4组合好的发电元件装入电池壳体中，使负极集流片与电池壳体底座良好的接触，并用电阻焊焊接进行连接密封，随后加入电解液。 

(6)盖上正极端子，将正极端子与电池壳口通过塑胶材质的绝缘环机械密封在一起，把环形正极引流片与正极端子采用电阻焊焊接在一起，焊接要保证焊接牢固且不焊穿不漏气，起到密封的效果。 

本实用新型的，与现有的相同充放电容量的圆柱形电池相比，由于正极集流面积增大，使电池内阻降低，输出性能大幅度提高，从而可以避免使用过程中电池温度过高，改善电池组温度场的均一性，提升电池组的性能和可靠性，延长使用寿命。 

附图说明

图1是传统的蓄电池结构； 

图2是本实用新型的一种实施方式的内部结构； 

图3(1)为本实用新型改进前正极引流片的正视图，图3(2)为本实用新型改进前正极引流片的外观斜视图； 

图4(1)为本实用新型改进后环形正极引流片的正视图，图4(2)为本实用新型改进后环形正极引流片的外观斜视图； 

图5(1)为本实用新型改进前正极端子与正极引流片组合的正视图，图5(2)为本实用新型改进前正极端子与正极引流片组合的左视图； 

图6(1)为本实用新型改进后正极端子与环形正极引流片组合的正视图，图6(2)为本实用新型改进后正极端子与环形正极引流片组合的左视图； 

图7是本实用新型改进后正极组合结构。 

图中，1、蓄电池；2、正极端子；3、电池壳体；4、安全阀；5、绝缘环；6、正极引流条或正极引流元件；7、正极集流片；8、负极集流片；9、正极板；10、负极板；11、隔膜；12、环形正极引流片；13、负极引流片；14、电池柱状发电单元。 

具体实施方式

以下是根据特定的具体实例说明本实用新型的具体实施方式，熟悉本领域的技术人员可由以下实施例中所揭示的内容轻易地了解本实用新型的构造，优点与功效。 

本实用新型亦可藉由其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不悖离本创作之精神下进行各种修饰与变更。 

请参见图1－7，本实用新型采用金属壳的蓄电池1的外形同传统电池(图1)相同，顶部为正极端子2，电池壳3作为负极端。顶部还装配有一个安全阀4。安全阀4可以采用目前碱性密封蓄电池上普遍采用的一种安全阀，正极端子2通过塑胶材质的绝缘环5与电池壳3之间实现机械密封，同时也实现电气绝缘。 

蓄电池1的内部结构如图2，本实施例的蓄电池可以按以下步骤制作： 

(1)按传统的技术制作出正极板9、负极板10，将隔膜11放在正极板9和负极板10之间，一起卷绕成一个圆柱状极组，圆柱状极组的外径略小于电池壳的内径。 

(2)然后把负极集流片8与电池柱状发电单元体14的负极进行电阻焊结，然后把负极引流片13再用电阻焊焊接到负极集流片8上，正极集流片7与电池柱状发电单元体14的正极进行电阻焊结，然后再把类似于倒装的梯形结构的两个环形正极引流片12(如图7所示)焊接在正极集 流片7上面。也即图4(1)所示的两个环形正极引流片构成倒装梯形的底面焊接在正极集流片7上面，图7所示的倒装梯形的地面焊接在正极集流片7上面；倒置梯形的顶面与正极端子2焊接；采用机械方法通过绝缘环5使电池壳体与安全阀(4)密封。 

(3)将上述焊接好正极集流片7和负极集流片8的电池柱状发电单元体14装入电池壳3内，负极引流片13与电池壳体3的底座采用电阻焊接，使电池柱状发电单元14、负极集流片8、负极引流片13与电池壳体3连接在电池底座，环形正极引流片12与电池正极端子进行电阻焊接，使电池柱状发电单元14，正极集流片7，呈倒梯形的环形正极引流片12及正极端子2电阻焊焊接连接在一起。 

(4)注入电解液，盖上正极端子2，将正极端子2与电池壳口通过塑胶材质的绝缘环5机械密封在一起。 

(5)将制作好的电池采用与传统电池相同的方法用小电流完全充放电数次，对电池进行活化。 

参见图3(1)-6(2)，可以明显的看出改进的效果。在图3(1)中，改进前的正极引流片顶端为半圆形，当此半圆形的引流片与正极端子连接的时候接触面积大约是个半圆形，如图5(1)所示；改进后的正极引流片顶端为环形，如图4(1)所示，当此改进后的引流片与正极端子连接的时候接触面积大约是个环形，如图6(1)所示；由此，改进后的接触面积大约是改进前接触面积的两倍，可以在比较大的程度上增加正极引流片与正极端子的接触面积，增加正极的引流效果，相应地减小内阻，改善电池组温度场的均一性，提升电池组的性能和可靠性，延长使用寿命。 

本实施例制作的电池与相同的传统圆柱型电池相比，集流效果明显增加，输出性能明显提高。 

上述本实用新型的实施例仅例示性的说明了本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型，熟知本领域的技术人员应明白，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，对本实用新型所作的任何改变和改进都在本实用新型的范围内。本实用新型的权利保护范围，应如本申请的申请专利范围所界定的为准。 

Claims (3)

1.一种由经改进的正极引流片构筑的圆柱形电池的正极组合结构，所述经改进的正极引流片的顶端为环形，其特征在于由改进后的两个环形正极引流片(12)构成倒置的梯形，倒置的梯形的底面焊接在正极集流片(7)上面；倒置梯形的顶面与正极端子(2)焊接；采用机械方法通过绝缘环(5)使电池壳体与安全阀(4)密封。 

2.按权利要求1所述的结构，其特征在于正极集流片(7)、呈倒梯形的环形正极引流片(12)与正极端子(2)电阻焊焊接在一起。 

3.按权利要求1所述的结构，其特征在于经改进的引流片与正极端子连接时接触面积增加两倍。