CN208723036U - 具有快充功能的电容型镍氢动力电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有快充功能的电容型镍氢动力电池，涉及城市公交、电动叉车、纯电动乘用车的电源，属于新能源汽车领域。包括电芯，电芯外周设有电池壳，电芯上方设有上盖；电芯包括用磺化隔膜缠绕的正极板和负极板，正极板和负极板上方分别焊接镍极耳，镍极耳上方设有集流体，集流体底部开设焊接缝隙槽，镍极耳插接到焊接缝隙槽内焊接集流体，集流体上部焊接螺柱，螺柱贯穿上盖设置。安装密封圈，盖上上盖并封口，拧上泄气阀。通常地，电芯外包一层耐酸碱的绝缘层放到电池壳内。本实用新型充电电流大、充电时间短，实现了电池的快充、快放。

Description

具有快充功能的电容型镍氢动力电池

技术领域

本实用新型涉及一种具有快充功能的电容型镍氢动力电池，涉及城市公交、电动叉车、纯电动乘用车的电源，属于新能源汽车领域。

背景技术

目前市面上的新能源汽车所用的电池大部分为铅酸电池、锂电池、镍氢电池等。这些传统电池的充放电倍率很低，最高的仅有1C，它们具有充电电流小，充电时间长，效率低等特点。现有的电池应用到新能源汽车领域，充电时间长达4小时以上，有的甚至能达到 12小时，无法适应当今社会的高速发展。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有快充功能的电容型镍氢动力电池，充电电流大、充电时间短，实现了电池的快充、快放。

本实用新型所述的具有快充功能的电容型镍氢动力电池，包括电芯，电芯外周设有电池壳，电芯上方设有上盖；电芯包括用磺化隔膜缠绕的正极板和负极板，正极板和负极板上方分别焊接镍极耳，镍极耳上方设有集流体，集流体底部开设焊接缝隙槽，镍极耳插接到焊接缝隙槽内焊接集流体，集流体上部焊接螺柱，螺柱贯穿上盖设置。安装密封圈，盖上上盖并封口，拧上泄气阀。通常地，电芯外包一层耐酸碱的绝缘层放到电池壳内。

极耳采用镍材料制成镍极耳，导电性更好，比普通的镀镍极耳的导电性要高出50％，镍极耳与正极板的连接采用电阻焊焊接的方式，使它们之间的连接更可靠；镍极耳插接到缝隙槽内，镍极耳焊接集流体，连接可靠，有效截面积增大，导电率提高，实现了快充快放。

进一步优选地，集流体设为倒T型集流体，倒T型集流体底部开设焊接缝隙槽，倒T型集流体两侧开设通槽焊接缝隙槽。镍极耳穿过通槽焊接缝隙槽后，镍极耳与集流体连接更可靠，保证电池充放电时的有效截面积。

进一步优选地，倒T型集流体为铁倒T型集流体。

进一步优选地，集流体顶端面宽度小于螺柱底端面宽度。

进一步优选地，镍极耳和集流体采用氩弧满焊连接。镍极耳和集流体采用氩弧满焊连接的方式，让多片极耳放到集流体的焊接缝隙槽内，用氩弧焊对集流体和镍极耳进行满焊，这样就保证了电池充放电时的有效截面积。

进一步优选地，集流体和螺柱采用铜焊焊接。进一步优选地，螺柱为铜螺柱。铜螺柱和倒T型集流体采用铜焊焊接的方式连接，导电率瞬间高达1000A，真正的实现了极板的高倍率充放电。

进一步优选地，正极板上设有白边，白边焊接镍极耳。

机理分析：

能量是守恒的！电流、电压、时间与能量存在这样的关系：W＝U*I*t。在电池充电能量一定的前提下，若想减少充电时间，只有提高充电功率，即增加U*I项，考虑到车辆定型后，电池包的成组方式和总电压已经确定，也就说，只能不断增大充放电电流了，这就要求大电流的传输过程必须得可靠，所以充电线得足够粗，同时，电池本身得能承受住。充电线可以采用增加充电线截面积解决，那么重点需要解决的就是电池本身能够承受大电流。比如说，一个15kwh的电池包，动力电池额定电压假设150V，若想半小时充满电，则平均充电电流约为200A，若想15分钟充满，则平均充电电流约为400A。

以50AH的电池为例进行剖析，具体分析如下：

1、铜螺柱的直径为12mm，根据公式s＝πr²，其截面积为3.14*(12/2)²＝113.04平方毫米，铜的瞬间导电电流可达10-20A，我们以最低10A的电流来算，其导电电流也可达到1130.4A。

2、倒T型集流体最薄弱的尺寸为54*50*3，长*宽*厚，其导电面积为2700平方毫米，且熔深不低于2mm，假如说每平方毫米的导电电流为1A，故倒T型集流体的导电电流为2700A。

3、镍极耳的厚度为0.1mm，其导电尺寸为32*0.1mm，每节电池需要45片极耳，镍极耳的导电面积为32*0.1*45＝144平方毫米，由于镍极耳是多片组装焊接到一起的，我们取0.7的系数，导电面积为100.8平方毫米,瞬间导电电流可达1000A.

4、极板的导电白边宽度为70mm，厚度为0.15mm.45片极板，累计导电面积为472.5平方毫米。假如说每平方毫米能通过5A的电流，这只电池的极板将能通过2362.5A的电流。

由此可见，导电最薄弱的环节是极耳，极耳采用镍极耳，镍极耳与集流体连接结构改进后，瞬间导电能力也能达到1000A。也就是说，电池本身能够承受的电流提高到了1000A，也就缩短了电池充电、放电时间，提高了电池充电、放电效率。

而且，镍氢电池的特性就是快充快放，因此，能满足10-15C的充放电要求，瞬间可以达到20C。10C表示，比如说50AH的电池，充放电电流可达500A，瞬间电流能达到1000A。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过采用镍极耳，通过镍极耳插入集流体焊接缝隙槽后焊接，镍极耳导电性好，镍极耳与集流体连接可靠，而且，大大增加了电池充电、放电的有效截面积，增加了充电、放电电流，缩短了充电、放电时间，实现了快充快放；充放电的倍率高达10C；

采用电容型镍氢动力电池可以实现电池的快充、快放，应用到新能源汽车上，车辆充电更加高效、快捷，放电时，所能提供的电流更大，效率更高。

附图说明

图1是本实用新型的一实施例的结构示意图，

图2是图1的左视图，

图3是本实用新型的一实施例中极耳与螺柱连接结构示意图，

图4是本实用新型的一实施例中螺柱结构示意图，

图5是图4的左视图，

图6是本实用新型的一实施例中极耳结构示意图。

图中：1、电池壳 2、上盖 3、铜螺柱 4、电芯 5、绝缘层 6、铁倒T型集流体 7、镍极耳 8、正极板 9、白边。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案作进一步清楚、完整地描述：

实施例1

如图1～图2所示，本实用新型所述的具有快充功能的电容型镍氢动力电池，包括电芯4，电芯4外周设有电池壳1，电芯4上方设有上盖2；用磺化隔膜缠绕的正极板8和负极板，把正负极板放到叠片机上，用磺化隔膜缠绕，叠成电芯，电芯4外包一层耐酸碱的绝缘层5放到电池壳1内；正极板8和负极板上方分别焊接镍极耳7，镍极耳7上方设有集流体，集流体底部开设焊接缝隙槽，镍极耳分束后装到焊接缝隙槽内，镍极耳7插接到焊接缝隙槽内焊接集流体，集流体上部焊接螺柱，螺柱贯穿上盖2设置。是将叠好的电芯里的镍极耳，平均分配到焊接缝隙槽内，然后再用氩弧焊将镍极耳与集流体焊接到一起。

目前，现有的极耳是采用0.15mm后的铁片子经过冲压而成，其导电性差，内阻大，充放电时容易产生热量；极耳与螺柱在焊接时容易变形，不便于装配。将极耳调换成镍极耳，不仅导电性提高了，而且内阻偏小，电流通过时不易产生热量。

集流体设为倒T型集流体，倒T型集流体底部开设焊接缝隙槽，倒T型集流体两侧开设通槽焊接缝隙槽。镍极耳插入焊接缝隙槽后，镍极耳中部卡接倒T型集流体的焊接缝隙槽底部，镍极耳两侧穿出通常焊接缝隙槽，镍极耳7与集流体采用氩弧满焊连接，连接稳固，电池充电、放电的有效截面积大大增加。集流体顶端面宽度小于螺柱底端面宽度。集流体和螺柱采用铜焊焊接。

正极板8上设有白边9，白边9焊接镍极耳7。正负极板所用的基材是泡沫镍，正极板所用的材料是氢氧化亚镍，负极板所用的材料是储氢合金粉。白边是极板上的一部分，用于焊接镍极耳。

实施例2

倒T型集流体可以为铁倒T型集流体6。

螺柱为铜螺柱3。其余同实施例1。

本实用新型中对结构的方向以及相对位置关系的描述，如前后左右上下的描述，不构成对本实用新型的限制，仅为描述方便。

Claims (8)

1.一种具有快充功能的电容型镍氢动力电池，其特征在于，包括电芯(4)，电芯(4)外周设有电池壳(1)，电芯(4)上方设有上盖(2)；电芯(4)包括用磺化隔膜缠绕的正极板(8)和负极板，正极板(8)和负极板上方分别焊接镍极耳(7)，镍极耳(7)上方设有集流体，集流体底部开设焊接缝隙槽，镍极耳(7)插接到焊接缝隙槽内焊接集流体，集流体上部焊接螺柱，螺柱贯穿上盖(2)设置。

2.根据权利要求1所述的具有快充功能的电容型镍氢动力电池，其特征在于，集流体设为倒T型集流体，倒T型集流体底部开设焊接缝隙槽，倒T型集流体两侧开设通槽焊接缝隙槽。

3.根据权利要求2所述的具有快充功能的电容型镍氢动力电池，其特征在于，倒T型集流体为铁倒T型集流体(6)。

4.根据权利要求1-3任一项所述的具有快充功能的电容型镍氢动力电池，其特征在于，集流体顶端面宽度小于螺柱底端面宽度。

5.根据权利要求1-3任一项所述的具有快充功能的电容型镍氢动力电池，其特征在于，镍极耳(7)和集流体采用氩弧满焊连接。

6.根据权利要求1-3任一项所述的具有快充功能的电容型镍氢动力电池，其特征在于，集流体和螺柱采用铜焊焊接。

7.根据权利要求6所述的具有快充功能的电容型镍氢动力电池，其特征在于，螺柱为铜螺柱(3)。

8.根据权利要求1所述的具有快充功能的电容型镍氢动力电池，其特征在于，正极板(8)上设有白边(9)，白边(9)焊接镍极耳(7)。