CN218769697U - 一种单体水系电池以及其组合电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单体水系电池以及其组合电池，包括单体壳、水溶液、第一电极、第二电极，包括单体壳，所述单体壳中间设有溶液槽，所述水溶液充满在溶液槽内，所述单体盖的中心位置设有夹具安装槽，所述夹具安装槽内紧配安装有夹具，所述夹具朝溶液槽这端设有凸出的凸台，所述凸台朝内设有开槽，所述开槽内各自安装有正负电极片。本实用新型的有益效果是方便水系电池排气和注液，尤其适合于铝离子水系电池，避免了电池的鼓包，方便注液能对原有的电池进行修复，可以降低电池的成本和减轻电池对环境污染压力，提高电池的使用寿命。

Description

一种单体水系电池以及其组合电池

技术领域

本实用新型属于电化学储能电池技术领域，具体涉及一种单体水系电池以及其组合电池。

背景技术

电池作为一种能源来源，可以得到具有稳定电压，稳定电流，长时间稳定供电，受外界影响很小的电流，并且电池结构简单，携带方便，充放电操作简便易行，不受外界气候和温度的影响，性能稳定可靠，在现代社会生活中的各个方面发挥有很大作用，广泛使用在各种电气等设备上。

水系电池属于电池的一种重要种类，是以水溶液为电解液的二次电池，相对于有机物电解液电池来说，水系电池具有安全性高、成本低廉、易制作、对环境要求低、超长充放电寿命、二次回收利用价值高等优点，最重要的是不易燃也不易爆，深受研究人员和广大用户的喜爱。

但是水系电池有着明显的缺点，即水系电池的电解液在充电时，电解液容易气化增加电池内部的压力从而使电池鼓包，另外水系电池需要定期贴加电解液，特别是对于铝离子水系电池来说比铅酸电池尤为明显。

近年来世界各个国家对能源的需求急剧增长，传统化石能源在不断地消耗，各个国家对新型能源的扶持力度不断增加。然而，可再生能源不连续性和分散性极大的限制了其在电网供应中的大规模应用。电池已经成为大规模储能应用的理想设备，但电池在循环使用过程中会造成电解液的消耗，导致电池内阻增大，容量衰减直至电池失效。当今社会对电池储能的需求日益增加，电池的废弃会造成极大的经济损失和环境污染，电池的回收利用也会对企业造成一定的经济压力。

对于传统电池的修复技术，是在电池上方的盖板开一个注液孔进行注液，随后进行封口，开注液孔时会造成金属杂质掉入电池，造成电池短路，而且不适应于多次注液。

另外由于单个水系电池的化学电压和容量本身不会很高，一般需要并联和/或串联后才能使用，比如铅酸电池就采用并联和/或串联多个铅酸电池来达到提高工作电压的方法，而且大量的水系电池都采用不可拆卸结构，不好更换里头的单体电池。

实用新型内容

为了克服背景技术的不足，本实用新型实施例提供一种单体水系电池。

本实用新型实施例的技术方案是：包括单体壳、水溶液、第一电极、第二电极，包括单体壳，所述单体壳中间设有溶液槽，所述水溶液充满在溶液槽内，所述单体壳在溶液槽的外部设有第一凹槽，所述第一凹槽的中间设有成凹字形的凹槽，所述第一凹槽上安装有单体盖，所述单体盖与第一凹槽处设有第二凹槽，所述第二凹槽的中间设有成凹字形的凹槽，所述第一凹槽的凹槽缺口与第二凹槽的凹槽缺口互相相对，所述单体盖的中心位置设有夹具安装槽，所述夹具安装槽内紧配安装有夹具，所述夹具朝溶液槽这端设有凸出的凸台，所述凸台朝内设有开槽，所述开槽内各自安装有正负电极片；

所述夹具的中间位置设有第一通孔，所述第一通孔连通夹具外部与溶液槽，所述第一通孔上可拆卸安装有安全阀，所述正负电极片依次连接第一电极和第二电极。

优选地，所述夹具四周设有第一定位孔，所述夹具安装槽的四周安装有第二定位孔，所述第二定位孔位于第一定位孔的下方，所述第二定位孔安装有定位销，所述定位销穿过第二定位孔安装在第一定位孔和第二定位孔内，所述定位销与第一定位孔和第二定位孔互相紧配。

优选地，所述安装槽由向下凹陷的方形凹槽和贯通安装槽的电极槽组成，所述电极槽的数量＞1条，所述夹具上的凸台的数量与电极槽的数量相同，所述凸台穿过电极槽通到溶液槽内。

优选地，所述一种单体水系电池为铝离子水系电池。

为了克服背景技术的不足，本实用新型实施例提供一种组合电池，包括模组壳和单体水系电池，所述单体水系电池的数量≥2个，所述模组壳的中间设有方槽，所述方槽与单体水系电池的外形互相匹配且间隙配合，所述单体水系电池上安装在方槽内，所述第一通孔上安装有第一导管，所述模组壳的上方安装有第一电极片安装座，所述第一电极片安装座上安装第一铜片，所述第一电极片安装座设有通孔，所述第一电极穿过第一电极片安装座的通孔与第一铜片电连接；

所述第一电极片安装座在第一铜片的上方安装有第二电极片安装座，所述第二电极片安装座上安装有第二铜片，所述第二电极片安装座设有通孔，所述第二电极穿过第一电极片安装座与第二电极片安装座的通孔与第二铜片电连接；

所述第二电极片安装座在第二铜片的上方安装有盖板，所述第一导管依次穿过第一电极片安装座的通孔和第二电极片安装座的通孔到盖板，所述盖板在第一导管对应出设有第一盲孔，所述第一盲孔之间设有第一管连通，所述第一管与第一盲孔互相垂直，所述第一管上可拆卸安装有安全阀。

优选地，所述第一管的上方设有第二盲孔，所述第二盲孔与第一管互相垂直，所述安全阀可拆卸安装在第二盲孔上。

优选地，所述第一电极片安装座上设有凸起的第一铜片定位座，所述第一铜片通过第一铜片定位座安装在第一电极片安装座上；

所述第二电极片安装座上设有凸起的第二铜片定位座，所述第二铜片通过第二电极片安装座安装在第二电极片安装座上；

所述盖板与第二电极片安装座之间安装有垫板，所述垫板上设有通孔，所述第二电极片安装座在第一铜片定位座凸起的位置处设有对应的凹槽，所述垫板在第二铜片定位座凸起的位置处设有对应的凹槽。

优选地，所述单体水系电池的外周围设有导向条，所述模组壳的方槽在导向条对应位置设有导向凹槽，所述单体水系电池通过导向条与导向凹槽的互相配合安装在模组壳的内。

优选地，所述导向条不对称设置单体水系电池的两侧。

本实用新型的有益效果是方便水系电池排气和注液，尤其适合于铝离子水系电池，避免了电池的鼓包，方便注液能对原有的电池进行修复，可以降低电池的成本和减轻电池对环境污染压力，提高电池的使用寿命，避免此类问题，并且极大的提高电池的使用寿命和使用成本，让铝离子水系电池相对于铅酸电池具备明显的竞争优势。

附图说明

图1-图2为本实用新型单体水系电池的结构示意图。

图3-图5为本实用新型单体水系电池当中缺少正负电极片的分解示意图。

图6为本实用新型单体水系电池的单体盖的结构示意图。

图7为图3的局部放大图。

图8为本实用新型组合电池的结构示意图。

图9为本实用新型组合电池的分解示意图。

图10-图13为本实用新型组合电池的盖板的结构示意图。

图1-图13，单体壳1，溶液槽11，第一凹槽12，导向条13，单体盖2，第二凹槽21，夹具安装槽22，第二定位孔23，电极槽24，夹具3，凸台31，开槽311，第一通孔32，第一定位孔33，正负电极片4、水溶液，模组壳5，方槽51，导向凹槽52，单体水系电池6、第一电极62、第二电极63，第一导管7，第一电极片安装座8，第一铜片81，第一铜片定位座82，第二电极片安装座9，第二铜片91，第二铜片定位座92，盖板10，第一盲孔101，第一管102，第二盲孔103，垫板104。

具体实施方式

下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

如图1-图7所示，为了克服背景技术的不足，本实用新型实施例提供一种单体水系电池。

本实用新型实施例的技术方案是：包括单体壳1、水溶液、第一电极62、第二电极63，所述水溶液为水系电池的电解液，具体水系电池的电解液要根据电池正负极材料而适当选用，包括单体壳1，所述单体壳1中间设有溶液槽11，所述水溶液充满在溶液槽11内，所述单体壳1在溶液槽11的外部设有第一凹槽12，所述第一凹槽12的中间设有成凹字形的凹槽，所述第一凹槽12上安装有单体盖2，所述单体盖2与第一凹槽12处设有第二凹槽21，所述第二凹槽21的中间设有成凹字形的凹槽，所述第一凹槽12的凹槽缺口与第二凹槽21的凹槽缺口互相相对，由于单体盖2为绝缘密封材料，当第一凹槽12与第二凹槽21接触时会互相挤压从而实现密封，所述单体盖2的中心位置设有夹具安装槽22，所述夹具安装槽22内紧配安装有夹具3，所述夹具3朝溶液槽11这端设有凸出的凸台31，所述凸台31朝内设有开槽311，所述开槽311内各自安装有正负电极片4。

所述夹具3的中间位置设有第一通孔32，所述第一通孔32连通夹具3外部与溶液槽11，所述第一通孔32上可拆卸安装有安全阀，所述正负电极片4依次连接第一电极62和第二电极63。

当本实用新型的单体水系电池在充放电时，少量电解液会发生气化，尤其在大电流充电时，电解液的气化会更加明显，一旦电解液气化，从而使内部的压力增高，另外由于气体在重力作用下会位于最上层。上述的安全阀在单体水系电池内部的压力升高时会自动开启，从而达到排放气体的目的，但单体水系电池内部压力降低时，安全阀自动关闭，从而解决了单体水系电池的鼓包问题。

为了便于将夹具3牢牢固定安装到单体盖2上，优选地，所述夹具3四周设有第一定位孔33，所述夹具安装槽22的四周安装有第二定位孔23，所述第二定位孔23位于第一定位孔33的下方，所述第二定位孔23安装有定位销，所述定位销穿过第二定位孔23安装在第一定位孔33和第二定位孔23内，所述定位销与第一定位孔33和第二定位孔23互相紧配，说明书附图当中未将定位销展示处理。通过定位销方便将夹具3完全固定在单体盖2上，避免夹具3的自行滑出。

优选地，所述安装槽22由向下凹陷的方形凹槽和贯通安装槽22的电极槽24组成，所述电极槽24的数量＞1条，所述夹具3上的凸台31的数量与电极槽24的数量相同，所述凸台31穿过电极槽24通到溶液槽11内。

优选地，所述一种单体水系电池为铝离子水系电池，本实用新型产品结构相对于铅酸电池来说，更加适合用在铝离子水系电池。

如图8-图13所示，为了克服背景技术的不足，本实用新型实施例提供一种组合电池，包括模组壳5和单体水系电池6，所述单体水系电池6选用上述的本实用新型的单体水系电池，所述单体水系电池6的数量≥2个，当然单体水系电池6可以采用一排、两排或多排的方式，所述模组壳5的中间设有方槽51，所述方槽51与单体水系电池6的外形互相匹配且间隙配合，所述单体水系电池6上安装在方槽51内，所述单体水系电池6安装时只用将单体水系电池6对准方槽51直接放入即可。

为了方便组合电池加注水溶液、电解液以及排气，在单体水系电池6的第一通孔32上不直接安装安全阀，而在所述第一通孔32上安装有第一导管7，所述模组壳5的上方安装有第一电极片安装座8，所述第一电极片安装座8上安装第一铜片81，所述第一电极片安装座8设有通孔，所述第一电极62穿过第一电极片安装座8的通孔与第一铜片81电连接，通过第一铜片81将所有单体水系电池6上的第一电极62相连接；

所述第一电极片安装座8在第一铜片81的上方安装有第二电极片安装座9，所述第二电极片安装座9上安装有第二铜片91，所述第二电极片安装座9设有通孔，所述第二电极63穿过第一电极片安装座8与第二电极片安装座9的通孔与第二铜片91电连接，通过第二铜片91将所有单体水系电池6上的第二电极63相连接，从而实现将所有的单体水系电池6的并联或串联。并联的话只用将所有单体水系电池6的第一电极62和第二电极63各自均为单一的正负极。串联的话，需要将互相相连的单体水系电池6的第一电极62各自交替为正负极，另外采用串联方式需要在单体水系电池6的第一电极62和第二电极63上各自注明正负极。

所述第二电极片安装座9在第二铜片91的上方安装有盖板10，所述第一导管7依次穿过第一电极片安装座8的通孔和第二电极片安装座9的通孔到盖板10，所述盖板10在第一导管7对应出设有第一盲孔101，所述第一盲孔101之间设有第一管102连通，所述第一管102与第一盲孔101互相垂直，所述第一管102上可拆卸安装有安全阀。从而实现一个安全阀即可对组合电池进行排气和注液，具体的排气和注液时，通过第一管102与第一盲孔101连通到单体水系电池6的第一导管7上。

为了方便排气和注液，将安全阀安装在组合电池的正上方远比在侧面更加好操作，优选地，所述第一管102的上方设有第二盲孔103，所述第二盲孔103与第一管102互相垂直，所述安全阀可拆卸安装在第二盲孔103上。

为了方便第一铜片81和第二铜片91的定位，优选地，所述第一电极片安装座8上设有凸起的第一铜片定位座82，所述第一铜片81通过第一铜片定位座82安装在第一电极片安装座8上；所述第二电极片安装座9上设有凸起的第二铜片定位座92，所述第二铜片91通过第二电极片安装座9安装在第二电极片安装座9上，所述的第一铜片定位座82的形状尺寸完全与第一铜片81的形状尺寸相同，所述第二铜片定位座92的形状尺寸完全与第二铜片91的形状尺寸相同。

所述盖板10与第二电极片安装座9之间安装有垫板104，所述垫板104上设有通孔，所述第二电极片安装座9在第一铜片定位座82凸起的位置处设有对应的凹槽用于容纳第一铜片定位座82的凸起，所述垫板104在第二铜片定位座92凸起的位置处设有对应的凹槽用于容纳第二铜片定位座92的凸起。

为了方便单体水系电池6的安装且让单体水系电池6与的方槽51存在少量的间隙用于单体水系电池的微量膨胀和减少加工精度，优选地，所述单体水系电池6的外周围设有导向条13，所述模组壳5的方槽51在导向条13对应位置设有导向凹槽52，所述单体水系电池6通过导向条13与导向凹槽52的互相配合安装在模组壳5的内。这样只用提高导向条13与导向凹槽52之间的匹配精度即可，从而大幅降低了其他位置的精度，因为模组壳5基本都是塑料等可模具直接制作处理的材料，由于注塑模具等对尺寸越大的产品越容易发生收缩，采用该结构只用让模具在导向凹槽52上的精度进行相应的控制就能大幅降低模具的价格和单个模组壳5生产成本。

为了防止单体水系电池6的正电极和负电极安装错误，优选地，所述导向条13不对称设置单体水系电池6的两侧，从而实现了防呆，降低了错误率。

上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

Claims (9)

1.一种单体水系电池，包括单体壳（1）、水溶液、第一电极（62）、第二电极（63），其特征在于：包括单体壳（1），所述单体壳（1）中间设有溶液槽（11），所述水溶液充满在溶液槽（11）内，所述单体壳（1）在溶液槽（11）的外部设有第一凹槽（12），所述第一凹槽（12）的中间设有成凹字形的凹槽，所述第一凹槽（12）上安装有单体盖（2），所述单体盖（2）与第一凹槽（12）处设有第二凹槽（21），所述第二凹槽（21）的中间设有成凹字形的凹槽，所述第一凹槽（12）的凹槽缺口与第二凹槽（21）的凹槽缺口互相相对，所述单体盖（2）的中心位置设有夹具安装槽（22），所述夹具安装槽（22）内紧配安装有夹具（3），所述夹具（3）朝溶液槽（11）这端设有凸出的凸台（31），所述凸台（31）朝内设有开槽（311），所述开槽（311）内各自安装有正负电极片（4）；

所述夹具（3）的中间位置设有第一通孔（32），所述第一通孔（32）连通夹具（3）外部与溶液槽（11），所述第一通孔（32）上可拆卸安装有安全阀，所述正负电极片（4）依次连接第一电极（62）和第二电极（63）。

2.根据权利要求1所述的一种单体水系电池，其特征在于：所述夹具（3）四周设有第一定位孔（33），所述夹具安装槽（22）的四周安装有第二定位孔（23），所述第二定位孔（23）位于第一定位孔（33）的下方，所述第二定位孔（23）安装有定位销，所述定位销穿过第二定位孔（23）安装在第一定位孔（33）和第二定位孔（23）内，所述定位销与第一定位孔（33）和第二定位孔（23）互相紧配。

3.根据权利要求2所述的一种单体水系电池，其特征在于：所述安装槽（22）由向下凹陷的方形凹槽和贯通安装槽（22）的电极槽（24）组成，所述电极槽（24）的数量＞1条，所述夹具（3）上的凸台（31）的数量与电极槽（24）的数量相同，所述凸台（31）穿过电极槽（24）通到溶液槽（11）内。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种单体水系电池，其特征在于:所述一种单体水系电池为铝离子水系电池。

5.一种组合电池，其特征在于：包括模组壳（5）和权利要求1-4任一项所述的单体水系电池（6），所述单体水系电池（6）的数量≥2个，所述模组壳（5）的中间设有方槽（51），所述方槽（51）与单体水系电池（6）的外形互相匹配且间隙配合，所述单体水系电池（6）上安装在方槽（51）内，所述第一通孔（32）上安装有第一导管（7），所述模组壳（5）的上方安装有第一电极片安装座（8），所述第一电极片安装座（8）上安装第一铜片（81），所述第一电极片安装座（8）设有通孔，所述第一电极（62）穿过第一电极片安装座（8）的通孔与第一铜片（81）电连接；

所述第一电极片安装座（8）在第一铜片（81）的上方安装有第二电极片安装座（9），所述第二电极片安装座（9）上安装有第二铜片（91），所述第二电极片安装座（9）设有通孔，所述第二电极（63）穿过第一电极片安装座（8）与第二电极片安装座（9）的通孔与第二铜片（91）电连接；

所述第二电极片安装座（9）在第二铜片（91）的上方安装有盖板（10），所述第一导管（7）依次穿过第一电极片安装座（8）的通孔和第二电极片安装座（9）的通孔到盖板（10），所述盖板（10）在第一导管（7）对应出设有第一盲孔（101），所述第一盲孔（101）之间设有第一管（102）连通，所述第一管（102）与第一盲孔（101）互相垂直，所述第一管（102）上可拆卸安装有安全阀。

6.根据权利要求5所述的一种组合电池，其特征在于：所述第一管（102）的上方设有第二盲孔（103），所述第二盲孔（103）与第一管（102）互相垂直，所述安全阀可拆卸安装在第二盲孔（103）上。

7.根据权利要求6所述的一种组合电池，其特征在于：所述第一电极片安装座（8）上设有凸起的第一铜片定位座（82），所述第一铜片（81）通过第一铜片定位座（82）安装在第一电极片安装座（8）上；

所述第二电极片安装座（9）上设有凸起的第二铜片定位座（92），所述第二铜片（91）通过第二电极片安装座（9）安装在第二电极片安装座（9）上；

所述盖板（10）与第二电极片安装座（9）之间安装有垫板（104），所述垫板（104）上设有通孔，所述第二电极片安装座（9）在第一铜片定位座（82）凸起的位置处设有对应的凹槽，所述垫板（104）在第二铜片定位座（92）凸起的位置处设有对应的凹槽。

8.根据权利要求5-6任一项所述的一种组合电池，其特征在于：所述单体水系电池（6）的外周围设有导向条（13），所述模组壳（5）的方槽（51）在导向条（13）对应位置设有导向凹槽（52），所述单体水系电池（6）通过导向条（13）与导向凹槽（52）的互相配合安装在模组壳（5）的内。

9.根据权利要求8所述的一种组合电池，其特征在于：所述导向条（13）不对称设置单体水系电池（6）的两侧。

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