专利名称：大功率塑料壳体联体电池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及塑料壳体电池，特别是一种大功率镍/氢(Ni/MH)塑料壳体联体电池。
背景技术：
为了迎接未来的油气资源枯竭的严峻挑战和克服日益严重的环境污染，近年来各国政府及各大汽车企业都在投入巨资进行电动车的研制，尤其对混合动力车的技术开发更是重视，所以当前市场急需高性能、高功率的动力电池作为混合动力车的配套电源。目前，国内混合动力轿车的开发还多以几百只圆柱的D型电池组合在一起进行使用。首先由于D型电池的功率只能达到700~800w/kg，而且是几百只电池串联组合在一起，增加了外部连接的不安全性，同时由于D型电池的形状是圆形，会增大电池的组合空间，所以这也相应的影响了混合电动轿车技术的大幅提高。根据塑壳材料的特性，在先专利申请已设计了极柱密封结构和排气安全阀，成功地解决了碱性电解质沿极柱爬碱问题及极柱密封等问题。
发明内容本实用新型的目的在于设计一种大功率塑料壳体联体电池，它能克服以上D型电池的缺点，能减少电池外部的组合连接，提高整组电池的安全性，同时由于电池比功率的提高可以相应的在相同的电机功率下减少所需电池的支数，降低整组电池的成本，提高空间利用率，由此对提高混合动力轿车整车的开发而起到重要的作用。
本实用新型的技术方案一种大功率塑料壳体联体电池，包括至少两个以上的容量为5~100Ah的单格电池极组串联而成，串联而成的单格电池极组构成的联体电池两端为极柱，顶端为电池盖，每个单格电池极组带有安全阀，电池盖上有保护安全阀的上盖垫片，其特征在于每个单格电池极组由正极、负极、隔膜、电解液和用以大电流导电的汇流条构成，单格电池极组的正极与负极分别依导电筋焊接在各自的汇流条上，每一汇流条上有供连接用的凸起，其凸起周围有供放置“O”型密封圈的凹槽；每个电池塑料壳体内部被至少一塑料壁隔成至少两个小格，每个塑料壁及电池壳体的每两个连接侧壁上部都开有一个通孔，相邻两个单格电池极组通过汇流条上的凸起依点焊连接在一起，在汇流条的凹槽与塑料壁之间装有“O”型密封圈；联体电池两端的极柱从电池塑料壳体内部穿过壳壁上部的孔，在极柱与壳壁之间亦装有“O”型密封圈，极柱与端部用汇流条焊接在一起。
上述所说的汇流条对同一联体电池分为端部用汇流条和中间用汇流条两种。
上述所说的每个塑料壁及电池壳体的每两侧壁上部都开有的一个通孔其直径为Φ3~8mm。
上述所说的联体电池的塑料壳体外部侧壁上有用以在多个模块电池组装在一起时进行通风冷却用的通风柱。
上述所说的联体电池的塑料壳体外部侧壁上其一面壳体塑料壁上有用以定位的定位凹槽，另一相对面壳体塑料壁上则有相应的定位凸起。
上述所说的在单格电池极组正极的四个边缘都包有一种耐碱、耐高温、耐氧化的胶粘性物质层。
上述所说的在联体电池的塑料壳体外部侧壁上有的通风柱，其直径为Φ1~2mm，高度为1~3mm。
上述所说的壳体塑料壁上有的定位凹槽及另一相对面壳体塑料壁上有的定位凸起可有4~8个。
上述所说的汇流条对不同联体电池分为两种结构形式，一种为有带状结构汇流片的汇流条，一种为无带状结构汇流片的汇流条；其中有带状结构汇流片的汇流条，又分为汇流片上有孔和无孔两种。
上述所说的不同联体电池单格电池极组的成型方式有两种之一是应用有带状结构汇流片的汇流条，将正极和负极分别焊接导电筋，再依导电筋分别焊接在相对两个汇流条上，然后再将正负极组对插到一起形成一个单格电池极组；之二是将正极和负极焊接导电筋后，再一片正极、一片负极的叠在一起，后将有正、负极的各自导电筋分别与两个无带状结构汇流片的汇流条相焊接。
本实用新型的工作原理为这种组合既能很好的保证单格电池之间的联接，缩短导流路径，增大导流面积，降低电池欧姆内阻，提高电池大电流输出能力，提高电池比功率，同时也能保证每个单格电池之间没有串通。
本实用新型的优越性在于(1)采用塑料壳体联体结构，电池壳盖重量比不锈钢、铁镀镍、单体塑料电池组壳盖重量减轻，同时价格也下降3倍以上；(2)采用塑料壳体联体结构，在应用于混合动力轿车上时，可以大大减少电池组的外部连接件，从而增加整组电池的安全性；(3)采用塑料壳体联体结构，在进行多模块电池组合时，可以使电池组合结构紧凑，提高空间利用率；(4)采用塑料壳体联体结构，在进行多模块电池组合时，模块电池之间预留有气体通道，可以使模块电池均匀的冷却，提高电池的大电流充电效率和使用寿命；(5)采用穿壁焊塑料壳体联体结构，可以大大降低电池模块的欧姆内阻，提高电池模块的大电流输出能力，提高电池模块的比功率，例如塑料壳体联体6.5AhNi/MH电池的比功率可以达到1200w/kg，同时电池综合性能良好，显示出十分重要的经济效益和社会效益。
图1是本实用新型所涉大功率塑料壳体联体电池的整体结构示意图。
图2是本实用新型所涉大功率塑料壳体联体电池的单个极组的结构示意图(其中图2-A和图2-B为两种不同单个极组结构的实施例2-A结构极组的成形方式采用极片与汇流条滚焊连接，2-B结构极组的成形方式采用极片与汇流条大功率点焊连接)。
图3是本实用新型所涉大功率塑料壳体联体电池的单个极组不同结构的3种汇流条结构示意图(其中图3-A是采用滚焊连接的结构，图3-B是端面焊的汇流条结构，图3-C是点焊的汇流条结构)。
图4是本实用新型所涉大功率塑料壳体联体电池的大功率(6.5Ah、7.2V)塑料壳体联体镍氢电池75A放电曲线示意图。
图5是本实用新型所涉大功率塑料壳体联体电池的大功率(6.5Ah、7.2V)塑料壳体联体镍氢电池80％SOC下150A放电曲线示意图。
图6是本实用新型所涉大功率塑料壳体联体电池的大功率(6.5Ah、7.2V)塑料壳体联体镍氢电池100％DOD下120A充电曲线示意图。
图7是本实用新型所涉大功率塑料壳体联体电池的大功率(6.5Ah、7.2V)塑料壳体联体镍氢电池循环寿命曲线示意图。
图8是本实用新型所涉大功率塑料壳体联体电池的大功率(10Ah、7.2V)塑料壳体联体镍氢电池10C放电曲线示意图。
图9是本实用新型所涉大功率塑料壳体联体电池的大功率(10Ah、7.2V)塑料壳体联体镍氢电池20C放电曲线示意图。
图10是本实用新型所涉大功率塑料壳体联体电池的大功率(10Ah、7.2V)塑料壳体联体镍氢电池循环寿命曲线示意图。
其中1为单格电池极组，2为壳体，3为极柱，4为电池盖，5为端部汇流条，6为中间汇流条，7为壳体内部的塑料壁，8为塑料壁上的通孔(供焊接用)，9为“O”型圈，10为汇流条凸起，11为汇流条凹槽(为放置“O”型圈用)，12为安全阀，13为上盖垫片，14为壳体塑料壁上的通风柱，15a为一面壳体塑料壁上的定位凹槽，15b为另一面壳体塑料壁上的定位凸起，16为正极，17为负极，18为隔膜，19为导电筋，20为汇流条，21为带状结构汇流片，22为汇流片孔。
具体实施方式
实施例一种大功率塑料壳体联体电池，包括6个容量为5~100Ah的单格电池极组1串联而成，串联而成的单格电池极组1构成的联体电池两端为极柱3，顶端为电池盖4，每个单格电池极组1带有安全阀12，电池盖4上有保护安全阀12的上盖垫片13，其特征在于每个单格电池极组1由正极16、负极17、隔膜18、电解液和用以大电流导电的汇流条20构成，单格电池极组1的正极16与负极17分别依导电筋19焊接在各自的汇流条20上，每一汇流条20上有供连接用的凸起10，其凸起10周围有供放置“O”型密封圈9的凹槽11；每个电池塑料壳体2内部被5个塑料壁7隔成6个小格，每个塑料壁7及电池壳体2的每两个连接侧壁上部都开有一个通孔8，相邻两个单格电池极组1通过汇流条上的凸起10依点焊连接在一起，在汇流条20的凹槽11与塑料壁7之间装有“O”型密封圈9；联体电池两端的极柱3从电池塑料壳体内部穿过壳壁上部的孔8，在极柱与壳壁之间亦装有“O”型密封圈9，极柱与端部用汇流条5焊接在一起。
上述所说的汇流条20对同一联体电池分为端部用汇流条5和中间用汇流条6两种(见图1)。
上述所说的每个塑料壁及电池壳体的每2个侧壁上部都开有的一个通孔8其直径为Φ3mm。
上述所说的联体电池的塑料壳体外部侧壁上有用以在多个模块电池组装在一起时进行通风冷却用的通风柱14。
上述所说的联体电池的塑料壳体外部侧壁上其一面壳体塑料壁上有用以定位的定位凹槽15a，另一相对面壳体塑料壁上则有相应的定位凸起15b。
上述所说的在单格电池极组正极的四个边缘都包有一种耐碱、耐高温、耐氧化的胶粘性物质层。
上述所说的在联体电池的塑料壳体外部侧壁上有的通风柱14，其直径为Φ2mm，高度为3mm。
上述所说的壳体塑料壁上有的定位凹槽15a及另一相对面壳体塑料壁上有的定位凸起15b可有4个。
上述所说的汇流条20对不同联体电池分为两种结构形式(见图3)，一种为有带状结构汇流片21的汇流条(见图3-A、图3-B)，一种为无带状结构汇流片的汇流条(见图3-C)；其中有带状结构汇流片21的汇流条，又分为汇流片21上有孔22(见图3-B)和无孔(见图3-A)两种。
上述所说的不同联体电池单格电池极组的成型方式有两种之一是应用有带状结构汇流片21的汇流条，将正极16和负极17分别焊接导电筋19，再依导电筋19分别焊接在相对两个汇流条上，然后再将正负极组对插到一起形成一个单格电池极组(见图3-A、图3-B)；之二是将正极16和负极17焊接导电筋19后，再一片正极、一片负极的叠在一起，后将有正、负极的各自导电筋19分别与两个无带状结构汇流片的汇流条相焊接(见图3-C)。
权利要求1.一种大功率塑料壳体联体电池，包括至少两个以上的容量为5~100Ah的单格电池极组串联而成，串联而成的单格电池极组构成的联体电池两端为极柱，顶端为电池盖，每个单格电池极组带有安全阀，电池盖上有保护安全阀的上盖垫片，其特征在于每个单格电池极组由正极、负极、隔膜、电解液和用以大电流导电的汇流条构成，单格电池极组的正极与负极分别依导电筋焊接在各自的汇流条上，每一汇流条上有供连接用的凸起，其凸起周围有供放置“O”型密封圈的凹槽；每个电池塑料壳体内部被至少一塑料壁隔成至少两个小格，每个塑料壁及电池壳体的每两个连接侧壁上部都开有一个通孔，相邻两个单格电池极组通过汇流条上的凸起依点焊连接在一起，在汇流条的凹槽与塑料壁之间装有“O”型密封圈；联体电池两端的极柱从电池塑料壳体内部穿过壳壁上部的孔，在极柱与壳壁之间亦装有“O”型密封圈，极柱与端部用汇流条焊接在一起。
2.根据权利要求1所说的一种大功率塑料壳体联体电池，其特征在于所说的汇流条对同一联体电池分为端部用汇流条和中间用汇流条两种。
3.根据权利要求1所说的一种大功率塑料壳体联体电池，其特征在于所说的每个塑料壁及电池壳体的每两侧壁上部都开有的一个通孔其直径为Φ3~8mm。
4.根据权利要求1所说的一种大功率塑料壳体联体电池，其特征在于所说的联体电池的塑料壳体外部侧壁上有用以在多个模块电池组装在一起时进行通风冷却用的通风柱。
5.根据权利要求1所说的一种大功率塑料壳体联体电池，其特征在于所说的联体电池的塑料壳体外部侧壁上其一面壳体塑料壁上有用以定位的定位凹槽，另一相对面壳体塑料壁上则有相应的定位凸起。
6.根据权利要求1所说的一种大功率塑料壳体联体电池，其特征在于所说的在单格电池极组正极的四个边缘都包有一种耐碱、耐高温、耐氧化的胶粘性物质层。
7.根据权利要求4所说的一种大功率塑料壳体联体电池，其特征在于所说的在联体电池的塑料壳体外部侧壁上有的通风柱，其直径为Φ1~2mm，高度为1~3mm。
8.根据权利要求5所说的一种大功率塑料壳体联体电池，其特征在于所说的壳体塑料壁上有的定位凹槽及另一相对面壳体塑料壁上有的定位凸起可有4~8个。
9.根据权利要求1所说的一种大功率塑料壳体联体电池，其特征在于所说的汇流条对不同联体电池分为两种结构形式，一种为有带状结构汇流片的汇流条，一种为无带状结构汇流片的汇流条；其中有带状结构汇流片的汇流条，又分为汇流片上有孔和无孔两种。
10.根据权利要求1所说的一种大功率塑料壳体联体电池，其特征在于所说的不同联体电池单格电池极组的成型方式有两种之一是应用有带状结构汇流片的汇流条，将正极和负极分别焊接导电筋，再依导电筋分别焊接在相对两个汇流条上，然后再将正负极组对插到一起形成一个单格电池极组；之二是将正极和负极焊接导电筋后，再一片正极、一片负极的叠在一起，后将有正、负极的各自导电筋分别与两个无带状结构汇流片的汇流条相焊接。
专利摘要一种大功率塑料壳体联体电池，包括至少两个以上单格电池极组串联而成，其特征在于每个单格电池极组的正极与负极分别依导电筋焊接在各自的汇流条上，每一汇流条上有供连接用的凸起，其凸起周围有供放置“O”型密封圈的凹槽；每个电池塑料壳体内部被至少一塑料壁隔成至少两个小格，每个塑料壁侧壁上部都开有一个通孔，相邻两个单格电池极组通过汇流条上的凸起依点焊连接在一起。本实用新型的优越性塑壳联体电池重量轻，价格下降；减少电池组的外部连接件，从而增加整组电池的安全性；电池组合结构紧凑，提高空间利用率；提高电池的大电流充电效率和使用寿命；大大降低电池模块的欧姆内阻，提高电池模块的大电流输出能力，提高电池模块的比功率。
文档编号H01M2/20GK2852411SQ200520025688
公开日2006年12月27日 申请日期2005年4月26日 优先权日2005年4月26日
发明者张俊英, 王大伟, 马云洲, 张俊石, 李志强 申请人:天津和平海湾电源集团有限公司