专利名称：一种单体电池的结构及其外串联组合的电池组的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及铅蓄电池领域，特别涉及一种单体电池的结构及其外串联组合的 电池组。
背景技术：
铅蓄电池有2V单体电池和2nV产品，η为正整数，常见的2nV产品内部结构实际由 η个单体电池内部通过联跨串联而成。电动自行车行业常用的配车标准部件6MDZ系列，是 一种典型的六个单体电池连体12V内串联电池组结构。电动自行车通常使用3或4只12V 电池组外串联成36V或48V电池，电池内部实际由18个或M个单体电池组成，分别隐含了 共计15道或20道内串联跨桥隐患，跨桥密封接口存在制造业公知的易腐蚀、易老化以及邻 格之间的气体串格问题。除电动自行车应用领域外，在UPS及其它应用领域，多格连体内串联电池组在使 用中的某单格容量落后拖累整组电池的问题，同样成为行业公知的一个技术问题。申请人:在2010年6月23日申请的“一种基于铅蓄电池单体外串联组合的电动自 行车电池组”的实用新型，采用组合板将若干单体电池两极端子机械固连或/和若干连体紧 固件将若干单体电池机械固连组合为一体，用于解决技术和市场的需求。由于铅蓄电池较沉重，对一些容量较大的单体电池或对组合连体要求较高的应用 领域，仅采用组合板对若干单体电池的端子组合固连的机械强度可能不够，同时在强烈振 动使用中有可能引致端子松脱，因此需要进一步通过电池外壳的改良，实施强度更高的组 合固连。电池或电池组的密封盒状外壳，铅蓄电池行业习惯称之为槽体，是极群及电解质的 容器，无论是单电体还是多格连体电池组，除两极端子外，现有的槽体特征均是一典型的六 面体，通过槽体的结构改良，可将单体电池实现组合连体固定的进一步技术升级目标。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种单体电池的结构及其外串联组合的电池组，以 满足若干单体电池组合固定的需求。为实现上述目的，本实用新型提供了一种单体电池的结构，包括槽体1和正、负两 极端子2，其特征在于，所述的槽体1上设置有结合部，用于嵌合固定；所述的结合部包括第 一结合部3a或/和第二结合部北；所述的第一结合部3a，用于与紧固件4接合固连；所述 的第二结合部北，用于与相邻的单体电池接合固连。作为上述技术方案的一种改进，所述的结合部上对应地设置有用于相互接合固连 的嵌接单元5。所述的嵌接单元5的截面呈圆形或多边形，相邻的单体电池的嵌接单元5对 应地互为凹凸结构，所述的多边形包括方形和矩形。为实现上述的另一目的，本实用新型还提供了一种单体电池外串联组合的电池 组，所述的单体电池的结构，包括槽体1和正、负两极端子2，其特征在于，所述的槽体1上设 置有结合部，用于嵌合固定；所述的结合部包括第一结合部3a或/和第二结合部北；所述 的第一结合部3a，用于与紧固件4接合固连；所述的第二结合部北，用于与相邻的单体电池 接合固连。[0012]作为上述技术方案的一种改进，所述的单体电池组合后的外周面上设有第一结合 部3a，用于嵌合固定紧固件4。所述的紧固件4为采用硬质材料制作的环型框、U型框或紧 固勾条；或采用软性材料制作的收缩膜、弹性橡胶圈或环型网。作为上述技术方案的又一种改进，所述的相邻的单体电池的第二结合部北互为 对应地设置。作为上述技术方案的再一种改进，所述的第二结合部北上还设置有嵌接单元5， 相邻的单体电池的嵌接单元5对应地互为凹凸结构。所述的嵌接单元5的截面呈圆形或多 边形，所述的多边形包括方形和矩形。所述单体电池的结合部，可设置在电池槽体六面体外部的任一侧面，或多侧面组 合设置。结合部可设置为任意形状的凸形或凹形，设置有与紧固件4接合固连的嵌接单元 5。所述的嵌接单元5为结合部的内部结构，包括孔、柱5、接合边框凹凸部位，其截面形状任 意。所述的若干单体电池的两极端子2之间采用普通导线或金属导片加锡固焊，实现外连 接电串联。本实用新型将单体电池视为组合成常规多格连体电池组的基础部件，单体电池槽 体除特别设计的用于连体组合的结合部外，外观可与连体规恪产品中隐含的内串联单体电 池类同，若干单体电池通过结合部以及若干连体紧固件机械组合成一体，电串联改为外部 连接，形成多个单体电池外观组合连体的外串联电池组。本实用新型的优点在于电池组的基础部件结构简单，机械组合外固连及电串联 方便，成本低，工艺容易实现。本实用新型较之常规多格连体内串联电池组，具有电压组合 方便及可拆卸更换单体的优势，有效提高电池的生产配组率及维修率，减少电池使用的废 弃。本单体电池外串联组合连体电池组虽基于电动自行车配车使用而提出，其核心技术方 案以及着眼的实施目标，同样适用于UPS及所有对电池组均衡维护及更换有较高技术要求 的应用领域。本实用新型的若干单体电池通过结合部机械组合为电池组的技术方案，实现了将 若干单体电池实施强度更高的组合固连，有助于解决一些长期困扰业界的多格连体电池组 的技术问题。例如电动自行车业内公知6MDZ14的使用寿命远低于6MDZ10的原因，是6MDZ14 的极板过高，常规竖放使用容易引致电池内部电解质分层，当极板卧放时可减缓电池内部 电解质的分层，有利于循环使用寿命，但在6*1格连体内串联结构的6MDZ14电池使用时较 难实施极板卧放装配；当采用本实用新型所述的用单体电池作基础部件机械组合连体时， 可带来6只单体电池连体组合的多种方案，单体电池完全可卧放组合成所需电压的外串联 电池组。高极板竖放装配在引起的内部电解质分层问题，同样表现在UPS电池及其它应用 领域，行业公知这类高极板卧放装配有利于使用寿命，本实用新型的单体电池连体组合方 案有助于这类产品结构改良。
图1是常规单体电池的槽体结构示意图；图加是本实用新型的带凹槽的槽体结构示意图；图2b是图加的俯视结构示意图；图2c、图2d是本实用新型的带凸起的槽体结构示意图；[0025]图3a、图3b、图3c是几种单体电池结合部的嵌接单元的侧面结构示意图；图3d、图!Be是相邻单体电池第二结合部通过嵌接单元插接嵌合的结构示意图；图如是槽体带凹槽的单体电池加一个环型橡胶圈固定的侧面结构示意图；图4b是图如的俯视示意图；图fe是槽体带凸形结合部的相邻单体电池用嵌接单元插接固定的结构示意图；图恥是槽体带孔凸形结合部的相邻单体电池加螺丝紧固件固定的结构示意图；图6是综合图如和图恥组合连体方案紧固若干单体电池的结构示意图。附图标识1、槽体2、正、负两极端子3a、第一结合部3b、第二结合部 4、紧固件5、嵌接单元6、紧固螺丝具体实施方式
以下结合附图和实施例进一步对本实用新型进行详细说明。常规单体电池的结构如图1所示，忽略正、负两极端子2的槽体结构特征是一典型 的六面体，槽体外部表面任一侧面均为板状。本实用新型所述的槽体结构特征，是六面体槽 体1外部带有专门为单体电池连体组合而设置的结合部。结合部优选设置为凹形，便于紧固件4接合在凹形第一结合部3a将若干单体电池 固连为一体，在形成电池组的转角处的单体电池，在其两侧面设置凹形第一结合部3a的单 体电池槽体如图2a、图2b所示。结合部亦可设置为凸形，即第二结合部北凸出于槽体外部板状表面，如图2c、图 2d所示。凸形第二结合部北优选内部设置一些便于单体电池组合连体的嵌接单元5，嵌接 单元5为结合部的内部结构，包括孔、柱、凹凸接合部位，其截面形状任意。在结合部设置嵌接单元5的目的，是为了更方便稳固地通过结合部组合固连若干 单体电池，几种嵌接单元5的优选形式如图3a、图北、图3c所示。根据嵌接单元5的具体 设置形式，嵌接单元5可设置为孔状，外加螺丝6/紧固件4将相邻/若干单体电池的槽体 固连为一体；嵌接单元5亦可设置为孔、柱或凹凸框上下插接形式，相邻单体电池之间无需 外加螺丝6/紧固件4嵌合。相邻两个单体电池的第二结合部北通过嵌接单元5插接嵌合 固连的两种优选结构，其俯视示意图如图3d、图!Be所示。通过结合部，可方便地将η个单体电池组合形成2nV的外接连体电池组，一种采用 凹形结合部3a的若干单体电池组合连体的基本结构，如图4a、图4b所示，外加一个连体紧 固件4(例如环型橡胶圈)将若干单体电池固定。另一种采用凸形结合部3a的若干单体电 池组合连体的基本结构，如图5a、图恥所示，图fe示例是相邻单体电池结合部北的嵌接单 元5采用凹凸框上下插接固连，无需外加螺丝6紧固；图恥示例是相邻单体电池结合部北 的嵌接单元5设置为孔结构，通过外加螺丝6穿孔5紧固将相邻单体电池固连。对于电池组使用时配置有专用电池箱的场合，例如电动自行车应用的电池箱，因 电池组放置在腔体箱内，箱内空隙易加填充物辅助固定，一般使用一种连体组合方案的机 械强度已足够；当若干单体电池的组合连体机械强度要求较高时，可将上述两类组合连体 技术方案在上、下部位并用，如图6所示。实际应用中，首先要选择合适的单体电池，单体电池的槽体规格不一定拘泥于连体产品的单体电池尺寸，可以将单体电池槽体变形组合；从电池极板采购方便而言，所选择 的单体电池外形与连体产品的单体电池尺寸相同为宜，这样生产上可沿用现有市场行业通 用的电池极板。铅蓄电池制造业公知，2V单体电池从质量一致性控制、产品配组、更换维修都具有 较大优势，本实用新型采用2V单体电池作为基础部件，使一体化电池组制造变得简单，其 应用可解决现市场碰到的不少问题，优选例仅为推荐。电动自行车配车36V或48V电池组的工作不正常，无非是组合电池组中的若干单 体电池有问题，由于本实用新型的单体电池是外接串联，稍有电工基础知识的人都可通过 外部测量电压发现有问题的单体电池，拆卸更换单体电池很方便，不象12V六连体内串联 电池组那样明知某单体电池有问题也无法开密封盖拆卸更换。运用本实用新型可有效降低 电动自行车电池的市场退货率，通过简单的测量拆卸更换，同质量条件下的理论退货率将 大大下降，需远程运回专业厂家处理的2V单体电池只有12V六连体电池组的1/6，从而节省 大量人力财力。对铅蓄电池制造工艺方法较深入了解的普通专业人士，都不难在本实用新型所述 的方案基础上，举一反三地变形实施本实用新型内容。本实用新型所述在单体电池槽体外 部设置专用于组合连体的结合部3和固定若干单体电池的连体技术方案，以及本实用新型 方案衍生的技术变形实施，均应被列入本实用新型的保护范围。实施例实施例1、设计一种组合连体专用槽体1，槽体1的中部相邻两侧面设置有图2a、图2b所示 的凹槽3a，即凹槽3a截面俯视呈L型。将6只槽体带凹槽3a的单体电池采用2*3同向排 列组合，L型凹槽3a凹面全部位于2*3同向排列的6只单体电池组合外侧面，形成凹槽3a 环绕6只单体电池外侧面的环型凹型槽，两极端子2位于同一个平面以便于实现机械固连 及电连接串联。对6只单体电池的凹槽3a在组合外侧面形成的环型凹型槽，施加一硬性材 料制作的环形紧固件4，加螺丝6紧固环形件4，将6只单体电池机械组合固连为一个整体。 槽体1的正负极端子2设计为螺母结构，电串联导线为两端带孔的薄铜片，用螺丝穿过薄铜 片的孔将铜片与正负极端子紧密固连，6只单体电池电串联连接，连接成机械组合连体的外 串联12V电池组。实施例2、对实施例1实施技术改进，将实施例1的环形紧固件4改为两个硬性材料制作的 U型框4，两个U型框4横向插入6只单体电池第一结合部3a在组合外侧面形成的环型凹 型槽，将6只单体电池机械组合固连为一体，无需外加螺丝6。实施例3、对实施例1实施另一种技术改进，将实施例1的环形紧固件4改为弹性环型橡胶 圈，环型橡胶圈嵌合在6只单体电池第一结合部3a组合形成的环型凹型槽，通过环型橡胶 圈将6只单体电池机械组合固连为一体，无需外加螺丝6。实施例4、如图6所示，设计另一种组合连体专用槽体1，槽体1的上部相邻两侧面设置有带 嵌接单元5的凸型第二结合部北，嵌接单元5设置为接口框凹凸可上下插接偶合的形式，将6只槽体带第二结合部北的单体电池采用1*6同向排列组合，相邻单体电池通过凸型第二 结合部北嵌接单元5插接固连为一体。6只单体电池的中下部槽体1上设有环型凹型槽，施加一环型橡胶圈4将6只单体 电池的中下部机械组合固连。实施例5、对实施例4实施技术变形，如图恥所示凸型第二结合部北的嵌接单元5改为设置 孔的形式，相邻单体电池之间通过外加螺丝6穿过孔5紧固，使6只单体电池组合固连为一 体，其余与实施例4同，本实施例相对实施例4采用接口框凹凸上下插接偶合的嵌接形式， 上部组合连体的效果更稳固。实施例6、对实施例4实施另一种技术变形，6只槽体1同向排列方式改为2*3组合，极板横 放，本实施例对于高极板制造的单体电池，因极板横放有利于减缓电池内部电解质的分层， 有利于电池使用寿命。最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管 参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新 型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均 应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种单体电池的结构，包括槽体(1)和正、负两极端子O)，其特征在于，所述的槽体 (1)上设置有结合部(3)，用于嵌合固定；所述的结合部(3)包括第一结合部(3a)或/和第二结合部(3b)； 所述的第一结合部(3a)，用于与紧固件(4)接合固连； 所述的第二结合部C3b)，用于与相邻的单体电池接合固连。
2.根据权利要求1所述的单体电池的结构，其特征在于，所述的结合部(3)上对应地设 置有用于相互接合固连的嵌接单元(5)。
3.根据权利要求2所述的单体电池的结构，其特征在于，所述的嵌接单元(5)的截面呈 圆形或多边形，相邻的单体电池的嵌接单元( 对应地互为凹凸结构。
4.根据权利要求3所述的单体电池的结构，其特征在于，所述的多边形包括方形和矩形。
5.一种单体电池外串联组合的电池组，所述的单体电池的结构，包括槽体(1)和正、负 两极端子O)，其特征在于，所述的槽体(1)上设置有结合部(3)，用于嵌合固定；所述的结合部(3)包括第一结合部(3a)或/和第二结合部(3b)； 所述的第一结合部(3a)，用于与紧固件(4)接合固连； 所述的第二结合部C3b)，用于与相邻的单体电池接合固连。
6.根据权利要求5所述的电池组，其特征在于，所述的单体电池组合后的外周面上设 有第一结合部(3a)，用于嵌合固定紧固件0)。
7.根据权利要求6所述的电池组，其特征在于，所述的紧固件(4)为采用硬质材料制作 的环型框、U型框或紧固勾条；或采用软性材料制作的收缩膜、弹性橡胶圈或环型网。
8.根据权利要求5所述的电池组，其特征在于，所述的相邻的单体电池的第二结合部 (3b)互为对应地设置。
9.根据权利要求8所述的电池组，其特征在于，所述的第二结合部(3b)上还设置有嵌 接单元(5)，相邻的单体电池的嵌接单元( 对应地互为凹凸结构。
10.根据权利要求9所述的电池组，其特征在于，所述的嵌接单元(5)的截面呈圆形或 多边形。
11.根据权利要求10所述的电池组，其特征在于，所述的多边形包括方形和矩形。
专利摘要本实用新型涉及一种单体电池的结构及其外串联组合的电池组，包括槽体(1)和正、负两极端子(2)，其特征在于，所述的槽体(1)上设置有结合部，用于嵌合固定；所述的结合部包括第一结合部(3a)或/和第二结合部(3b)；所述的第一结合部(3a)，用于与紧固件(4)接合固连；所述的第二结合部(3b)，用于与相邻的单体电池接合固连。所述的结合部上对应地设置有用于相互接合固连的嵌接单元(5)。本实用新型的若干单体电池通过结合部机械组合为电池组的技术方案，实现了将若干单体电池实施强度更高的组合固连，有助于解决一些长期困扰业界的多格连体电池组的技术问题。
文档编号H01M2/30GK201927662SQ20102026369
公开日2011年8月10日 申请日期2010年7月13日 优先权日2010年7月13日
发明者刘粤荣 申请人:刘粤荣