專利名稱：一種蓄電池組的連接件及包括該連接件的蓄電池組的制作方法
技術領域：
本實用新型是關于一種蓄電池組，具體地說是關于一種蓄電池組的連接 件及包括該連接件的鎳氫蓄電池組。
背景技術：
鎳氫電池由氫氧化鎳正極，儲氫合金負極，隔膜紙，堿性電解液，鋼殼， 頂蓋，密封圈等組成， 一般有圓柱形電池和方形電池二種。在圓柱形電池中， 正負極用隔膜紙分開巻繞在一起，然后密封在鋼殼中。在方形電池中，正負 極由隔膜紙分開后疊成層狀密封在鋼殼中。鎳氫蓄電池組是由多個單體鎳氫電池串聯(lián)而成。鎳氫蓄電池組作為高功率動力電池在混合電動車(HEV)、純電動車(EV)以及其他電動工具中起 著非常重要的作用。目前，市場上的鎳氫蓄電池組是通過連接件即連接片的 連接方式將多個相互獨立的單體電池電連接組成，由于各單體電池之間存在 性能差異，當電池組中的一支單體電池的性能出現(xiàn)"落后于"其它單體電池 性能的時候，這支單體電池相對于其它單體電池會過度地充電或放電，從而 加速這支單體電池的壽命衰減，使該單體電池的內(nèi)阻迅速增大，發(fā)熱嚴重， 最終造成電池活性物質(zhì)的粉化氧化，甚至燒破隔膜紙，發(fā)生電池短路。CN2587068Y公開了一種蓄電池組，該蓄電池組中有多個單體電池，每 個單體電池上方均有進氣閥和出氣閥，多個單體電池共用一個氣室和一個安 全閥，使其形成一個平衡體系，從而保證了蓄電池組中各單體電池壓力的一 致，提高了電池性能的一致性。但是，由于這種蓄電池組的每個單體都包括 用于密封極芯和極耳的殼體與蓋帽，因此這種蓄電池組的結(jié)構(gòu)不夠緊湊；用 連接件即連接片連接相鄰兩個單體電池所形成的電子通路，由于單體電池之間殼壁間的連接電阻，因此不能有效地降低整個電池組的內(nèi)阻。CN1384559A公開了一種蓄電池組，該蓄電池組由多個單體電池組成， 且多個單體電池共用一個氣室和一個安全閥，相鄰的單體電池的正負極柱形成電子通路，并用導線同整個電池組的正負極柱分別相連形成整個電池組的 正負極；在每個單體電池上方安放有半透膜，當電池組中的某個單體電池由 于內(nèi)部產(chǎn)生的混合氣體引起內(nèi)壓升高時，氣體會通過半透膜分散到其它的單 體電池中并被消耗，當電池組整體內(nèi)壓高于一個特定值時，安全閥將自動打 開。這種蓄電池組在提高電池性能一致性的前提下，由于每個單體電池同樣 具有殼體，因此整個蓄電池組仍存在結(jié)構(gòu)不夠緊湊的缺點；而用連接件即連 接片連接相鄰兩個單體電池所形成的電子通路，由于單體電池之間殼壁間的 連接電阻，因此也不能有效地降低整個電池組的內(nèi)阻。實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有蓄電池組結(jié)構(gòu)不夠緊湊，電池組內(nèi)阻高 的缺點，提供一種蓄電池組結(jié)構(gòu)緊湊，電池組內(nèi)阻能有效降低的一種蓄電池 組的連接件；本實用新型的另一個目的是提供一種包括該連接件的蓄電池 組。本實用新型蓄電池組的連接件包括隔板、貫穿隔板的通孔和兩個環(huán)形 套，兩個環(huán)形套分別位于隔板的兩側(cè)，隔板與兩個環(huán)形套由導電材料制成并 且彼此之間固定連接或者一體形成。本實用新型的蓄電池組包括一個殼體、至少兩個極芯、以及位于殼體兩 端的一個正極蓋板組件和一個負極蓋板組件，所述極芯由正極、隔膜、電解 液和負極組成，所述至少二個極芯軸向疊置于所述一個殼體內(nèi)，相鄰二個極 芯之間通過本實用新型提供的連接件電連接，該相鄰二個極芯中一個極芯的 正極與另一個極芯的負極分別與連接件的兩個環(huán)形套電連接，所述連接件的外沿周與所述殼體的內(nèi)壁密封連接，所述正極蓋板組件和負極蓋板組件分別 用于引出所述蓄電池組的正極和負極并與所述殼體密封連接。本實用新型的蓄電池組通過采用本實用新型提供的連接件，并且通過將 多個電池極芯封裝在一個殼體中，不僅具有共用的氣室，均衡了單體電池之 間的性能差異，保證了單體電池之間循環(huán)中的一致性，提高了電池組的使用 壽命，還可以使整個電池組的內(nèi)阻減小，大電流性能即高功率特性好。本實 用新型的蓄電池組還具有結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間體積小，且散熱性能好，抗形 變能力強的優(yōu)點。
圖1是本實用新型蓄電池組連接件的剖面示意圖； 圖2是本實用新型蓄電池組連接件的立體示意圖； 圖3是本實用新型蓄電池組的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本實用新型蓄電池組正極蓋板組件的剖面示意圖 圖5是本實用新型蓄電池組正極蓋板組件的立體示意圖 圖6是本實用新型蓄電池組負極蓋板組件的剖面示意圖 圖7是本實用新型蓄電池組負極蓋板組件的立體示意圖； 圖8是本實用新型蓄電池組極芯與集電器、連接件位置分解立體示意圖； 圖9是本實用新型蓄電池組中兩極芯與集電器、連接件連接的示意圖； 圖10是本實用新型蓄電池組中單體電池極芯之間連接立體示意圖； 圖11是本實用新型蓄電池組中集電器平面展開示意圖； 圖12是本實用新型蓄電池組中集電器側(cè)面示意圖； 圖13是本實用新型蓄電池組中集電器立體示意圖；具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作詳細說明。如圖1和圖2所示，本實用新型蓄電池組的連接件9包括隔板1、貫穿 隔板1的通孔2和兩個環(huán)形套3，兩個環(huán)形套3分別位于隔板1的兩側(cè)，隔 板1與兩個環(huán)形套3由導電材料制成并且彼此之間固定連接或者一體形成。所述隔板l的形狀由電池外殼的形狀決定，可以為圓形或方形，優(yōu)選為 圓形。隔板1主要用于隔離兩個相鄰的單體電池；在隔板l的外圍沿周上， 可以具有密封環(huán)4，密封環(huán)4與隔板1固定連接，密封環(huán)4是為了防止單體 電池之間電解液的相互流通；所述通孔2優(yōu)選位于隔板1的中心區(qū)域，通孔 2內(nèi)可以具有與其緊密貼合的中空套筒5，該中空套筒5的兩端帶有凸沿6 且凸沿6伸出通孔2緊密貼合于隔板1的兩邊，為了防止電解液在不同極芯 之間流通，通孔2的直徑不能過大，通孔2直徑大小一般在1毫米一8毫米， 優(yōu)選為2毫米-5毫米，通孔2的作用在于保證單體電池之間氣室的相通， 使整個電池組形成一個氣液平衡系統(tǒng)，中空套筒5兩端的凸沿6主要是為了 防止電解液成滴流下。所述環(huán)形套3的形狀一般與隔板1的形狀相適應，可以為圓柱形或方柱 形，優(yōu)選為圓柱形。更為優(yōu)選的情況下，環(huán)形套3中心對稱布置在隔板1的 兩側(cè)，環(huán)形套3主要用于與電池極耳的焊接，從而將相鄰兩極芯電連接于一 體。所述隔板1和環(huán)形套3為導電材料，如采用導電性較好的低碳鋼；所述 密封環(huán)4和中空套筒5采用耐堿性密封材料，如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、 聚四氟乙烯(PTFE)等，由于這些材料均為疏水性塑料，液體在其表面上 不會形成液膜。所述密封環(huán)4和中空套筒5與隔板1的固定連接方式優(yōu)選為注塑的連接 方式，以增強其牢固性。如圖3所示，本實用新型的蓄電池組包括一個殼體10、至少兩個極芯7、以及位于殼體10兩端的一個正極蓋板組件12和一個負極蓋板組件13，所述 極芯7由正極、隔膜、電解液和負極組成，所述至少二個極芯7軸向疊置于 所述一個殼體10內(nèi)，相鄰二個極芯7之間通過本實用新型提供的連接件9 電連接，該相鄰二個極芯7中一個極芯的正極與另一個極芯的負極分別與連 接件9的兩個環(huán)形套3電連接，所述連接件9的外沿周與所述殼體10的內(nèi) 壁密封連接，所述正極蓋板組件12和負極蓋板組件13分別用于引出所述蓄 電池組的正極和負極并與所述殼體10密封連接。所述殼體10可以為圓柱形或方柱形，優(yōu)選為圓柱形。殼體10可以為金 屬材料，優(yōu)選采用圓筒形無縫鋼管，其目的主要是保護內(nèi)部極芯和抵抗形變。在所述殼體10和所述極芯7之間可以設置有隔離膜11，所述隔離膜11 與所述連接件9、正極蓋板組件12以及負極蓋板組件13密封連接。所述隔離膜11的材料可以為聚丙烯(PP)熱縮膜，厚度為0.1毫米-0.3 毫米。隔離膜11為套貼在單體電池極芯7外圍的一層膜，并與連接件9中 密封環(huán)4密封連接，其密封連接的方式優(yōu)選為熱溶或超聲波焊接的方式，以 便更好地保證單體電池之間電解液的隔離。如圖4和圖5所示，所述正極蓋板組件12優(yōu)選包括正極蓋板19、貫穿 正極蓋板19的氣孔20、正極環(huán)形套21和安全閥22，用于與極芯7的正極 連接的正極環(huán)形套21位于正極蓋板19的內(nèi)側(cè)(電池組的內(nèi)側(cè))并與正極蓋 板19固定連接或一體形成，安全閥22與正極蓋板19固定連接并覆蓋氣孔 20。所述氣孔20優(yōu)選位于正極蓋板(19)的中心區(qū)域。如圖6和圖7所示，所述負極蓋板組件13優(yōu)選包括負極蓋板26以及用 于與極芯7的負極連接的負極環(huán)形套27，該負極環(huán)形套27位于負極蓋板26 的內(nèi)側(cè)(電池組的內(nèi)側(cè))并與負極蓋板26固定連接或一體形成。所述正極蓋板19和/或負極蓋板26的形狀根據(jù)殼體的形狀決定，可以 為圓形或方形，優(yōu)選為圓形。正極蓋板19和/或負極蓋板26主要用于與殼體IO的密封連接并引出電池的正、負極，為了更好地實現(xiàn)正極蓋板19和/或負 極蓋板26與殼體10之間的密封，在正極蓋板19和/或負極蓋板26的外周沿 具有密封圈(29)與殼體(10)密封固定連接，如圖3所示。正極蓋板19 和/或負極蓋板26的材料采用導電性較好的金屬材料。在所述正極蓋板19的外側(cè)還可以具有另一正極環(huán)形套21作為正極端 子，該另一正極環(huán)形套21的內(nèi)圈具有連接螺紋23;在所述負極蓋板26的外 側(cè)也可以具有另一負極環(huán)形套27作為負極端子，該另一負極環(huán)形套27的內(nèi) 圈具有連接螺紋28，連接螺紋23、 28的設置可以方便地用于電池組與外部接線端子的電連接。所述正極環(huán)形套21或負極環(huán)形套27可以為圓柱形或方柱形，優(yōu)選為圓 柱形。更為優(yōu)選的情況下，所述內(nèi)側(cè)的正極環(huán)形套21與外側(cè)的正極環(huán)形套 21中心對稱布置在正極蓋板19的兩側(cè)；所述內(nèi)側(cè)的負極環(huán)形套27與外側(cè)的 負極環(huán)形套27中心對稱布置在負極蓋板26的兩側(cè)，所述安全閥22可以位 于外側(cè)的正極環(huán)形套21內(nèi)。為了便于正極或負極的辨認，外側(cè)的正極環(huán)形 套21或外側(cè)的負極環(huán)形套27的外圈也可以做成多邊形，如六邊形。所述安全閥22主要是為了保證電池組的安全性能，其原理是在安全閥 22的閥帽24內(nèi)部有一橡膠塊25，閥帽24具有小孔(未示出)，當電池組內(nèi) 部產(chǎn)生的氣體壓力過大，即大于安全閥22的開啟壓力時，氣體將沖破橡膠 塊25，使安全閥22自動開啟，以保證電池組的安全。如圖8、圖9和圖IO所示，本實用新型的鎳氫蓄電池組還可以包括集電 器8，所述極芯7的正極或者負極連接在集鬼器8上，再通過該集電器8連 接在正極蓋板組件12、連接件9或者負極蓋板組件13上。如圖11一13所示，所述集電器8包括主板14、貫穿主板14中心區(qū)域的 通氣孔15、開口槽16、突肋17和極耳18，所述開口槽16為多個，開口槽 16位于主板14上，并從主板14的邊緣向中心延伸，開口槽16的邊緣向下翻邊彎折形成突肋17，突肋17與所述極芯7的正極或者負極連接，在每兩 個相鄰的開口槽16之間的主板14上有極耳18，極耳18彎折后與連接件9 的環(huán)形套3和/或內(nèi)側(cè)的正極環(huán)形套2K負極環(huán)形套27固定連接。為了保證 相鄰兩個極芯7之間的電連接，集電器8上的極耳18的個數(shù)優(yōu)選為八個， 這樣有別于傳統(tǒng)的單個極耳，因為極耳個數(shù)的增多會降低連接元件的電阻， 增多電子流通的通道，從而增強電池的高功率特性。本實用新型的蓄電池組通過隔離膜與連接件的連接，保證了單體電池之 間的密封，連接件中的中空套筒保證了電池組氣室的相通，使整個電池組形 成一個氣液平衡系統(tǒng)，最大程度地減少了各單體電池在充放電過程中的差 異，延長了電池組的使用壽命； 一體殼體的采用及兩個單體電池的極芯之間 通過集電器、連接件、集電器相互連接的方式，消除了現(xiàn)有蓄電池組中單體 電池之間殼壁間的連接電阻，結(jié)構(gòu)緊湊，內(nèi)阻小，具有良好的高功率特性和 散熱性能。
權(quán)利要求1. 一種蓄電池組的連接件，其特征在于，該連接件(9)包括隔板(1)、貫穿隔板(1)的通孔(2)和兩個環(huán)形套(3)，兩個環(huán)形套(3)分別位于隔板(1)的兩側(cè)，隔板(1)與兩個環(huán)形套(3)由導電材料制成并且彼此之間固定連接或者一體形成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接件，其特征在于，所述隔板(1)的外圍 沿周上具有密封環(huán)(4)，密封環(huán)(4)與隔板(1)固定連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接件，其特征在于，所述通孔(2)位于隔 板(1)的中心區(qū)域。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的連接件，其特征在于，所述 通孔(2)內(nèi)具有與其緊密貼合的中空套筒(5)，該中空套筒(5)的兩端帶 有凸沿(6)且凸沿(6)伸出通孔(2)緊密貼合于隔板(1)的兩邊。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的連接件，其特征在于，所述 通孔(2)的直徑為1毫米一8毫米。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接件，其特征在于，所述二個環(huán)形套(3) 中心對稱布置在隔板(1)的兩側(cè)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接件，其特征在于，所述隔板(1)為圓形 或方形，所述環(huán)形套(3)為圓柱形或方柱形。
8、 一種鎳氫蓄電池組，其特征在于，該蓄電池組包括一個殼體(10)、 至少兩個極芯(7)、以及位于殼體(10)兩端的一個正極蓋板組件(12)和一個負極蓋板組件(13)，所述極芯(7)由正極、隔膜、電解液和負極組成， 所述至少二個極芯(7)軸向疊置于所述一個殼體(10)內(nèi)，相鄰二個極芯 (7)之間通過權(quán)利要求1至7中任意一項所述的連接件(9)電連接，該相 鄰二個極芯(7)中一個極芯的正極與另一個極芯的負極分別與連接件(9) 的兩個環(huán)形套(3)電連接，所述連接件(9)的外沿周與所述殼體(10)的 內(nèi)壁密封連接，所述正極蓋板組件(12)和負極蓋板組件(13)分別用于引 出所述蓄電池組的正極和負極并與所述殼體(10)密封連接。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的鎳氫蓄電池組，其特征在于，在所述殼體(10) 和所述極芯(7)之間設置有隔離膜(11),所述隔離膜(11)與所述連接件(9)、正極蓋板組件(12)以及負極蓋板組件(13)密封連接。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的鎳氫蓄電池組，其特征在于，所述正極蓋板 組件(12)包括正極蓋板(19)、貫穿正極蓋板(19)的氣孔(20)、正極環(huán) 形套(21)和安全閥(22)，用于與極芯(7)的正極連接的正極環(huán)形套(21) 位于正極蓋板(19)的內(nèi)側(cè)并與正極蓋板(19)固定連接或一體形成，安全 閥(22)與正極蓋板(19)固定連接并覆蓋氣孔(20);所述負極蓋板組件(13)包括負極蓋板(26)以及用于與極芯(7)的負極連接的負極環(huán)形套 (27)，該負極環(huán)形套(27)位于負極蓋板(26)的內(nèi)側(cè)并與負極蓋板(26) 固定連接或一體形成。
11、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的鎳氫蓄電池組，其特征在于，所述氣孔(20) 位于正極蓋板(19)的中心區(qū)域。
12、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的鎳氫蓄電池組，其特征在于，所述正極蓋板(19)和/或負極蓋板(26)的外周沿具有密封圈(29)與殼體(10)密封 固定連接。
13、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的鎳氫蓄電池組，其特征在于，在所述正極 蓋板(19)的外側(cè)具有另一正極環(huán)形套(21)，該另一正極環(huán)形套(21)的 內(nèi)圈具有連接螺紋(23);在所述負極蓋板(26)的外側(cè)具有另一負極環(huán)形 套(27)，該另一負極環(huán)形套(27)的內(nèi)圈具有連接螺紋(28)。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的鎳氫蓄電池組，其特征在于，所述正極環(huán) 形套(21)或負極環(huán)形套(27)為圓柱形或方柱形；所述內(nèi)側(cè)的正極環(huán)形套(21)與所述外側(cè)的另一正極環(huán)形套(21)中心對稱布置在正極蓋板(19) 的兩側(cè)；所述內(nèi)側(cè)的負極環(huán)形套(27)與所述外側(cè)的另一負極環(huán)形套(27) 中心對稱布置在負極蓋板(26)的兩側(cè)；所述安全閥(22)位于外側(cè)的正極 環(huán)形套(21)內(nèi)。
15、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的鎳氫蓄電池組，其特征在于，該鎳氫蓄電 池組還包括集電器(8)，所述極芯(7)的正極或者負極連接在集電器(8) 上，再通過該集電器(8)連接在正極蓋板組件(12)、連接件(9)或者負 極蓋板組件(13)上。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的鎳氫蓄電池組，其特征在于，所述集電器 (8)包括主板(14)、貫穿主板(14)中心區(qū)域的通氣孔(15)、開口槽(16)、突肋(17)和極耳(18)，所述開口槽(16)為多個，開口槽(16)位于主 板(14)上，并從主板(14)的邊緣向中心延伸，開口槽(16)的邊緣向下 翻邊彎折形成突肋(17)，突肋(17)與所述極芯(7)的正極或者負極連接，極耳(18)設置在每兩個相鄰的開口槽(16)之間的主板(14)上，極耳(18) 彎折后與連接件(9)的環(huán)形套(3)、正極蓋板組件(12)內(nèi)側(cè)的正極環(huán)形 套(21)、或者負極蓋板組件(13)內(nèi)側(cè)的負極環(huán)形套(27)固定連接。
專利摘要一種蓄電池組的連接件及包括該連接件的蓄電池組，該連接件包括隔板、貫穿隔板的通孔和兩個環(huán)形套，兩個環(huán)形套分別位于隔板的兩側(cè)，隔板與兩個環(huán)形套彼此之間固定連接或者一體形成。本實用新型的蓄電池組包括一個殼體、至少兩個極芯、以及位于殼體兩端的一個正極蓋板組件和一個負極蓋板組件，所述至少二個極芯軸向疊置于所述一個殼體內(nèi)，相鄰二個極芯中一個極芯的正極與另一個極芯的負極分別與本實用新型提供的連接件的兩個環(huán)形套電連接，所述連接件的外沿周與所述殼體的內(nèi)壁密封連接，所述正極蓋板組件和負極蓋板組件分別用于引出所述蓄電池組的正極和負極并與所述殼體密封連接。本實用新型的蓄電池組具有結(jié)構(gòu)緊湊，內(nèi)阻小的優(yōu)點。
文檔編號H01M2/24GK201084772SQ20072012808
公開日2008年7月9日 申請日期2007年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月3日
發(fā)明者焦天宇, 顏海鵬 申請人:比亞迪股份有限公司