一種圓柱形蓄電池組的制作方法

專利名稱:一種圓柱形蓄電池組的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種圓柱形蓄電池組，其包括金屬殼體、兩個以上電池內芯、絕緣套管、均壓片、正電極和負電極，兩個以上電池內芯串接套裝在絕緣套管內形成電池內膽，均壓片設在相鄰的兩個電池內芯之間，正電極和負電極分別固定于電池內膽的兩端并與對應的電池內芯電連接，正電極、負電極和電池內膽套裝在金屬殼體內，電池內芯沿軸中線設有作為儲液區的通孔，均壓片中心對應儲液區設有通液孔，正電極上設有與儲液區連通的卸壓孔，負電極上設有儲液區連通的注液孔。本實用新型的電池組內壓較大提高，各電池內芯電解液相通，內壓力相等，限制了電池組內部不良氣相反應，穩定了液相反應，提高了電池組的過充，過放能力，延長了使用壽命。
【專利說明】
一種圓柱形蓄電池組
技術領域
[0001]本實用新型涉及電池技術領域，尤其涉及一種圓柱形蓄電池組。
【背景技術】
[0002]1、目前，電池組都是由多個單體電池組成，各單體電池正負極分別引出，各單體電池都有獨立的電解液和排氣安全閥，多個單體電池經上一單體電池的負極與下一單體電池的正極串聯形成電池組。現有的電池組存在如下缺點:1、體積較大;在電池組中，由于各單體電池正負極要分別引出，又要有獨立的電解液和安全閥，形成了較大的體積。2、內阻較大;在電池組中，由于各單體電池正負極要分別引出，引線電阻之和形成較大電池組內阻。
3、均衡度差;在電池組中，即使各單體電池的容量和其他性能做的完全一致，但由于各單體電池所處的位置不同，散熱條件不同，長期使用后由于電池的使用溫度不同，造成了電解液濃度不同而形成電池的不均衡。4、可靠性差;在電池組中因為各單體電池正負要分別引出再進行串聯連接，電池組的電壓越高串聯的接頭也就越多，只要有一個接頭接觸不好就會使整組電池無法使用，因此可靠性較差。5、散熱較差；由于每個單體電池需要獨立的電解液，單體電池之間需要進行絕緣隔離，造成散熱較差。

【發明內容】

[0003]本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種圓柱形蓄電池組。
[0004]本實用新型采用的技術方案是:
[0005]—種圓柱形蓄電池組，其包括金屬殼體、兩個以上電池內芯、絕緣套管、均壓片、一正電極和一負電極，兩個以上所述電池內芯串接套裝在絕緣套管內形成電池內膽，絕緣套管的長度大于兩個以上電池內芯的長度之和，所述均壓片設在相鄰的兩個電池內芯之間，所述正電極和負電極分別固定于電池內膽的兩端并與對應的電池內芯電連接，正電極、負電極和電池內膽套裝在金屬殼體內，正電極、負電極與金屬殼體絕緣，電池內芯沿軸中線設有作為儲液區的通孔，所述均壓片中心對應儲液區設有通液孔，兩個以上的電池內芯內的電解液通過通液孔相通，所述正電極上設有與對應的電池內芯的儲液區連通的卸壓孔，所述負電極上設有與對應電池內芯的儲液區連通的注液孔。
[0006]所述金屬殼體包括金屬圓筒和金屬緊固片，金屬圓筒兩端的內側壁上設有與金屬緊固片相配合的內牙，所述電池內膽套設于金屬圓筒內，金屬緊固片分別設于金屬圓筒的兩端，金屬緊固片與正電極之間或金屬緊固片與負電極之間設有絕緣墊片，金屬緊固片配合金屬圓筒將正電極、負電極和電池內膽固定在金屬圓筒的中心部位，金屬緊固片中心設有供所述正電極或負電極上設有的引出端非接觸式穿過的內六角孔;金屬緊固片的內六角孔內灌注有機絕緣密封材料形成密封層；
[0007]所述電池內芯包括正極板和負極板，正極板和負極板呈交錯排列，正極板和負極板之間設置有隔膜，所述正極板、負極板和隔膜卷曲形成呈圓柱體的電池內芯，電池內芯沿軸中線設有作為儲液區的通孔。
[0008]所述通液孔的直徑小于儲液區直徑的一半。
[0009]所述均壓片的厚度0.1-4毫米，均壓中心的通液孔的孔徑1-8毫米。
[0010]所述正電極還包括安全閥機構，所述卸壓孔為與電池電芯同軸的臺階孔，臺階孔的小徑端與電池電芯的儲液區連通，所述安全閥機構包括內到外依次安裝于臺階孔的大徑端的不銹鋼鋼珠、不銹鋼彈簧和中心穿孔的不銹鋼內六角螺絲，所述不銹鋼鋼珠的直徑大于臺階孔的小徑端的直徑，不銹鋼鋼珠由不銹鋼彈簧頂置并對小徑端形成密封，所述不銹鋼鋼珠與臺階孔的大徑端的內壁滑動連接，所述臺階孔的大徑端的內壁對應不銹鋼內六角螺絲設有內螺牙。
[0011 ] 所述負電極還包括用于注液孔密封的密封螺絲，所述密封螺絲為沉頭尼龍螺絲，注液孔的內壁上設有與密封螺絲配合的內螺牙。
[0012]所述金屬圓筒和金屬緊固片由普通鋼、不銹鋼或鋁合金制成。
[0013]所述正極板和負極板錯位間隔2-6毫米;所述電池內芯的直徑為30-120毫米，所述絕緣套管的內徑比電池內芯的直徑大0.1-0.2毫米，絕緣套管的壁厚為0.5-2毫米，金屬圓筒的內徑為30-200毫米，金屬圓筒的長度為50-300毫米，金屬圓筒的壁厚為0.5_8毫米，金屬圓筒的內牙長度為3-30毫米，金屬緊固片的厚度為0.5-8毫米。
[0014]所述有機絕緣密封材料為環氧樹脂，所述環氧樹脂填充料灌注于金屬緊固片的內六角孔形成環氧樹脂密封層。
[0015]本實用新型采用以上技術方案，在多個串接的電池內芯之間設置帶有通液孔的均壓片，使得電池組正常使用時電解液的液體相通，各單體電池內芯的壓力相等，采用較厚的金屬圓柱管作為外殼，較大提高了各單體電池內芯的內壓，限制了電池組內部不良氣相反應，穩定了液相反應，提高了電池組的過充，過放能力，延長了使用壽命。此外，本實用新型采用較薄的塑料的絕緣套管形成電池內膽配合較厚的金屬外殼結構，電池的正負電極與金屬外殼絕緣，解決了散熱問題。電池的正負電極分別采用正電極和負電極結構，并設置引出端，克服了電池內部充放電電流不均的問題和堿橋漏電問題，進一步采用環氧樹脂二次封閉引出電極技術，在緊固片密封的基礎上進一步用環氧樹脂二次密封，使電池電極與金屬緊固片合為一體，提高了電池牢靠度，同時也解決了爬堿問題。安全閥和尼龍螺絲安全保護裝置，使電池在各種惡劣的情況下確保了電池的安全性。本實用新型采用圓柱和塑料絕緣的電池內膽加金屬外殼的結構，雙次密封技術，使電池外殼承受的內壓大于5兆帕，安全閥可以控制在1.5兆帕至3兆帕。電池正常使用的內壓較大提高，限制了電池內部不良氣相反應，穩定了液相反應，提高了電池的過充，過放能力，延長了使用壽命。
【附圖說明】

[0016]以下結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步詳細說明；
[0017]圖1為本實用新型一種圓柱形蓄電池組的結構示意圖；
[0018]圖2為本實用新型一種圓柱形蓄電池組的均壓片的結構示意圖；
[0019]圖3為本實用新型一種圓柱形蓄電池組的正電極的結構示意圖；
[0020]圖4為本實用新型一種圓柱形蓄電池組的負電極的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖1-4之一所示，本實用新型包括金屬殼體、兩個以上電池內芯2、絕緣套管4、均壓片3、一正電極7和一負電極10，兩個以上所述電池內芯2串接套裝在絕緣套管4內形成電池內膽，絕緣套管4的長度大于兩個以上電池內芯2的長度之和，所述均壓片設在相鄰的兩個電池內芯2之間，所述正電極7和負電極10分別固定于電池內膽的兩端并與對應的電池內芯2電連接，正電極7、負電極1和電池內膽套裝在金屬殼體內，正電極7、負電極1與金屬殼體絕緣，電池內芯2沿軸中線設有作為儲液區8的通孔，所述均壓片3中心對應儲液區8設有通液孔11，兩個以上的電池內芯內的電解液通過通液孔11相通，所述正電極7上設有與對應的電池內芯2的儲液區8連通的卸壓孔22，所述負電極10上設有與對應電池內芯2的儲液區8連通的注液孔28。
[0022]所述金屬殼體包括金屬圓筒I和金屬緊固片6，金屬圓筒I兩端的內側壁上設有與金屬緊固片6相配合的內牙，所述電池內膽套設于金屬圓筒I內，金屬緊固片6分別設于金屬圓筒I的兩端，金屬緊固片6與正電極7之間或金屬緊固片6與負電極10之間設有絕緣墊片，金屬緊固片6配合金屬圓筒I將正電極7、負電極10和電池內膽固定在金屬圓筒I的中心部位，金屬緊固片6中心設有供所述正電極7或負電極10上設有的引出端非接觸式穿過的內六角孔;金屬緊固片6的內六角孔內灌注有機絕緣密封材料9形成密封層；
[0023]所述電池內芯2包括正極板和負極板，正極板和負極板呈交錯排列，正極板和負極板之間設置有隔膜，所述正極板、負極板和隔膜卷曲形成呈圓柱體的電池內芯2，電池內芯2沿軸中線設有作為儲液區8的通孔。
[0024]所述通液孔11的直徑小于儲液區8直徑的一半。
[0025]所述均壓片3的厚度0.1-4毫米，均壓中心的通液孔11的孔徑1-8毫米。
[0026]所述正電極7還包括安全閥機構，所述卸壓孔22為與電池內芯2同軸的臺階孔，臺階孔的小徑端與電池內芯2的儲液區8連通，所述安全閥機構包括內到外依次安裝于臺階孔的大徑端的不銹鋼鋼珠23、不銹鋼彈簧24和中心穿孔的不銹鋼內六角螺絲25，所述不銹鋼鋼珠23的直徑大于臺階孔的小徑端的直徑，不銹鋼鋼珠23由不銹鋼彈簧24頂置并對小徑端形成密封，所述不銹鋼鋼珠23與臺階孔的大徑端的內壁滑動連接，所述臺階孔的大徑端的內壁對應不銹鋼內六角螺絲25設有內螺牙。
[0027]所述負電極10還包括用于注液孔28密封的密封螺絲29，所述密封螺絲29為沉頭尼龍螺絲，注液孔28的內壁上設有與密封螺絲29配合的內螺牙。
[0028]所述金屬圓筒I和金屬緊固片6由普通鋼、不銹鋼或鋁合金制成。
[0029]所述正極板和負極板錯位間隔2-6毫米;所述電池內芯2的直徑為30-120毫米，所述絕緣套管4的內徑比電池內芯2的直徑大0.1-0.2毫米，絕緣套管4的壁厚為0.5-2毫米，金屬圓筒I的內徑為30-200毫米，金屬圓筒I的長度為50-300毫米，金屬圓筒I的壁厚為0.5-8毫米，金屬圓筒I的內牙長度為3-30毫米，金屬緊固片6的厚度為0.5-8毫米。
[0030]所述有機絕緣密封材料9為環氧樹脂，所述環氧樹脂填充料灌注于金屬緊固片6的內六角孔形成環氧樹脂密封層。
[0031 ]下面對本實用新型做詳細說明。
[0032]本實用新型包括金屬殼體、兩個以上電池內芯2、絕緣套管4、均壓片3、正電極7和負電極10。本實用新型大體上可以分以下幾個制作部分:
[0033]A、如圖3所示，正電極7制作:所述正電極7包括正極引出端21、正極匯流片20和安全閥機構，正極匯流片20為不銹鋼材料，正極匯流片20的直徑與對應的電池內芯2的直徑相同，正極匯流片20的直徑的30-120毫米，厚度0.5-4毫米，所述正極引出端21為不銹鋼材料成型，正極引出端21的最大外徑為10-35毫米，正極引出端21的整體長度為6-35毫米，正極引出端21的同軸開設卸壓孔22，所述卸壓孔22為臺階孔，臺階孔的小徑端與對應電池內芯2的儲液區8連通，臺階孔的小徑端的直徑2-7毫米，該孔與不銹鋼接觸部分要進行磨光處理，所述安全閥機構包括由內到外依次安裝于臺階孔的大徑端的不銹鋼鋼珠23、不銹鋼彈簧24和中心穿孔的不銹鋼內六角螺絲25，所述不銹鋼內六角螺絲25為中心穿孔為M3-M8、長度為3-6毫米的不銹鋼內六角螺絲25，不銹鋼彈簧24的中徑為3-8毫米，不銹鋼彈簧24的長度3-6毫米，不銹鋼彈簧24的壓強在0.1-0.8公斤。不銹鋼鋼珠23的直徑為3-8毫米。所述不銹鋼鋼珠23的直徑大于或者等于臺階孔的小徑端的直徑，所述臺階孔的大徑端的內壁對應不銹鋼內六角螺絲25設有內螺牙，不銹鋼內六角螺絲25與臺階孔的大徑端內壁螺紋連接，所述不銹鋼鋼珠23與臺階孔的大徑端的內壁滑動連接，不銹鋼鋼珠23由不銹鋼彈簧24頂置并對小徑端形成密封。將不銹鋼鋼珠23、不銹鋼彈簧24和中心穿孔的不銹鋼內六角螺絲25依次在臺階孔的大徑端組裝，對帶有安全閥機構的正極引出端21在氣壓測試臺進行調節測試，合格后用激光焊接將內不銹鋼六角螺絲焊牢固定;通過電加熱結合超聲波焊接技術將正極匯流片20的一表面與正極板的連接，再將正極引出端21的一端焊接固定于正極匯流片20的安裝孔內，并保證正極引出端211位于正極匯流片20外側面。
[0034]B、如圖4所示，負電極10制作:所述負電極10包括負極引出端27、負極匯流片26和密封螺絲29，負極匯流片26為不銹鋼材料，負極匯流片26的直徑與電池內芯2的直徑相同，負極匯流片26的直徑的30-120毫米，厚度0.5-4毫米，中心開設6-25毫米的安裝孔，負極匯流片26的一表面通過電加熱結合超聲波焊接技術與負極板連接，所述負極引出端27為不銹鋼材料成型，負極引出端27的外徑為10-35毫米，負極引出端27的長度為6-35毫米，負極引出端27上設有與儲液區87連通的注液孔2824，注液孔28的內壁上設有與密封螺絲29配合且長度為3-8毫米的內螺牙，所述密封螺絲29為M3-6的沉頭尼龍螺絲，所述密封螺絲29用于灌液后旋入注液孔28并對注液孔28進行密封，同時形成安全裝置;負極引出端27的一端固定于負極匯流片26的安裝孔內，并保證負極引出端27位于負極匯流片26外側面，負極引出端27與正極引出端21相配套連接。
[0035]C、電池內芯2的制作:由正極板加隔膜和負極板加隔膜在直徑6-25毫米的軸，軸的直徑決定于電池設計儲液區8的體積，相錯位2-6毫米繞制成圓柱體的電池內芯2，該圓柱體進行整圓處理，確保其直徑小于絕緣套管4為0.1-0.2毫米，
[0036]D:電池內膽的制作:將兩個以上的電池內芯2放入略長于兩個以上電池內芯2長度總和的絕緣套管4中，將正電極7和負電極10分別固定于電池內膽的兩端并與對應的電池內芯2電連接，所述絕緣套管4的厚度在0.5-2毫米，絕緣套管4兩端分別長出2-8毫米。電池內芯2兩端加入絕緣墊片，所述絕緣套管4和絕緣墊片均采用尼龍成型，所述絕緣套管4和絕緣墊片經塑料熱熔技術配合電池內芯2形成電池內膽。
[0037]E:金屬外殼的組裝:金屬外殼由金屬圓筒I和金屬緊固片6組成，金屬圓筒I直徑在30-200暈米，長度50-300暈米，壁厚在0.5_8暈米，金屬圓筒I兩端往內開設與金屬緊固片6相配合長度為3-30毫米的內牙，金屬緊固片6中心為六角內六角孔，金屬緊固片6直徑大于正極引出端21或負極引出端27的最大外徑2-4毫米，金屬緊固片6的厚度為0.5-8毫米，金屬圓筒I和金屬緊固片6可用不銹鋼、鍍鎳鋼管、鋁合金管等材料成型。將電池內膽放入金屬圓筒I中，電池內膽的兩端分別加上尼龍的絕緣墊片，金屬圓筒I的兩端分別旋入金屬緊固片6，使電池內膽在金屬筒中心部位，用扭力扳手控制旋緊，扭力控制在5-20牛米。通過注液孔28檢測密封情況，確保在0.2-0，6兆帕無泄漏。再在電池組的兩端的金屬緊固片6的內六角孔分別灌入有機絕緣密封材料9，固化后完成二次密封。并再通過注液孔28進行密封測試應確保2-3兆帕無泄漏。進行真空灌液，灌液后放置12小時進行高溫化成。2-3次的充放電后進行分容分類完成電池制作。
[0038]本實用新型采用以上技術方案，在多個串接的電池內芯2之間設置帶有通液孔11的均壓片3，使得電池組正常使用的內壓較大提高，各單體電池壓力相等，限制了電池組內部不良氣相反應，穩定了液相反應，提高了電池組的過充，過放能力，延長了使用壽命。此夕卜，本實用新型采用較薄的塑料的絕緣套管4形成電池內膽配合較厚的金屬外殼結構，電池的正負電極10與金屬外殼絕緣，解決了散熱問題。電池的正負電極10分別采用正電極7和負電極10結構，并設置引出端，克服了電池內部充放電電流不均的問題和堿橋漏電問題，進一步采用二次環氧樹脂封閉引出電極技術，在緊固片密封的基礎上進一步用環氧樹脂二次密封，使電池電極與金屬緊固片6合為一體，提高了電池牢靠度，同時也解決了爬堿問題。安全閥和尼龍螺絲安全保護裝置，使電池在各種惡劣的情況下確保了電池的安全性。本實用新型采用圓柱和塑料絕緣的電池內膽加金屬外殼的結構，雙次密封技術，使電池外殼承受的內壓大于5兆帕，安全閥可以控制在1.5兆帕至3兆帕。電池正常使用的內壓較大提高，限制了電池內部不良氣相反應，穩定了液相反應，提高了電池的過充，過放能力，延長了使用壽命O
【主權項】
1.一種圓柱形蓄電池組，其特征在于:其包括金屬殼體、兩個以上電池內芯、絕緣套管、均壓片、一正電極和一負電極，兩個以上所述電池內芯串接套裝在絕緣套管內形成電池內膽，絕緣套管的長度大于兩個以上電池內芯的長度之和，所述均壓片設在相鄰的兩個電池內芯之間，所述正電極和負電極分別固定于電池內膽的兩端并與對應的電池內芯電連接，正電極、負電極和電池內膽套裝在金屬殼體內，正電極、負電極與金屬殼體絕緣，電池內芯沿軸中線設有作為儲液區的通孔，所述均壓片中心對應儲液區設有通液孔，兩個以上的電池內芯內的電解液通過通液孔相通，所述正電極上設有與對應的電池內芯的儲液區連通的卸壓孔，所述負電極上設有與對應電池內芯的儲液區連通的注液孔。2.根據權利要求1所述一種圓柱形蓄電池組，其特征在于:所述金屬殼體包括金屬圓筒和金屬緊固片，金屬圓筒兩端的內側壁上設有與金屬緊固片相配合的內牙，所述電池內膽套設于金屬圓筒內，金屬緊固片分別設于金屬圓筒的兩端，金屬緊固片與正電極之間或金屬緊固片與負電極之間設有絕緣墊片，金屬緊固片配合金屬圓筒將正電極、負電極和電池內膽固定在金屬圓筒的中心部位，金屬緊固片中心設有供所述正電極或負電極上設有的引出端非接觸式穿過的內六角孔;金屬緊固片的內六角孔內灌注有機絕緣密封材料形成密封層。3.根據權利要求1所述一種圓柱形蓄電池組，其特征在于:所述電池內芯包括正極板和負極板，正極板和負極板呈交錯排列，正極板和負極板之間設置有隔膜，所述正極板、負極板和隔膜卷曲形成呈圓柱體的電池內芯，電池內芯沿軸中線設有作為儲液區的通孔。4.根據權利要求1所述一種圓柱形蓄電池組，其特征在于:所述通液孔的直徑小于儲液區直徑的一半。5.根據權利要求1所述一種圓柱形蓄電池組，其特征在于:所述均壓片的厚度0.1-4毫米，均壓中心的通液孔的孔徑1-8毫米。6.根據權利要求1所述一種圓柱形蓄電池組，其特征在于:所述正電極還包括安全閥機構，所述卸壓孔為與電池電芯同軸的臺階孔，臺階孔的小徑端與電池電芯的儲液區連通，所述安全閥機構包括內到外依次安裝于臺階孔的大徑端的不銹鋼鋼珠、不銹鋼彈簧和中心穿孔的不銹鋼內六角螺絲，所述不銹鋼鋼珠的直徑大于臺階孔的小徑端的直徑，不銹鋼鋼珠由不銹鋼彈簧頂置并對小徑端形成密封，所述不銹鋼鋼珠與臺階孔的大徑端的內壁滑動連接，所述臺階孔的大徑端的內壁對應不銹鋼內六角螺絲設有內螺牙。7.根據權利要求1所述一種圓柱形蓄電池組，其特征在于:所述負電極還包括用于注液孔密封的密封螺絲，所述密封螺絲為沉頭尼龍螺絲，注液孔的內壁上設有與密封螺絲配合的內螺牙。8.根據權利要求2所述一種圓柱形蓄電池組，其特征在于:所述金屬圓筒和金屬緊固片由普通鋼、不銹鋼或鋁合金制成。9.根據權利要求3所述一種圓柱形蓄電池組，其特征在于:所述正極板和負極板錯位間隔2-6毫米;所述電池內芯的直徑為30-120毫米，所述絕緣套管的內徑比電池內芯的直徑大0.1-0.2毫米，絕緣套管的壁厚為0.5-2毫米，金屬圓筒的內徑為30-200毫米，金屬圓筒的長度為50-300毫米，金屬圓筒的壁厚為0.5-8毫米，金屬圓筒的內牙長度為3-30毫米，金屬緊固片的厚度為0.5-8毫米。10.根據權利要求2所述一種圓柱形蓄電池組，其特征在于:所述有機絕緣密封材料為環氧樹脂，所述環氧樹脂填充料灌注于金屬緊固片的內六角孔形成環氧樹脂密封層。
【文檔編號】H01M10/04GK205723807SQ201620386275
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月29日
【發明人】卞榕毅
【申請人】福建牛爾電子技術有限公司