整體電池組組合件的制作方法

專利名稱：整體電池組組合件的制作方法
技術領域：
本發明的領域本發明一般涉及可充電高容量電池組、模塊、組件的改進。具體地，本發明涉及多電池整體電池組，在各個電池之間的電連接以及用于各個電池的電解質封裝。
本發明的背景可充電柱狀電池組用于各種工業和商業用途中，如叉車、高爾夫球車、不間斷電源和電動車輛。
可充電鉛酸電池組目前是最廣泛應用的電池組種類。鉛酸電池組是用于內燃機的起動電動機的有用的能源。但是，其低能量密度，約30Wh/Kg，并且不能足夠地耐熱，使得它們對于電動車輛、混合式電動車輛以及2-3輪小型摩托車/摩托車是不適用的電源。使用鉛酸電池組的電動車輛在需要充電之前的范圍小，要求再充電約6-12小時并含有有毒材料。此外，使用鉛酸電池組的電動車輛加速緩慢，耐深度放電能力差并且電池的壽命僅有約20,000英里。
鎳金屬氫化物電池組(“Ni-MH電池”)遠優于鉛酸電池組，Ni-MH電池組是用于電動車輛和其它形式的車用驅動的可以獲得的理想電池組。例如，在Ovshinsky和Fetcenko的共同未決美國專利申請No.07/934,976(該專利在本文中引作參考)中描述的那些Ni-MH電池組，具有比鉛酸電池組高得多的能量密度，可以驅動電動車輛250英里以上才需要再充電，可以在15分鐘之內再充電，并且不含有毒物質。使用Ni-MH電池組的電動車輛已經表明具有非常大的加速度，電池組壽命大于約100,000英里。
過去，在改進Ni-MH電池組的功率和發電容量的電化學方面已經進行了廣泛的研究，這在美國專利No.5,096,667和5,104,617以及美國專利申請No.07/746,015和07/934,976中已經詳細討論。所有這些參考文獻的內容具體地引作參考。
Ovonic電池公司已經開發了高能量高功率的鎳-金屬氫化物電池組，用于電動車輛用途的容量范圍為90-150Ah，混合電動車輛用途的容量范圍為30-60Ah。目前，對于某些用途，如電動助力HEV，甚至需要在5-20Ah范圍內的更小容量。
然而，在使用非常短的外殼時，電池組電極的縱橫比不利地變寬。所以，對于適用于EV尺寸的電池組(約50-100Ah)的基底面積的單個電池，容量的實用下限約為25-30Ah。為了獲得約20Ah的高功率HEV電池組，已經使用了更小基底面積的外殼，并計劃更小的外殼可能提供約12-15Ah的電池組。但是，這些更小的電池不能提供比功率或比能量的改進。實際上，比功率和比能量以及功率和能量密度隨外殼的尺寸減小而降低，除非電極接頭布置和電池硬件重新設計并重新優化。
具有目前的柱狀電池組設計的小電池組的最大問題是單位儲能的成本(比成本)隨尺寸減小而增大。這是因為電池組硬件元件的成本不與尺寸成比例。一些成本更多地涉及所用部件的數量，這一般根本不隨電池組尺寸變小而降低。為此，需要新的電池組設計。
此外，應該注意，直到最近，Ni-MH電池組的機械性能和熱性能已經被忽略。例如，在電動車輛中，電池組的重量是一種有意義的因素，因為電池組重量是車輛重量的最大部分。為此，降低單個電池組的重量在設計電動車輛中是有意義的考慮。除了降低電池組的重量以外，在仍然能夠提供模塊的必須的機械要求(即容易運輸、堅固性等)的同時，還必須降低電池組模塊的重量。在把這些電池組模塊引入到電池組組件系統(例如用于電動車輛)中時，電池組組件的元件必須盡可能是輕質的。
應該特別注意的是，電動車輛用途引入了對于熱控制的重要要求。這是因為單個的電池緊密地包在一起，并且許多電池電連接或熱連接在一起。所以，由于在充電和發電過程中產生大量熱量的固有趨勢，因此，通過能否充分控制所產生的熱量來判斷用于電動車輛的可用性電池組設計。
熱源基本為三方面的。首先，由于車輛在炎熱氣候中運行時周圍的熱量，其次，充放電時的電阻或I2R加熱，其中，I表示流入或流出電池的電流，R是電池組的電阻。第三，由于氣體再化合的過充電過程中產生的大量熱量。
雖然上述因素對于所有電池組系統一般是共同的，但是它們對于鎳一金屬氫化物電池組系統特別重要。這是因為Ni-MH具有更高的比能量，并且充放電電流也高。例如，為了在1小時內充電鉛酸電池組，可以使用35安培的電流，而對于同樣的1小時再充電，Ni-MH電池組的再充電可能使用100安培的電流。其次，因為NI-MH具有非常高的能量密度(即能量非常緊密地儲存)，散熱比鉛酸電池組更困難。這是因為表面積與體積的比值比鉛酸電池組小得多，這意味著雖然Ni-MH電池組產生的熱量比鉛酸電池組大2.5倍，但是，散熱表面卻減小了。
下面的說明性實施例用于理解在設計電動車輛用的Ni-MH電池組組件時面臨的熱控制問題。在General Motors的美國專利5,378,555(本文引作參考)中，描述了使用鉛酸電池組的電動車輛電池組組件。利用鉛酸電池組的電池組組件系統的容量約為13kWh，重量約800磅，行車距離約90英里。通過用相同尺寸的Ovonic電池組組件代替鉛酸電池組組件，容量增大到35kWh，行車距離延長到約250英里。這種對比的一種含義是，在15分鐘的再充電過程中，提供給Ni-MH電池組組件的功率比提供到鉛酸電池組組件的功率大2.7倍，并且產生與其相當的附加熱量。然而，這種情況在放電過程中略有不同。為了在高速公路上以恒定的速度驅動車輛，在電池組上引出的電流是相同的，無論它是Ni-MH電池組還是鉛酸電池組(或者在這方面的任何其它能源)。實際上，驅動車輛的電動機并不知道或者不關心它從哪里獲得能量或者哪種電池組提供功率。在Ni-MH電池組和鉛酸電池組放電時放熱的差異是放熱時間的長短。即由于Ni-MH電池組比鉛酸電池組驅動車輛遠2.7倍，所以，在其有機會“冷卻”之前要運行長得多的時間。
此外，雖然在充電和發電過程中產生熱量，Ni-MH電池組在小型消費電池組中通常不是問題，即使在更大的電池組中，在其僅用于有限的時間周期內也不是問題，用作連續電源的大型電池組，特別是在串聯或并聯使用一個以上的電池組時，例如在衛星或電動車輛中，確實在充放電時產生足以影響電池組模塊或電池組組件系統最終性能的熱量。
因此，在該技術中對于電池組、電池組模塊和電池組組件系統的設計，在降低其總重量并引入電動車輛成功運行所必需的熱控制而不降低其儲能容量或功率輸出、增大電池組可靠性并降低成本方面存在著一種需求。
簡言之，現有技術沒有說明輕質、簡單、便宜的并且把電池組、模塊和組件的結構支撐與空冷或水冷熱控制系統結合起來的整體電池組結構/內部設計、電池組模塊和熱控制的電池組組件系統。
本發明概述這里公開的是一種多電池整體電池組，包括電池組外殼；多個電化學電池，多個電連接的電池布置在電池組外殼內，每個電化學電池包括a)至少一個正極；b)至少一個負極；c)隔膜，電隔離正極和負極并允許在正極和負極之間進行離子傳輸；d)包圍并潤濕電極和隔膜的電解質；和e)包圍并封裝電極、隔膜和電解質的封裝；所述封裝具有一定尺寸的開口，允許氣體和電解質通過；所述開口還包括憎水裝置，隔離每個電池的電解質，并允許每個獨立電池產生的氣體從該電池的封裝排出。
所述多電池整體電池組還可以包括一個底座、外殼蓋和電池接線端。電池接線端提供給外殼內的所述相互連接的電化學電池的電連接。所述接線端可以用金屬箔材料制成，所述金屬箔材料通過所述電池蓋電連接到所述相互連接的電池。金屬箔可以包括銅/鎳疊層箔材料。
在優選的實施方案中，電池組外殼用塑料制成，雖然不銹鋼形成另一種優選的實施方案。構成多電池整體電池組的電化學電池是鎳金屬氫化物電池，其中，每個電池的負極用儲氫材料制成，每個電池的正極用氫氧化鎳材料制成。電池組外殼蓋包括不導電材料，在電池組外殼用導電金屬材料制成的情況下，用來隔離電池接線端與電池組外殼。所述不導電材料優選的是用粘結劑結合到外殼蓋上的酚醛玻璃材料制成。所述封裝用不導電聚合物材料制成，該聚合物對電池組的電化學環境是惰性的。所述不導電聚合物材料優選的是包含聚丙烯。多個電化學電池的每一個包括多個正極和多個負極，每個封裝包括一個開口，電池組氣體可以通過所述開口但是電池組的電解質不能通過。
在本發明的另一個優選的實施方案中，公開了一種多電池塑料整體電池組，所述電池組包括具有四個整體形成的側面的電池組外殼、一個整體形成的底座和上蓋；和布置在電池組外殼內部的電連接的多個電化學電池，多個電化學電池的每一個包括a)至少一個正極；b)至少一個負極；c)隔膜，電隔離正極和負極并允許在正極和負極之間進行離子傳輸；和d)包圍并潤濕電極和隔膜的電解質；所述電池外殼包括在其中有效布置電池的多個獨立的封裝，使得電池的每一個的電解質與所有其它電池隔開，而來自每個電池的氣體從所述封裝排出到電池組外殼中；多個相互連接的冷卻液通道，冷卻劑通道布置在電化學電池的至少兩個之間，并且與它們熱連接，冷卻劑流過冷卻通道。
從每個電池中產生的氣體共用在所述外殼內的一個共同的壓力容器。使用至少一個壓力排出閥為所產生的氣體提供壓力釋放。可以使用透氣性憎水材料來防止電池之間的電解質連通。
通過把一個電池的正極接頭與相鄰電池的負極焊接，通過電流集電體接頭，通過其封裝串聯連接，可以使多個電池串聯。連接體優選的是用鎳制成，更優選的是鎳和銅。用EDPM橡膠墊圈密封所述相互連接，所述橡膠墊圈可以包含熱熔化的粘合劑或環氧樹脂粘合劑。
本文中還提出了一種流體冷卻的、塑料電池組外殼，包含多個電化學電池，所述改進包括使來自塑料外殼底部冷卻劑通道的冷卻劑向上通過冷卻劑通道，冷卻至少一個電化學電池的一個表面的一部分，穿過所述表面并向下通過冷卻劑通道，冷卻所述至少一個電池的一個表面的其余部分，并排出到塑料外殼底部的另一個冷卻劑通道中。
本文還提出了高容量、高能量的電池組模塊，包括多個單個的柱狀電化學電池，封裝在一個外殼中，至少兩套電池并聯電連接，兩套并聯電池中的每一套相互之間串聯連接。
本文還提出了一種塑料整體柱狀電池組外殼，所述外殼具有在其中電連接并有效布置的多個電化學電池；所述外殼有整體形成的側面和底壁，改進包括至少一個插入式隔板用于安置在所述外殼的兩個側壁之間，以便與外殼的側壁或其它隔板一起形成一個或多個電池的封裝。
附圖簡述

圖1是其中安置多個電化學電池的單一電池組外殼的平面圖；圖2是表示本發明的電池組外殼的平面圖，其中，串聯5個電化學電池；
圖3a是表示底部和上蓋的整體電池組外殼的三維視圖；圖3b是表示整體電池組外殼底座的三維視圖；圖4是整體電池組底座的平面底視圖；圖5是表示流過冷卻劑通道的冷卻劑路徑的冷卻劑隔板側視圖；圖6是整體電池組外殼的上蓋的俯視圖；和圖7是表示整體電池組的電極如何通過隔板壁相互連接的側視圖。
本發明詳述本文公開的是一種多電池整體電池組。所述電池組在單一的壓力容器或電池外殼內含有多個電化學電池。每個電池的電解質與其它電池隔開，單一的電池組外殼作為電池的封裝并作為單一的壓力/氣體容器。本電池組設計有許多優點。本發明的設計允許該電池組具有用傳統的電池外殼、硬件和電極組裝的傳統電池組的一部分電流容量。此外，所述設計保留了傳統設計的高比能，另外，與傳統設計相比，通過使用相對電極引線設計(下文討論的)，所述設計的比功率可以增大。由于降低部件成本而減小了硬件成本，本設計的比成本(用$/kWh表示)低于傳統設計。同時，使用本發明設計的電池組的開發時間比傳統電池組的縮短，因為可以使用現有元件。最后，本發明設計的電池組可以用現有的模塊和組件設計和硬件組裝成模塊或組件。
在傳統的鋼外殼中的這種多電池電池組的生產，在概念性地一直向前發展。然而，在說明結構的細節時，出現一些特定問題，對于這些問題，本發明人提出了解決方法。這種發明性電池組的基本設計使用在單個不銹鋼外殼中的多個電池。電池的電引線在內部串聯，向殼體接線端提供單個電池電壓的總和。在外殼上只有兩個外接線端，與傳統的電池設計相同。為了避免電池之間的自放電短路，每個電池的電解質相互隔開。因此，各個電池疊層(stack)相互之間除了電連接以外，需要電化學隔離。所述單個外殼作為每個電池的壓力容器。
制造多電池單殼電池組的最簡單的方法是制備幾個部分電池疊層，把它們插入塑料袋中，把所得的疊層串聯焊接，把電池插入外殼中并且把端部的電池焊接到外殼接線端上。這種設計的一個問題是電池電解質從一個電池泄漏到另一個電池并進入共用的殼體中的可能性。當這種焊接通過電池密封袋進行時，發生電池泄漏的可能位置在電池密封袋頂部(氣體在這里從電池中逸出)和電池相互連接焊縫。
圖1表示本發明的多電池整體電池組的一個實施方案的簡化圖。圖1表示單一的電池組外殼1。在電池組外殼1中布置的是多個電化學電池3。電化學電池3中的每一個包括至少一個正極5和至少一個負極7。每個電池還包括隔膜9，把正極與負極電隔離，但是允許離子在正極和負極之間輸送。每個電池還包括包圍并潤濕在電池中的電極和隔膜的電解質。每個電池還包括一個電池封裝11，包圍并封住在電池內的電極、隔板和電解質。
電池組外殼可以包括一個外殼罐、電池蓋和電池組接線端。電池組接線端向外殼內的電連接的電池提供電連接。電池組接線端可以包括通過外殼蓋電連接到外殼內相互連接的電化學電池的金屬箔材料。金屬箔材料可以包括銅/鎳層壓箔材料。
電池組外殼可以用塑料形成。另外，電池組外殼可以用不銹鋼制成。電池組外殼蓋可以包括不導電材料，把電池組接線端與不銹鋼外殼隔開。不導電材料可以包括酚醛樹脂玻璃材料。酚醛樹脂玻璃材料可以通過粘合劑連接到外殼蓋上。
電池封裝11可以包括不導電聚合物材料，它對電池組電化學環境是惰性的。這種不導電聚合物可以包括聚丙烯。它還可以包括增強填料。電池封裝11把每個電池的電解質與電池組中的所有其它電池的電解質隔開。但是，所述封裝允許從該電池中產生的氣體通過，進入到電池外殼中。這可以通過在電池封裝上安置開口來進行，所述開口的尺寸可以使氣體和電解質同時通過。所述開口用憎水裝置覆蓋，以防止電解質通過(從而隔開每個電池的電解質)，并允許每個單個電池產生的氣體從該電池的封裝排出。優選的是，所述憎水裝置是憎水材料，它允許氣體從所述封裝中排出，但是防止電解質通過。憎水材料的實例是一種包括帶有碳酸鈣填料的聚乙烯的材料。憎水材料優選的是有足以適應過充電氣體產生速度的氣體擴散表面積。對于12Ah容量的電化學電池，所述表面積可以在約5-50平方厘米之間。
圖1還表示出連接到正極和負極的每一個的電流集電體接頭13a和13b。在圖1中，接頭13a連接到正極的每一個上，接頭13b連接到負極的每一個上。連接到正極的所有電流集電體接頭13a連在一起，形成“正內連”15a。同樣，所有的負極接頭13b連在一起，形成“負內連”15b。優選的是，所述接頭通過焊接機械地連在一起。如上所述，電個電化學電池相互電連接。一般來說，每個電池可以串聯或并聯地電連接到另一個電池上。優選的是，所有的電池串聯連接在一起。一般來說，電化學電池通過把一個電池的正內連電連接到下一個電池的負內連上，通過封裝串聯連接。在電池之間的串聯內連表示于圖2中。圖2表示已經串聯在一起的5個電化學電池21、22、23、24、25。通過第一個電池21的正內連15a連接到第二個電池22的負內連15b上獲得串聯。第二個電池22的正內連電連接到第三個電池23的負內連上，等等。
優選的是，正負內連15a和15b通過把所述內連焊在一起而電連接。“連接墊片”15c可以焊接在所述內連之間，提供相鄰電化學電池之間的距離。連接墊片15c可以包括鎳、銅、鎳合金、銅合金、鎳-銅合金、銅-鎳合金。此外，連接墊片可以同時包括銅和鎳。例如，連接隔板可以包括鍍鎳的銅，或者連接墊片可以包括由鎳包圍的銅控制部分。另外，連接體可以包括沿其長度用鎳線包裹的銅圓柱。電連接通過電池封裝進行。所述內連連在一起的區域稱為“內連區域“。電解質可以在所述內連區域從每個電池封裝中逸出是可能的。為了防止電解質的逸出，每個電池封裝通過“內連區域密封”在內連區域密封。內連區域密封可以包括聚合物墊圈，如EDPM橡膠墊圈。而且，所述內連區域密封可以選自由熱熔化粘合劑和環氧樹脂粘合劑組成的組中。
所述電化學電池可以是鎳-金屬氫化物電池。在這種情況下，每個電池的負極用儲氫材料制成，每個電池的正極用氫氧化鎳材料制成。
實施例1把3-電池電池組組裝在單一的不銹鋼殼中。每個電池由插入單獨的聚丙烯袋的電極疊層(stack)組成。每個電池中的電解質通過塑料袋隔開，所述塑料袋在每個電池頂部用憎水材料阻隔層改性。所述3-電池電池組共用一個單一的外殼，單一的排氣口，和一套接線端。在所述外殼內的電池間連接通過把每個電池的焊接接頭束串聯地TIG焊接在一起進行。電池外的焊接接頭連接體TIG焊接到外殼接線端上。
每個電極疊層由6個正極和7個負極組成。正極由粘在泡沫鎳基質上的氫氧化鎳粉末組成。正極為31密耳厚，每個重量約30克。每個電池的設計正容量約30Ah。負極由在鎳基質上的MF-139Z金屬氫化物合金(用原子％表示的名義組成為Ti9.0％、Zr27.％、V5.0％、Ni38.0％、Cr5.0％、Mn16.0％)組成。負極為14密耳厚，每個重量約23.3克。電池的設計負容量約50Ah，獲得負∶正為1.7∶1.0的設計化學計量比。厚(50克/平方米)的隔膜放在正極和負極周圍。每個電池的電解質填充體積為2.3g/Ah×30Ah=69g的30重量％的KOH。
把單個電池封裝在單個的8密耳聚丙烯袋中獲得電解質隔離。所述電池在壁結構上串聯焊接。即，單個電池的電極接頭在聚乙烯袋頂部上方串聯焊接。為了防止電解質從所述袋頂部泄漏，但是允許氣體逸出，高憎水性的、透氣的、可熱密封的薄膜材料疊層在每個聚乙烯袋頂部。用三個熱密封線給出強度并保證所述袋頂部周圍的密封。把第二個阻隔體在接頭區域上插入，來防止電解質爬升并到達電極的鎳接頭上。把聚乙烯管開槽并插入到接頭焊接區域上，使得夾在所述互連區域周圍的袋的頂部。所述管充滿環氧樹脂來徹底密封接頭區域和袋區域頂部。
通過注射器向每個電池中加入電解質，并浸泡所述隔膜和極板。所述電池組然后抽真空，使KOH進一步進入電極的空隙區域內。在最后加入KOH之后，把憎水熱密封薄膜的卷插在每個電池頂部作為阻止層，減少電解質的涌出或視線(line of sight)噴濺。
把所述電池組密封焊接并安裝隔膜通氣孔。然后，把電池組加壓到1650磅，并在60℃熱處理3天。在熱處理后，把壓力降低到50psi，并且用標準的電池充電形成過程制造所述電池組。
根據上述制備方法，建立兩個三電池電池組，在形成后，多電池、單外殼電池組的開路電壓超過4V，表示三個電池串聯。所述電池組在C/3放電到每個電池為2.7V或0.9V，然后進一步在C/10放電到每個電池0.9V或0.3V。放電曲線類似于中點電壓為3.67V的NiMH電池的放電曲線，三倍于單個對比電池的1.22V的中點電壓。放電容量為29-30Ah，與30Ah的設計容量很好地一致。因此性能類似于三個串聯的30Ah電池的放電。在兩個電池組中，所有三個電池一起作用，并且充電狀態在電池之間良好平衡。重要的是注意，所述放電曲線表明沒有表示失去平衡電池的第二個平臺。比能量略低于可對比的單個電池，主要因為在三個電池中由于設計細節的原因而化學計量比較高。
三電池外殼電池組的交流阻抗為5.2毫歐姆，而對比電池的為0.7毫歐姆。理論上，每個90Ah電池的阻抗應該略微超過100Ah對比電池的3倍。因為每個多電池外殼中的三個電池是串聯的，三電池外殼電池組應該是對比電池的3×3=9倍，或者9×0.7=6.3毫歐姆。實際阻抗略低于5.2毫歐姆。表明對于這種設計，應該預期具有優異的功率性能。
用脈沖功率試驗獲得的比功率性能在50％DOD為194-207W/kg，在80％DOD為163-180W/kg。該功率性能可以與對比電池在50％DOD為190W/kg和在80％DOD為160W/kg的觀察值相比，并且略高于所述觀察值。
在開路靜置試驗之前和之后的放電曲線呈現沒有表明失去平衡電池的第二個平臺的光滑放電曲線。自放電速度在48小時以上為7-12％。如果在電池之間的電解質連通提供短路，在自放電后預計會出現狀態改變的不均衡。這表明在電池之間的良好電隔離。
多電池外殼電池組在形成、調節、微循環和試驗過程中經過幾十次充放電循環。在這些循環中容量正常顯現，沒有由于電解質短路而失效的跡象。
隨著第一套多電池電池組的成功，本發明人考慮了新的概念，來改進基本概念。所用的重要技術之一是所謂“通過壁”的電池連接。用“通過壁”直接焊接在內部帶上的相互連接帶代替成本高的接線端。使用標準的蓋和通氣孔組合件來制造金屬/塑料疊層部件，辦法是在傳統的接線端孔上使用環氧樹脂粘合的復合酚醛樹脂玻璃隔板的夾層材料。
以前的電池有頂部開口的袋，使用“在壁上”的連接。以前這些電池工作得非常好，但是，從外殼到接線端存在有可以測量出的電導率，電池之一比其它電池的自放電略高。在制造兩個以上的電池組時(工藝變量減少)，這種不一致性可以得到良好的控制，但是，作為一種改進，我們認為，重要的是完全把每個電池在電化學上密封在完全與所有電子組部件分開的袋中。只有用實用的“通過壁”連接和密封，這才是可能的。
實施例2把3-電池電池組組裝在單一的不銹鋼殼中。每個電池由插入獨立的聚丙烯袋的電極疊層組成。每個電池中的電解質通過聚乙烯袋隔開，引入在每個電池頂部熱封的氣體薄膜亞組件。設計氣體薄膜亞組件，使其氣體擴散表面積為50平方厘米或更大。每個組件通過把薄膜材料熱封到聚乙烯板上并形成插入所述電池的電極片來制造。所述3-電池電池組共用一個單一的外殼，單一的排氣口，和一套銅/鎳疊層箔接線端。在所述外殼內的電池間連接通過把預先焊接的0.005”Ni箔接頭材料制成的微型電極通過所述袋焊接并用EPDM橡膠墊圈密封來制造。外部電池以相同的方式通過所述蓋焊接到層疊的箔接線端上。
組裝電極疊層并插入聚乙烯標準袋中，所述標準袋在與接頭對中的區域沖0.25”的孔。把所述袋與相鄰的電池對齊，所述孔與正負接頭對中。把微型電極(button)推過EPDM墊圈并放在袋壁之間。然后把正接頭疊層、微型電極、袋、EPDM墊圈、袋、和負接頭疊層的這種組合件，電阻焊接成最多0.07毫歐姆的連接。三電池疊層的最終連接從經帶有EPDM橡膠墊圈的袋壁的接頭，到0.005”交替Ni/Cu帶疊層到所述蓋子。然后，使用類似構造的Ni微型電極，這種帶經過壁焊接到電池內連接體外面，調節所述微型電極使其適合于更厚的電池蓋連接。復合電池蓋用層壓在標準不銹鋼蓋的里面和外面的標準酚醛樹脂玻璃電路板材料制造。通過切割配合在所述電池蓋內的升高的正方形區域(標準接線端孔所處的位置)兩面的兩個正方形電路板完成該步驟。在孔周圍的區域完全用環氧樹脂密封并鉆一個0.25”的孔。把正負電池帶的“通過壁”焊接，變成電池組“標志”或外部接線端。在所述“標志”接線端底部周圍放一個環，鎖定位置作為擋料圈，用環氧樹脂淹沒直到覆蓋所述焊接區域。
每個電極疊層含有6個正極和7個M-108大小的負極。正極由粘在泡沫鎳基質上的商用氫氧化鎳粉末組成。正極為31密耳厚，每個重量約18克。每個電池的設計容量約18.9h。負極含有在銅基質上的MF-139Z。負極為14密耳厚，每個重量約13.5克。電池的設計負容量約28.1Ah，獲得1.49的設計化學計量比。在正極和負極周圍使用薄的(30克/平方米)的隔膜。每個電池的電解質填充體積為2.0g/Ah×19Ah=38g的30重量％的KOH。
把單個電池封裝在單個的8密耳塑料袋中獲得電解質隔離。使用高度憎水熱封薄膜作為氣體擴散阻隔層。把所述薄膜密封到所述袋上，并引入一系列氣體通道，使氣體通道從電池通到共用的壓力容器。
通過注射器向每個次級電池中加入電解質，并使其浸泡所述隔膜和極板。所述電池組然后抽真空，使KOH進一步進入電極的空隙區域內。在最后加入KOH之后，熱封每個電池的填充孔，TIG焊接電池組，并安裝彈簧排氣閥。然后，把電池組加壓到800磅，并在60℃熱處理3天。在熱處理后，把壓力降低到50psi，并且用標準的電池充電形成過程制造所述電池組。
在形成后，多電池、單外殼電池組的開路電壓超過4V，表示三個電池串聯。所述電池組在C/3放電到每個電池為2.7V或0.9V。放電曲線比得上中點電壓為3.74V的標準曲線。電池組的容量為18.9Ah，與19Ah的設計容量很一致。由于所述電池組的非優化設計，能量密度低于可對比的對比電池。為新的氣體薄膜提供位置，有明顯的死體積和過多的重量。
與對比復合電池的0.37毫歐姆相比，所述電池組的交流阻抗為4.8毫歐姆。理論上，每個18Ah的電池的阻抗應該是60Ah對比電池的3倍。因為在所述外殼內的三個電池串聯，總的阻抗應該是對比電池的3×3=9倍，或者9×0.37=3.33毫歐姆。實際上，阻抗還是每個電池內的電極數量的函數。復合對比電池有24個電極對，而多接點電池組只有18個電極對。因此，總的阻抗應該是3.33×24/18=4.44毫歐姆。對于總功率的其它貢獻是在電池設計中。建立了試驗設計來觀察新的設計特征，如通過壁焊接和氣體薄膜分隔。
雖然阻抗較高，但是，實際功率性能表明每個電極對的功率增大。相關功率試驗所得的性能在50％DOD為290W/kg，在80％為233W/kg。對比電池表現出在50％DOD為312W/kg，在80％DOD為236W/kg。功率性能總結于表4中。
三電池殼電池組經過48小時的開路靜置試驗。在開路之前和之后的放電曲線呈現光滑的放電曲線。自放電速度為9.6％，這比得上對比電池用MF-139z合金的9％左右。每個電池相互之間電化學隔離，所以沒有通過電解質的短路電流產生的充電不均衡。
所述三電池外殼在形成、調節、微循環和試驗過程中經過60多次充放電循環。在這些循環中容量正常顯現，沒有由于電解質從電池中泄漏而產生的硬件或其它失效的跡象。
在組裝過程中，有可能在用于電池封裝袋的聚乙烯材料上沖孔。通過使用可熱封且具有提高的抗穿孔能力的新型袋材料，可以避免這一問題。一些新型包裝袋材料和聚氨酯薄膜已經設計用抗穿孔能力作為其主要的功能判據。這些新材料估計應該作為目前所用的軟聚乙烯的替代品。
除了實施例1和實施例2中所述的多電池整體電池組以外，本文公開的是多電池整體電池組的另一個實施例，它包括多個布置在單一的電池組外殼內的多個電化學電池。在該實施例中，整體電池組包括獨特設計的電池組外殼，本文稱為“整體外殼”。所述整體外殼優選的是用塑料材料制成。所述塑料材料優選的是一種抗電解質腐蝕的材料。所述整體外殼有四個整體形成的側壁、一個整體形成的底座和上蓋。
所述整體外殼包括多個獨立封裝，其中安置電化學電池，使得每個電池的電解質與其它電池隔開，而來自這些每個電池的氣體從所述封裝進入所述整體電池組外殼中。(所以，來自每個單獨的電池的氣體共用在所述電池組外殼內的一個共用壓力容器)。所述整體外殼還包括多個相互連通的冷卻劑通道。所述冷卻劑通道布置在電化學電池中的至少兩個之間并與它們熱連接。冷卻劑流過冷卻通道。
冷卻劑通道可以通過位于整體底座的底部內的“底部冷卻劑通道”流體互連。底部冷卻劑通道可以整體在底座的底部形成。
所述整體外殼的一個實施方案表示于圖3a和3b。圖3a表示具有底座103和蓋104的整體外殼。圖3b表示沒有蓋的底座103。如圖3b所示，底座包括兩個面，兩個端部和一個底。所示的特定整體電池組外殼可以適用于柱型電化學電池。設計整體電池組外殼的端部，使得電化學電池在壓縮條件下保持在所述外殼內，以便減小所述電池組外殼的膨脹。如圖3b所示，所述端部可以成形為矩形蜂窩。把隔板放入所述整體內部，形成每個電化學電池的獨立封裝。通過兩個隔板或者在一個隔板和一個側壁之間形成封裝。所述整體底座內部分成電池室105。每個電池室105裝一個單個的電化學電池。注意，電池組的電解質不能通過一個電池室到任何其它的電池室中。然而，電池組的氣體可以通過一個電池室到另一個電池室中。
所述隔板可以是“固定的”或者“可插入的”。固定的隔板典型的是在制造過程中集成在底座上，但不能去掉。插入式隔板可以在底座制造后放入底座內。它們在插入后可以去掉。優選的是，本發明的整體電池組外殼有至少一個插入式隔板。具體地，本發明的一個實施方案是具有至少一個插入式隔板的塑料整體柱型電池組外殼。這種插入式隔板可以用于布置在整體外殼的任意兩面之間，以便與所述外殼的壁或與固定隔板或與其它插入式隔板配合，形成用于一個或多個電化學電池的封裝。
注意，可以制造插入式隔板，以便與任意一個相鄰的壁或相鄰的隔板(固定的或插入式的)“配合”，使得放在兩個隔板之間的電化學電池有基本均勻的壓縮。例如，可以制造插入式隔板，補償與底座整體制造的固定部分或壁的“傾斜角”。(底座內的“傾斜角”在制造上是要求的，以便使底座可以與模子分開)。可以使插入式隔板以與固定隔板或壁相反的方式形成錐度。這導致在電化學電池表面上得更均勻的壓縮。
隔板可以是分隔隔板或冷卻劑隔板。分隔隔板用于把外殼分成更小的區域，形成上述封裝。冷卻劑隔板，除了形成封裝以外，還用來冷卻電化學電池。
優選的是，分隔隔板整體形成在整體底座上，并且是“固定的”，而冷卻劑隔板是“插入式的”。然而，所有的隔板都是插入式的也是可能的，從而允許整體外殼設計有更大的靈活性。
在圖3b所示的實施方案中，分隔隔板107是固定的，而冷卻劑隔板109是插入式的。因為冷卻劑隔板可以在底座制造后插入，所以可以使冷卻劑隔板的壁更薄，從而提供更大的冷卻能力。同時，由于冷卻劑隔板是插入式的，所以，它們可以用來提供電化學電池的基本均勻的壓縮(如上所述)。
每一個冷卻劑隔板109包括一個冷卻劑通道系統，它優選的是整體形成在冷卻劑隔板上。冷卻劑通道更優選的是整體形成在冷卻劑隔板內部。冷卻劑隔板布置在電化學電池之間并與其熱連接。每一個冷卻劑隔板的冷卻劑通道與其它冷卻劑隔板的冷卻劑通道流體相連，因此形成能攜帶冷卻電化學電池的冷卻劑的整體冷卻系統。
冷卻劑通過位于整體底座底部(本文稱為“底座底”)的相應的隔板進口和相應的隔板出口進入并流出每一個冷卻劑隔板。圖4表示底座底的實施方案。
參考圖4，冷卻劑通過圖3所室的進口管入口120a進入整體底座，并通過也表示于圖3的進口管120到達外殼底部。冷卻劑通過進口管120傳送，在外殼底部115排出進口管的出口120b。冷卻劑被引導到第一個隔板進口151a。冷卻劑進入第一個隔板進口151a，通過第一個冷卻劑隔板循環，并通過第一個隔板出口151b排出第一個冷卻劑隔板。在排出第一個隔板出口151b以后，冷卻劑通過底部冷卻劑通道131被引導到第二個隔板進口152a，在這里冷卻劑通過第二個冷卻劑隔板循環并排出第二個隔板出口152b。在排出第二個隔板出口152b之后，冷卻劑通過底部冷卻劑通道132被引導到第三個隔板進口153a，在這里進入第三個冷卻劑隔板，并排出第三個隔板出口153b。對于其它隔板進口和出口154a,b和155a,b和其它底部冷卻劑通道133和134，該過程被重復。在冷卻劑排出最后一個隔板出口155b之后，它被引導到排出管出口160，通過排出管帶走。引入管120和排出管160是冷卻劑引入和排出裝置的實例。
注意，通過隔板進口和出口提供的開口有助于整體底座的制造，因為所述外殼優選的是通過注射成型法制造。所述開口使得模腔加工在制造過程中具有更大的穩定性，提供更緊密的尺寸公差，因此有助于電池組組裝。它還為插入到所述開口的冷卻劑隔板提供了優異的密封表面。
注意，可以用許多不同的方式使冷卻劑通過在冷卻劑隔板的每一個循環。循環方案的一個實例是使冷卻劑在通過隔板開口進入冷卻劑隔板之后，在冷卻劑隔板的一側向上，越過隔板頂部，在隔板另一側向下(然后通過隔板出口排出)。循環路徑的類型表示于圖5。圖5表示放在隔板進口151a和冷卻劑出口151b上的冷卻劑109。箭頭表示冷卻劑的一般路徑。
這是“閉路”方案的實例。可以在每個電池之間或以規則的間隔，如在每兩個或每三個電池之間使用閉路電池間冷卻。冷卻劑可以以彎曲的方式在電池之間或圍繞電池水平通過，或者以“半螺旋形”路徑通過冷卻劑隔板的中空壁垂直向上或向下通過電池，然后，通過在電池之下或之上的通道。另外，可以在垂直或水平的方向上在電池之間的壁上成型出空氣流動路徑。
從圖4可以看出，一個冷卻劑隔板的隔板出口與另一個冷卻劑隔板的隔板進口流體連接。在圖4所示的特定連接方案中，底部冷卻劑通道輸送冷卻劑，使其必須進入并排出第一個隔板，然后進入第二個，依此類推。這是一種“串聯”連接。其它輸送方案也是可能的。例如，可以引入冷卻劑，使其基本同時進入所有的隔板。這是一種“并聯”連接。
還應該注意的是，冷卻劑可以是液體冷卻劑或氣體冷卻劑。本文所用的“流體”是指液體或氣體。液體冷卻劑的實例是水或水/乙二醇混合物。氣體冷卻劑的一個實例是空氣。
所述整體電池組外殼包括外殼蓋。圖6表示一種整體電池組外殼的上蓋的一種實施方案的俯視圖。參考圖6，上蓋104包括多個氣體通道¨2。每個氣體通道布置在各個電化學電池頂部。氣體通道相互連通，使得來自每個電池的氣體相連并通過相同的排氣閥排出。
氣體通道也被設計成防止電解質從所述封裝之一輸送到另一個封裝中。通過引入通氣憎水材料使得氣體能夠從所述封裝中排出，但是電解質不能通過，可以做到這一點。所述憎水材料的氣體擴散表面積足以抵償過充電氣體產生速度。每個12Ah電池可以為約5-50平方厘米。一般來說，憎水材料是允許電池組氣體通過但是不允許電池組電解質通過的任何材料。材料的實例是包含有碳酸鈣填料的聚乙烯的材料。其它的實例包括許多種毛巾材料。
在整體電池組中，每一個電化學電池包含至少一個正極和至少一個負極。所述電極包括連接到所述電極上用于把電能輸入和輸出所述電極的電流集電體接頭。圖7是整體電池組的側視圖。圖7中所示的是已經放在一個單獨的電池室184(即一個封裝)中的正負極疊層182。多個電化學電池可以串聯地電連接在一起。通過所述隔板電連接電流集電體接頭，可以做到這一點。通過把所述電池之一的正極186a的電流集電體接頭焊接到相鄰電池的負極186b的電流集電體接頭上，可以進行連接。該焊接可以通過電阻焊接在所述電極的電流集電體接頭186a、186b之間的連接墊片進行。上面關于整體電池組的其它實施方案描述了連接墊片188。
通過所述隔板相互連接的區域可以密封，以防電池室(即封裝之一)之一的電解質與另一個電池室(另一個封裝)相通。通過使用聚合物墊片(如EPDM墊片)可以進行密封。互連區域密封還可以包括熱焊接粘結劑或環氧樹脂粘結劑。
一般來說，電化學電池可以是任何類型的電化學電池，所述電池可以是鎳-金屬氫化物電池，包含負極和正極，負極包括作為活性材料的儲氫材料，正極包括氫氧化鎳活性材料。
上面描述了用于柱狀電池組的塑料整體電池組外殼。放在所述電池組外殼內的是多個單獨的電連接的電化學電池。所述外殼有整體形成的側面和底壁。而且，上面還討論了“插入式”隔板。本文公開的是一種塑料整體柱狀電池組外殼，包括至少一個插入式隔板。采用插入式隔板布置在所述電池組外殼的兩個側壁之間，以便與所述外殼的側壁配合或者與另一隔板配合，形成電化學電池的一個或多個的封裝。
插入式隔板可以包括用于流體冷卻劑的整體形成的冷卻劑通道。冷卻劑表面可以內部集成在插入式隔板之內。冷卻劑通道可以在隔板表面內部形成。
插入式隔板可以具有相對的平面表面，使電化學電池與其相鄰。在隔板布置在所述外殼內時，柱狀整體電池組外殼的側壁和隔板表面配合，基本均勻地壓縮位于其中的電化學電池。
本文還公開了一種流體冷卻的、塑料電池組外殼，其中，改進包括使冷卻劑從塑料外殼底部的冷卻劑通道向上通過冷卻至少一個電化學電池的一個表面的一部分的冷卻劑通道，越過所述表面，向下通過冷卻所述至少一個電池的一個表面的其余部分，向外到達所述塑料外殼底部的另一個冷卻劑通道。
本文還公開了一種高容量、高能量電池組組件，包括多個單獨的柱狀電化學電池，封裝在一個外殼內。至少兩套兩個電池并聯電連接，每套并聯連接的電池相互之間串聯電連接。柱狀電池側面的高表面積可以使相互之間緊密熱連接，以防止在所述組件充電過程中的熱失控。
雖然已經結合特定的實施方案描述了本發明，熟悉該領域的技術人員將會理解，可以進行修改和改變而不離開本發明的范圍和精神。預計這些修改和改變在所述權利要求的范圍內。
權利要求
1．一種多電池、整體電池組，包括一種電池組外殼；和多個電化學電池，所述多個電連接的電池布置在所述電池組外殼內，每個電化學電池包括a)至少一個正極；b)至少一個負極；c)隔板，電隔離所述正極和負極，但是允許離子在所述正極和負極之間傳送；d)包圍并潤濕所述電極和所述隔板的電解質；和e)一種包圍并封裝所述電極、所述隔板和所述電解質的封裝，所述封裝有一個開口，其尺寸允許氣體和電解質通過；所述開口還包括憎水裝置，來隔離每個電池的電解質，同時允許每個單獨的電池產生的氣體可以從該電池的封裝排出。
2．根據權利要求1的多電池、整體電池組，其中，所述電池組外殼還包括一個底座；一個外殼蓋；和電池組接線端，所述電池組接線端提供到所述電池組外殼內的所述內連的電化學電池的電連接。
3．根據權利要求2的多電池、整體電池組，其中，所述電池組接線端包括一種金屬箔材料，通過所述外殼蓋電連接到所述電池組內的所述內連的電化學電池。
4．根據權利要求3的多電池、整體電池組，其中，所述金屬箔材料包括銅/鎳疊層箔材料。
5．根據權利要求2的多電池、整體電池組，其中，所述電池組外殼用塑料制成。
6．根據權利要求2的多電池、整體電池組，其中，所述電池組外殼用不銹鋼制成。
7．根據權利要求1的多電池、整體電池組，其中，所述電化學電池是鎳金屬氫化物電池。
8．根據權利要求7的多電池、整體電池組，其中，每個電池的負極包括儲氫活性材料，每個電池的正極包括氫氧化鎳活性材料。
9．根據權利要求6的多電池、整體電池組，其中，所述電池蓋還包括不導電材料，來隔離所述電池組接線端與所述不銹鋼外殼。
10．根據權利要求9的多電池、整體電池組，其中，所述不導電材料包括酚醛樹脂玻璃材料，所述酚醛樹脂玻璃材料通過粘結劑連接到所述外殼蓋上。
11．根據權利要求1的多電池、整體電池組，其中，所述封裝用不導電聚合物材料形成，所述不導電聚合物材料對電池組的電化學環境是惰性的。
12．根據權利要求11的多電池、整體電池組，其中，所述不導電聚合物材料包括聚丙烯。
13．根據權利要求12的多電池、整體電池組，其中，所述多個電化學電池的每一個包括多個正極和多個負極，每個封裝包括一個開口，所述氣體可以從所述開口排出，但是防止了電解質從所述開口通過。
14．根據權利要求1的多電池、整體電池組，其中，所述正極和負極包括連接到其上的用于把電能輸入和輸出所述電極的電流集電體接頭。
15．根據權利要求14的多電池、整體電池組，其中，所述多個電化學電池通過其外殼通過所述電流集電體接頭串聯電連接。
16．根據權利要求15的多電池、整體電池組，其中，所述多個電化學電池通過把一個電池的正極的電流集電體接頭焊接到相鄰電池的負極上，通過其外殼通過所述電流集電體接頭串聯電連接。
17．根據權利要求16的多電池、整體電池組，其中，所述焊接通過電阻焊接在所述電極的電流集電體接頭之間的一個連接墊片進行。
18．根據權利要求17的多電池、整體電池組，其中，所述連接墊片包括一種或多種選自由鎳、銅、鎳合金、銅合金組成的組中的材料。
19．根據權利要求18的多電池、整體電池組，其中，所述連接墊片包括一種或多種選自由鎳和鎳合金組成的組中的材料。
20．根據權利要求17的多電池、整體電池組，其中，所述連接墊片包括由鎳包圍的銅中心部分。
21．根據權利要求17的多電池、整體電池組，其中，所述連接墊片包括沿其長度用鎳線包裹的銅圓柱。
22．根據權利要求1的多電池、整體電池組，其中，所述憎水裝置是一種憎水材料，使得氣體可以從所述封裝排出，但是電解質不能。
23．根據權利要求22的多電池、整體電池組，其中，所述憎水材料的氣體擴散表面積為每12Ah電池容量在約5-50平方厘米之間。
24．根據權利要求22的多電池、整體電池組，其中，所述憎水材料包含帶有碳酸鈣復合填料的聚乙烯。
25．根據權利要求1的多電池、整體電池組，其中，所述電池的每一個還包括一種位于所述封裝的連接區域的密封，以防止在所述封裝中的電解質進入相鄰的內連的電池的封裝中。
26．根據權利要求25的多電池、整體電池組，其中，所述密封包括一個聚合物墊圈。
27．根據權利要求26的多電池、整體電池組，其中，所述聚合物墊圈是一種EPDM橡膠墊圈。
28．根據權利要求25的多電池、整體電池組，其中，所述密封選自由熱熔化粘合劑和環氧樹脂粘合劑組成的組中。
29．一種多電池、塑料整體電池組，所述電池組包括一種具有四個整體形成的側壁的電池組外殼，一種整體形成的底座，和一個上蓋；和多個布置在所述電池組外殼內的電連接的電化學電池，所述多個電化學電池的每一個包括a)至少一個正極；b)至少一個負極；c)隔板，電隔離所述正極和負極，但是允許離子在所述正極和負極之間的傳送；和d)包圍并潤濕所述電極和所述隔板的電解質；所述電池組外殼包括多個單獨的封裝，其中有效地布置電池，使得所述電池的每一個的電解質與所有其它所述電池隔開，同時，來自所述電池的每一個的氣體從所述封裝排出到所述電池組外殼中；和多個內連的冷卻劑通道，所述冷卻劑通道布置在所述電化學電池的至少兩個之間并與其熱連接，冷卻劑流過所述冷卻劑通道。
30．根據權利要求29的多電池、整體電池組，其中，所述冷卻劑通道通過位于所述底座底部的底部冷卻劑通道相互連接。
31．根據權利要求30的多電池、整體電池組，其中，還包括插在所述電池之間的冷卻劑隔板，所述冷卻劑隔板具有在其中整體形成的冷卻劑通道。
32．根據權利要求31的多電池、整體電池組，其中，所述冷卻劑通過位于所述底座底部的冷卻劑入口進入所述冷卻劑隔板的每一個中；所述冷卻劑通過位于所述底座底部的冷卻劑出口排出所述冷卻劑隔板的每一個；和所述冷卻劑流入所述冷卻劑入口，沿所述冷卻劑隔板的一側向上，越過所述冷卻劑隔板頂部，沿所述冷卻劑隔板的另一側向下并排出所述冷卻劑出口。
33．根據權利要求29的多電池、整體電池組，其中，所述底座還包括冷卻劑入口裝置和冷卻劑出口裝置。
34．根據權利要求29的多電池、整體電池組，其中，所述外殼蓋包括多個氣體通道，每一個布置在所述多電池整體電池組的單個電池頂部。
35．根據權利要求34的多電池、整體電池組，其中，所述氣體通道相互連通，使得來自每個電池的氣體聚集起來并通過單一的排氣閥排出，所述氣體通道還被設計成防止電解質從一個封裝與另一個封裝連通。
36．根據權利要求35的多電池、整體電池組，其中，通過引入透氣性憎水材料使得氣體可以從所述封裝排出，但是電解質不能通過，使得所述氣體通道能防止電解質從一個封裝與另一個封裝連通。
37．根據權利要求36的多電池、整體電池組，其中，所述憎水材料的氣體擴散表面積在每12Ah電池容量約5-50平方厘米之間。
38．根據權利要求37的多電池、整體電池組，其中，所述憎水材料包括帶有碳酸鈣填料的聚乙烯。
39．根據權利要求29的多電池、整體電池組，其中，所述正極和負極包括電流集電體接頭，連接到所述電極上，用于把電能輸入和輸出所述電極。
40．根據權利要求39的多電池、整體電池組，其中，我束多個電化學電池通過所述多個包圍每個電池的獨立封裝的塑料壁通過所述電流集電體接頭串聯電連接，所述相互連接包括一種密封，以防止電解質從一個封裝與另一個封裝相通。
41．根據權利要求40的多電池、整體電池組，其中，所述多個電化學電池通過把一個電池正極的電流集電體接頭焊接到相鄰電池的負極上，通過其封裝通過所述電流集電體接頭串聯相互連接。
42．根據權利要求41的多電池、整體電池組，其中，所述焊接通過電阻焊接在所述電極的電流集電體接頭之間的一個連接墊片進行。
43．根據權利要求42的多電池、整體電池組，其中，所述連接墊片包括一種或多種選自由鎳、銅、鎳合金、銅合金組成的組中的材料。
44．根據權利要求43的多電池、整體電池組，其中，所述連接墊片包括一種或多種選自由鎳和鎳合金組成的組中的材料。
45．根據權利要求42的多電池、整體電池組，其中，所述連接墊片包括由鎳包圍的銅中心部分。
46．根據權利要求42的多電池、整體電池組，其中，所述連接墊片包括沿其長度用鎳線包裹的銅圓柱。
47．根據權利要求40的多電池、整體電池組，其中，所述密封包括一個聚合物墊圈。
48．根據權利要求47的多電池、整體電池組，其中，所述聚合物墊圈是一種EPDM橡膠墊圈。
49．根據權利要求48的多電池、整體電池組，其中，所述密封包括一種或多種選自由熱熔化粘合劑和環氧樹脂粘合劑組成的組中的元件。
50．根據權利要求29的多電池、整體電池組，其中，所述電化學電池是鎳金屬氫化物電池。
51．根據權利要求50的多電池、整體電池組，其中，每個電池的負極包括儲氫活性材料，每個電池的正極包括氫氧化鎳活性材料。
52．根據權利要求29的多電池、整體電池組，其中，電池組外殼包括兩個側面、兩個端面和一個底面，設計所述端面，使得所述電化學電池在壓縮條件下保持在所述外殼中，從而減小所述電池外殼的膨脹。
53．根據權利要求52的多電池、整體電池組，其中，所述端部成型成矩形蜂窩。
54．根據權利要求29的多電池、整體電池組，其中，所述冷卻劑是空氣。
55．根據權利要求29的多電池、整體電池組，其中，所述冷卻劑是空氣。
56．在包括多個電化學電池的流體冷卻、塑料電池組外殼中，改進包括使冷卻劑從所述塑料外殼底部的冷卻劑通道向上通過冷卻至少一個電化學電池的一個表面的一部分的冷卻劑通道，越過所述表面，向下通過冷卻所述至少一個電池的所述一個表面的其余部分的冷卻劑通道，排出到所述塑料外殼底部的另一個冷卻劑通道中。
57．一種包括封裝在一個外殼內的多個獨立的柱狀電化學電池的高容量、高能電池組組件，至少兩套兩個所述電池并聯電連接，并且每套并聯電池相互之間串聯連接。
58．根據權利要求57的電池組組件，其中，所述電池的高表面積側面相互之間緊密熱連接，以防止在模組充電過程中的熱失控。
59．根據權利要求57的電池組組件，其中，所述電池是鎳金屬氫化物。
60．在塑料整體柱狀電池組外殼中，所述外殼具有其中電連接并有效布置的多個獨立的電化學電池；所述外殼具有整體形成的側面和底壁，改進包括使用至少一個插入式隔板有效布置在所述外殼的兩個側壁之間，以便與所述外殼的壁或其它隔板配合，形成一個或多個電池的封裝。
61．根據權利要求61的電池組外殼，其中，所述至少一個隔板包括用于流體冷卻劑的整體形成的冷卻劑通道。
62．根據權利要求61的電池組外殼，其中，所述冷卻劑通道在所述隔板表面內部形成。
63．根據權利要求58的電池組外殼，其中，所述至少一個隔板具有相對的平面表面，電化學電池與其相鄰；當所述隔板有效布置在所述外殼內部時，所述外殼的側壁和隔板表面配合，基本均勻地壓縮位于其間的電化學電池。
全文摘要
一種多電池整體電池組(1),其中在塑料或金屬外殼中布置多個電化學電池(3),每個電池包括一個封裝(11),使氣體可以排出而電解質不能排出所述封裝。一種新型整體流動通道系統(109),使液體冷卻劑可以在相鄰的電池之間流動。描述了其它特征,如電池相互連接(15a和15b)。
文檔編號H01M6/42GK1324499SQ99812518
公開日2001年11月28日 申請日期1999年8月17日 優先權日1998年8月23日
發明者D·A·科里甘, P·戈夫, L·R·希格利, M·D·穆勒爾, A·奧斯古德, S·R·奧夫辛斯基, J·佩尼, R·普泰爾 申請人:雙向電池公司