[實用新型]具有短路保護功能的堿性二次電池及其串聯電池組

無效

• 申請號: 01235497.X
• 申請日: 2001-04-18
• 公開（公告）號: CN2473755Y
• 公開（公告）日: 2002-01-23
• 發明（設計）人: 王傳福;張建業;董俊卿;程堂利
• 申請（專利權）人: 深圳市比亞迪實業有限公司
• 主分類號: H01M10/28
• 分類號: H01M10/28;H01M4/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種堿性二次電池，更具體地說是涉及其中的電極的導電端子及堿性二次電池串聯電池組。

在電動工具、電動玩具等小型電動設備中，常采用堿性二次電池串聯電池組作為其供給電源。由于這種串聯電池組內通常有3只以上的電池串聯，當電池組外部短路時通過電池組的短路電流很大，易引起電池體發熱發燙、甚至有電池爆炸的危險；為避免電池組外部短路時發生上述危險，需要在電池組短路時及時切斷電流，公知的方法一般在電池組中設計電子保護線路或者采用一些熱敏元件，以達到保護目的。例如，中國專利CN1197534A公開了使用一種PTC元件的電池組，PTC元件在正常充電時電阻較小，當電池組在短路時，通過PTC元件的電流很大，使PTC元件在短時間內溫度急劇升高，到一定溫度時，PTC元件電阻突然升高，此時電路接近于斷路狀態。當PTC元件溫度降下來以后，其電阻又回到低阻狀態，電路又可導通。使用這種PTC元件可以使電池組在外部短路時快速斷開，且可耐多次短路電流沖擊；又如，中國專利CN1177217A公開了一種具有電池保護電路的電池組，以防止電池組外部短路時對電池造成損害。此保護電路可對電池組狀態進行檢測，當電池組與所接電子裝置分開時，保護電路檢測到電池組外部電路已斷開，則切斷電池組內電池與電池組外部電源線的連接，以防止電池組由于電池組外部電源線之間造成的短路。使用這種保護電路可充分排除電池組由于外部電源線之間相互短接造成的電池組短路。本設計人的研究發現，上述發明專利公開的技術應用于鎘-鎳、氫-鎳等電動玩具、電動工具電池組時，存在以下不足：(1)價格相對較高。由于鎘-鎳、氫-鎳等電動玩具、電動工具電池組本身價格低廉，使用PTC元件或保護電路都將使其成本增加；(2)對電性能的影響。小型鎘-鎳、氫-鎳等電動玩具、電動工具電池組一般內阻較低(在mΩ級)，而PTC元件的電阻一般也在幾十mΩ左右，這樣勢必增加整個電池組的阻抗，影響電池組的大電流放電性能。因此，

本實用新型的目的在于提供一種具有短路保護功能的堿性二次電池；

本實用新型的進一步目的在于提供一種結構簡單的、成本低廉、具有短路保護功能的串聯電池組。

本實用新型的具有短路保護功能的堿性二次電池，包括電池殼、組合蓋帽、堿性電解液以及由正極板、隔膜、負極板疊置組成的卷繞狀電池芯，其特征是：所述的正極板、負極板至少其中之一焊接有導電端子，所述導電端子是在鋼帶基板上電鍍由鎳、錫、銅、鉛組成的物質組中的至少一種金屬而制成；

上述的堿性二次電池，優選所述導電端子厚度為0.05-0.30毫米，寬度為2.0-20毫米；

上述的堿性二次電池，優選所述導電端子沿長度方向設置有有細頸、孔狀、網狀、或者上述組合的缺陷部分；缺陷部分的截面積為導電端子其它部分截面積的20-80％；所述導電端子的細頸部優選為角形或弧形的缺口；

上述的堿性二次電池，優選所述導電端子表面鍍層厚3-4微米；

上述的堿性二次電池，優選所述導電端子表面電鍍鎳金屬；

上述的堿性二次電池，優選所述的正極板為氧化鎳電極，所述的負極板選自鎘電極、金屬氫化物電極、鋅電極中的一種，由所述的正、負極板配合分別組成鎘-鎳、金屬氫化物-鎳、鋅-鎳堿性二次電池。

含有如上所述堿性二次電池的串聯電池組，其特征是：所述導電端子是在鋼帶基板表面電鍍鎳金屬；

上述的堿性二次電池的串聯電池組，優選所述導電端子沿長度方向設置有細頸、孔狀、網狀、或者上述組合的缺陷部分；缺陷部分的截面積為導電端子其它部分截面積的20-80％。

本實用新型基于以下原理：在常規的電池中，正極通過導電端子(亦稱為極耳)與組合蓋帽相連，當有電流流過時，極耳發熱，其發熱功率

P＝I²R其發熱量與電流平方成正比關系，電流越大，其發熱越明顯。在電池組短路時，流經極耳的電流可達電池組正常工作時的30倍以上，這時其發熱量約為電池正常工作時的1000倍以上，由于短時間內產生大量的熱，使極耳溫度急劇升高，達到熔點，極耳熔斷，切斷電流。

優選對稱角形或弧形缺口的細頸部導電端子，是基于以下原因：村料的電阻R與其電導率ρ、長度L及截面積S有關：

R＝ρ×L/S缺口處橫截面積較小，在相同長度的情況下，此處的電阻相對較大，與其它部分相比生熱較多，更易于熔斷；同時由于其在整個極耳中所占長度較少，對于整個極耳的電阻增加不多，這樣既使極耳在短路時更易于熔斷，又使電池內阻增加不多。