[發(fā)明專利]一種大容量鎳氫電池組結(jié)構(gòu)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210106541.3
• 申請日: 2012-04-12
• 公開（公告）號: CN102629674A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孔令國;喬志鵬;倪靜;楊桃;馮夏至
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇春蘭清潔能源研究院有限公司
• 主分類號: H01M2/12
• 分類號: H01M2/12;H01M2/14;H01M10/30
• 代理公司: 泰州地益專利事務(wù)所 32108
• 代理人: 王楚云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提供了一種大容量鎳氫電池組結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

近年來，人們對城市空氣質(zhì)量及地球石油資源等能源危機問題日趨重視，保護(hù)環(huán)境，節(jié)約能源的呼聲日益高漲，促使人們高度重視新能源的技術(shù)與應(yīng)用市場的發(fā)展。作為21世紀(jì)能源領(lǐng)域的重大產(chǎn)業(yè)之一的鎳氫電池產(chǎn)業(yè)，正在眾多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用——如電動汽車、自動化裝備、電動設(shè)備及工具驅(qū)動電源的動力電池，軍事、煤礦及企事業(yè)等單位的蓄能電池，以及通信指揮系統(tǒng)的常備電源等。隨著市場的需求，鎳氫電池正朝著高功率、大容量的方向發(fā)展。

目前國內(nèi)外市場上所應(yīng)用的鎳氫電池的容量大多都是在120Ah以下，而對于在一些特殊行業(yè)設(shè)備（如煤礦避險裝置）所需求的大容量電池（比如說電池容量在200Ah以上）則基本上還沒有哪個廠家能夠批量生產(chǎn)并成熟應(yīng)用。造成這種現(xiàn)象的原因除了少部分市場需求的因素以外，主要還是技術(shù)上的問題。對于目前大容量鎳氫電池在技術(shù)及應(yīng)用上存在的問題主要包括如下幾點：（1）關(guān)鍵部件的絕緣及耐溫問題，大容量鎳氫電池在以倍率充放電時，現(xiàn)有常用的鎳氫電池的絕緣及密封等零部件是經(jīng)受不住這樣的大電流沖擊，并會導(dǎo)致這些零部件迅速老化以致?lián)舸龤В虼嗽谝恍┬滦徒^緣耐溫材料沒有得到成熟使用前，會延緩大容量鎳氫電池的開發(fā)應(yīng)用。（2）鎳氫電池散熱問題，大容量鎳氫電池在高溫充放電過程中，存在溫度過快上升的現(xiàn)象，這會導(dǎo)致大容量鎳氫電池在正常使用過程中因無法散熱或散熱不及時而燒毀，這在目前的技術(shù)及工藝條件下還無法順利解決，這也會延緩大容量鎳氫電池的開發(fā)應(yīng)用。（3）投資成本的問題，鎳氫電池生產(chǎn)廠家現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備和工藝還無法適應(yīng)常規(guī)大容量鎳氫電池的批量生產(chǎn)，并且大容量鎳氫電池的市場需求還處在起步階段，如果進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)工藝的改進(jìn)而投入大量資金會有很大風(fēng)險，這同樣也會延緩大容量鎳氫電池的開發(fā)應(yīng)用。

此種情況下，將小容量鎳氫電池并聯(lián)成大容量鎳氫電池組/塊成為主流，但由于各種原材料和生產(chǎn)工藝、電池設(shè)計參數(shù)與加工設(shè)備精度、電池組合形式與使用環(huán)境條件、電池組管理方式與電池組充放電模式等很多方面的影響，造成電池組/塊中的單體電池性能往往不一致。盡管在生產(chǎn)中最大限度的加以控制，組合時也經(jīng)過嚴(yán)格挑選，但實際循環(huán)使用中由于種種原因電池組中每個單體電池衰減速率不同仍會導(dǎo)致新的不均衡，在充放電過程中會因某個“落后”電池的出現(xiàn)而導(dǎo)致整個電池組/塊的電化學(xué)性能下降，嚴(yán)重影響電池組/塊的整體性能。因此如何改善單體電池的一致性，使電池組/塊內(nèi)部各單體電池的電化學(xué)性能大體均衡，對于提高電池組/塊的整體性能至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種大容量鎳氫電池組結(jié)構(gòu)，它可以改善單體電池一致性的結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種大容量鎳氫電池組/塊結(jié)構(gòu)，它包括密閉外殼，在密閉外殼的上部設(shè)有電池組正極柱和電池組負(fù)極柱，在電池組正極柱和電池組負(fù)極柱之間設(shè)有電池組安全閥，所述的密閉外殼內(nèi)設(shè)有若干鎳氫電池單體，鎳氫電池單體位于密閉外殼內(nèi)的同一氣室內(nèi)，鎳氫電池單體通過金屬跨接片相互并聯(lián)，各鎳氫電池單體并聯(lián)后與電池組正極柱和電池組負(fù)極柱連接，鎳氫電池單體上部的正極與負(fù)極之間設(shè)有安全膜，安全膜設(shè)置為半透膜。

所述的鎳氫電池單體設(shè)置為方體電池。所述的密閉外殼與鎳氫電池單體之間有彈性絕緣墊板。所述的密閉外殼由不銹鋼制成。

本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明的鎳氫電池單體充電后正極會產(chǎn)生氧氣，而過多的氧氣會導(dǎo)致鎳氫電池單體內(nèi)壓過高，本發(fā)明在鎳氫電池單體上設(shè)有半透膜，當(dāng)電池組共用一個氣室和安全閥時，即使某一鎳氫電池單體內(nèi)的氧氣含量較高，多余的氧氣也會通過半透膜分散到其它鎳氫電池單體中并且被消耗掉，防止內(nèi)壓升高，可以平衡整個電池組/塊內(nèi)個單體電池的內(nèi)壓，從而改善各單體電池的一致性，鎳氫電池組/塊整體耐壓能力提高，從而避免了電池內(nèi)阻增加和電池壽命縮短。本發(fā)明鎳氫電池組/塊的各鎳氫電池單體共用氣室和安全閥，這樣不但可以使密封殼體內(nèi)的溫度分布會更加均勻，避免熱失控后，該電池內(nèi)的氧氣會在其它正常電池內(nèi)復(fù)合，從而降低該電池的內(nèi)部溫度，而且可降低整個鎳氫電池組/塊的重量和成本。當(dāng)整體內(nèi)壓高于一定值時，安全閥自動開啟。本發(fā)明的密閉外殼與鎳氫電池單體之間有彈性絕緣墊板，這樣不但可以保證單體電池間接觸良好，而且能固定電池組/塊。

附圖說明

圖1為本發(fā)明鎳氫電池組的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明鎳氫電池單體的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

在圖1和圖2中，本發(fā)明提供了一種大容量鎳氫電池組結(jié)構(gòu)，它包括密閉外殼1，密閉外殼1由不銹鋼制成，在密閉外殼1的上部設(shè)有電池組正極柱2和電池組負(fù)極柱3，在電池組正極柱2和電池組負(fù)極柱3之間設(shè)有電池組安全閥4，密閉外殼1內(nèi)設(shè)有若干鎳氫電池單體5，密閉外殼1與鎳氫電池單體5之間有彈性絕緣墊板7，具體放置的單體鎳氫電池的數(shù)目，可根據(jù)所設(shè)計的大容量鎳氫電池組/塊的容量來計算——即用設(shè)計容量除以鎳氫電池單體的容量，得出的結(jié)果就是單體鎳氫電池的數(shù)目，本實施例設(shè)置為八個鎳氫電池單體5，鎳氫電池單體5設(shè)置為方體電池，鎳氫電池單體5位于密閉外殼1內(nèi)的同一氣室內(nèi)，鎳氫電池單體5通過金屬跨接片相互并聯(lián)，各鎳氫電池單體5并聯(lián)后與電池組正極柱2和電池組負(fù)極柱3連接，鎳氫電池單體5上部的正極與負(fù)極之間設(shè)有安全膜6，安全膜6設(shè)置為半透膜。