专利名称：内置压力感应器的蓄电池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种蓄电池技术领域的装置，具体是一种内置压力感应 器的蓄电池。
背景技术：
电动车(EV)及混合电动车(HEV)用蓄电池的发展使得人们对高能量及高 功率电池体系更加关注，对于蓄电池充电过程控制的要求也越来越高，充电技术 成了电池技术的一部分，特别是电池在安全性、可靠性以及长寿命循环性能方面， 不可或缺的一部分。对于电动车(EV)及混合电动车(服V)用电池，高效和快 速的充电能力以及荷电态(S0C)的判断是亟待解决的一个重要问题。传统的蓄 电池充电控制技术一般基于峰值电压、负电压或温度变化。但这几种技术都有一 个严重的缺点，就是会不可避免地造成电池(组)的过充电。比如用温度变 化率控制充电终止，当温度发生明显变化时，电池内部早已充满了大量气体，这 不仅浪费了能量，而且会縮短电池(组)的寿命。另外，环境温度变化也会干扰 利用温度变化监控充电的过程。以镍氢(MH-Ni)电池为例，在充放电过程中， 正、负极正常发生的电化学反应分别为
正极M'(OF) +0/T;^^MO(9// + //2(9 + e— (1-1)
、" 、放电 2
负极M + ;c//20 + xg—<充电>Aff^+x(9//- (1-2)
2 、放电 x
式中M及M/^分别为贮氢合金和相应的金属氢化物。电池总反应式可表示
为
M + xM(朋)， < 充电 > 層，+ xMOOiT (l-3 )
、"、放电 J
当镍氢(MH-Ni)电池充电后期和过充电时，正负极上有下列的反应发生
4朋———>2//20 + 02 + 4e— (1-4) 2仏0 + 0,+4e———>40fT (1—5)
3由此可见，这时有氧气的析出和消耗，随之电池内有气体压力(简称内压)
的变化，因此，通过电池内压可以判定电池的soc,进而进行电池的soc估算。
在目前所有的蓄电池中，镍氢M/Z-vV/、镍镉OZ-M'和铅酸蓄电池等水系 电池在充电及过充电过程中都存在氧气、氢气等的析出和消耗，因此也可采用内 压进行充电控制。目前的测试电池内压的方式有两种， 一种是采用贴片式的压力 传感器，通过电池外壳的形变计算出电池的内压，这种方式尽管简单，但是精度 低，对于latm左右的压力变化很难反应出来，而这时电池内压的变化对确定充 电策略至关重要。另外，贴片式压力传感器往往要贴在变形明显的电池底部，而 电池底部已用于电池间的连接，难以贴放压力传感器，同时壳体的材质、振动、 环境温度等都会影响测量精度，因此贴片式传感器很少在电池上应用。
另一种是电池打孔后，以密封方式与气体传感器检测腔相通，虽然测试精度 高，但这种连接方式不仅占用空间大，增大了电池的内腔体积，不能反应原空间 状态下的压力情况，同时也影响了电池间的连接，因此多用于研究领域，无法在 产品上应用。
经过对现有技术的检索发现，中国专利申请号200510051569.1，公开号 CN1832246的发明专利申请，该专利提供了贴片式及电池打孔后外接压力传感器 两种压力传感器放置方法，虽然后一种压力传感器放置方法测试精度高，但这种 连接方式占用空间大，也影响电池间的连接，因此多用于研究领域，无法在产品 上应用。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提供一种内置压力感应器的蓄电 池，针对现有蓄电池内压测试装置测试精度差、影响电池间的连接等一系列问题， 提出了便于密封、不影响电池间连接的内置压力感应器的蓄电池及蓄电池组装 置。
本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括外壳、发电元件、 绝缘带、上盖和传感装置，其中外壳为无盖金属壳体，发电元件置于外壳内部 并与外壳相接触，传感装置经绝缘带设置于外壳顶部，上盖设置于传感装置上。
所述的发电元件包括正电荷极板、负电荷极板、正极集电板、负极集电板、 绝缘隔膜、电解质和引流元件，其中正电荷极板和负电荷极板分别设置于绝缘隔膜的两侧并被绝缘隔膜隔开，电解质填充于正电荷极板和负电荷极板之间，负 电荷极板与负极集电板焊接，负极集电板与外壳相接触，正电荷极板与正极集电 板焊接，引流元件将正极集电板与上盖相连接。
所述的正极集电板、绝缘隔膜和负极集电板以巻状结构或叠片结构设置。
所述的外壳具体是一端开口的圆柱体空腔或矩形体空腔，采用镀镍碳钢、铝、 不锈钢或树脂材料制成。
所述的传感装置包括压力舱、密封圈和压力感应器，其中压力舱的一端 与外壳内部贯通，压力舱的另一端经密封圈密封后与压力感应器相固定，压力感 应器的输出端通过传感导线绝缘引出至外壳外部。
所述的压力舱的外缘沿周长方向设有凸棱，在所述的外壳顶部沿周长方向相 应设有凹槽；所述的密封圈为绝缘弹性材料制成。
本实用新型所述压力感应器直接由蓄电池供电,通过与发电元件导通的压力 腔对蓄电池的内部压力进行测定，并将测定的结果绝缘输出至蓄电池外部供用户 检测。用户可直接根据压力感应器的输出值变化对蓄电池进行控制调节，省去了 外部介入式压力探测，结构更加简单合理。
图l为本实用新型示意图中绝缘隔膜l、外壳2、封口盖3、压力舱4、上盖5、传感导线6、压 力感应器7、密封圈8、绝缘带9、正电荷极板IO、负电荷极板ll、正极集电板 12、负极集电板13和引流元件14。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作详细说明本实施例在以本实用新型 技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实 用新型的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括外壳2、上盖5、绝缘带9、发电元件和传感 装置，其中外壳2为无盖金属壳体，发电元件置于外壳2内部并与外壳2相 接触，传感装置经绝缘带9设置于外壳2顶部，上盖5设置于传感装置上。所 述的外壳2具体是一端开口的圆柱体空腔或矩形体空腔，采用镀镍碳钢材料制 成。所述的发电元件包括绝缘隔膜1、正电荷极板10、负电荷极板11、正极集 电板12、负极集电板13、电解质和引流元件14，其中正电荷极板10和负电 荷极板11分别设置于绝缘隔膜1的两侧并被绝缘隔膜1隔开，电解质填充于正 电荷极板10和负电荷极板11之间，负电荷极板11与负极集电板13焊接，负 极集电板13与外壳2相接触，正电荷极板10与正极集电板12焊接，引流元件 14将正极集电板12与上盖5相连接。所述的正极集电板12、绝缘隔膜1和负 极集电板13以巻状结构或叠片结构设置。
所述的传感装置包括压力舱4、密封圈8和压力感应器7，其中压力舱 4的一端与外壳2内部贯通，压力舱4的另一端经密封圈8密封后与压力感应器 7相固定，压力感应器7的输出端通过传感导线6绝缘引出至外壳2外部。所述 的压力舱4的外缘沿周长方向设有凸棱15，在外壳2顶部沿周长方向相应设有 凹槽16;所述的压力感应器7为耐碱式传感器；所述的密封圈8为绝缘弹性材 料制成。
本实施例可提供用户直接对蓄电池进行控制调节，结构十分合理简洁。
权利要求1、一种内置压力感应器的蓄电池，包括外壳、绝缘带、上盖，其特征在于，还包括发电元件和传感装置，其中外壳为金属壳体，发电元件置于外壳内部并与外壳相接触，传感装置经绝缘带设置于外壳顶部，上盖设置于传感装置上。
2、 根据权利要求l所述的内置压力感应器的蓄电池，其特征是，所述的发 电元件包括正电荷极板、负电荷极板、正极集电板、负极集电板、绝缘隔膜、电 解质和引流元件，其中正电荷极板和负电荷极板分别设置于绝缘隔膜的两侧并 被绝缘隔膜隔开，电解质填充于正电荷极板和负电荷极板之间，负电荷极板与负 极集电板焊接，负极集电板与外壳相接触，正电荷极板与正极集电板焊接，引流元件将正极集电板与上盖相连接。
3、 根据权利要求1或者2所述的内置压力感应器的蓄电池，其特征是，所 述的正极集电板、绝缘隔膜和负极集电板以巻状结构或叠片结构设置。
4、 根据权利要求1或者2所述的内置压力感应器的蓄电池，其特征是，所 述的外壳具体是一端开口的圆柱体空腔或矩形体空腔，采用镀镍碳钢、铝、不锈 钢或树脂材料制成。
5、 根据权利要求l所述的内置压力感应器的蓄电池，其特征是，所述的传 感装置包括压力舱、密封圈和压力感应器，其中压力舱的一端与外壳内部贯 通，压力舱的另一端经密封圈密封后与压力感应器相固定，压力感应器的输出端 通过传感导线绝缘引出至外壳外部。
6、 根据权利要求l所述的内置压力感应器的蓄电池，其特征是，所述的压 力舱的外缘沿周长方向设有凸棱。
7、 根据权利要求4所述的内置压力感应器的蓄电池，其特征是，在所述的外壳顶部沿周长方向相应设有凹槽。
8、 根据权利要求5所述的内置压力感应器的蓄电池，其特征是，所述的密封圈为绝缘弹性材料制成。
专利摘要一种蓄电池技术领域的内置压力感应器的蓄电池，包括外壳、发电元件、绝缘带、上盖和传感装置，其中外壳为无盖金属壳体，发电元件置于外壳内部并与外壳相接触，传感装置经绝缘带设置于外壳顶部，上盖设置于传感装置上。本实用新型与传统圆柱型电池直径相同、高度略高，压力传感器的信号线从正极端引出，由此测量的电池内压精度高。
文档编号H01M10/48GK201266657SQ20082015345
公开日2009年7月1日 申请日期2008年9月25日 优先权日2008年9月25日
发明者何丹农, 永 倪, 夏保佳, 娄豫皖, 葛建民, 金彩虹 申请人:上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司;上海万宏动力能源有限公司