一种圆柱形蓄电池组的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种圆柱形蓄电池组，其包括金属壳体、两个以上电池内芯、绝缘套管、均压片、正电极和负电极，两个以上电池内芯串接套装在绝缘套管内形成电池内胆，均压片设在相邻的两个电池内芯之间，正电极和负电极分别固定于电池内胆的两端并与对应的电池内芯电连接，正电极、负电极和电池内胆套装在金属壳体内，电池内芯沿轴中线设有作为储液区的通孔，均压片中心对应储液区设有通液孔，正电极上设有与储液区连通的卸压孔，负电极上设有储液区连通的注液孔。本发明的电池组内压较大提高，各电池内芯电解液相通，内压力相等，限制了电池组内部不良气相反应，稳定了液相反应，提高了电池组的过充，过放能力，延长了使用寿命。
【专利说明】
一种圆柱形蓄电池组
技术领域
[0001]本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种圆柱形蓄电池组。
【背景技术】
[0002]1、目前，电池组都是由多个单体电池组成，各单体电池正负极分别引出，各单体电池都有独立的电解液和排气安全阀，多个单体电池经上一单体电池的负极与下一单体电池的正极串联形成电池组。现有的电池组存在如下缺点:1、体积较大;在电池组中，由于各单体电池正负极要分别引出，又要有独立的电解液和安全阀，形成了较大的体积。2、内阻较大;在电池组中，由于各单体电池正负极要分别引出，引线电阻之和形成较大电池组内阻。
3、均衡度差;在电池组中，即使各单体电池的容量和其他性能做的完全一致，但由于各单体电池所处的位置不同，散热条件不同，长期使用后由于电池的使用温度不同，造成了电解液浓度不同而形成电池的不均衡。4、可靠性差;在电池组中因为各单体电池正负要分别引出再进行串联连接，电池组的电压越高串联的接头也就越多，只要有一个接头接触不好就会使整组电池无法使用，因此可靠性较差。5、散热较差；由于每个单体电池需要独立的电解液，单体电池之间需要进行绝缘隔离，造成散热较差。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种圆柱形蓄电池组。
[0004]本发明采用的技术方案是:
一种圆柱形蓄电池组，其包括金属壳体、两个以上电池内芯、绝缘套管、均压片、一正电极和一负电极，两个以上所述电池内芯串接套装在绝缘套管内形成电池内胆，绝缘套管的长度大于两个以上电池内芯的长度之和，所述均压片设在相邻的两个电池内芯之间，所述正电极和负电极分别固定于电池内胆的两端并与对应的电池内芯电连接，正电极、负电极和电池内胆套装在金属壳体内，正电极、负电极与金属壳体绝缘，电池内芯沿轴中线设有作为储液区的通孔，所述均压片中心对应储液区设有通液孔，两个以上的电池内芯内的电解液通过通液孔相通，所述正电极上设有与对应的电池内芯的储液区连通的卸压孔，所述负电极上设有与对应电池内芯的储液区连通的注液孔。
[0005]所述金属壳体包括金属圆筒和金属紧固片，金属圆筒两端的内侧壁上设有与金属紧固片相配合的内牙，所述电池内胆套设于金属圆筒内，金属紧固片分别设于金属圆筒的两端，金属紧固片与正电极之间或金属紧固片与负电极之间设有绝缘垫片，金属紧固片配合金属圆筒将正电极、负电极和电池内胆固定在金属圆筒的中心部位，金属紧固片中心设有供所述正电极或负电极上设有的引出端非接触式穿过的内六角孔;金属紧固片的内六角孔内灌注有机绝缘密封材料形成密封层；
所述电池内芯包括正极板和负极板，正极板和负极板呈交错排列，正极板和负极板之间设置有隔膜，所述正极板、负极板和隔膜卷曲形成呈圆柱体的电池内芯，电池内芯沿轴中线设有作为储液区的通孔。
[0006]所述通液孔的直径小于储液区直径的一半。
[0007]所述均压片的厚度0.1-4毫米，均压中心的通液孔的孔径1-8毫米。
[0008]所述正电极还包括安全阀机构，所述卸压孔为与电池电芯同轴的台阶孔，台阶孔的小径端与电池电芯的储液区连通，所述安全阀机构包括内到外依次安装于台阶孔的大径端的不锈钢钢珠、不锈钢弹簧和中心穿孔的不锈钢内六角螺丝，所述不锈钢钢珠的直径大于台阶孔的小径端的直径，不锈钢钢珠由不锈钢弹簧顶置并对小径端形成密封，所述不锈钢钢珠与台阶孔的大径端的内壁滑动连接，所述台阶孔的大径端的内壁对应不锈钢内六角螺丝设有内螺牙。
[0009]所述负电极还包括用于注液孔密封的密封螺丝，所述密封螺丝为沉头尼龙螺丝，注液孔的内壁上设有与密封螺丝配合的内螺牙。
[0010]所述金属圆筒和金属紧固片由普通钢、不锈钢或铝合金制成。
[0011]所述正极板和负极板错位间隔2-6毫米;所述电池内芯的直径为30-120毫米，所述绝缘套管的内径比电池内芯的直径大0.1-0.2毫米，绝缘套管的壁厚为0.5-2毫米，金属圆筒的内径为30-200毫米，金属圆筒的长度为50-300毫米，金属圆筒的壁厚为0.5_8毫米，金属圆筒的内牙长度为3-30毫米，金属紧固片的厚度为0.5-8毫米。
[0012]所述有机绝缘密封材料为环氧树脂，所述环氧树脂填充料灌注于金属紧固片的内六角孔形成环氧树脂密封层。
[0013]本发明采用以上技术方案，在多个串接的电池内芯之间设置带有通液孔的均压片，使得电池组正常使用时电解液的液体相通，各单体电池内芯的压力相等，采用较厚的金属圆柱管作为外壳，较大提高了各单体电池内芯的内压，限制了电池组内部不良气相反应，稳定了液相反应，提高了电池组的过充，过放能力，延长了使用寿命。此外，本发明采用较薄的塑料的绝缘套管形成电池内胆配合较厚的金属外壳结构，电池的正负电极与金属外壳绝缘，解决了散热问题。电池的正负电极分别采用正电极和负电极结构，并设置引出端，克服了电池内部充放电电流不均的问题和碱桥漏电问题，进一步采用环氧树脂二次封闭引出电极技术，在紧固片密封的基础上进一步用环氧树脂二次密封，使电池电极与金属紧固片合为一体，提高了电池牢靠度，同时也解决了爬碱问题。安全阀和尼龙螺丝安全保护装置，使电池在各种恶劣的情况下确保了电池的安全性。本发明采用圆柱和塑料绝缘的电池内胆加金属外壳的结构，双次密封技术，使电池外壳承受的内压大于5兆帕，安全阀可以控制在1.5兆帕至3兆帕。电池正常使用的内压较大提高，限制了电池内部不良气相反应，稳定了液相反应，提高了电池的过充，过放能力，延长了使用寿命。
【附图说明】
[0014]以下结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步详细说明；
图1为本发明一种圆柱形蓄电池组的结构示意图；
图2为本发明一种圆柱形蓄电池组的均压片的结构示意图；
图3为本发明一种圆柱形蓄电池组的正电极的结构示意图；
图4为本发明一种圆柱形蓄电池组的负电极的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]如图1-4之一所示，本发明包括金属壳体、两个以上电池内芯2、绝缘套管4、均压片
3、一正电极7和一负电极10，两个以上所述电池内芯2串接套装在绝缘套管4内形成电池内胆，绝缘套管4的长度大于两个以上电池内芯2的长度之和，所述均压片设在相邻的两个电池内芯2之间，所述正电极7和负电极10分别固定于电池内胆的两端并与对应的电池内芯2电连接，正电极7、负电极10和电池内胆套装在金属壳体内，正电极7、负电极10与金属壳体绝缘，电池内芯2沿轴中线设有作为储液区8的通孔，所述均压片3中心对应储液区8设有通液孔11，两个以上的电池内芯内的电解液通过通液孔11相通，所述正电极7上设有与对应的电池内芯2的储液区8连通的卸压孔22，所述负电极10上设有与对应电池内芯2的储液区8连通的注液孔28。
[0016]所述金属壳体包括金属圆筒I和金属紧固片6，金属圆筒I两端的内侧壁上设有与金属紧固片6相配合的内牙，所述电池内胆套设于金属圆筒I内，金属紧固片6分别设于金属圆筒I的两端，金属紧固片6与正电极7之间或金属紧固片6与负电极10之间设有绝缘垫片，金属紧固片6配合金属圆筒I将正电极7、负电极10和电池内胆固定在金属圆筒I的中心部位，金属紧固片6中心设有供所述正电极7或负电极10上设有的引出端非接触式穿过的内六角孔;金属紧固片6的内六角孔内灌注有机绝缘密封材料9形成密封层；
所述电池内芯2包括正极板和负极板，正极板和负极板呈交错排列，正极板和负极板之间设置有隔膜，所述正极板、负极板和隔膜卷曲形成呈圆柱体的电池内芯2，电池内芯2沿轴中线设有作为储液区8的通孔。
[0017]所述通液孔11的直径小于储液区8直径的一半。
[0018]所述均压片3的厚度0.1-4毫米，均压中心的通液孔11的孔径1-8毫米。
[0019]所述正电极7还包括安全阀机构，所述卸压孔22为与电池内芯2同轴的台阶孔，台阶孔的小径端与电池内芯2的储液区8连通，所述安全阀机构包括内到外依次安装于台阶孔的大径端的不锈钢钢珠23、不锈钢弹簧24和中心穿孔的不锈钢内六角螺丝25，所述不锈钢钢珠23的直径大于台阶孔的小径端的直径，不锈钢钢珠23由不锈钢弹簧24顶置并对小径端形成密封，所述不锈钢钢珠23与台阶孔的大径端的内壁滑动连接，所述台阶孔的大径端的内壁对应不锈钢内六角螺丝25设有内螺牙。
[0020]所述负电极10还包括用于注液孔28密封的密封螺丝29，所述密封螺丝29为沉头尼龙螺丝，注液孔28的内壁上设有与密封螺丝29配合的内螺牙。
[0021]所述金属圆筒I和金属紧固片6由普通钢、不锈钢或铝合金制成。
[0022]所述正极板和负极板错位间隔2-6毫米;所述电池内芯2的直径为30-120毫米，所述绝缘套管4的内径比电池内芯2的直径大0.1-0.2毫米，绝缘套管4的壁厚为0.5-2毫米，金属圆筒I的内径为30-200毫米，金属圆筒I的长度为50-300毫米，金属圆筒I的壁厚为0.5-8毫米，金属圆筒I的内牙长度为3-30毫米，金属紧固片6的厚度为0.5-8毫米。
[0023]所述有机绝缘密封材料9为环氧树脂，所述环氧树脂填充料灌注于金属紧固片6的内六角孔形成环氧树脂密封层。
[0024]下面对本发明做详细说明。
[0025]本发明包括金属壳体、两个以上电池内芯2、绝缘套管4、均压片3、正电极7和负电极10。本发明大体上可以分以下几个制作部分:
A、如图3所示，正电极7制作:所述正电极7包括正极引出端21、正极汇流片20和安全阀机构，正极汇流片20为不锈钢材料，正极汇流片20的直径与对应的电池内芯2的直径相同，正极汇流片20的直径的30-120毫米，厚度0.5-4毫米，所述正极引出端21为不锈钢材料成型，正极引出端21的最大外径为10-35毫米，正极引出端21的整体长度为6-35毫米，正极引出端21的同轴开设卸压孔22，所述卸压孔22为台阶孔，台阶孔的小径端与对应电池内芯2的储液区8连通，台阶孔的小径端的直径2-7毫米，该孔与不锈钢接触部分要进行磨光处理，所述安全阀机构包括由内到外依次安装于台阶孔的大径端的不锈钢钢珠23、不锈钢弹簧24和中心穿孔的不锈钢内六角螺丝25，所述不锈钢内六角螺丝25为中心穿孔为M3-M8、长度为3-6毫米的不锈钢内六角螺丝25，不锈钢弹簧24的中径为3-8毫米，不锈钢弹簧24的长度3-6毫米，不锈钢弹簧24的压强在0.1-0.8公斤。不锈钢钢珠23的直径为3-8毫米。所述不锈钢钢珠23的直径大于或者等于台阶孔的小径端的直径，所述台阶孔的大径端的内壁对应不锈钢内六角螺丝25设有内螺牙，不锈钢内六角螺丝25与台阶孔的大径端内壁螺纹连接，所述不锈钢钢珠23与台阶孔的大径端的内壁滑动连接，不锈钢钢珠23由不锈钢弹簧24顶置并对小径端形成密封。将不锈钢钢珠23、不锈钢弹簧24和中心穿孔的不锈钢内六角螺丝25依次在台阶孔的大径端组装，对带有安全阀机构的正极引出端21在气压测试台进行调节测试，合格后用激光焊接将内不锈钢六角螺丝焊牢固定;通过电加热结合超声波焊接技术将正极汇流片20的一表面与正极板的连接，再将正极引出端21的一端焊接固定于正极汇流片20的安装孔内，并保证正极引出端211位于正极汇流片20外侧面。
[0026]B、如图4所示，负电极10制作:所述负电极10包括负极引出端27、负极汇流片26和密封螺丝29，负极汇流片26为不锈钢材料，负极汇流片26的直径与电池内芯2的直径相同，负极汇流片26的直径的30-120毫米，厚度0.5-4毫米，中心开设6-25毫米的安装孔，负极汇流片26的一表面通过电加热结合超声波焊接技术与负极板连接，所述负极引出端27为不锈钢材料成型，负极引出端27的外径为10-35毫米，负极引出端27的长度为6-35毫米，负极引出端27上设有与储液区87连通的注液孔2824，注液孔28的内壁上设有与密封螺丝29配合且长度为3-8毫米的内螺牙，所述密封螺丝29为M3-6的沉头尼龙螺丝，所述密封螺丝29用于灌液后旋入注液孔28并对注液孔28进行密封，同时形成安全装置;负极引出端27的一端固定于负极汇流片26的安装孔内，并保证负极引出端27位于负极汇流片26外侧面，负极引出端27与正极引出端21相配套连接。
[0027]C、电池内芯2的制作:由正极板加隔膜和负极板加隔膜在直径6-25毫米的轴，轴的直径决定于电池设计储液区8的体积，相错位2-6毫米绕制成圆柱体的电池内芯2，该圆柱体进行整圆处理，确保其直径小于绝缘套管4为0.1-0.2毫米，
D:电池内胆的制作:将两个以上的电池内芯2放入略长于两个以上电池内芯2长度总和的绝缘套管4中，将正电极7和负电极10分别固定于电池内胆的两端并与对应的电池内芯2电连接，所述绝缘套管4的厚度在0.5-2毫米，绝缘套管4两端分别长出2-8毫米。电池内芯2两端加入绝缘垫片，所述绝缘套管4和绝缘垫片均采用尼龙成型，所述绝缘套管4和绝缘垫片经塑料热熔技术配合电池内芯2形成电池内胆。
[0028]E:金属外壳的组装:金属外壳由金属圆筒I和金属紧固片6组成，金属圆筒I直径在30-200晕米，长度50-300晕米，壁厚在0.5_8晕米，金属圆筒I两端往内开设与金属紧固片6相配合长度为3-30毫米的内牙，金属紧固片6中心为六角内六角孔，金属紧固片6直径大于正极引出端21或负极引出端27的最大外径2-4毫米，金属紧固片6的厚度为0.5-8毫米，金属圆筒I和金属紧固片6可用不锈钢、镀镍钢管、铝合金管等材料成型。将电池内胆放入金属圆筒I中，电池内胆的两端分别加上尼龙的绝缘垫片，金属圆筒I的两端分别旋入金属紧固片6，使电池内胆在金属筒中心部位，用扭力扳手控制旋紧，扭力控制在5-20牛米。通过注液孔28检测密封情况，确保在0.2-0，6兆帕无泄漏。再在电池组的两端的金属紧固片6的内六角孔分别灌入有机绝缘密封材料9，固化后完成二次密封。并再通过注液孔28进行密封测试应确保2-3兆帕无泄漏。进行真空灌液，灌液后放置12小时进行高温化成。2-3次的充放电后进行分容分类完成电池制作。
[0029]本发明采用以上技术方案，在多个串接的电池内芯2之间设置带有通液孔11的均压片3，使得电池组正常使用的内压较大提高，各单体电池压力相等，限制了电池组内部不良气相反应，稳定了液相反应，提高了电池组的过充，过放能力，延长了使用寿命。此外，本发明采用较薄的塑料的绝缘套管4形成电池内胆配合较厚的金属外壳结构，电池的正负电极10与金属外壳绝缘，解决了散热问题。电池的正负电极10分别采用正电极7和负电极10结构，并设置引出端，克服了电池内部充放电电流不均的问题和碱桥漏电问题，进一步采用二次环氧树脂封闭引出电极技术，在紧固片密封的基础上进一步用环氧树脂二次密封，使电池电极与金属紧固片6合为一体，提高了电池牢靠度，同时也解决了爬碱问题。安全阀和尼龙螺丝安全保护装置，使电池在各种恶劣的情况下确保了电池的安全性。本发明采用圆柱和塑料绝缘的电池内胆加金属外壳的结构，双次密封技术，使电池外壳承受的内压大于5兆帕，安全阀可以控制在1.5兆帕至3兆帕。电池正常使用的内压较大提高，限制了电池内部不良气相反应，稳定了液相反应，提高了电池的过充，过放能力，延长了使用寿命。
【主权项】
1.一种圆柱形蓄电池组，其特征在于:其包括金属壳体、两个以上电池内芯、绝缘套管、均压片、一正电极和一负电极，两个以上所述电池内芯串接套装在绝缘套管内形成电池内胆，绝缘套管的长度大于两个以上电池内芯的长度之和，所述均压片设在相邻的两个电池内芯之间，所述正电极和负电极分别固定于电池内胆的两端并与对应的电池内芯电连接，正电极、负电极和电池内胆套装在金属壳体内，正电极、负电极与金属壳体绝缘，电池内芯沿轴中线设有作为储液区的通孔，所述均压片中心对应储液区设有通液孔，两个以上的电池内芯内的电解液通过通液孔相通，所述正电极上设有与对应的电池内芯的储液区连通的卸压孔，所述负电极上设有与对应电池内芯的储液区连通的注液孔。2.根据权利要求1所述一种圆柱形蓄电池组，其特征在于:所述金属壳体包括金属圆筒和金属紧固片，金属圆筒两端的内侧壁上设有与金属紧固片相配合的内牙，所述电池内胆套设于金属圆筒内，金属紧固片分别设于金属圆筒的两端，金属紧固片与正电极之间或金属紧固片与负电极之间设有绝缘垫片，金属紧固片配合金属圆筒将正电极、负电极和电池内胆固定在金属圆筒的中心部位，金属紧固片中心设有供所述正电极或负电极上设有的引出端非接触式穿过的内六角孔;金属紧固片的内六角孔内灌注有机绝缘密封材料形成密封层。3.根据权利要求1所述一种圆柱形蓄电池组，其特征在于:所述电池内芯包括正极板和负极板，正极板和负极板呈交错排列，正极板和负极板之间设置有隔膜，所述正极板、负极板和隔膜卷曲形成呈圆柱体的电池内芯，电池内芯沿轴中线设有作为储液区的通孔。4.根据权利要求1所述一种圆柱形蓄电池组，其特征在于:所述通液孔的直径小于储液区直径的一半。5.根据权利要求1所述一种圆柱形蓄电池组，其特征在于:所述均压片的厚度0.1-4毫米，均压中心的通液孔的孔径1-8毫米。6.根据权利要求1所述一种圆柱形蓄电池组，其特征在于:所述正电极还包括安全阀机构，所述卸压孔为与电池电芯同轴的台阶孔，台阶孔的小径端与电池电芯的储液区连通，所述安全阀机构包括内到外依次安装于台阶孔的大径端的不锈钢钢珠、不锈钢弹簧和中心穿孔的不锈钢内六角螺丝，所述不锈钢钢珠的直径大于台阶孔的小径端的直径，不锈钢钢珠由不锈钢弹簧顶置并对小径端形成密封，所述不锈钢钢珠与台阶孔的大径端的内壁滑动连接，所述台阶孔的大径端的内壁对应不锈钢内六角螺丝设有内螺牙。7.根据权利要求1所述一种圆柱形蓄电池组，其特征在于:所述负电极还包括用于注液孔密封的密封螺丝，所述密封螺丝为沉头尼龙螺丝，注液孔的内壁上设有与密封螺丝配合的内螺牙。8.根据权利要求2所述一种圆柱形蓄电池组，其特征在于:所述金属圆筒和金属紧固片由普通钢、不锈钢或铝合金制成。9.根据权利要求3所述一种圆柱形蓄电池组，其特征在于:所述正极板和负极板错位间隔2-6毫米;所述电池内芯的直径为30-120毫米，所述绝缘套管的内径比电池内芯的直径大0.1-0.2毫米，绝缘套管的壁厚为0.5-2毫米，金属圆筒的内径为30-200毫米，金属圆筒的长度为50-300毫米，金属圆筒的壁厚为0.5-8毫米，金属圆筒的内牙长度为3-30毫米，金属紧固片的厚度为0.5-8毫米。10.根据权利要求1所述一种圆柱形蓄电池组，其特征在于:所述有机绝缘密封材料为环氧树脂，所述环氧树脂填充料灌注于金属紧固片的内六角孔形成环氧树脂密封层。
【文档编号】H01M2/12GK105870362SQ201610283294
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】卞榕毅
【申请人】福建牛尔电子技术有限公司