专利名称：半椭球形高压氢镍电池壳盖的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电池领域，涉及高压氢镍电池壳体技术，尤其是一种半椭球形高
压氢镍电池壳盖。
背景技术：
我国高压氢镍电池的研究已经有近30年的历史，主要作为储能电源应用于空间飞行器上。在此期间我国研发出了 3. 5〃 、4. 5〃系列氢镍电池，容量覆盖15Ah 150Ah，并且产品已在多颗在轨飞行的卫星上应用。 高压氢镍电池负极活性物质是氢气，充电时产生氢气，放电时消耗氢气。因此电池壳体要具有一定的耐高压和压力疲劳能力。现有电池壳体直径最大为4. 5〃 (115mm)，包括电池壳盖、壳底两部分，且多数电池壳盖、壳底两端是球形结构，少部分电池壳盖为球形结构、壳底为椭球形结构。对于超大容量氢镍电池(200Ah 400Ah)，直径为145mm(5. 5〃 )，若电池壳盖仍然采用球形结构、壳底采用球形或椭球形结构，会使电池较长，既不利于电液回流，又使电池内部正负极引线较长，在增加电池内阻的同时也增加了电池重量。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，从提高电池比能量角度出发，提供一种半椭球形高压氢镍电池壳盖，既满足规定安全系数，又能实现重量轻、体积小的壳体结构设计。 本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的 —种半椭球形高压氢镍电池壳盖，包括电池壳盖、壳底，壳底和壳盖同轴密封固装后所构成的腔体内安装有极组，壳底与壳盖通过焊接环同轴密封固装，在壳盖上固装有极柱，其中壳盖为半椭球形结构。 而且，所述壳底为半椭球形结构或者半球形结构。[0008] 本实用新型的优点和有益效果为 1、本实用新型的壳体设计不再采用传统的半球形壳盖，而是同壳底一样均采用半椭球形结构，这样可以縮短电池电解液回流路径，减少电极引线的长度；而且应用于电池组时不仅可以减轻结构件重量，还有利于电池组热设计的改善。 2、本实用新型为超大容量氢镍蓄电池(200Ah 400Ah)提供一种壳盖的新型结构设计，达到提高电池重量、体积比能量的目的。经过测试，采用本壳体设计结构的300Ah氢镍单体电池，爆破压力大于等于18MPa，安全系数大于等于2. 5，耐压力循环(0 6MPa) 50000次以上，满足超大容量氢镍电池安全可靠性要求。
图1为本实用新型的外部示意图；[0012] 图2为图1的左视图；[0013] 图3为图1的截面剖视图。
具体实施方式
以下结合附图并通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描 述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。 —种半椭球形高压氢镍电池壳盖，包括电池壳盖2、壳底4，壳底和壳盖同轴密封
固装后所构成的腔体内安装有极组6，壳底与壳盖通过焊接环3同轴密封固装，壳底为半椭
球形结构或者半球形结构，本实例为半椭球形结构，在壳盖上固装有两个极柱l，该极柱与
腔体内的与极组相连的电极引线5连接。 本实用新型的创新点是壳盖为半椭球形结构。 壳盖的半椭球形结构与壳底的半椭球形结构为镜向对称设置。 本实用新型适于0. 5英寸 40. 0英寸直径的电池。 本实用新型的加工工艺是 电池壳盖通过拉伸工艺进行加工，步骤如下1)将电池壳体材料裁成600X600mm
的方块；2)将材料置于凹模上，使用压板施一压边力Q;3)在一定引伸力F下，调整凸模的
行程、拉伸速度；4)将拉伸完成后的零件切口 (为了保证切口的完整性，可在切口工序中留
出余量)；5)在壳盖需要安装极柱的位置按照与极柱配合的尺寸加工成圆孔。 进行半椭球形状设计时，考虑到壳体制造的拉伸加工工艺的特点(拉伸工艺使得
壳盖椭球顶部变薄为直壁的0.9倍)，若采用标准型椭球(长轴短轴=2 : l)形状，则会
使得椭球顶部的应力大于壳体直壁部分，而成为薄弱环节，因此设计时的椭球形短半轴比
长半轴的一半略长，这样就使得电池壳盖、壳底椭球顶部的应力和直壁部分基本相等，使得
壳体接近等强度的设计。 超大容量氢镍电池(200Ah 400Ah)的研制必须加大电池壳体直径，同时权衡直 径加大之后对电池性能的影响，最终确定电池壳体的最佳直径为145mm(5. 5英寸)。 本实用新型的工作原理是 高压氢镍电池壳体是一种全密封的压力容器，由于氢气作为活性物质，其需耐受 电池充放电过程中的压力交变，且不允许出现氢气、电解液等泄漏现象。图3为电池装配示 意图，壳底和壳盖通过焊接环焊接在一起，起到固定极组的作用；和电极引线连接的极柱则 焊接在壳盖的极柱孔上，形成电池输出的正负端子。 电池在充电末期和放电时会释放热量，极组温度升高，会使极组中的电解液中的 水分挥发并在较冷的壳体处冷凝下来，然后再通过壳壁的氧化锆涂层回流到极组中去。
权利要求一种半椭球形高压氢镍电池壳盖，包括电池壳盖、壳底，壳底和壳盖同轴密封固装后所构成的腔体内安装有极组，壳底与壳盖通过焊接环同轴密封固装，在壳盖上固装有极柱，其特征在于壳盖为半椭球形结构。
2. 根据权利要求1所述的半椭球形高压氢镍电池壳盖，其特征在于所述壳底为半椭球形结构或者半球形结构。
专利摘要本实用新型涉及一种半椭球形高压氢镍电池壳盖，包括电池壳盖、壳底，壳底和壳盖同轴密封固装后所构成的腔体内安装有极组，壳底与壳盖通过焊接环同轴密封固装，在壳盖上固装有极柱，其中壳盖为半椭球形结构。本实用新型的壳体设计不再采用传统的半球形壳盖，而是同壳底一样均采用半椭球形结构，这样可以缩短电池电解液回流路径，减少电极引线的长度；而且应用于电池组时不仅可以减轻结构件重量，还有利于电池组热设计的改善。
文档编号H01M2/02GK201466138SQ20092009676
公开日2010年5月12日 申请日期2009年5月15日 优先权日2009年5月15日
发明者李会娟, 李垚, 焦萌, 罗萍, 赵宏伟, 郑义, 郝永辉, 靳增会 申请人:中国电子科技集团公司第十八研究所