專利名稱：低內(nèi)阻高功率放電鎳氫電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鎳氫電池，尤其涉及一種適用于HEV (混合動(dòng)力)汽車的低內(nèi)阻高功率放電 鎳氫電池。
背景技術(shù)：
綠色環(huán)保電池--鎳氫電池從20世紀(jì)90年代開(kāi)始投放市場(chǎng)以來(lái),經(jīng)歷了長(zhǎng)期的市場(chǎng)考驗(yàn)， 已經(jīng)逐步走向成熟期。另外，我國(guó)鎳氫礦產(chǎn)資源豐富，跟鋰電相比，具有更高的安全性(不 易爆炸)，為此，鎳氫電池是目前在HEV (混合動(dòng)力)汽車領(lǐng)域中應(yīng)用最為成熟的二次電池。 隨著國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求的不斷擴(kuò)大，新型綠色環(huán)保型鎳氫動(dòng)力電池正朝著高容量、小型化、高 功率方向發(fā)展。鎳氫動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)將成為本世紀(jì)能源領(lǐng)域的重大產(chǎn)業(yè)之一。鎳氫動(dòng)力電池產(chǎn) 業(yè)的發(fā)展將帶動(dòng)城市無(wú)污染電動(dòng)汽車等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
目前，各生產(chǎn)廠家的動(dòng)力電池在結(jié)構(gòu)上雖然有差異，但大都采用正、負(fù)極通過(guò)極耳將電 流導(dǎo)出的結(jié)構(gòu)，無(wú)論鎳氫電池、鋰離子電池或其它電池要想提高導(dǎo)電性能，必須把內(nèi)阻做的 越小越好，但是經(jīng)過(guò)多年的研制，其效果總是不明顯，因此，在傳統(tǒng)的電池結(jié)構(gòu)上幾乎無(wú)法 實(shí)現(xiàn)，尤其是鎳氫電池。鎳氫電池只有在原材料、成本、比功率、內(nèi)阻等方面進(jìn)一步改善， 才能增強(qiáng)在HEV方面的競(jìng)爭(zhēng)力和持久力。
為了使電池內(nèi)阻大幅度降低，確保電池極組在瞬間能夠承受30倍率(或更高)的電流 通過(guò)，經(jīng)過(guò)多年的研究和試驗(yàn)得出的結(jié)論是只有改變電池結(jié)構(gòu)，才是制造高性能動(dòng)力型電 池的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題和缺陷，本發(fā)明突破傳統(tǒng)鎳氫電池結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念，基于 提高鎳氫電池的導(dǎo)電性能，特別設(shè)計(jì)一種低內(nèi)阻高功率放電鎳氣電池。該電池沒(méi)有一片極耳， 正、負(fù)極電流直接導(dǎo)出。經(jīng)測(cè)試，具有內(nèi)阻低、比功率高、不發(fā)熱及放電平臺(tái)高等特點(diǎn)。
下面是國(guó)內(nèi)外鎳氫電池主要性能對(duì)照表:
性能指標(biāo)國(guó)外HEV ISG標(biāo)準(zhǔn)國(guó)內(nèi)QC/T744-2006標(biāo) 準(zhǔn)本電池測(cè)試結(jié)果
額定容量5500 mAh6000 raAh6500mAh
電池放電能力30C放電10秒20C放電10秒30C放電3X30秒
〉0.8V> 1.04V> 0.93V
放電后溫度<50'C<55'C<50。C
持續(xù)放電功率144W114. 4W167W
電池平臺(tái)0. 85V1.04V0.93V
電池內(nèi)阻< 2. 5mQ< 2.9mQ< 1. 5mQ
充電能力10C0. 5C 2.4h10C
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采取的技術(shù)方案是 一種低內(nèi)阻高功率放電鎳氫電池，包括電 池蓋、電池殼體和由正極片、隔膜、負(fù)極片巻繞為一體的電池極組，其特征在于還包括連 接環(huán)、上焊片、固定環(huán)和下焊片，其中，所述上焊片的下端面與正極片的上端焊接；所述下 焊片的上端面與負(fù)極片的下端焊接；下焊片的下端面與所述電池殼體的內(nèi)底部焊接；所述固 定環(huán)套在由正極片、隔膜、負(fù)極片巻繞為一體的電池極組上端；所述連接環(huán)的下端面與上 焊片的上端面焊接；所述電池蓋嵌裝在連接環(huán)中，且與連接環(huán)的上端面封接。
本發(fā)明所產(chǎn)生的有益效果是經(jīng)測(cè)試，比功率M100W/kg、內(nèi)阻〈1.5mQ,能夠連續(xù)三 次持續(xù)放電30秒(間隔5分鐘)溫度小于50'C，電池?cái)R置一個(gè)月后，荷電保持能力達(dá)70% 以上。以上性能指標(biāo)完全超過(guò)國(guó)內(nèi)外車用動(dòng)力電池的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，因此，具有廣闊的市場(chǎng)前景。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)剖視圖并作為摘要附圖。
圖2是圖1中連接環(huán)的示意圖。
圖3是圖1中上焊片的示意圖。
圖4是圖1中下焊片的示意圖。
圖5是圖1中電池蓋的示意圖。
圖6是本發(fā)明6. 5Ah30C(180A)30秒放電曲線圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
參照?qǐng)Dl，本發(fā)明包括電池蓋l、電池殼體9和由正極片4、隔膜6、負(fù)極片7巻繞為一 體的電池極組，還包括連接環(huán)2、上焊片3、固定環(huán)5和下焊片8，其中，上焊片3的下端面 與正極片4的上端焊接；下焊片8的上端面與負(fù)極片7的下端焊接；下焊片8的下端面與電 池殼體9的內(nèi)底部焊接；固定環(huán)5套在由正極片4、隔膜6、負(fù)極片7巻繞為一體的電池極 組上端；連接環(huán)2的下端面與上焊片3的上端面焊接；電池蓋1嵌裝在連接環(huán)2中，且與 連接環(huán)2的上端面封接。
參照?qǐng)D1、 2,連接環(huán)2的下端面均勻設(shè)有數(shù)個(gè)凸點(diǎn)21,連接環(huán)2的下端面通過(guò)數(shù)個(gè)凸 點(diǎn)21與上焊片3的上端面焊接。在本實(shí)施例中，連接環(huán)2的下端面均勻設(shè)有三十二個(gè)凸點(diǎn)。
參照?qǐng)D1、 3，上焊片3的下端面均勻設(shè)有數(shù)個(gè)凸點(diǎn)31，上焊片3的下端面通過(guò)數(shù)個(gè)凸 點(diǎn)31與正極片4的上端焊接。在本實(shí)施例中，上焊片3的下端面均勻設(shè)有四十八個(gè)凸點(diǎn)。
參照?qǐng)Dl、 4,下焊片8位于圓周的上端面均勻設(shè)有數(shù)個(gè)凸點(diǎn)81，下焊片8位于圓周的 上端面通過(guò)數(shù)個(gè)凸點(diǎn)81與負(fù)極片7的下端焊接。在本實(shí)施例中，下焊片8位于圓周的上端
面均勻設(shè)有四十八個(gè)凸點(diǎn)。
參照?qǐng)Dl、 4，下焊片8位于圓周中心的下端面均勻設(shè)有數(shù)個(gè)凸點(diǎn)82,下焊片8位于圓 周中心的下端面通過(guò)數(shù)個(gè)凸點(diǎn)82與電池殼體9的內(nèi)底部焊接。在本實(shí)施例中，下焊片8位 于圓周中心的下端面均勻設(shè)有二十五個(gè)凸點(diǎn)。
參照?qǐng)Dl、 5，電池蓋l內(nèi)均勻設(shè)有10~15個(gè)焊點(diǎn)11，作用是增加正極電流的導(dǎo)通能力。 在本實(shí)施例中，電池蓋l內(nèi)均勻設(shè)有12個(gè)焊點(diǎn)。
本發(fā)明的正極片4采用的是高密度泡沫鎳正極片。負(fù)極片7采用的是真空燒結(jié)負(fù)極片(真 空燒結(jié)負(fù)極片是采用專利號(hào)為ZL200410020328.6《一種鎳氫電池負(fù)極板真空燒結(jié)方法》制 做而成的)。泡沫鎳正極片和真空燒結(jié)負(fù)極片具有高密度容量、高強(qiáng)度和高可靠性等特點(diǎn)。
參照?qǐng)D6，圖6是本發(fā)明持續(xù)放電30秒的曲線圖，從圖中可以看出瞬間(3秒)電流 從0A上升至180A的同時(shí)，電壓從1. 33V下降至0. 93V。
本發(fā)明設(shè)計(jì)原理通過(guò)上、下焊片以及連接環(huán)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和多焊點(diǎn)的連接方式，再利用 旋壓、旋磨整形、通焊等技術(shù)手段將電池正極片強(qiáng)化為一體、負(fù)極強(qiáng)化為一體，從而使正、 負(fù)極片形成了電流導(dǎo)通的整體，由此提高了骨架的整體強(qiáng)度，增大了電池極組的導(dǎo)通面積， 可填充電液15g左右，使其內(nèi)阻小于1.5raQ,從而得到極高的導(dǎo)電性能，使放電電流大幅度 提高至30倍率(30C)。
權(quán)利要求
1、一種低內(nèi)阻高功率放電鎳氫電池，包括電池蓋(1)、電池殼體(9)和由正極片(4)、隔膜(6)、負(fù)極片(7)卷繞為一體的電池極組，其特征在于還包括連接環(huán)(2)、上焊片(3)、固定環(huán)(5)和下焊片(8)，其中，所述上焊片(3)的下端面與正極片(4)的上端焊接；所述下焊片(8)的上端面與負(fù)極片(7)的下端焊接；下焊片(8)的下端面與所述電池殼體(9)的內(nèi)底部焊接；所述固定環(huán)(5)套在由正極片(4)、隔膜(6)、負(fù)極片(7)卷繞為一體的電池極組上端；所述連接環(huán)(2)的下端面與上焊片(3)的上端面焊接；所述電池蓋(1)嵌裝在連接環(huán)(2)中，且與連接環(huán)(2)的上端面封接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低內(nèi)阻高功率放電鎳氫電池，其特征在于所述上焊片(3)的下 端面均勻設(shè)有數(shù)個(gè)凸點(diǎn)(31),上焊片(3)的下端面通過(guò)數(shù)個(gè)凸點(diǎn)(31)與所述正極片(4) 的上端焊接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低內(nèi)阻高功率放電鎳氫電池，其特征在于所述下焊片(8)位于 圓周的上端面均勻設(shè)有數(shù)個(gè)凸點(diǎn)(81)，下焊片(8)位于圓周的上端面通過(guò)數(shù)個(gè)凸點(diǎn)(81) 與所述負(fù)極片(7)的下端焊接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的低內(nèi)阻高功率放電鎳氫電池，其特征在于所述下焊片(8) 位于圓周中心的下端面均勻設(shè)有數(shù)個(gè)凸點(diǎn)(82)，下焊片(8)位于圓周中心的下端面通過(guò) 數(shù)個(gè)凸點(diǎn)(82)與所述電池殼體(9)的內(nèi)底部焊接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的低內(nèi)阻高功率放電鎳氫電池，其特征在于所述連接環(huán)(2)的下 端面均勻設(shè)有數(shù)個(gè)凸點(diǎn)(21),連接環(huán)(2)的下端面通過(guò)數(shù)個(gè)凸點(diǎn)(21)與所述上焊片(3)的上端面燥接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低內(nèi)阻高功率放電鎳氫電池，其特征在于所述正極片(4)采用的是高密度泡沫鎳正極片o
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的低內(nèi)阻高功率放電鎳氫電池，其特征在于所述負(fù)極片(7)采用的是真空燒結(jié)負(fù)極片。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低內(nèi)阻高功率放電鎳氫電池，其特征在于所述電池蓋(1)內(nèi)均 勻設(shè)有12 15個(gè)焊點(diǎn)(11)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適用于HEV汽車的低內(nèi)阻高功率放電鎳氫電池。它包括電池蓋、電池殼體和由正極片、隔膜、負(fù)極片卷繞為一體的電池極組，還包括連接環(huán)、上焊片、固定環(huán)和下焊片，其中上焊片的下端面與正極片的上端焊接；下焊片的上端面與負(fù)極片的下端焊接；下焊片的下端面與電池殼體的內(nèi)底部焊接；固定環(huán)套在由正極片、隔膜、負(fù)極片卷繞為一體的電池極組上端；連接環(huán)的下端面與上焊片的上端面焊接；電池蓋嵌裝在連接環(huán)中，且與連接環(huán)的上端面封接。本發(fā)明的有益效果是經(jīng)測(cè)試，比功率＞1100W/kg、內(nèi)阻＜1.5mΩ，能夠連續(xù)三次持續(xù)放電30秒，溫度小于50℃，電池?cái)R置一個(gè)月后，荷電保持能力達(dá)70％以上。以上性能指標(biāo)完全超過(guò)國(guó)內(nèi)外車用動(dòng)力電池的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，因此，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
文檔編號(hào)H01M10/30GK101626091SQ20091007013
公開(kāi)日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月14日
發(fā)明者董小梅, 俊 馬, 馬志剛 申請(qǐng)人:董小梅