本發(fā)明涉及電池的技術(shù)領(lǐng)域，特別是方形鋼殼電池及其集合成電池系統(tǒng)的模組的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著綠色環(huán)保的新能源事業(yè)發(fā)展，出現(xiàn)了多種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的強(qiáng)堿性水溶液的方形鋼殼電池，總結(jié)其特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：1、單體或模塊電池的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)有頂部集流(湖南神舟、福建衛(wèi)東、四川萬(wàn)凱豐、山東國(guó)力、安徽國(guó)軒等)和一級(jí)導(dǎo)流匯流+側(cè)邊集流引出(日本PEVE、湖南科霸、四川萬(wàn)凱豐等)兩種常見(jiàn)的形式；2、電池殼或電池蓋的為了增加其自身的強(qiáng)度，抗形變和扭曲的能力，通常采用增加材料厚度和沖壓凹凸結(jié)構(gòu)以及通過(guò)模組捆綁設(shè)計(jì)的方式實(shí)現(xiàn)；3、對(duì)于電池內(nèi)壓異常的處理方式采用在頂部加裝可多次開(kāi)啟閉合的安全閥進(jìn)行泄壓的方式；4、集合成電池系統(tǒng)的模組散熱多采用風(fēng)道通風(fēng)的風(fēng)冷、浸沒(méi)接觸的液冷和金屬接觸導(dǎo)熱的固冷三種散熱方式，常見(jiàn)的是風(fēng)道通風(fēng)的風(fēng)冷，采用夾帶隔柵或者電池凸點(diǎn)設(shè)計(jì)形成風(fēng)道的結(jié)構(gòu)。

對(duì)于這些常見(jiàn)的強(qiáng)堿性水溶液的方形鋼殼電池，在實(shí)際應(yīng)用中常遇到以下的問(wèn)題：1、內(nèi)部活性物質(zhì)在進(jìn)行電池活化時(shí)容易出現(xiàn)反應(yīng)不夠均勻造成電池間的一致性差異；2、脈沖放電時(shí)引出端因加載較大電流發(fā)熱嚴(yán)重，造成密封件失效；3、充放電時(shí)電池易出現(xiàn)電池殼體的鼓脹變形，目前常見(jiàn)的強(qiáng)堿性水溶液的方形鋼殼電池殼體和蓋體的材料厚度為：1.0～1.5mm，繼續(xù)增加其厚度對(duì)于提高抗膨脹變形的作用有限，且增加壁厚會(huì)造成電池總重量增加，能量密度降低等；4、安全閥開(kāi)啟排氣泄壓時(shí)易堵塞，出現(xiàn)安全隱患；5、塑料件與金屬件組裝后因使用過(guò)程中的震動(dòng)、扭動(dòng)等造成金屬件對(duì)塑料件的破壞，從而使塑料件的功能失效；6、頂部正負(fù)極引出端因距離較近，易在集合成系統(tǒng)時(shí)造成外部短路損傷電池等問(wèn)題；7、電池系統(tǒng)內(nèi)模塊散熱能力有限，溫度分布不均勻。

針對(duì)以上問(wèn)題，有必要設(shè)計(jì)電池及其模組。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，提出一種方形鋼殼電池及其集合成電池系統(tǒng)的模組，能夠使電池一致性好，密封件可靠，材料厚度薄，能量密度高，安全閥不易堵塞，抗振性好，不易短路，溫度分布均勻。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種方形鋼殼電池及其集合成電池系統(tǒng)的模組，包括電芯極組、一級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片、二級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片、引出端、電池殼、電池蓋、側(cè)支架和隔柵，所述電芯極組設(shè)置在電池殼的內(nèi)部，電芯極組兩側(cè)設(shè)置有一級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片，一級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片上設(shè)置有二級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片，二級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片中部設(shè)置有中心孔，中心孔處焊接有引出端；所述電池殼兩側(cè)蓋設(shè)有電池蓋；所述側(cè)支架之間設(shè)置有隔柵。

作為優(yōu)選，所述電芯極組與一級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片通過(guò)激光焊接進(jìn)行連接，一級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片的數(shù)量為2-6片，數(shù)量為偶數(shù)，一級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片的高度為25-35mm，一級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片寬度為20-60mm，一級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片的厚度為1.0-3.0mm，相鄰的一級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片之間的間距為20-30mm；所述二級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片的數(shù)量為1-3片，二級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片與一級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片之間通過(guò)激光焊接相連接，焊接點(diǎn)距離一級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片一端的距離為40-60mm，二級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片的高度為50-70mm，二級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片的寬度為20-60mm，二級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片的厚度為1.5-3.0mm，所述一級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片與二級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片的形狀均為〕型。

作為優(yōu)選，所述電池殼殼體厚度為0.5-0.8mm，電池殼的外側(cè)設(shè)置有加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋的形狀為U形，加強(qiáng)筋的長(zhǎng)度為15-25mm，加強(qiáng)筋的寬度為30-60mm，加強(qiáng)筋的高度為3-5mm，加強(qiáng)筋板厚0.6-0.8mm，電池殼的一側(cè)還設(shè)置有安全爆破口和安全閥，安全爆破口呈+形，安全爆破口的厚度為0.2-0.25mm，承受壓力不大于2.5MPa，安全閥由安全閥定位片和安全閥防堵帽構(gòu)成，安全閥防堵帽設(shè)置在安全閥定位片下側(cè)，安全閥定位片長(zhǎng)度為25-30mm，安全閥定位片的寬度為15-25mm，安全閥定位片的高度為5-7mm，安全閥定位片材料厚度為2.5-3.5mm，安全閥防堵帽長(zhǎng)度為25-30mm，安全閥防堵帽的寬度為15-25mm，安全閥防堵帽的高度為5-7mm，安全閥防堵帽材料厚度為0.6-1.0mm，安全閥防堵帽形狀呈倒幾字形。

作為優(yōu)選，所述電池蓋的外側(cè)設(shè)置有加強(qiáng)折板，加強(qiáng)折板之間設(shè)置有引出端孔，引出端孔的數(shù)量為2個(gè)，電池蓋上還設(shè)置有方向標(biāo)識(shí)，電池蓋的材料厚度為0.5-0.8mm，電池蓋四周設(shè)置的外翻邊緣高度為3-4mm，加強(qiáng)折板呈幾字形，加強(qiáng)折板的長(zhǎng)度為25-30mm，加強(qiáng)折板的寬度為30-60mm，加強(qiáng)折板的高度為5-10mm，加強(qiáng)折板的材料厚度為0.6-0.8mm，加強(qiáng)折板的距離為20-30mm，加強(qiáng)折板距離電池蓋邊緣的距離為20-30mm，兩個(gè)引出端孔之間的間距為55-65mm，方向標(biāo)識(shí)為圓形凹槽，圓形凹槽的直徑為5-7mm，圓形凹槽的深度為0.1-0.2mm，方向標(biāo)識(shí)距離電池蓋一端的距離為10-15mm。

作為優(yōu)選，所述隔柵由寬隔柵和窄隔柵組成，窄隔柵位于寬隔柵兩旁，寬隔柵的寬度為60-80mm，寬隔柵厚度為6-10mm，寬隔柵的高度為120-260mm，窄隔柵的寬度為30-40mm，窄隔柵的厚度為6-10mm，窄隔柵的高度為120-260mm。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明通過(guò)將一級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片和二級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片的設(shè)計(jì)使得電池在在進(jìn)行電池活化、電池充放電時(shí)，使通過(guò)電流更加均勻化、分散化，使得電池反應(yīng)更加均勻化，熱量分散化，防止或改善因電流分布不均造成的反應(yīng)不均和局部熱量過(guò)大的問(wèn)題；正負(fù)極引出端從電池的頂端改成側(cè)邊的新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，基本上杜絕了正負(fù)極引出端在同一平面且距離靠近，易出現(xiàn)相互連通造成外部短路的問(wèn)題；引出端位于電池內(nèi)部的部分，浸沒(méi)于強(qiáng)堿性水溶液，更有利于防止引出端局部發(fā)熱嚴(yán)重，造成密封件失效，也更有利于脈沖大電流充放使用；電池蓋四周設(shè)置有外翻邊，減薄電池蓋自身材料厚度的同時(shí)增加電池蓋的自身強(qiáng)度，抗形變和扭曲的能力；電池蓋外側(cè)設(shè)置有加強(qiáng)折板，可以進(jìn)一步增加電池蓋的自身強(qiáng)度，抗形變和扭曲的能力，方向標(biāo)識(shí)便于電池蓋的正確安裝；電池殼上設(shè)置有加強(qiáng)筋，可以在原有厚度的情況下增加其自身的強(qiáng)度，抗形變和扭曲的能力，安全爆破口在出現(xiàn)安全閥排氣不順暢或者堵死的情況下，一旦電池內(nèi)壓大于2.5MPa時(shí)，能破裂排氣，杜絕安全隱患；安全閥防堵帽形狀呈倒幾字形，可以有效防止排氣泄壓易出現(xiàn)氣流中夾帶的固形物質(zhì)堵塞氣路，造成安全隱患，設(shè)置有隔柵，有利于提高系統(tǒng)的散熱了能力和熱量均勻性，側(cè)支架和隔柵的材料中還加入玻纖改性材料，進(jìn)一步提高了強(qiáng)度、絕緣性、絕熱性和防火性。

本發(fā)明的特征及優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

【附圖說(shuō)明】

圖1是本發(fā)明一種方形鋼殼電池及其集合成電池系統(tǒng)的模組的部分結(jié)構(gòu)裝配側(cè)視圖；

圖2是本發(fā)明一種方形鋼殼電池及其集合成電池系統(tǒng)的模組的部分結(jié)構(gòu)裝配剖面圖；

圖3是本發(fā)明一種方形鋼殼電池及其集合成電池系統(tǒng)的模組的部分結(jié)構(gòu)裝配剖面局部視圖圖；

圖4是本發(fā)明一種方形鋼殼電池及其集合成電池系統(tǒng)的模組的部分結(jié)構(gòu)裝配立體示意圖；

圖5是本發(fā)明一種方形鋼殼電池及其集合成電池系統(tǒng)的模組的電池蓋側(cè)視圖；

圖6是本發(fā)明一種方形鋼殼電池及其集合成電池系統(tǒng)的模組的電池蓋側(cè)視剖面圖；

圖7是本發(fā)明一種方形鋼殼電池及其集合成電池系統(tǒng)的模組的電池蓋側(cè)視剖面局部視圖；

圖8是本發(fā)明一種方形鋼殼電池及其集合成電池系統(tǒng)的模組的電池蓋立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明一種方形鋼殼電池及其集合成電池系統(tǒng)的模組的電池殼的主視圖；

圖10是本發(fā)明一種方形鋼殼電池及其集合成電池系統(tǒng)的模組的電池殼的上視圖；

圖11是本發(fā)明一種方形鋼殼電池及其集合成電池系統(tǒng)的模組的電池殼的主視局部視圖；

圖12是本發(fā)明一種方形鋼殼電池及其集合成電池系統(tǒng)的模組的電池殼的上視局部視圖；

圖13是本發(fā)明一種方形鋼殼電池及其集合成電池系統(tǒng)的模組的電池殼的主視剖面視圖；

圖14是本發(fā)明一種方形鋼殼電池及其集合成電池系統(tǒng)的模組的電池殼的主視剖面局部視圖；

圖15是本發(fā)明一種方形鋼殼電池及其集合成電池系統(tǒng)的模組的電池殼的立體示意圖；

圖16是本發(fā)明一種方形鋼殼電池及其集合成電池系統(tǒng)的模組的側(cè)支架和隔柵裝配主視圖；

圖17是本發(fā)明一種方形鋼殼電池及其集合成電池系統(tǒng)的模組的側(cè)支架和隔柵裝配立體示意圖；

圖18是本發(fā)明一種方形鋼殼電池及其集合成電池系統(tǒng)的模組的整體裝配立體示意圖。

圖中：1-電芯極組、2-一級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片、3-二級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片、4-引出端、5-電池殼、51-加強(qiáng)筋、52-安全爆破口、53-安全閥、531-安全閥定位片、532-安全閥防堵帽、6-電池蓋、61-加強(qiáng)折板、62-方向標(biāo)識(shí)、63-引出端孔、7-側(cè)支架、8-隔柵、81-寬隔柵、82-窄隔柵。

【具體實(shí)施方式】

參閱圖1-圖18，本發(fā)明一種方形鋼殼電池及其集合成電池系統(tǒng)的模組，包括電芯極組1、一級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片2、二級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片3、引出端4、電池殼5、電池蓋6、側(cè)支架7和隔柵8，所述電芯極組1設(shè)置在電池殼5的內(nèi)部，電芯極組1兩側(cè)設(shè)置有一級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片2，一級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片2上設(shè)置有二級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片3，二級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片3中部設(shè)置有中心孔，中心孔處焊接有引出端4；所述電池殼5兩側(cè)蓋設(shè)有電池蓋6；所述側(cè)支架7之間設(shè)置有隔柵8；所述電芯極組1與一級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片2通過(guò)激光焊接進(jìn)行連接，一級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片2的數(shù)量為2-6片，數(shù)量為偶數(shù)，一級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片2的高度為25-35mm，一級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片2寬度為20-60mm，一級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片2的厚度為1.0-3.0mm，相鄰的一級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片2之間的間距為20-30mm；所述二級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片3的數(shù)量為1-3片，二級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片3與一級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片2之間通過(guò)激光焊接相連接，焊接點(diǎn)距離一級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片2一端的距離為40-60mm，二級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片3的高度為50-70mm，二級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片3的寬度為20-60mm，二級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片3的厚度為1.5-3.0mm，所述一級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片2與二級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片3的形狀均為〕型；所述電池殼5殼體厚度為0.5-0.8mm，電池殼5的外側(cè)設(shè)置有加強(qiáng)筋51，加強(qiáng)筋51的形狀為U形，加強(qiáng)筋51的長(zhǎng)度為15-25mm，加強(qiáng)筋51的寬度為30-60mm，加強(qiáng)筋51的高度為3-5mm，加強(qiáng)筋51板厚0.6-0.8mm，電池殼5的一側(cè)還設(shè)置有安全爆破口52和安全閥53，安全爆破口52呈+形，安全爆破口52的厚度為0.2-0.25mm，承受壓力不大于2.5MPa，安全閥53由安全閥定位片531和安全閥防堵帽532構(gòu)成，安全閥防堵帽532設(shè)置在安全閥定位片531下側(cè)，安全閥定位片531長(zhǎng)度為25-30mm，安全閥定位片531的寬度為15-25mm，安全閥定位片531的高度為5-7mm，安全閥定位片531材料厚度為2.5-3.5mm，安全閥防堵帽532長(zhǎng)度為25-30mm，安全閥防堵帽532的寬度為15-25mm，安全閥防堵帽532的高度為5-7mm，安全閥防堵帽532材料厚度為0.6-1.0mm，安全閥防堵帽532形狀呈倒幾字形；所述電池蓋6的外側(cè)設(shè)置有加強(qiáng)折板61，加強(qiáng)折板61之間設(shè)置有引出端孔63，引出端孔63的數(shù)量為2個(gè)，電池蓋6上還設(shè)置有方向標(biāo)識(shí)62，電池蓋6的材料厚度為0.5-0.8mm，電池蓋6四周設(shè)置的外翻邊緣高度為3-4mm，加強(qiáng)折板61呈幾字形，加強(qiáng)折板61的長(zhǎng)度為25-30mm，加強(qiáng)折板61的寬度為30-60mm，加強(qiáng)折板61的高度為5-10mm，加強(qiáng)折板61的材料厚度為0.6-0.8mm，加強(qiáng)折板61的距離為20-30mm，加強(qiáng)折板61距離電池蓋6邊緣的距離為20-30mm，兩個(gè)引出端孔63之間的間距為55-65mm，方向標(biāo)識(shí)62為圓形凹槽，圓形凹槽的直徑為5-7mm，圓形凹槽的深度為0.1-0.2mm，方向標(biāo)識(shí)62距離電池蓋6一端的距離為10-15mm；所述隔柵8由寬隔柵81和窄隔柵82組成，窄隔柵82位于寬隔柵81兩旁，寬隔柵81的寬度為60-80mm，寬隔柵81厚度為6-10mm，寬隔柵81的高度為120-260mm，窄隔柵82的寬度為30-40mm，窄隔柵82的厚度為6-10mm，窄隔柵82的高度為120-260mm。

本發(fā)明工作過(guò)程：

本發(fā)明一種方形鋼殼電池及其集合成電池系統(tǒng)的模組在工作過(guò)程中，將電芯極組1安裝到電池殼5內(nèi)部，通過(guò)焊接方式將一級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片2連接到電芯極組1上，再將二級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片3焊接到一級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片2上，電池殼5兩側(cè)蓋上電池蓋6，電池殼5與側(cè)支架7和隔柵8形成部件依次交替裝配就的到整個(gè)電池了，就可進(jìn)行充放電使用了。

本發(fā)明通過(guò)將一級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片2和二級(jí)內(nèi)連接導(dǎo)流片3的設(shè)計(jì)使得電池在在進(jìn)行電池活化、電池充放電時(shí)，使通過(guò)電流更加均勻化、分散化，使得電池反應(yīng)更加均勻化，熱量分散化，防止或改善因電流分布不均造成的反應(yīng)不均和局部熱量過(guò)大的問(wèn)題；正負(fù)極引出端4從電池的頂端改成側(cè)邊的新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，基本上杜絕了正負(fù)極引出端4在同一平面且距離靠近，易出現(xiàn)相互連通造成外部短路的問(wèn)題；引出端4位于電池內(nèi)部的部分，浸沒(méi)于強(qiáng)堿性水溶液，更有利于防止引出端4局部發(fā)熱嚴(yán)重，造成密封件失效，也更有利于脈沖大電流充放使用；電池蓋6四周設(shè)置有外翻邊，減薄電池蓋6自身材料厚度的同時(shí)增加電池蓋6的自身強(qiáng)度，抗形變和扭曲的能力；電池蓋6外側(cè)設(shè)置有加強(qiáng)折板，可以進(jìn)一步增加電池蓋6的自身強(qiáng)度，抗形變和扭曲的能力，方向標(biāo)識(shí)62便于電池蓋6的正確安裝；電池殼6上設(shè)置有加強(qiáng)折板63，可以在原有厚度的情況下增加其自身的強(qiáng)度，抗形變和扭曲的能力，安全爆破口52在出現(xiàn)安全閥53排氣不順暢或者堵死的情況下，一旦電池內(nèi)壓大于2.5MPa時(shí)，能破裂排氣，杜絕安全隱患；安全閥防堵帽532形狀呈倒幾字形，可以有效防止排氣泄壓易出現(xiàn)氣流中夾帶的固形物質(zhì)堵塞氣路，造成安全隱患，設(shè)置有隔柵8，有利于提高系統(tǒng)的散熱了能力和熱量均勻性，側(cè)支架7和隔柵8的材料中還加入玻纖改性材料，進(jìn)一步提高了強(qiáng)度、絕緣性、絕熱性和防火性。

上述實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明，不是對(duì)本發(fā)明的限定，任何對(duì)本發(fā)明簡(jiǎn)單變換后的方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。