專利名稱：組合蓄電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及為得到所需的電力容量，將多個單體電池連接而構(gòu)成組合電池形式的蓄電池，特別涉及到提高組合電池的散熱性能，使得單體電池間溫差變小并充電效率均等化、消除各單體電池的電池容量離散的蓄電池。
背景技術(shù)：
以往的蓄電池的構(gòu)成例如圖16所示，其構(gòu)成為將多個單體電池相接聯(lián)成一體，作為組合電池得到所需的電力容量。這種蓄電池是由密封式堿性蓄電池構(gòu)成的組合電池的例子，構(gòu)成這種組合電池的單體電池1a-1j的結(jié)構(gòu)如圖15所示。
在圖15中，單體電池1的構(gòu)成為將正極板與負(fù)極板中間夾著隔膜層迭而成的電極組和電解液一起收容在電池槽內(nèi)，由設(shè)有安全閥5的蓋6關(guān)閉電池槽2的開口部，與從構(gòu)成前述電極組7的各正極板引出的引腳相接的正極端子3，和從各負(fù)極板引出的引腳9相接的負(fù)極端子4安裝在蓋6上。
在構(gòu)成組合電池之際，如圖16所示，使多個單體電池1a-1j在各電池槽2的寬度較寬的長側(cè)面分別抵接，用緊固條33將抵接在位于兩端的電池槽2外側(cè)的端板32、32之間緊固，將各單體電池1a-1j聯(lián)接成一體。相鄰聯(lián)接的單體電池1之間的正極端子3和負(fù)極端子4之間的連接用聯(lián)接板31聯(lián)接，各單體電池1為串聯(lián)聯(lián)接。另外，各電池槽2間連接時，沿電池槽2的長側(cè)面之上下方向形成的筋8在相鄰之間呈對接狀態(tài)，在對接的筋8、8之間形成貫穿電池槽2的上下方向上的冷媒流道。
蓄電池伴隨著充放電會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)引起的反應(yīng)熱、焦耳熱。電容量越大產(chǎn)生的熱量亦越大，另外，因為電池做成封閉的電池向外部散熱亦會遲緩，增加電池內(nèi)部蓄熱的程度，所以在由密封式蓄電池構(gòu)成電力容量大的組合電池時，設(shè)置能有效地將產(chǎn)生的熱量散去的結(jié)構(gòu)成為不可缺少的必要條件。在圖16所示以往的蓄電池的構(gòu)成中，如前所述，在相鄰的單體電池1、1之間由筋8形成冷媒流道，所以通過使空氣等冷媒強制地在該冷媒流道內(nèi)流通，就能有效地將各單體電池發(fā)出的熱量放散掉。這樣的散熱結(jié)構(gòu)在日本發(fā)明專利公開1991年第291867號公報等已公開。
但是，在如以往的構(gòu)成那樣將單體電池排列構(gòu)成組合電池的情況下，會有這樣的問題，即單體電池排列得越多，位于中央的單體電池1與位于外側(cè)的單體電池1的溫差就會越大。圖16所示的以往構(gòu)成的場合，位于外側(cè)的單體電池1a、1j受其它的單體電池1的發(fā)熱影響程度也少、端板32也有熱傳導(dǎo)散熱效果，故置于散熱良好的條件下。與此相反，越在中間的單體電池1受兩邊單體電池1的發(fā)熱影響越厲害，處于溫度上升高卻散熱性能差的狀態(tài)。因此，以往的構(gòu)成，越在中央的單體電池1散熱的條件越差，因此，各單體電池1a-1j的溫度就變得外側(cè)低、越朝中央越高、產(chǎn)生溫差。
蓄電池因其溫度在充電效率上產(chǎn)生差異，所以，在用以往的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的各單體電池有溫差的狀態(tài)下，各單體電池的電池容量就會產(chǎn)生差異。將這種電池容量有差異的各個單體電池串聯(lián)聯(lián)接而成的組合電池，在放電未期電池容量小的單體電池已呈過放電狀態(tài)。此外，這樣在單體電池的電池容量有差別的狀態(tài)下反復(fù)充放電，會降低組合電池的周期充放電壽命，導(dǎo)致可能放電的容量下降。
本發(fā)明的目的在于提供構(gòu)成組合電池的各單體電池?zé)o溫差、使作為組合電池的電池性能改善的蓄電池。
發(fā)明的公開為達到上述目的，本申請第1發(fā)明的蓄電池，其特征在于收容單體電池產(chǎn)生電能要素的電池槽由寬度窄的短側(cè)面和寬度寬的長側(cè)面組成的長方體所形成，使多個單體電池在該電池槽的所述短側(cè)面間相鄰連接，形成所需電力容量的組合電池。
根據(jù)這種蓄電池的構(gòu)成，構(gòu)成組合電池的多個單體電池因為以讓電池槽的短側(cè)面鄰接的狀態(tài)排成一列，所以，各單體電池的長側(cè)面全部面向外部，其溫度環(huán)境均等，故各單體電池的溫差就變得極小。因此，連隨電池溫度而變化的充電效率也難以產(chǎn)生差別，電池容量之差異也消除，在放電時不會產(chǎn)生過放電的單體電池，可使蓄電池保持相當(dāng)長的充放電壽命。
另外，為達到上述目的，本申請第2發(fā)明的蓄電池，其特征在于收容單體電池產(chǎn)生電能要素的電池槽由寬度窄的短側(cè)面和寬度寬的長側(cè)面組成的長方體所形成，使多個單體電池在該電池槽的所述短側(cè)面間相鄰連接而形成單位電池，使該單位電池在這些電池槽的長側(cè)面間鄰接而并排配置成多列，連接多列的單位電池，形成所需電力容量的組合電池。
根據(jù)這種蓄電池的構(gòu)成，構(gòu)成組合電池的單體電池形成以電池槽的短側(cè)面相鄰的狀態(tài)排成一列的單位電池，單位電池再并列配置成多列，所以能將各單體電池的長側(cè)面配置在面向外部的狀態(tài)，溫度環(huán)境就容易均等化。因此，各單體電池的溫差變得極小。因而，隨電池溫度變化的充電效率也難以產(chǎn)生差別，電池容量之離散程度也變小，在放電時不會產(chǎn)生過放電的單體電池，可使蓄電池保持相當(dāng)長的充放電周期壽命。此外，通過再將短側(cè)面間連接的單位電池并列配置，就可以增加連接數(shù)量，或縮短連接長度。
在上述構(gòu)成中，通過在并列配置的單位電池間設(shè)置熱傳導(dǎo)性能良好的導(dǎo)熱板，能夠使電池槽長側(cè)面鄰接而散熱性低的一對并列面之間熱量與導(dǎo)熱板進行熱交換，能抑制散熱性能欠佳的一對并列面間的溫度上升。
另外，在并列配置的單位電池間，設(shè)置熱傳導(dǎo)性良好的導(dǎo)熱板之同時，通過在導(dǎo)熱板的單位電池連接方向的端部，連接露出于一體化的多個單體電池外部的端部導(dǎo)熱板，從而能使由熱交換而溫度上升的導(dǎo)熱板的熱量從露出在外的端部導(dǎo)熱板上散去。
另外，做成使冷媒流過導(dǎo)熱板和/或端部導(dǎo)熱板的結(jié)構(gòu)，就可能借助熱交換器作積極的冷卻，能將各單位電池維持在最佳溫度。
此外，通過在將各電池槽以在其各短側(cè)面間鄰接的狀態(tài)一體形成的電池箱內(nèi)，配設(shè)各單體電池的產(chǎn)生電能要素，將多個單體電池構(gòu)成連接狀態(tài)，從而多個單體電池各自將共同的電池箱作為各單體電池的電池槽，將多個單體電池構(gòu)成一體，所以能簡易地形成電池槽間的連接結(jié)構(gòu)。
此外，通過由一對緊固板夾住多個單體電池，并將一對緊固板之間捆緊，就能使多個單體電池連接構(gòu)成為一體，能與多個單體電池的排列狀態(tài)無關(guān)，牢固地連接成一體。
此外，能將多個單體電池在任意的連接位置、任意的方向上改變連接方向連接成一體，根據(jù)蓄電池設(shè)置場所的狀態(tài)，不僅在直線方向上也能在任意方向上以曲折的形態(tài)相連接。
此外，可以在電池槽側(cè)面形成多條筋、構(gòu)成使冷媒在筋與筋之間形成的空間中流通的結(jié)構(gòu)。利用與筋抵接的緊固板或相鄰電池槽的筋間的抵接，在筋與筋之間形成冷媒流道，所以，通過使冷媒流過該冷媒流道，就能有效實施各單體電池的散熱。
附圖的簡要說明圖1為表示第1實施形態(tài)的蓄電池A之構(gòu)成的立體圖。
圖2為表示由緊固條加強單體電池的緊固結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖3為表示在第1實施形態(tài)的構(gòu)成中冷媒流道之形成的平面圖。
圖4為表示第2實施形態(tài)的組合電池構(gòu)成的立體圖。
圖5為表示第2實施形態(tài)的蓄電池B之構(gòu)成的立體圖。
圖6為表示第3實施形態(tài)的蓄電池C之構(gòu)成的立體圖。
圖7為表示在第3實施形態(tài)的構(gòu)成中冷媒流道之形成的平面圖。
圖8為表示第4實施形態(tài)的蓄電池C之構(gòu)成的立體圖。
圖9為表示在第4實施形態(tài)的構(gòu)成中冷媒流道之形成的平面圖。
圖10為表示謀求提高導(dǎo)熱板散熱性能一變形例的剖視圖。
圖11為表示第5實施形態(tài)的蓄電池E之構(gòu)成的立體圖。
圖12為表示第6實施形態(tài)的蓄電池F之構(gòu)成的立體圖。
圖13為表示各實施形態(tài)的構(gòu)成和以往構(gòu)成的各單體電池溫度的溫差之溫度分布圖。
圖14為從各實施形態(tài)的構(gòu)成和以往構(gòu)成的放電容量的變化表示周期壽命差的電池壽命圖。
圖15為表示單體電池之構(gòu)成的立體圖。
圖16為表示以往技術(shù)的蓄電池結(jié)構(gòu)的立體圖。
實施本發(fā)明的最佳形態(tài)以下，參照


本發(fā)明的一實施形態(tài)，供對本發(fā)明的理解。再者，以下所示實施形態(tài)為將本發(fā)明具體化的一示例，本發(fā)明的技術(shù)范圍并不限于此。
本實施形態(tài)為一例堿性電池，即將鎳氫蓄電池作為組合電池構(gòu)成的蓄電池，對其它種類的蓄電池本構(gòu)成也同樣適用。以下，參照圖1-圖12，對本發(fā)明各實施形態(tài)的蓄電池的構(gòu)造進行說明。還有，對與以往的構(gòu)成能共用的要素注上相同的符號，明確本構(gòu)成的新要素。
在圖1中，第1實施形態(tài)的蓄電池A為組合電池，是將鎳氫電池即10個單體電池1a-1j連接，且將各單體電池1a-1j的正負(fù)各電極端子3、4之間串聯(lián)聯(lián)接而構(gòu)成的可獲得所需輸出電壓的組合電池。各單體電池1a-1j使分別形成為長方體的電池槽2的寬度狹的短側(cè)面之間互相抵接排成一列狀，通過從電池槽2的寬度寬的長側(cè)面的兩側(cè)用緊固板14、14夾住而連接成一體。兩塊緊固板14、14之間如圖所示由緊固條13在兩端夾住固定。
還有，在要連接的單體電池1的數(shù)量多的場合，是用緊固條13在長的緊固板14的兩端將其夾住，緊固板14用薄的板材構(gòu)成時，中間部位會鼓出來，單體電池1的連接就變得松弛。在這種場合，用緊固件夾緊緊固板14的中央部位或者幾個部位就能夾壓固定。例如，如圖2所示，從中央部位的底面方向嵌進U字形的緊固件12夾緊兩塊緊固板14、14，所述緊固件12的斷開端用螺栓15及螺母16聯(lián)接，就將能將長長連接的單體電池牢固地夾緊固定。
前述緊固板14夾緊被連接的各單體電池1a-1j，同時抵靠在形成于各單體電池1的電池槽2長側(cè)面上的多條筋8上，如圖3所示，在多條的筋8與8之間形成冷媒流道11。通過使冷媒例如空氣強制流過沿單體電池上下方向形成的該冷媒流道，使各單體電池1a-1j發(fā)出的熱量從電池槽2的長側(cè)面的兩側(cè)被空氣奪去，各單體電池1a-1j得到冷卻。
根據(jù)組合電池這種冷卻構(gòu)成，因為各單體電池1a-1j能與其排列位置無關(guān)地被均等冷卻，所以各單體電池1a-1j的溫度均勻相等。
因為蓄電池會因其溫度而使充電效率有差異，所以，在聯(lián)接多個單體電池構(gòu)成組合電池時，如各單體電池的溫度不同則充電效率就有差異，各單體電池的電池容量就大小不一。其結(jié)果，在放電時的末期電池容量小的單體電池呈過放電狀態(tài)，不僅使這個單體電池引起劣化，而且作為組合電池的可能放電容量也降低。因此，使各單體電池的溫度均等在構(gòu)成組合電池上是項重要的課題，根據(jù)上述第1實施形態(tài)的構(gòu)成，各單體電池1a-1j的溫度環(huán)境大致均等，即各單體電池1a-1j的充電效率是均等的。因而各單體電池1a-1j的電池性能保持在均等的狀態(tài)，即便在放電時，也不會有陷入過放電狀態(tài)的單體電池1，作為組合電池的充放電壽命及可能放電的容量能保持在穩(wěn)定的狀態(tài)。
圖4為表示作為第2實施形態(tài)的蓄電池B所使用的組合電池20之構(gòu)成的立體圖，10個單體電池21a-21j各個電池槽作為電池箱22形成為一體，所述電池箱22外形上成一體，但是以各單體電池21a-21j為單位設(shè)有隔板18、各單體電池21a-21j構(gòu)成獨立的狀態(tài)。這樣各單體電池21a-21j在結(jié)構(gòu)上是一體的，但每一個又是獨立的，所以在各正極端子3和負(fù)極端子4間用聯(lián)接板10串聯(lián)聯(lián)接，構(gòu)成可獲得所需輸出電壓的組合電池20。該集合電池20在構(gòu)成容量較小的組合電池時，倘若溫度環(huán)境良好，也可讓其自然散熱來使用。但構(gòu)成容量較大的電池，為保證組合電池的機械強度，如圖5所示，就必須安裝緊固板14、14來提高機械強度，同時必須要構(gòu)成具備散熱結(jié)構(gòu)的蓄電池B。
如圖5所示，蓄電池B是將緊固板14、14配置抵靠在所述組合電池20的兩側(cè)面形成的筋23上，用緊固條13在前述緊固板14、14的兩端側(cè)將其緊固而構(gòu)成。各單體電池21a-21j的各個電池槽是作為電池箱22做成一體的，所以，各單體電池的發(fā)熱在一體化的電池箱22上得到均勻分散。再者，各單體電池21a-21j的散熱條件大致相同，故各單體電池相互間溫差小。此外，和第1實施形態(tài)的構(gòu)成同樣的、通過使空氣在由筋23和緊固板14與電池箱22間形成的冷媒流道19內(nèi)強制流通來強化散熱性能的冷卻結(jié)構(gòu)，在各單體電池21a-21j也能取得大致相同的散熱效果，所以各單體電池21a-21j相互間溫差小，各單體電池21a-21j的電池性能可保持在均等的狀態(tài)。因此，各單體電池的充電效率能均等化，就是放電時也不會有單體電池21陷入過放電的狀態(tài)，作為組合電池的周期充放電壽命及可能放電容量能保持在穩(wěn)定狀態(tài)。
以上說明的蓄電池A、B在單體電池的排列方向上很長，但是薄型的，所以在電氣設(shè)備/機械等裝置上，大都能在呈直線狀的框體內(nèi)沿著框體配設(shè)蓄電池，可有效利用框體容積。此外，因能有效利用狹窄的空間，故對配設(shè)在為蓄電池的收容空間處心積慮的電動汽車內(nèi)也是有利的。另外，單體電池的連接也可未必是直線的，也可在連接的中途做成彎曲成直角的形狀或排列成U字的形狀，所以，能構(gòu)成符合收容空間的連接結(jié)構(gòu)。
圖6表示為了抑制蓄電池在單體電池排列方向上增長，做成將單體電池對折結(jié)構(gòu)并連接的第3實施形態(tài)的蓄電池C的構(gòu)成。蓄電池C將10個單體電池1a-1j各5個排成兩列，能獲得和第1實施形態(tài)所示的蓄電池A相同的輸出電壓，在該構(gòu)成中，與蓄電池A相比，能把單體電池排列方向上的長度縮短，在對長度方向的收容空間有制約的場合時就有效。在對收容空間無制約，要求輸出電壓高的場合，也可將蓄電池A的構(gòu)成排成兩列，構(gòu)成這樣的對折結(jié)構(gòu)。
在圖6中，蓄電池C的構(gòu)成為將電氣上串聯(lián)聯(lián)接的各單體電池1a-1j排列成單電池1a-1e的一例(單位電池)、和1f-1j的一列(單體電池)，使各列間在電池槽2的長側(cè)面上形成的筋與筋之間互相抵接，配置緊固板24、24使其抵靠在成為各列外側(cè)面的長側(cè)面上所形成的筋8上，用緊固條25在前述緊固板24、24的兩端將其夾緊固定。
這種構(gòu)成與第1實施形態(tài)所示的蓄電池A之不同處為，單體電池1彼此在長側(cè)面相互抵接一側(cè)的散熱條件變差。
如圖7A所示，并排的單體電池1、1相互抵接的面上彼此的筋8、8抵接，在其間形成中央冷媒流道。另一方面，緊固板24在兩外側(cè)的各個長側(cè)面與筋8抵接，形成外側(cè)冷媒流道27。通過對該中央冷媒流道26及外側(cè)冷媒流道27強制送風(fēng)的空氣流通，使各單體電池1a-1j冷卻，但在長側(cè)面之間接觸的內(nèi)側(cè)面上因受各單體電池相互間發(fā)熱之影響溫度上升，故內(nèi)側(cè)的長側(cè)面的散熱條件欠佳。與此相反，外側(cè)的長側(cè)面由于對緊固板24的熱傳導(dǎo)的散熱及易于接觸外界氣體故散熱條件良好。這樣，蓄電池C的構(gòu)成會在各個單體電池1的內(nèi)側(cè)長側(cè)面與外側(cè)長側(cè)面間產(chǎn)生溫差，但這對各單體電池1a-1j是均等的條件，各單體電池1a-1j的各個溫度都均等。因此，能做到充電效率均等，作為組合電池的周期壽命及可放電容量能保持在穩(wěn)定的狀態(tài)。再者筋8可形成任意的剖面形狀，所以中央冷媒流道26可做成如圖7B、圖7C那樣的開口形狀，對于外側(cè)冷媒流道也是一樣。
圖8所示為第4實施形態(tài)的蓄電池D的構(gòu)成。蓄電池D的構(gòu)成為，在第3實施形態(tài)的蓄電池C的構(gòu)成中的一列單體電池1a-1e與另一列單體電池1f-1j之間配設(shè)導(dǎo)熱板30，同時，在該導(dǎo)熱板30的兩端配設(shè)端部導(dǎo)熱板29、29。該導(dǎo)熱板30是由鋁或銅等熱傳導(dǎo)性能良好的材料制成的，所以，所配設(shè)的導(dǎo)熱板30如圖9所示與冷媒流道27和單體電池1a-1j接觸，從單體電池1上奪走熱量。此外，由于配設(shè)導(dǎo)熱板30，也提高了單體電池1與冷媒熱交換效果，提高并排的單體電池1、1間散熱效果，故而單體電池1的內(nèi)側(cè)與外側(cè)之溫差變小。另外，因為導(dǎo)熱板30其兩端連接著端部導(dǎo)熱板29、29，故經(jīng)熱交換后的熱量能在端部導(dǎo)熱板29上逃逸。端部導(dǎo)熱板29對外部有敞開面，與緊固條35接觸，所以散熱性良好，有效地散發(fā)導(dǎo)熱板30的熱量。
借助于利用該導(dǎo)熱板30及端部導(dǎo)熱板29、29的結(jié)構(gòu)，即使在將單體電池在其短側(cè)面上連接成縱列連接狀態(tài)，又并排地連接的構(gòu)成中，各單體電池的各個溫度也基本均等，能實現(xiàn)充電效率均等化。因此，不會有陷入過放電狀態(tài)的單體電池，能將作為組合電池的周期壽命、可放電容量保持在穩(wěn)定的狀態(tài)。
如果利用前述導(dǎo)熱板30及端部導(dǎo)熱板29、29使導(dǎo)熱效果提高，則不僅是如圖8所示并排兩列的構(gòu)成，還能并排構(gòu)成3列以上。例如，采用熱傳導(dǎo)性更好的材料作為導(dǎo)熱板30、導(dǎo)熱板30做成有冷媒流道的中空結(jié)構(gòu)等，就能抑制并排排列的單體電池1、1之間面對面部位的溫度上升、與位于外側(cè)的單體電池1保持相同的溫度。
此外，如圖10A所示，將配置在鄰接的單體電池1、1之間的導(dǎo)熱板40與相當(dāng)于緊固條的導(dǎo)熱板41、41形成一整體，并在連接導(dǎo)熱板40和導(dǎo)熱板41、41的底面上設(shè)置冷煤流道43，則能進一步提高散熱效果。另外，如圖10B所示，通過在各導(dǎo)熱板42、42、42分別設(shè)置冷媒流道44，能夠指望更進一步提高散熱效果，此外，在端部導(dǎo)熱板29的露出位置使經(jīng)過熱交換器后的冷媒流通，能提高散熱效果，又，通過在端部導(dǎo)熱板29上設(shè)置冷媒流道，能夠更進一步提高散熱效果。
上述第3及第4實施形態(tài)所示結(jié)構(gòu)也可同樣適用于使用第2實施形態(tài)所示電池箱22的蓄電池B的構(gòu)成。
圖11表示第5實施形態(tài)的蓄電池E的構(gòu)成。蓄電池E的構(gòu)成為靠設(shè)置有隔板18的電池箱36、36，使聯(lián)接5個單體電池21a-21e成一體的單位電池38a和同樣聯(lián)接5個單體電池21f-21j成一體的單位電池38b并排抵接，使緊固板24、24抵靠在各組合電池38a、38b的外側(cè)，其兩端之間由緊固條25夾緊固定。
此外，圖12表示第6實施形態(tài)的蓄電池F的構(gòu)成。蓄電池F的構(gòu)成為靠設(shè)有隔板18的電池箱36、36，將聯(lián)接5個單體電池21a-21e成一體的單位電池38a與同樣聯(lián)接5個單體電池21f-21j成一體的單位電池38b并排排列，在其間夾入導(dǎo)熱板30使抵接，在該導(dǎo)熱板30的兩端連接端部導(dǎo)熱板29、29，緊固板24、24抵靠于各組合電池38a、38b的外側(cè)，其兩端間靠緊固條35夾緊固定。
蓄電池E和蓄電池F的散熱作用及效果與上面所述第3和第4實施形態(tài)的構(gòu)成相同，故省略其說明，用以下所述的散熱效果及周期壽命的驗證效果來表示與現(xiàn)有技術(shù)的差異。
關(guān)于以上所說明的第1～第6實施形態(tài)的蓄電池A-F、和圖16所示的以往構(gòu)成，對其散熱效果及隨著充放電周期產(chǎn)生的放電容量變化進行了比較檢證，其結(jié)果將在以下予以說明。再者，構(gòu)成各蓄電池A、C、D的單體電池與構(gòu)成各蓄電池B、E、F的單體電池，與前者不同之處僅在于，后者不是使用各個的電池槽而是使用一體的電池箱22或36，內(nèi)部結(jié)構(gòu)是共同的，此外，在各蓄電池A、C、D與以往構(gòu)成所采用的單體電池是相同的。
首先，就整個構(gòu)成共同的單體電池的構(gòu)成以及電池容量的規(guī)模作說明。
單體電池1構(gòu)成如圖15所示。再者，單體電池21的場合所述的電池槽2變更成電池箱22或36。
在圖15中，構(gòu)成極板組7的正極板是將活性物質(zhì)即氫氧化鎳粉末填充入泡沫狀多孔金屬鎳內(nèi)，軋成規(guī)定厚度后，切成所需尺寸，成為每塊極板的容量為10Ah的鎳正極。此外，負(fù)極板是將具有能電化學(xué)吸附、釋放氫的組分的吸氫合金粉末和粘結(jié)劑涂覆在金屬上，軋成規(guī)定厚度后，切成規(guī)定尺寸，形成每塊極板容量為13Ah的吸氫合金負(fù)極。這些正極板、負(fù)極板分別用袋狀的隔膜包住，用該隔膜包起來的10片正極板和11片負(fù)極板交替層疊，該層疊厚度相對于電池槽2或電池箱22、36的內(nèi)部尺寸約為85～100％。從正極板分別引出的引腳聯(lián)接在正極端子3上，從負(fù)極板分別引出的引腳9聯(lián)接負(fù)極端子4，收容在聚丙烯制的電池槽2或電池箱22、36內(nèi)。在該電池槽2或電池箱22、36內(nèi)注入堿性電解液，用設(shè)有安全閥5的蓋6將電池槽2或電池箱22、36的開口部密封。這樣形成的單體電池1或21進行初次充放電(充電10A×15小時，放電20A降至1.0V)，通過使前述極板組7膨脹，使呈極板組7的最外部與電池槽2或電池箱22、36內(nèi)側(cè)面接觸的狀態(tài)。該單體電池1或21電池容量受正極限制，所以電池容量為100Ah。還有每節(jié)鎳氫蓄電池的單體電池的公稱電壓是1.2V。因此，如本實施形態(tài)及以往構(gòu)成所示，10節(jié)單體電池串聯(lián)連接時輸出電壓為12V。
對使用形成上述電池容量的單體電池1構(gòu)成的蓄電池A-F及以往構(gòu)成的蓄電池，實施了周期壽命試驗。該試驗為以10A充電12小時后，放置1小時，其后以20A放電至電壓降低到9V。放電容量的計算可利用電池電壓降至9V的放電時間來算出。另外，在充電時，在環(huán)境溫度20℃的條件下，從蓄電池的底部一側(cè)向上方用風(fēng)扇送風(fēng)，使空氣以平均1.5m/sec的流速流過冷媒流道。
在該周期壽命試驗重復(fù)100次的充電結(jié)束時，對各蓄電池A、C、D和以往構(gòu)成的各單體電池1a-1j的溫度分布狀態(tài)進行測量的結(jié)果為如圖13A所示。此外，在使用單體電池21構(gòu)成的蓄電池B、E、F和以往構(gòu)成上的各單體電池21a-21j(以往構(gòu)成為1a-1j)的溫度分布狀態(tài)測量結(jié)果如圖13B所示。
在以往的結(jié)構(gòu)中，位于兩端的單體電池1a、1j的溫度比較低，而越位中間單體電池1d-1g的溫度就高，可知單體電池間溫差大。與此相比，在蓄電池A、B的構(gòu)成中，單體電池間幾乎無溫差，呈大致均等的溫度分布狀態(tài)。此外，蓄電池C雖然整體溫度此較高，但可以說溫度分布在允許范圍內(nèi)。在使導(dǎo)熱板30夾在該蓄電池C中間的蓄電池D的構(gòu)成中，導(dǎo)熱板30的散熱效果明顯，有助于整體溫度降低。這一傾向，將蓄電池E和蓄電池F相比較也一樣。從這一比較驗證也可以明了采用本實施形態(tài)的構(gòu)成與以往構(gòu)成相比，單體電池間溫差顯著減少，也有助于降低整體溫度。
接著，將在上述試驗條件下實施的周期壽命的結(jié)果示于圖14A、圖14B。圖14A為蓄電池A、C、D和以往構(gòu)成之比較，圖14B為蓄電池B、E、F和以往構(gòu)成的比較。
從圖可知，采用以往構(gòu)成，放電容量100Ah的蓄電池變成70Ah的充放電周期短，周期壽命比實施形態(tài)的各構(gòu)成都短。在本實施形態(tài)之中周期壽命方面出色的是蓄電池A、B的構(gòu)成，可以認(rèn)為，其主要原因在于，由于單體電池間的溫差極小，所以，單體電池間充電效率的差也小，電池容量沒有離散，不存在過放電的單體電池的緣故。另外，蓄電池C、E的構(gòu)成在此也示出，導(dǎo)熱板30的散熱效果也減少了單體電池間的溫差，即使并排配置時也能得到優(yōu)異的電池性能。
產(chǎn)業(yè)上應(yīng)用的可能性如上所述若采用本發(fā)明，因為聯(lián)接多個單體電池作為獲得所需輸出電力的組合電池來構(gòu)成蓄電池時，各單體電池的溫差變小，故隨溫度條件變化的充電效率之差也變小。其結(jié)果，電池容量差變小，不會產(chǎn)生放電時過放電的單體電池，因此，不會因過放電而引起電池劣化，故而在保持蓄電池充放電周期壽命、提高電池性能方面是有益的。
權(quán)利要求
1.一種組合蓄電池，其特征在于，收容單體電池(1)產(chǎn)生電能要素的電池槽(2)由寬度窄的短側(cè)面和寬度寬的長側(cè)面組成的長方體所形成，使該電池槽(2)在所述短側(cè)面間相鄰接觸，連接多個單體電池(1)，形成所需電力容量的組合電池。
2.一種組合蓄電池，其特征在于，收容單體電池(1)產(chǎn)生電能要素的電池槽(2)由寬度窄的短側(cè)面和寬長寬的長側(cè)面組成的長方體所形成，使該電池槽(2)在所述短側(cè)面間相鄰接觸，形成連接多個單體電池(1)的單位電池，使該單位電池在這些電池槽(2)的長側(cè)面之間相鄰接觸并并排配置成多列，將多列單位電池連接在一起，形成所需電力容量的組合電池。
3.如權(quán)利要求2所述的蓄電池，其特征在于，在并排配置的單位電池間配設(shè)熱傳導(dǎo)性能良好的導(dǎo)熱板(30)。
4.如權(quán)利要求2所述的蓄電池，其特征在于，在并排配置的單位電池間配設(shè)熱傳導(dǎo)性能良好的導(dǎo)熱板(30)，并在該導(dǎo)熱板(30)的單位電池連接方向的端部上，連接從成為一體的多個單體電池(1)露出在外的端部導(dǎo)熱板(29)。
5.如權(quán)利要求3或4所述的蓄電池，其特征在于，使冷媒流過導(dǎo)熱板(30)和/或端部導(dǎo)熱板(29)。
6.如權(quán)利要求1所述的蓄電池，其特征在于，在使各電池槽以其短側(cè)面之間相鄰接的狀態(tài)形成一體的蓄電池箱(22、36)內(nèi)，配設(shè)各單體電池(21)的產(chǎn)生電能要素，將多個單體電池(21)構(gòu)成連接狀態(tài)。
7.如權(quán)利要求1或2所述的蓄電池，其特征在于，通過由一對緊固板(14、24)夾住多個單體電池(1、21)，并將一對緊固板(14、24)之間捆緊，使多個單體電池(1、21)連接成一體。
8.如權(quán)利要求1或2所述的蓄電池，其特征在于，在任意的連接位置、任意方向上改變連接方向，將多個單體電池(1)連接成一體。
9.如權(quán)利要求1、2、6中任一項所述的蓄電池，其特征在于，在電池槽(2、22、36)的側(cè)面上形成多條筋(8、23)，使冷媒在筋(8、23)之間形成的空間(11、19、26、27)中流通。
全文摘要
一種組合蓄電池,使多個單體電池(1a－1j)在長方體的電池槽短側(cè)面?zhèn)认嗟纸?并電氣聯(lián)接,配置在長側(cè)面兩側(cè)的緊固板(14)之間靠緊固條(13)緊固,做成各單體電池連接成一體的組合蓄電池。在制作組合蓄電池之際,或者將單體電池的產(chǎn)生電能要素任意地連接,讓導(dǎo)熱板30夾在并排配置的單體電池之間,或者讓冷媒在單體電池間流通等,使各單體電池的散熱條件均等,減小各單體電池間溫差,來使隨溫度條件變化的充電效率亦均等,同時,電池容量的離散變小,故不會產(chǎn)生過放電的電池,電池壽命延長。
文檔編號H02J7/04GK1328705SQ9981376
公開日2001年12月26日 申請日期1999年11月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月27日
發(fā)明者木本進彌, 高木貢, 佐藤健治, 橫山敏信, 福田真介, 淺川史彥, 高橋泰博, 勝田敏廣 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社, 豐田自動車株式會社