[发明专利]一种大容量镍氢电池组结构

说明书

技术领域

本发明提供了一种大容量镍氢电池组结构。

背景技术

近年来，人们对城市空气质量及地球石油资源等能源危机问题日趋重视，保护环境，节约能源的呼声日益高涨，促使人们高度重视新能源的技术与应用市场的发展。作为21世纪能源领域的重大产业之一的镍氢电池产业，正在众多领域得到广泛的应用——如电动汽车、自动化装备、电动设备及工具驱动电源的动力电池，军事、煤矿及企事业等单位的蓄能电池，以及通信指挥系统的常备电源等。随着市场的需求，镍氢电池正朝着高功率、大容量的方向发展。

目前国内外市场上所应用的镍氢电池的容量大多都是在120Ah以下，而对于在一些特殊行业设备（如煤矿避险装置）所需求的大容量电池（比如说电池容量在200Ah以上）则基本上还没有哪个厂家能够批量生产并成熟应用。造成这种现象的原因除了少部分市场需求的因素以外，主要还是技术上的问题。对于目前大容量镍氢电池在技术及应用上存在的问题主要包括如下几点：（1）关键部件的绝缘及耐温问题，大容量镍氢电池在以倍率充放电时，现有常用的镍氢电池的绝缘及密封等零部件是经受不住这样的大电流冲击，并会导致这些零部件迅速老化以致击穿烧毁，因此在一些新型绝缘耐温材料没有得到成熟使用前，会延缓大容量镍氢电池的开发应用。（2）镍氢电池散热问题，大容量镍氢电池在高温充放电过程中，存在温度过快上升的现象，这会导致大容量镍氢电池在正常使用过程中因无法散热或散热不及时而烧毁，这在目前的技术及工艺条件下还无法顺利解决，这也会延缓大容量镍氢电池的开发应用。（3）投资成本的问题，镍氢电池生产厂家现有的生产设备和工艺还无法适应常规大容量镍氢电池的批量生产，并且大容量镍氢电池的市场需求还处在起步阶段，如果进行生产设备和技术工艺的改进而投入大量资金会有很大风险，这同样也会延缓大容量镍氢电池的开发应用。

此种情况下，将小容量镍氢电池并联成大容量镍氢电池组/块成为主流，但由于各种原材料和生产工艺、电池设计参数与加工设备精度、电池组合形式与使用环境条件、电池组管理方式与电池组充放电模式等很多方面的影响，造成电池组/块中的单体电池性能往往不一致。尽管在生产中最大限度的加以控制，组合时也经过严格挑选，但实际循环使用中由于种种原因电池组中每个单体电池衰减速率不同仍会导致新的不均衡，在充放电过程中会因某个“落后”电池的出现而导致整个电池组/块的电化学性能下降，严重影响电池组/块的整体性能。因此如何改善单体电池的一致性，使电池组/块内部各单体电池的电化学性能大体均衡，对于提高电池组/块的整体性能至关重要。

发明内容

本发明提供了一种大容量镍氢电池组结构，它可以改善单体电池一致性的结构。

本发明采用了以下技术方案：一种大容量镍氢电池组/块结构，它包括密闭外壳，在密闭外壳的上部设有电池组正极柱和电池组负极柱，在电池组正极柱和电池组负极柱之间设有电池组安全阀，所述的密闭外壳内设有若干镍氢电池单体，镍氢电池单体位于密闭外壳内的同一气室内，镍氢电池单体通过金属跨接片相互并联，各镍氢电池单体并联后与电池组正极柱和电池组负极柱连接，镍氢电池单体上部的正极与负极之间设有安全膜，安全膜设置为半透膜。

所述的镍氢电池单体设置为方体电池。所述的密闭外壳与镍氢电池单体之间有弹性绝缘垫板。所述的密闭外壳由不锈钢制成。

本发明具有以下有益效果：本发明的镍氢电池单体充电后正极会产生氧气，而过多的氧气会导致镍氢电池单体内压过高，本发明在镍氢电池单体上设有半透膜，当电池组共用一个气室和安全阀时，即使某一镍氢电池单体内的氧气含量较高，多余的氧气也会通过半透膜分散到其它镍氢电池单体中并且被消耗掉，防止内压升高，可以平衡整个电池组/块内个单体电池的内压，从而改善各单体电池的一致性，镍氢电池组/块整体耐压能力提高，从而避免了电池内阻增加和电池寿命缩短。本发明镍氢电池组/块的各镍氢电池单体共用气室和安全阀，这样不但可以使密封壳体内的温度分布会更加均匀，避免热失控后，该电池内的氧气会在其它正常电池内复合，从而降低该电池的内部温度，而且可降低整个镍氢电池组/块的重量和成本。当整体内压高于一定值时，安全阀自动开启。本发明的密闭外壳与镍氢电池单体之间有弹性绝缘垫板，这样不但可以保证单体电池间接触良好，而且能固定电池组/块。

附图说明

图1为本发明镍氢电池组的结构示意图。

图2为本发明镍氢电池单体的结构示意图。

具体实施方式

在图1和图2中，本发明提供了一种大容量镍氢电池组结构，它包括密闭外壳1，密闭外壳1由不锈钢制成，在密闭外壳1的上部设有电池组正极柱2和电池组负极柱3，在电池组正极柱2和电池组负极柱3之间设有电池组安全阀4，密闭外壳1内设有若干镍氢电池单体5，密闭外壳1与镍氢电池单体5之间有弹性绝缘垫板7，具体放置的单体镍氢电池的数目，可根据所设计的大容量镍氢电池组/块的容量来计算——即用设计容量除以镍氢电池单体的容量，得出的结果就是单体镍氢电池的数目，本实施例设置为八个镍氢电池单体5，镍氢电池单体5设置为方体电池，镍氢电池单体5位于密闭外壳1内的同一气室内，镍氢电池单体5通过金属跨接片相互并联，各镍氢电池单体5并联后与电池组正极柱2和电池组负极柱3连接，镍氢电池单体5上部的正极与负极之间设有安全膜6，安全膜6设置为半透膜。