CN2422729Y

CN2422729Y - 电池组结构

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Publication number: CN2422729Y
Application number: CN00236069.1U
Authority: CN
Inventors: 何策衡; 陈学哲
Original assignee: WEIJI CO Ltd
Current assignee: WEIJI CO Ltd
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2000-06-05
Publication date: 2001-03-07
Anticipated expiration: 2010-06-05
Also published as: JP3073675U

Abstract

一种电池组结构,主要是在一壳体处设有复数个贯穿的容置孔,每一容置孔内设有由正极极板、隔离膜及负极极板缠绕而形成的蜗旋状结构体,每一个容置孔两端分别固定有一正极端及一负极端,该正、负极端分别采用紧压方式与正、负极极板相接触,以形成一单体电池型态,另设有复数个导电体亦采用紧压方式连接各电极端,以串联方式连接导通各个单体电池,以形成一电池组。

Description

电池组结构

本实用新型涉及一种电池组结构，尤其指一种电池组的正、负极端与内部的正负极极板之间是采用紧压方式接触，且数个导电体亦采用紧压方式连接各电极端，以串联方式连结各单体电池，以增加接触面积、减低电阻、增加放电效果，同时能降低放电后电池组的温度，且组装过程完全不需焊接，同时易于组装。

目前一般电池组的组装，请参阅图1所示，其主要是将复数个圆筒状的电池10，依据电极端的方向交错排列在一起，并利用数个导电片11将各电池10以焊接方式连接，并采用串联方式，以形成一电池组，然而此种结构在使用上具有下列几项缺点：

1．焊接点众多，不良率高：常用电池组会有诸多焊接点，例如正极端12与导体11之间、导体11与负极端13之间，若包括电池内部的焊接点，数量将更多，然而若有一处焊接点的品质不良，将影响整个电池组的放电效果，再者焊点的品质并不容易控制。

2．接触面积小、电阻大，电能于焊点处耗损增大：由电阻R=ρ(L/A)及电能损失P=I²×R，得知电能损失与电阻成正比，且因焊接点的截面积小，所产生的电阻大，当电池组应用于大电流放电时，焊点缺陷将造成能量损失及温度升高现象，缩短电池组的寿命，又因为能量损失与放电电流的平方值成正比，此种现象会因放电流愈大而更加显著。

3．目前电池的钢壳尺寸皆采用固定的型式，若要生产不同尺寸大小的产品，至少需重新设计一组模具，以制造出新钢壳的尺寸，若再加上其他构件成本，所需费用相当的高，且耗时，为一种变化性差的设计，换言之要改变一电池组的型式，亦较为麻烦。

本实用新型的主要目的是提供一种不需以焊接方式即可组成一电池组的结构，主要将电池组内各单体电池的正、负极端与内部的正、负极极板之间是紧压方式接触，且连接各电极端的导电体亦采用紧压方式接触，除能加大其接触面积，降低电阻，减少电能损失，更能增加使用寿命。

本实用新型的次要目的是提供一种组装多样化的电池组结构，电池组的壳体可依使用空间的限制或预先设计的要求，制成所需的形状，配合其他构件的组装即可形成一电池组，可大幅降低成本、工时，同时易于组装、生产容易。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种电池组结构，其特征是在一壳体处设有复数个贯穿的容置孔，每一个容置孔内皆设由正极极板、隔离膜及负极极板所组成的结构体，每一个容置孔两端分别固定有一正极端及负极端，该正极端是紧压于正极极板并使两者相接触结合，而负极端亦压紧于负极极板而使两者相接触结合，以构成一单体电池型态，另设有复数个导电体亦采用紧压方式分别连接外壳处的正或负极端接触，使整体以串联或并联方式，构成一完整导通的电子回路。

每一所述导电体分别连接正、负极端，使该电池组依串联方式，将各别的单体电池串联导通。所述正极极板和负极极板的排列方式为分别错开，再以隔离膜分开正、负极极板，以防止短路现象发生。该导电体与正或负极端的紧压方式，是在该导电体上设有贯穿孔，而该正或负极端设有内螺纹孔，藉由一螺栓将导电体锁固于两电极端处。该正、负极端紧压于正、负极极板的接触方式，是在该容置孔两端设有内螺纹，而该正、负极端圆周***设有外螺纹，该正、负极端并分别锁固于容置孔两端，并分别与该容置孔内相对应的正、负极极板紧压接触。该壳体为绝缘且刚性材质所制成。

该正、负极端紧压于正、负极极板的接触方式，也可是直接将正、负极极板卡掣紧迫于该容置孔的两端，该正、负极端并分别与该容置孔内相对应的正、负极极板紧压接触。该壳体为绝缘且刚性材质所制成。该壳体也可为导电的金属材质制成，且该壳体的容置孔与正、负极端之间设有绝缘材料制成的垫圈，防止发生短路现象。

该壳体所设的容置孔为圆形、长方形或方形。该正、负极端为导电材料所制成，该正、负极端与正、负极极板相接触的一端面设有数个金字塔状的突块，以增加突块斜面与正、负极极板的接触面积，降低电阻值。该壳体设有复数个泄压孔，该泄孔并分别与该壳体内的容置孔相通，该泄压孔内植入有橡塑，平常状态呈封密状，当内部压力过大时，会推橡塑而泄压。

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

图1为常用电池组的结构示意图；

图2为本实用新型的剖面图；

图3为本实用新型的分解图；

图4为本实用新型另一实施例的剖面图；

图5为本实用新型的电池组与常用电池组以30安培放电的放电曲线图；

图6为本实用新型的电池组与常用电池组以50安培放电的放电曲线图。图中：

10电池 11导电片

12正极端 13负极端

2壳体 21容置孔

22正极极板 23隔离膜

24负极极板 25泄压孔

26垫圈 3正极端

31外螺纹 32突块

33内螺纹孔 4负极端

41外螺纹 42突块

43内螺纹孔

请参阅图2所示，图2为本实用新型的剖面图，主要是在一壳体2处设有复数个贯穿的容置孔21，每一容置孔21内设有由正极极板22、隔离膜23及负极极板24缠绕而形成的蜗旋状结构体(图2、图3中是以剖面简示图的方式表示)，每一个容置孔21两端分别固定有一正极端3及一负极端4，该正、负极端3、4分别采用紧压方式与正、负极极板22、24相接触，以形成一单体电池型态，另设有复数个导电体5亦采用紧压方式连接各电极端，以串联方式连接导通各单体电池，形成一电池组。

以下就各构件的连接关系作一说明：

首先就正、负极端3、4如何与正、负极极板22、24采用紧压方式结合接触，形成一基本的单体电池作一说明，如图2和图3所示，该壳体2的容置孔21两端设有内螺纹211、212，而该正、负极端3、4的圆周***则设有外螺纹31、41，藉此将正、负极端3、4锁固定容置孔21两端，并使其分别紧压于容置孔21内与之相对应的正、负极极板22、24处，即可构成一单体电池的回路，又为增加其接触面积，于该正、负极端3、4的接触端面形成有复数个如金字塔状的突块32、42，在紧压接触时，电极极板是弯曲紧贴粘于突块的斜面，以增加接触面积降低电阻，减少电能量损失，适用于大电流放电。该正、负极端3、4采用紧压接触的结合方式中，此种螺纹方式仅为本实用新型的其中一实施例，并不因此限制本实用新型的范围，在本实用新型中为防止发生短路现象，该壳体20必需由绝缘材质所制成。

下面就复数个导电体5如何与各电极端接触，并以串联方式形成一电池组作一说明，如图3所示，该导电体5为一金属的导片，其上设有两贯穿孔51，而于该正、负极端3、4的中心处设有内螺纹孔33、43，配合两金属的螺栓52即可将导电体5锁固于相邻的正、负极端3、4之间，藉此以串联方式形成一电池组。

为了达到电池组安全的功能，于壳体2处设有数个泄压孔25，该泄压孔25是与每一个容置孔21相通，内置入有弹性橡塑，当内部压力超过设定值时，将推挤具有弹性的橡塑产生间隙，使气体因此得以泄出。

在本实用新型中该壳体2可依实际的需要(如空间的限制)改变外型及尺寸，富弹性且组装上有多样的变化。而该容置孔21则以中空圆形为佳，亦可采用长条型或方型或其它型较适合的孔型，依使用情状可改变。诸如此类的改变在生产制造上并不会增加许多成本，但更符合消费者的要求，增加市场竞争力。

如图4所示为本实用新型另一实施例的剖面图，其为正、负极端3、4另一种与正、负极极板22、24采用紧压方式结合接触的另一种实施例，如图所示，该正、负极端3、4是直接卡掣于该壳体2的容置孔21两端，故免除螺纹的设置，方便快速，其余结构是与上述实施例相同，此结构体另一优点为当壳体2为导电的金属材质所制成时，仅需于该正、负极端3、4与壳体2的容置孔21之间增设有绝缘材料所制成的垫圈26，即可防止短路现象发生，而该垫圈26的材质则以具弹性的橡胶或塑胶为佳，以利组装时达到较佳的密封效果。

综合以上所述，本实用新型电池组结构在制作过程中，完全不需要焊接，因此没有任何焊接点，不需顾虑焊接品质，再者利用紧压接触方式能增大导电面积，更适用于大电流放电的应用场合，能有效避免大电流放电时的能量损失，以及降低电池组放电后的温度。

为了验证本实用新型电池组的功效，将五个电池容量为10Ah(安培-小时)的电池，以传统方式焊接成一电池组(如图1所示)，另一组为运用本实用新型的电池组结构(如图2所示)做测试。测试方法为利用电源供应器(Power supply)以固定3安培电流充电，再分别以30A放电(如图5所示)和50A放电(如图6所示)。其中曲线A为常用电池组测试曲线，曲线B为本实用新型电池组测试曲线。测试结果：

(1)充电温度变化：以传统焊接法组成的电池组，当充入11.7Ah的电量时，温度升高了22℃，而以本实用新型的电池组，温度则仅升高15℃。

(2)放电测试：(如下表)

	30A放电		50A放电
	30A放电		50A放电		电容量	温度差	电容量	温度差
传统电池组	8.5	30	8.2	56
本实用新型电池组	9.4	18	9.2	22

由以上结果可知，运用本实用新型的电池组结构，不管在电容量或放电后电池组的温度变化，皆优于传统方式组成的电池组，显现本实用新型具有增进功效的事实。

以上所述，仅为本实用新型较佳实施例，并非用来限定本实用新型实施的范围。即凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化及修饰，皆为本实用新型专利范围所涵盖。

Claims

1．一种电池组结构，其特征是在一壳体处设有复数个贯穿的容置孔，每一个容置孔内皆设由正极极板、隔离膜及负极极板所组成的结构体，每一个容置孔两端分别固定有一正极端及负极端，该正极端是紧压于正极极板并使两者相接触结合，而负极端亦压紧于负极极板而使两者相接触结合，以构成一单体电池型态，另设有复数个导电体亦采用紧压方式分别连接外壳处的正或负极端接触，使整体以串联或并联方式，构成一完整导通的电子回路。

2．如权利要求1所述的电池组结构，其特征是每一所述导电体分别连接正、负极端，使该电池组依串联方式，将各别的单体电池串联导通。

3．如权利要求1所述的电池组结构，其特征是所述正极极板和负极极板的排列方式为分别错开，再以隔离膜分开正、负极极板，以防止短路现象发生。

4．如权利要求1所述的电池组结构，其特征是该导电体与正或负极端的紧压方式，是在该导电体上设有贯穿孔，而该正或负极端设有内螺纹孔，藉由一螺栓将导电体锁固于两电极端处。

5．如权利要求1所述的电池组结构，其特征是该正、负极端紧压于正、负极极板的接触方式，是在该容置孔两端设有内螺纹，而该正、负极端圆周***设有外螺纹，该正、负极端并分别锁固于容置孔两端，并分别与该容置孔内相对应的正、负极极板紧压接触。

6．如权利要求5所述的电池组结构，其特征是该壳体为绝缘且刚性材质所制成。

7．如权利要求1所述的电池组结构，其特征是该正、负极端紧压于正、负极极板的接触方式，是直接将正、负极极板卡掣紧迫于该容置孔的两端，该正、负极端并分别与该容置孔内相对应的正、负极极板紧压接触。

8．如权利要求7所述的电池组结构，其特征是该壳体为绝缘且刚性材质所制成。

9．如权利要求7所述的电池组结构，其特征是该壳体为导电的金属材质制成，且该壳体的容置孔与正、负极端之间设有绝缘材料制成的垫圈，防止发生短路现象。

10．如权利要求1所述的电池组结构，其特征是该壳体所设的容置孔为圆形、长方形或方形。

11．如权利要求1所述的电池组结构，其特征是该正、负极端为导电材料所制成，该正、负极端与正、负极极板相接触的一端面设有数个金字塔状的突块，以增加突块斜面与正、负极极板的接触面积，降低电阻值。

12．如权利要求1所述的电池组结构，其特征是该壳体设有复数个泄压孔，该泄孔并分别与该壳体内的容置孔相通，该泄压孔内植入有橡塑，平常状态呈封密状，当内部压力过大时，会推橡塑而泄压。