[实用新型]具有短路保护功能的碱性二次电池及其串联电池组

说明书

本实用新型涉及一种碱性二次电池，更具体地说是涉及其中的电极的导电端子及碱性二次电池串联电池组。

在电动工具、电动玩具等小型电动设备中，常采用碱性二次电池串联电池组作为其供给电源。由于这种串联电池组内通常有3只以上的电池串联，当电池组外部短路时通过电池组的短路电流很大，易引起电池体发热发烫、甚至有电池爆炸的危险；为避免电池组外部短路时发生上述危险，需要在电池组短路时及时切断电流，公知的方法一般在电池组中设计电子保护线路或者采用一些热敏元件，以达到保护目的。例如，中国专利CN1197534A公开了使用一种PTC元件的电池组，PTC元件在正常充电时电阻较小，当电池组在短路时，通过PTC元件的电流很大，使PTC元件在短时间内温度急剧升高，到一定温度时，PTC元件电阻突然升高，此时电路接近于断路状态。当PTC元件温度降下来以后，其电阻又回到低阻状态，电路又可导通。使用这种PTC元件可以使电池组在外部短路时快速断开，且可耐多次短路电流冲击；又如，中国专利CN1177217A公开了一种具有电池保护电路的电池组，以防止电池组外部短路时对电池造成损害。此保护电路可对电池组状态进行检测，当电池组与所接电子装置分开时，保护电路检测到电池组外部电路已断开，则切断电池组内电池与电池组外部电源线的连接，以防止电池组由于电池组外部电源线之间造成的短路。使用这种保护电路可充分排除电池组由于外部电源线之间相互短接造成的电池组短路。本设计人的研究发现，上述发明专利公开的技术应用于镉-镍、氢-镍等电动玩具、电动工具电池组时，存在以下不足：(1)价格相对较高。由于镉-镍、氢-镍等电动玩具、电动工具电池组本身价格低廉，使用PTC元件或保护电路都将使其成本增加；(2)对电性能的影响。小型镉-镍、氢-镍等电动玩具、电动工具电池组一般内阻较低(在mΩ级)，而PTC元件的电阻一般也在几十mΩ左右，这样势必增加整个电池组的阻抗，影响电池组的大电流放电性能。因此，

本实用新型的目的在于提供一种具有短路保护功能的碱性二次电池；

本实用新型的进一步目的在于提供一种结构简单的、成本低廉、具有短路保护功能的串联电池组。

本实用新型的具有短路保护功能的碱性二次电池，包括电池壳、组合盖帽、碱性电解液以及由正极板、隔膜、负极板叠置组成的卷绕状电池芯，其特征是：所述的正极板、负极板至少其中之一焊接有导电端子，所述导电端子是在钢带基板上电镀由镍、锡、铜、铅组成的物质组中的至少一种金属而制成；

上述的碱性二次电池，优选所述导电端子厚度为0.05-0.30毫米，宽度为2.0-20毫米；

上述的碱性二次电池，优选所述导电端子沿长度方向设置有有细颈、孔状、网状、或者上述组合的缺陷部分；缺陷部分的截面积为导电端子其它部分截面积的20-80％；所述导电端子的细颈部优选为角形或弧形的缺口；

上述的碱性二次电池，优选所述导电端子表面镀层厚3-4微米；

上述的碱性二次电池，优选所述导电端子表面电镀镍金属；

上述的碱性二次电池，优选所述的正极板为氧化镍电极，所述的负极板选自镉电极、金属氢化物电极、锌电极中的一种，由所述的正、负极板配合分别组成镉-镍、金属氢化物-镍、锌-镍碱性二次电池。

含有如上所述碱性二次电池的串联电池组，其特征是：所述导电端子是在钢带基板表面电镀镍金属；

上述的碱性二次电池的串联电池组，优选所述导电端子沿长度方向设置有细颈、孔状、网状、或者上述组合的缺陷部分；缺陷部分的截面积为导电端子其它部分截面积的20-80％。

本实用新型基于以下原理：在常规的电池中，正极通过导电端子(亦称为极耳)与组合盖帽相连，当有电流流过时，极耳发热，其发热功率

P＝I²R其发热量与电流平方成正比关系，电流越大，其发热越明显。在电池组短路时，流经极耳的电流可达电池组正常工作时的30倍以上，这时其发热量约为电池正常工作时的1000倍以上，由于短时间内产生大量的热，使极耳温度急剧升高，达到熔点，极耳熔断，切断电流。

优选对称角形或弧形缺口的细颈部导电端子，是基于以下原因：村料的电阻R与其电导率ρ、长度L及截面积S有关：

R＝ρ×L/S缺口处横截面积较小，在相同长度的情况下，此处的电阻相对较大，与其它部分相比生热较多，更易于熔断；同时由于其在整个极耳中所占长度较少，对于整个极耳的电阻增加不多，这样既使极耳在短路时更易于熔断，又使电池内阻增加不多。