[发明专利]蓄电池、蓄电池组及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓄电池，其具有一个长方六面体形状的壳体、一个电极板叠堆以及处于壳体中的电解液，该电极板叠堆具有多个交替叠置并且由位于中间的分隔装置相互分开的正电极板及负电极板，所述壳体具有一个可用一个盖封闭的、用于导入电极板叠堆的开口，其中，这些正电极板在电极板叠堆的一个第一侧边缘上彼此连接，这些负电极板在电极板叠堆的与第一侧边缘对立的第二侧边缘上彼此连接并且这些负电极板与壳体的内侧电接触。

本发明还涉及一种具有多个这种蓄电池的蓄电池组。

本发明还涉及一种用于制造这种蓄电池及蓄电池组的方法。

背景技术

例如在混合动力机动车中需要高能效的电池系统作为储存系统。它们必需在短时间上输出高功率并且在短的时间间隔内可吸收大的电功率。在极端情况下该放电及充电过程以一个紧促的时间序列相继进行。因为无论放电过程还是充电过程均与由(欧姆的或电化学的)极化产生的能耗相关联，在电池系统持续工作时由于能耗引起相当大的发热。这可导致电池显著地变热及由此导致对其工作范围的限制。在高温时例如对于镍氢(NiMH)蓄电池或镍-镉(NiCd)蓄电池仅能提供充电状态的60％的最大功率。

另一方面，电池中高的工作温度将导致其使用寿命的缩短。对于这种使用寿命缩短的过程有责任的是电极上的化学过程，该化学过程使材料的储能能力或可吸收电功率的速度持续地减小。高温也可导致液态电解质的耗损，该电解质通过温度升高时渗透性增强的密封材料可发生迁移。尤其是使用塑料作为壳体材料的电化学储存系统可能遭受到通过该扩散/渗透过程的电解质高耗损。

除此以外，在当今的混合动力机动车中愈来愈多地使用的NiMH系统中，还附带有作为有害作用的透过塑料壳体壁的氢损耗。因为在储氢合金中存入的氢是真正有效的负电极材料，它的损耗可显著地干扰储存系统的功能。

在碱电池技术中对于电池壳体优选使用钢，钢在薄的实施形式中既可防止水的渗透也可很大程度上抑制H₂的渗透。缺点是钢的有限的设计可能性，这尤其是涉及薄壁的实施形式。但出于节省重量的原因薄壁壳体是绝对有必要的。

因为蓄电池在其气密地实施形式中在确定的工作状态中(高温，过充电等)可出现内部压力，故需要一个稳定的壳体，该壳体同时也应有效地排出热量。

一个理想的技术解决方案为圆柱形的钢电池，正如当前在器具电池应用的广泛领域中所使用的。圆柱形的结构形式即使对于高压力也是稳定的。由此可实现允许快速热传递的薄壁金属容器。但圆柱形的结构形式局限在相对小的电池上。随着电池容量的加大，其直径增加，由此难于将热从其内部排出。

一种在热传递方面原理上有利的结构形式为扁平的棱柱形蓄电池，它们可被组合成蓄电池组。

在S.Hamada，T.Asahina，T.Matsuurah，H.Miyamoto，T.Ito写的：“用于HEV的新型棱柱形Ni-MH电池的开发”(第5届先进汽车电池会议会刊，2005年6月13-17日，夏威夷之檀香山，第4期第16号)中描述了一种具有金属壳体的蓄电池，其中与负电极板连接的输出接触板与电池壳体相焊接。在壳体的对立侧上，正极端子被从金属壳体引出并且用一个绝缘笼与壳体电绝缘。为了连接彼此相邻的蓄电池，这些正极端子与壳体的构成负极的联接接触板相焊接。

由壳体导出一个气体过压阀，其中一排蓄电池的气体过压阀通过套在这些气体过压阀上的气体导出通道彼此连接。

蓄电池组被一个绝缘膜覆盖，以避免短路。

一个类似的蓄电池的实施形式被描述在T.Hayashi，M.Ito，T.Ishishita，Y.Arase写的：“用于混合动力机动车的新电池系统的开发”(第5届先进汽车电池会议会刊，2005年6月13-17日，夏威夷之檀香山，第4期)中。在其中也提出了一种用于蓄电池的金属壳体并且电极直接与电池壳体及正极焊接，以便节省连接空间。

在U.S.2004/0248002A1中描述了一种棱柱形的蓄电池，其中正极被引导穿过壳体盖中的孔。正极为一个铆钉形式并且可变形，当正极被固定在盖上时挤压住一个被引导穿过该孔的密封圈。在将电极板叠堆放入壳体并且关闭盖后，正极靠触在用于正电极板的输出接触板上。然后使盖与壳体相焊接并且借助铆钉形式的正极的空心实施形式可进行正极与用于正电极板的输出接触板的激光焊接。

在DE 101 44 281 A1中描述了一种圆电池，其中卷绕电极与一个设有接触条的输出板焊接。接触条被弯曲，以使得它靠触在一个壳体罩的内侧面上。