專利名稱：半橢球形高壓氫鎳電池殼蓋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電池領(lǐng)域，涉及高壓氫鎳電池殼體技術(shù)，尤其是一種半橢球形高
壓氫鎳電池殼蓋。
背景技術(shù)：
我國(guó)高壓氫鎳電池的研究已經(jīng)有近30年的歷史，主要作為儲(chǔ)能電源應(yīng)用于空間飛行器上。在此期間我國(guó)研發(fā)出了 3. 5〃 、4. 5〃系列氫鎳電池，容量覆蓋15Ah 150Ah，并且產(chǎn)品已在多顆在軌飛行的衛(wèi)星上應(yīng)用。 高壓氫鎳電池負(fù)極活性物質(zhì)是氫氣，充電時(shí)產(chǎn)生氫氣，放電時(shí)消耗氫氣。因此電池殼體要具有一定的耐高壓和壓力疲勞能力?，F(xiàn)有電池殼體直徑最大為4. 5〃 (115mm)，包括電池殼蓋、殼底兩部分，且多數(shù)電池殼蓋、殼底兩端是球形結(jié)構(gòu)，少部分電池殼蓋為球形結(jié)構(gòu)、殼底為橢球形結(jié)構(gòu)。對(duì)于超大容量氫鎳電池(200Ah 400Ah)，直徑為145mm(5. 5〃 )，若電池殼蓋仍然采用球形結(jié)構(gòu)、殼底采用球形或橢球形結(jié)構(gòu)，會(huì)使電池較長(zhǎng)，既不利于電液回流，又使電池內(nèi)部正負(fù)極引線較長(zhǎng)，在增加電池內(nèi)阻的同時(shí)也增加了電池重量。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，從提高電池比能量角度出發(fā)，提供一種半橢球形高壓氫鎳電池殼蓋，既滿足規(guī)定安全系數(shù)，又能實(shí)現(xiàn)重量輕、體積小的殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 —種半橢球形高壓氫鎳電池殼蓋，包括電池殼蓋、殼底，殼底和殼蓋同軸密封固裝后所構(gòu)成的腔體內(nèi)安裝有極組，殼底與殼蓋通過(guò)焊接環(huán)同軸密封固裝，在殼蓋上固裝有極柱，其中殼蓋為半橢球形結(jié)構(gòu)。 而且，所述殼底為半橢球形結(jié)構(gòu)或者半球形結(jié)構(gòu)。[0008] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為 1、本實(shí)用新型的殼體設(shè)計(jì)不再采用傳統(tǒng)的半球形殼蓋，而是同殼底一樣均采用半橢球形結(jié)構(gòu)，這樣可以縮短電池電解液回流路徑，減少電極引線的長(zhǎng)度；而且應(yīng)用于電池組時(shí)不僅可以減輕結(jié)構(gòu)件重量，還有利于電池組熱設(shè)計(jì)的改善。 2、本實(shí)用新型為超大容量氫鎳蓄電池(200Ah 400Ah)提供一種殼蓋的新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，達(dá)到提高電池重量、體積比能量的目的。經(jīng)過(guò)測(cè)試，采用本殼體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的300Ah氫鎳單體電池，爆破壓力大于等于18MPa，安全系數(shù)大于等于2. 5，耐壓力循環(huán)(0 6MPa) 50000次以上，滿足超大容量氫鎳電池安全可靠性要求。

圖1為本實(shí)用新型的外部示意圖；[0012] 圖2為圖1的左視圖；[0013] 圖3為圖1的截面剖視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描 述性的，不是限定性的，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。 —種半橢球形高壓氫鎳電池殼蓋，包括電池殼蓋2、殼底4，殼底和殼蓋同軸密封
固裝后所構(gòu)成的腔體內(nèi)安裝有極組6，殼底與殼蓋通過(guò)焊接環(huán)3同軸密封固裝，殼底為半橢
球形結(jié)構(gòu)或者半球形結(jié)構(gòu)，本實(shí)例為半橢球形結(jié)構(gòu)，在殼蓋上固裝有兩個(gè)極柱l，該極柱與
腔體內(nèi)的與極組相連的電極引線5連接。 本實(shí)用新型的創(chuàng)新點(diǎn)是殼蓋為半橢球形結(jié)構(gòu)。 殼蓋的半橢球形結(jié)構(gòu)與殼底的半橢球形結(jié)構(gòu)為鏡向?qū)ΨQ設(shè)置。 本實(shí)用新型適于0. 5英寸 40. 0英寸直徑的電池。 本實(shí)用新型的加工工藝是 電池殼蓋通過(guò)拉伸工藝進(jìn)行加工，步驟如下1)將電池殼體材料裁成600X600mm
的方塊；2)將材料置于凹模上，使用壓板施一壓邊力Q;3)在一定引伸力F下，調(diào)整凸模的
行程、拉伸速度；4)將拉伸完成后的零件切口 (為了保證切口的完整性，可在切口工序中留
出余量)；5)在殼蓋需要安裝極柱的位置按照與極柱配合的尺寸加工成圓孔。 進(jìn)行半橢球形狀設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到殼體制造的拉伸加工工藝的特點(diǎn)(拉伸工藝使得
殼蓋橢球頂部變薄為直壁的0.9倍)，若采用標(biāo)準(zhǔn)型橢球(長(zhǎng)軸短軸=2 : l)形狀，則會(huì)
使得橢球頂部的應(yīng)力大于殼體直壁部分，而成為薄弱環(huán)節(jié)，因此設(shè)計(jì)時(shí)的橢球形短半軸比
長(zhǎng)半軸的一半略長(zhǎng)，這樣就使得電池殼蓋、殼底橢球頂部的應(yīng)力和直壁部分基本相等，使得
殼體接近等強(qiáng)度的設(shè)計(jì)。 超大容量氫鎳電池(200Ah 400Ah)的研制必須加大電池殼體直徑，同時(shí)權(quán)衡直 徑加大之后對(duì)電池性能的影響，最終確定電池殼體的最佳直徑為145mm(5. 5英寸)。 本實(shí)用新型的工作原理是 高壓氫鎳電池殼體是一種全密封的壓力容器，由于氫氣作為活性物質(zhì)，其需耐受 電池充放電過(guò)程中的壓力交變，且不允許出現(xiàn)氫氣、電解液等泄漏現(xiàn)象。圖3為電池裝配示 意圖，殼底和殼蓋通過(guò)焊接環(huán)焊接在一起，起到固定極組的作用；和電極引線連接的極柱則 焊接在殼蓋的極柱孔上，形成電池輸出的正負(fù)端子。 電池在充電末期和放電時(shí)會(huì)釋放熱量，極組溫度升高，會(huì)使極組中的電解液中的 水分揮發(fā)并在較冷的殼體處冷凝下來(lái)，然后再通過(guò)殼壁的氧化鋯涂層回流到極組中去。
權(quán)利要求一種半橢球形高壓氫鎳電池殼蓋，包括電池殼蓋、殼底，殼底和殼蓋同軸密封固裝后所構(gòu)成的腔體內(nèi)安裝有極組，殼底與殼蓋通過(guò)焊接環(huán)同軸密封固裝，在殼蓋上固裝有極柱，其特征在于殼蓋為半橢球形結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半橢球形高壓氫鎳電池殼蓋，其特征在于所述殼底為半橢球形結(jié)構(gòu)或者半球形結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種半橢球形高壓氫鎳電池殼蓋，包括電池殼蓋、殼底，殼底和殼蓋同軸密封固裝后所構(gòu)成的腔體內(nèi)安裝有極組，殼底與殼蓋通過(guò)焊接環(huán)同軸密封固裝，在殼蓋上固裝有極柱，其中殼蓋為半橢球形結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的殼體設(shè)計(jì)不再采用傳統(tǒng)的半球形殼蓋，而是同殼底一樣均采用半橢球形結(jié)構(gòu)，這樣可以縮短電池電解液回流路徑，減少電極引線的長(zhǎng)度；而且應(yīng)用于電池組時(shí)不僅可以減輕結(jié)構(gòu)件重量，還有利于電池組熱設(shè)計(jì)的改善。
文檔編號(hào)H01M2/02GK201466138SQ20092009676
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月15日
發(fā)明者李會(huì)娟, 李垚, 焦萌, 羅萍, 趙宏偉, 鄭義, 郝永輝, 靳增會(huì) 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所