CN208955131U - 圆柱形复合中心针 - Google Patents

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刘婧
孟繁慧
谢富国
周江
伍绍中
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Abstract

本实用新型涉及一种圆柱形复合中心针，包括圆柱形中心针，其特征是：所述圆柱形中心针包括非弹性中心针骨架及包裹于其上的环形弹性包覆层构成复合中心针本体，所述弹性包覆层采用弹性泡沫材料制成。有益效果：本实用新型具有高弹性，其压缩强度小于固态电池内部的膨胀应力，可吸收电芯向内的体积膨胀，用于构建呼吸式的圆柱形固态电芯工作机制，维持电芯内部体积不变。本实用新型可支持圆柱形固态电芯呼吸式的工作机制，可以避免因圆柱形固态电池充放电过程中体积的膨胀收缩造成的电芯结构的破坏，进而保证了应用本实用新型的圆柱形固态电池性能更稳定。

Description

圆柱形复合中心针
技术领域
本实用新型属于锂电池领域，尤其涉及一种圆柱形复合中心针。
背景技术
固态电池作为具有本征安全属性的电池，兼具高能量密度、高安全性的特点。固态锂离子电池，利用固态电解质的化学惰性及高强度力学特征，可以抑制电池内部副反应发生，同时，可抑制锂枝晶形成，进而优化提升锂电池的安全性，为锂金属在锂离子电池中的应用提供了解决方案。但是，固态锂离子电池在工作过程中会发生较大的体积变化，充电式体积膨胀，放电时体积收缩，上述体积变化会造成界面损伤，特别是对于固定型号的圆柱形固态电池，极组径向的体积变化造成电极的严重变形，从而使圆柱形固态锂电池性能发生衰减。
实用新型内容
本实用新型是为了克服现有技术中的不足，提供一种圆柱形复合中心针，具有高弹性，其压缩强度小于固态电池内部的膨胀应力，可吸收电芯向内的体积膨胀，用于构建呼吸式的圆柱形固态电芯工作机制，维持电池电芯内部体积不变。
本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种圆柱形复合中心针，包括圆柱形中心针，其特征是：所述圆柱形中心针包括非弹性中心针骨架及包裹于其上的环形弹性包覆层构成复合中心针本体，所述弹性包覆层采用弹性泡沫材料制成。
所述圆柱形中心针的压缩形变为5％≤ε≤50％。
所述圆柱形中心针压缩形变(ε)范围为0≤ε≤60％；其可承受的压缩强度(σ)范围为0≤σ≤30MPa，σ应总是小于电池壳破裂强度。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有高弹性，其压缩强度小于固态电池内部的膨胀应力，可吸收电芯向内的体积膨胀，用于构建呼吸式的圆柱形固态电芯工作机制，维持电芯内部体积不变。本实用新型可支持圆柱形固态电芯呼吸式的工作机制，可以避免因圆柱形固态电池充放电过程中体积的膨胀收缩造成的电芯结构的破坏，进而保证了应用本实用新型的圆柱形固态电池性能更稳定。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图中：1、非弹性中心针骨架，2、环形弹性包覆层，3、复合中心针本体。
具体实施方式
以下结合较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式详述如下：
详见附图，本实施例公开了一种圆柱形复合中心针，包括圆柱形中心针，所述圆柱形中心针包括非弹性中心针骨架1及包裹于其上的环形弹性包覆层2构成复合中心针本体3，所述弹性包覆层采用弹性泡沫材料制成。所述圆柱形中心针压缩形变(ε)范围为0≤ε≤60％；其可承受的压缩强度(σ)范围为0≤σ≤30MPa，σ应总是小于电池壳破裂强度。需要说明的是，实际应用中，在圆柱形中心针的正常压缩形变范围内，σ应总是小于电池壳破裂强度，以保证弹性中心针在受到自壳体向电芯内部的压力时，体积收缩，以便圆柱形中心针吸收向内的电芯体积膨胀。
工作原理：
本实用新型用于圆柱形电芯，置于电芯的芯部。圆柱形复合中心针的非弹性中心针骨架提供圆柱径向上的机械强度，环形包覆层制造材料为高弹性泡沫材料，弹性环形包覆层吸收电芯膨胀。该中心针具有较宽的压缩形变范围，其压缩强度小于固态电池内部的膨胀应力，吸收电芯向内的体积膨胀，用于构建呼吸式的圆柱形固态电芯工作机制，维持电芯内部体积不变。
实施例1
一种用于圆柱形(14500)固态锂离子电池的复合中心针的高弹性泡沫材料制造材料为高弹性泡沫材料热塑性硫化橡胶(TPV)，其中塑料部分为PP，橡胶部分为乙烯丙烯二烯烃M类橡胶EPDM。PP/EPDM的质量比6:4；圆柱形非弹性中心针骨架为PP塑料材质，直径为0.5毫米，环形包覆层厚0.5毫米，中心针圆柱部分长度大于负极片宽度为46毫米，该固态锂离子电池的中心针具有较宽的压缩形变范围，其压缩强度小于固态电池内部的膨胀应力，吸收电芯向内的体积膨胀，用于构建呼吸式的固态电芯工作机制，维持电芯内部体积不变。
所述的固态锂离子电池的中心针，其具有高弹性及较宽的压缩形变(ε)范围，并具有与电芯内部膨胀应力相匹配的压缩强度(σ)，σ总是小于电池壳破裂强度(10MPa)。压缩形变(m％)与压缩强度(σm)对应关系如表1：
表1、压缩形变与压缩强度对应关系：
实施例2
一种用于圆柱形(18650)固态锂离子电池的复合中心针的环形包覆层制造材料为高弹性泡沫材料，弹性环形包覆层吸收电芯膨胀。高弹性泡沫材料热塑性硫化橡胶(TPV)，其中塑料部分为PP，橡胶部分为乙烯丙烯二烯烃M类橡胶EPDM。PP/EPDM的质量比6:4。圆柱形非弹性中心针骨架为PP塑料材质，直径为0.5毫米，环形包覆层厚0.75毫米，中心针圆柱部分长度大于负极片宽度为61毫米，该固态锂离子电池的中心针具有较宽的压缩形变范围，其压缩强度小于固态电池内部的膨胀应力，吸收电芯向内的体积膨胀，用于构建呼吸式的固态电芯工作机制，维持电芯内部体积不变。
所述的固态锂离子电池的中心针，其具有高弹性及较宽的压缩形变(ε)范围，并具有与电芯内部膨胀应力相匹配的压缩强度(σ)，σ总是小于电池壳破裂强度(10MPa)。压缩形变(m％)与压缩强度(σm)对应关系如表2：
表2、压缩形变与压缩强度对应关系：
实施例3
一种用于圆柱形(21700)固态锂离子电池的中心针的环形包覆层制造材料为高弹性泡沫材料，弹性环形包覆层吸收电芯膨胀。高弹性泡沫材料为热塑性硫化橡胶(TPV)，其中塑料部分为PP，橡胶部分为乙烯丙烯二烯烃M类橡胶EPDM。PP/EPDM的质量比6:4。圆柱形非弹性中心针骨架为金属镍材质，直径为1毫米，环形包覆层厚1毫米，中心针圆柱部分长度大于负极片宽度为66毫米，该固态锂离子电池的中心针具有较宽的压缩形变范围，其压缩强度小于固态电池内部的膨胀应力，吸收电芯向内的体积膨胀，用于构建呼吸式的固态电芯工作机制，维持电芯内部体积不变。
所述的固态锂离子电池的中心针，其具有高弹性及较宽的压缩形变(ε)范围，并具有与电芯内部膨胀应力相匹配的压缩强度(σ)，σ总是小于电池壳破裂强度(12MPa)。压缩形变(m％)与压缩强度(σm)对应关系如表3：
表3、压缩形变与压缩强度对应关系：
实施例4
一种用于圆柱形(26650)固态锂离子电池的复合中心针的环形包覆层制造材料为高弹性泡沫材料，弹性环形包覆层吸收电芯膨胀。高弹性泡沫材料热塑性硫化橡胶(TPV)，其中塑料部分为PP，橡胶部分为乙烯丙烯二烯烃M类橡胶EPDM。PP/EPDM的质量比6:4。圆柱形非弹性中心针骨架为PP塑料材质，直径为1毫米，环形包覆层厚2毫米，中心针圆柱部分长度大于负极片宽度为61毫米，该固态锂离子电池的中心针具有较宽的压缩形变范围，其压缩强度小于固态电池内部的膨胀应力，吸收电芯向内的体积膨胀，用于构建呼吸式的固态电芯工作机制，维持电芯内部体积不变。
所述的固态锂离子电池的中心针，其具有高弹性及较宽的压缩形变(ε)范围，并具有与电芯内部膨胀应力相匹配的压缩强度(σ)，σ总是小于电池壳破裂强度(10MPa)。压缩形变(m％)与压缩强度(σm)对应关系如表4：
表4、压缩形变与压缩强度对应关系：
上述参照实施例对该一种圆柱形复合中心针的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本实用新型总体构思下的变化和修改，应属本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种圆柱形复合中心针，包括圆柱形中心针，其特征是：所述圆柱形中心针包括非弹性中心针骨架及包裹于其上的环形弹性包覆层构成复合中心针本体，所述弹性包覆层采用弹性泡沫材料制成。
2.根据权利要求1所述的圆柱形复合中心针，其特征是：所述圆柱形中心针的压缩形变为5%≤ε≤50%。
3.根据权利要求1或2所述的圆柱形复合中心针，其特征是：所述圆柱形中心针压缩形变ε范围为0≤ε≤60%；其可承受的压缩强度σ范围为0≤σ≤30MPa，σ应总是小于电池壳破裂强度。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112909446A (zh) * 2021-03-26 2021-06-04 深圳市璞厉科技有限公司 一种圆柱形电池
CN113036281A (zh) * 2021-03-26 2021-06-25 深圳市璞厉科技有限公司 一种用于圆柱电池的中空管及圆柱电池

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CN112909446A (zh) * 2021-03-26 2021-06-04 深圳市璞厉科技有限公司 一种圆柱形电池
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