[实用新型]一种电芯中心孔插针组件

说明书

本实用新型公开了一种电芯中心孔插针组件，包括一个壳体、至少一种引出导体和绝缘密封物质，其可与电芯外壳密封连接构成环状空腔，此空腔可容纳含中心孔电极组，其中的引出导体在针状结构两端分别具有可进行电路拓展的触点区域。利用该复合插针组件可在电极组的中心孔内实现圆柱电芯极性分离在电极组的中心孔内实现，颠覆了原本使用电芯壳与盖作为正负极的设计，可释放原本圆柱电芯用于绝缘壳盖的空间，提高电芯能量密度。

技术领域

本实用新型涉及电芯零部件结构技术领域，尤其涉及一种电芯中心孔插针组件。

背景技术

锂离子电芯绿色环保，循环寿命长、倍率性能及安全可靠性能好，被广泛应用于各储能产品、消费类电子产品以及动力电芯产品。锂离子电芯按照制作工艺可分为软包锂离子电芯，方形铝壳电芯及钢壳圆柱形电芯。其中钢壳圆柱形电芯由于工艺高度标准化，成本相当低廉，被广泛应用于动力汽车电芯。作为高速发展的新能源产业，在激烈的市场竞争下，客户对电芯的能量密度以及外观的要求也越来越高。

目前常见的锂离子电池电极组成型工艺包括卷绕和叠片两种工艺，实践证明，在圆柱电池领域，采用卷绕工艺获得的电池空间利用更佳，能量密度比叠片工艺电芯更高。然而，当采用卷绕成型圆柱形极组时，不可避免的会遗留因放置卷针而造成的卷绕中心孔，该孔直径一般大于1mm。这个卷绕中心孔一方面浪费电芯空间，另一方面由于孔的存在还可能导致极组在使用过程中结构坍塌，故大多数圆柱形电芯会在电极组的中心孔内放置插针以稳定结构，常用的不心孔插针为一金属管。

通常地，圆柱型电芯包括一个“U”字型金属底壳和“一”字型顶盖。上述底壳与顶盖通过绝缘胶圈和滚边处理密封连接在一起，将放置了中心针的极组密封在其构成的空腔内。采用这种结构的圆柱型电芯中，中心插针占用了卷绕中心孔的体积，而作用仅仅为稳定电极组结构。另一方面，圆柱型电芯还不得不另外提供空间来实施电芯的电极性分离功能。例如，传统18650及21700圆柱形电芯，其电芯的正负极分别是电芯的底壳与壳盖，正负极性的分隔是通过绝缘胶圈在壳盖侧通过滚边工艺密封实现，上述结构占用了电芯约4～6mm长度空间，相当于5.7％～10％空间浪费；上述结构在电芯高度减小时，会急剧降低能量密度，故目前对于高度较小的圆柱形电芯(纽扣电芯)则将电芯极性分隔功能转移到了径向方向，该类电芯的正负极依然分别连接在底壳与壳盖上，底壳与壳盖同轴扣在一起，中间填充绝缘层实现极性分隔，极性分隔结构在电芯最外圈(参考专利：ZL201080007121.9)，这种结构需要占用圆形截面最外圈约0.6mm空间，对于直径8～20mm电芯，相当于6％～15％空间浪费。

总结而言，当前圆柱型电芯空间分配不合理，中心插针和电池极性分离分别独自占用一部分电芯体积，阻碍了电芯能量密度的提升。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电芯中心孔插针组件，该插针组件不仅具有传统插针组件的功能，同时可实现电芯极性的分离，能够释放原本额外的用于电芯极性分离的空间，从而提升电芯能量密度。

为实现本实用新型的目的，本实用新型提供的一种电芯中心孔插针组件，包括：

一个插针壳体、至少一种引出导体以及绝缘密封物质；

其中，所述插针壳体至少包括一个上下开口的筒状部，所述筒状部插入电极组中心孔内；所述绝缘密封物质部分或全部设置在所述筒状部内；所述引出导体贯穿所述绝缘密封物质；所述引出导体下端与电芯正电极和/或负电极导电连接，从而实现电芯极性引出。

进一步地，所述插针壳体的纵截面呈型，其包括一个上下开口的筒状部和在所述筒状部顶端向外展开形成的圆盘形翼缘。

进一步地，所述插针壳体的纵截面呈形，其包括一个上下开口的筒状部和在所述筒状部顶端向外展开形成的圆杯。

进一步地，所述插针壳体的纵截面呈形，其为一个上下开口的筒状部。当然，插针壳体的纵截面并不仅仅限于上述三种情形，插针壳体的形状可从柱状部上端一端向外扩展形成介于几种形态之间的形态。