玻璃粉体组合物、玻璃封接料及其制备方法和电池技术

本发明专利技术提供一种玻璃粉体组合物，包括玻璃网络形成体、玻璃网络中间体和添加剂，其中，所述玻璃网络形成体为含磷化合物，所述玻璃网络中间体选自镧系金属氧化物和/或过渡金属氧化物，并且所述玻璃网络形成体在所述玻璃粉体组合物中的百分比在25wt％‑55wt％之间，所述玻璃网络中间体在所述玻璃粉体组合物中的百分比在15wt％‑30wt％。本发明专利技术还提供一种玻璃封接料的制备方法、一种玻璃封接料、一种电池。所述玻璃封接料具有较高的热膨胀系数，并且具有稳定的化学性能，不与电池中的电解液反应。

Glass powder composition, glass sealing material, preparation method and battery thereof

The present invention provides a glass powder composition comprising a glass network forming body, a glass network intermediate and an additive, wherein the glass network forming body is a phosphorus-containing compound, the glass network intermediate is selected from lanthanide metal oxides and/or transition metal oxides, and the glass network forming body is said to be in the glass. The percentage of the glass powder composition is between 25wt%55wt%, and the percentage of the glass network intermediate in the glass powder composition is between 15wt%30wt%. The invention also provides a method for preparing the glass sealing material, a glass sealing material and a battery. The glass sealing material has high thermal expansion coefficient and stable chemical properties, and does not react with the electrolyte in the battery.

【技术实现步骤摘要】
玻璃粉体组合物、玻璃封接料及其制备方法和电池
本专利技术涉及封接材料领域，具体地，涉及一种玻璃粉体组合物、利用该玻璃粉体组合物制成的玻璃封接料、该玻璃封接料的制备方法和一种电池。
技术介绍
动力电池是由电池单元(也称作电芯)、由电芯组成的电池堆、以及由电池堆组成的模组所组成。电芯包括由无氧铜或者铜合金制成的负极极耳，该负极极耳要与电池铝制外壳做电绝缘以及气密性封接。目前主要有三种封接方法：第一种是利用塑胶密封件，但是热注塑后密封塑料会变形，导致气密性下降、电解液泄漏；第二种是利用镀镍陶瓷环，再利用金属焊料对陶瓷环分别与极耳和外壳进行器皿性焊接，缺点是镀镍层的界面结合性差，焊接工艺复杂；第三种是利用低熔点封接玻璃进行封接。但是，含有二氧化硅的玻璃的抗电解液腐蚀性差，氧化铋系玻璃虽然具有较高的机械性能和电绝缘性能以及良好的耐腐蚀性能，但是，热膨胀系数小于铜、铝等的热膨胀系数，封装过程中需要高温以及惰性气体保护，封装结束后容易出现开裂。如何对电池的电极极耳进行良好的封装成为本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种玻璃粉体组合物、利用该玻璃粉体组合物制成的玻璃封接料、该玻璃封接料的制备方法和一种电池。所述玻璃粉体组合物具有较高的热膨胀系数，可以对电池的极耳进行良好的封装。为了实现上述目的，作为本专利技术的一个方面，提供一种玻璃粉体组合物，其中，所述玻璃粉体组合物包括玻璃网络形成体、玻璃网络中间体和添加剂，其中，所述玻璃网络形成体为含磷化合物，所述玻璃网络中间体选自镧系金属氧化物和/或过渡金属氧化物，并且所述玻璃网络形成体在所述玻璃粉体组合物中的百分比在25wt％-55wt％之间，所述玻璃网络中间体在所述玻璃粉体组合物中的百分比在15wt％-30wt％。优选地，所述玻璃网络形成体包括P2O5或者磷酸盐。优选地，所述玻璃网络中间体包括氧化亚锡。优选地，所述添加剂包括在所述玻璃粉体组合物中占以下比例的以下组份：B2O3：3wt％-15wt％；BaO：5wt％-10wt％；Al2O3：1wt％-10wt％；ZnO：1wt％-9wt％；Li2O：1wt％-5wt％。优选地，所述添加剂还包括第二类添加剂，所述第二类添加剂选自SrO、ZrO2中的任意一者或两者，且所述调节剂在所述玻璃粉体组合物中的比例不超过5wt％。作为本专利技术的另一个方面，提供一种玻璃封接料的制备方法，其中，所述制备方法包括：将本专利技术所提供的上述玻璃粉体组合物加热至熔融温度，并保持预定时间，以获得熔融体；对所述熔融体进行冷却，使得所述熔融体固化为固体；对所述固体进行研磨，以获得所述玻璃封接料。优选地，所述熔融温度在1000℃至1200℃之间。优选地，所述预定时间在1小时至5小时之间。优选地，对所述熔融体进行冷却的步骤包括：将所述熔融体倒入冷却水中，以获得所述固体。优选地，对所述熔融体进行冷却的步骤包括利用双辊轧机对所述熔融体进行冷轧，以获得所述固体。优选地，所述玻璃封接料的粒径在1微米至20微米之间。作为本专利技术所提供的第三个方面，提供一种玻璃封接料，其中，所述玻璃封接料由本专利技术所提供的上述制备方法制得。作为本专利技术的第四个方面，提供一种电池，所述电池包括电极极耳、壳体和将所述电极极耳与所述壳体密封的玻璃封装环，其中，所述玻璃封装环由本专利技术所提供的上述玻璃封接料制成。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术所提供的玻璃封接料的制备方法。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。作为本专利技术的一个方面，提供一种玻璃粉体组合物，所述玻璃粉体组合物包括玻璃网络形成体、玻璃网络中间体和添加剂，其中，所述玻璃网络形成体为含磷化合物，所述玻璃网络中间体选自镧系金属氧化物和/或过渡金属氧化物，并且所述玻璃网络形成体在所述玻璃粉体组合物中的百分比在25wt％-55wt％之间，所述玻璃网络中间体在所述玻璃粉体组合物中的百分比在15wt％-30wt％。所述玻璃网络形成体为含磷化合物(例如，P2O5、磷酸盐等)，含磷化合物不会与电池的电解液反应，因此，含有含磷化合物的玻璃封接料适于用在电池中。在本专利技术中，玻璃网络形成体在玻璃粉体组合物中的百分比在25wt％-55wt％之间，因此，利用所述玻璃粉体组合物容易形成玻璃体且使得利用所述玻璃粉体组合物制得的玻璃封接料具有较好的化学稳定性。形成了玻璃体之后，玻璃网络中间体嵌段在玻璃网络体中，可以降低所述玻璃粉体组合物制成的玻璃的软化温度，同时可以提高玻璃的热膨胀系数。在本专利技术中，对添加剂的具体类型并不做特殊的规定，所述添加剂可以是降低玻璃的高温粘度、降低热膨胀系数、降低熔点、提高强度、提高化学稳定性的物质。本专利技术所提供的玻璃粉体组合物制成的玻璃封接料可以具有较高的热膨胀系数、较稳定的化学性能以及较高的强度。因此，利用所述玻璃粉体组合物制成的玻璃封接料适于应用于电池中，对电池的极耳和壳体之间进行封接。当然，本专利技术并不限于此，还可以利用所述玻璃封接料对其他电子设备进行封装。如上文中所述，作为本专利技术的一种优选实施方式，所述玻璃网络形成体包括P2O5或者磷酸盐。在本专利技术中，对所述玻璃网络中间体的具体材料没有特殊的要求。例如，所述玻璃网络中间体可以是PbO、TeO2、SnO中的任意一者。进一步优选地，所述玻璃网络中间体可以为氧化亚锡，氧化亚锡没有毒性、价格适中，并且，由于氧化亚锡适于批量审查，因此氧化亚锡更加容易获得。优选地，所述添加剂包括在所述玻璃粉体组合物中占以下比例的以下组份：B2O3：3wt％-15wt％；BaO：5wt％-10wt％；Al2O3：1wt％-10wt％；ZnO：1wt％-9wt％；Li2O：1wt％-5wt％。其中，B2O3可以在一定范围内调节玻璃软化温度，降低玻璃高温粘性。BaO可以在一定范围内调节玻璃的热膨胀系数，进一步提高玻璃的热膨胀系数。Al2O3可以提高玻璃的化学稳定性，并且还可以在封接温度范围内稳定玻璃体，避免发生析晶。氧化锌可以降低玻璃的熔点，有利于进行封装的进行。氧化锂可以提高玻璃的自身强度。进一步优选地，所述添加剂还包括第二类添加剂，所述第二类添加剂选自SrO、ZrO2中的任意一者或两者，且所述调节剂在所述玻璃粉体组合物中的比例不超过5wt％。所述第二类添加剂可以对玻璃的高温粘度、化学稳定性进行微调。作为本专利技术的另一个方面，提供一种玻璃封接料的制备方法，其中，所述制备方法包括：在步骤S110中，将本专利技术所提供的上述玻璃粉体组合物加热至熔融温度，并保持预定时间，以获得熔融体；在步骤S120中，对所述熔融体进行冷却，使得所述熔融体固化为固体；在步骤S130中，对所述固体进行研磨，以获得所述玻璃封接料。本专利技术所提供的玻璃封接料由所述玻璃粉体组合物制成，上文中已经对其优点进行了详细的说明，这里不再赘述。可以根据玻璃粉体组合物的具体成分确定所述熔融温度以及所述预定时间。当所述玻璃粉体组合物中的玻璃网络形成体为P2O5、玻璃网络中间体为氧化亚锡、第一类添加剂包括氧化硼、氧化钡、氧化铝、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻璃粉体组合物，其特征在于，所述玻璃粉体组合物包括玻璃网络形成体、玻璃网络中间体和添加剂，其中，所述玻璃网络形成体为含磷化合物，所述玻璃网络中间体选自镧系金属氧化物和/或过渡金属氧化物，并且所述玻璃网络形成体在所述玻璃粉体组合物中的百分比在25wt％‑55wt％之间，所述玻璃网络中间体在所述玻璃粉体组合物中的百分比在15wt％‑30wt％。

【技术特征摘要】
1.一种玻璃粉体组合物，其特征在于，所述玻璃粉体组合物包括玻璃网络形成体、玻璃网络中间体和添加剂，其中，所述玻璃网络形成体为含磷化合物，所述玻璃网络中间体选自镧系金属氧化物和/或过渡金属氧化物，并且所述玻璃网络形成体在所述玻璃粉体组合物中的百分比在25wt％-55wt％之间，所述玻璃网络中间体在所述玻璃粉体组合物中的百分比在15wt％-30wt％。2.根据权利要求1所述的玻璃粉体组合物，其特征在于，所述玻璃网络形成体包括P2O5或者磷酸盐。3.根据权利要求1所述的玻璃粉体组合物，其特征在于，所述玻璃网络中间体包括氧化亚锡。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的玻璃粉体组合物，其特征在于，所述添加剂包括在所述玻璃粉体组合物中占以下比例的以下组份：B2O3：3wt％-15wt％；BaO：5wt％-10wt％；Al2O3：1wt％-10wt％；ZnO：1wt％-9wt％；Li2O：1wt％-5wt％。5.根据权利要求4所述的玻璃粉体组合物，其特征在于，所述添加剂还包括第二类添加剂，所述第二类添加剂选自SrO、ZrO2中的任意一者或两者，且所述调节剂在所述玻璃粉体组合物中的比例...

【专利技术属性】
技术研发人员：于洪林，卢克军，秦国斌，
申请(专利权)人：北京北旭电子材料有限公司，京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11