本发明专利技术涉及一种焊接玻璃、绝缘套管以及包括绝缘套管的装置。焊接玻璃包含以摩尔％计的如下组分：P2O5，37‑50摩尔％；Al2O3，0‑14摩尔％；B2O3，2‑10摩尔％；Na2O，0‑30摩尔％；M2O，0‑20摩尔％，其中M＝K、Cs和/或Rb；Li2O，0‑42摩尔％；BaO，0‑20摩尔％；Bi2O3，1‑10摩尔％，其中，所述焊接玻璃不含Pb。
Welded glass, insulating bushing and devices including insulating bushing
【技术实现步骤摘要】
焊接玻璃、绝缘套管以及包括绝缘套管的装置本申请是于2012年2月17日申请的、于2013年8月16日进入中国国家阶段的、PCT申请号为PCT/EP2012/000703、国家申请号为201280009405.0、专利技术名称为“玻璃，特别是玻璃焊料或熔融玻璃”的申请的分案申请。
本专利技术涉及玻璃和玻璃组合物，特别是玻璃焊料，以及用于存储装置、优选锂离子电池、优选锂离子蓄电池的具有这种玻璃的绝缘套管。
技术介绍
玻璃焊料或熔融玻璃为用于例如通过借助玻璃焊料进行焊接或通过借助熔融玻璃进行熔合从而使具有高热膨胀和低熔融温度的金属彼此连接的玻璃。可以用作玻璃焊料的玻璃通过大量专利文献可知。US5,262,364描述了高膨胀玻璃焊料，包含10-25摩尔％Na2O，10-25摩尔％K2O，5-15摩尔％Al2O3，35-50摩尔％P2O5，5-15摩尔％PbO和/或BaO。US5,262,364中公开的玻璃焊料具有16x10-6/K至21x10-6/K的热膨胀α。根据US5,262,364的焊料的缺点特别在于所述玻璃焊料包含铅(即PbO)和相对高含量的Na2O。US5,965,469显示了用于高频应用的密闭外壳的不含铅的高膨胀玻璃焊料或熔融玻璃。通过5,965,469已知的不含铅的高膨胀玻璃焊料包含10-25摩尔％Na2O，10-25摩尔％K2O，4-15摩尔％Al2O3，35-50摩尔％P2O5，0-10摩尔％B2O3和不超过12摩尔％含量的MxO，其中Mx可以为钙(Ca)或镁(Mg)。尽管这种玻璃含有少量或甚至不含铅，其仍然具有极高含量的碱金属。US4,455,384中描述了用于接合金属和玻璃或玻璃陶瓷的磷酸盐焊接玻璃。这种磷酸盐焊接玻璃通常为化学耐受性的并且真空密封。其他应用领域，例如光学应用中的磷酸盐焊接玻璃大量描述于例如DE1596854、JP90188442A以及JP91218941A中。具有剧烈热膨胀材料(例如铝、铝合金、铜和铜合金)和玻璃材料的绝缘套管仅在高频绝缘套管(HF-绝缘套管)范围内已知。这种具有基于铝-磷酸盐-玻璃的玻璃材料的HF-绝缘套管例如通过US5,262,364、US5,965,469以及US6,037,539已知。特别地，US6,037,539显示了HF-绝缘套管，其中由铝-磷酸盐玻璃-组合物形成的含铁或不含铁导线穿过包含铝的外壳部件。通过US6,037,539已知的HF-绝缘套管基本上出于使用目的进行优化。优选用这种绝缘套管传输8和1000MHz之间的频率。US6,037,539中也描述了高压应用。然而US6,037,539中没有描述电池绝缘套管。在本专利技术的范围内，电池被理解为在放电之后丢弃和/或回收的一次性电池以及蓄电池。作为优选用于锂离子蓄电池的外壳和绝缘套管的材料，讨论轻金属，特别是铝、AlSiC、铝合金、镁、镁合金、钛或钛合金。锂离子蓄电池用于不同应用，例如便携式电子设备、移动电话、马达工具以及特别是电动车。这种电池可以代替常规能源，例如铅酸电池、镍镉电池或镍金属氢化物电池。锂电子电池多年已知。对此例如参见“HandbookofBatteries，DavidLinden，Herausgeber，第2版，McGrawhill，1995，第36和39章”。锂离子蓄电池的不同方面描述于大量专利中。例如提及US961,672、US5,952,126、US5,900,183、US5,874,185、US5,849,434、US5,853,914以及US5,773,959。特别对于存储装置范围内(优选汽车环境中的锂离子蓄电池)的应用，必须解决大量问题，例如耐腐蚀性、事故耐受性或耐振性。另一问题是电池，特别是锂离子电池在长时间内的密闭密封。例如电池电极或电池电极绝缘套管范围内的泄露、电池短路或温度变化可能损坏密封，这导致缩短的电池寿命。电池绝缘套管的另一问题是相对于腐蚀性电池电解质，特别是相对于例如锂离子蓄电池中所使用的无水电解质的不稳定性。为了保证更好的事故耐受性，DE10105877A1建议例如用于锂离子电池的外壳，其中所述外壳包括金属护套，所述金属护套在两侧是开放的并且被封闭。电连接线由于塑料而绝缘。塑料绝缘的缺点在于有限的耐热性、寿命内的不可靠的密封和相对于电池电解质的低化学耐受性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供避免现有技术的问题的玻璃，特别是玻璃焊料或熔融玻璃。特别要提供这样的玻璃，所述玻璃可以用作特别是具有电解质(优选腐蚀性电解质，例如锂离子电池中所使用的腐蚀性电解质)的存储装置的绝缘套管(例如密闭绝缘套管)的接合玻璃，即用作焊接玻璃或熔融玻璃。根据本专利技术，通过根据权利要求1所述的玻璃以及根据权利要求10所述的特别用于存储装置的绝缘套管和根据权利要求11所述的存储装置实现该目的。从属权利要求的主题是本专利技术的优选改进实施方案。根据本专利技术的玻璃，特别是玻璃焊料或熔融玻璃，包含以摩尔％计的如下组分：P2O537-50摩尔％，特别是39-48摩尔％Al2O30-14摩尔％，特别是2-12摩尔％B2O32-10摩尔％，特别是4-8摩尔％Na2O0-30摩尔％，特别是0-20摩尔％M2O0-20摩尔％，特别是12-19摩尔％，其中M＝K、Cs、Rb，Li2O0-45摩尔％，特别是0-40摩尔％，优选17-40摩尔％BaO0-20摩尔％，特别是0-20摩尔％，优选5-20摩尔％Bi2O30-10摩尔％，特别是1-5摩尔％，优选2-5摩尔％。其他组分是任选可能的并且也包含在本专利技术中。特别有利的是，玻璃组合物除了杂质之外不含铅，即在玻璃组合物中可以加入等于0摩尔％的PbO。在本申请中，不含铅表示包含小于100ppm，优选小于10ppm，更优选小于1ppm的铅杂质。根据本专利技术的玻璃组合物通常为具有相比于现有技术已知的碱金属磷酸盐玻璃显著更低的碱金属总含量的稳定磷酸盐玻璃。出人意料地显示，根据本专利技术的具有至多45摩尔％，特别是至多35摩尔％的Li含量的玻璃组合物是结晶稳定的，即在随后的烧结步骤中不会显示干扰性的结晶。在至多35摩尔％的Li含量下甚至基本上不再发现结晶。通过磷酸盐玻璃的高结晶稳定性保证玻璃的熔融通常即使在<600℃的温度下也不受妨碍。这使得根据本专利技术的玻璃组合物能够用作玻璃焊料，因为玻璃组合物的熔融即使在通常<600℃的温度下也不受妨碍。根据本专利技术的玻璃具有在20℃至300℃范围内的>14·10-6/K的热膨胀α和低焊接温度或熔合温度。玻璃的焊接温度或熔合温度出人意料地低于金属Al(660℃)、Cu(1084℃)、特种钢(>1400℃)的熔融温度，并且热膨胀α(20℃至300℃)在常见金属例如Al(α≈23·10-6/K)、Cu(α≈16.5·10-6/K)、特种钢(α≈17·10-6/K)的α(20℃至300℃)的数量级内。此外，根据本专利技术的玻璃显示出相对于特别是无水电解质例如LiPF6(特别是1:1的碳酸亚乙酯:碳酸二甲酯中的1MLiPF6)的高耐受性，以及相对于水和相对于HF的高耐受性。因此，根据本专利技术的玻璃特别适合用于制备存储单元或存储装置，特别是锂离子存储装置的外壳的密闭绝缘套管。根据本专利技术的玻璃组合物的优点在于Li嵌入玻璃结构。由于L本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.焊接玻璃，其包含以摩尔％计的如下组分：
【技术特征摘要】
2011.02.18 DE 102011011705.9;2011.02.25 DE 10201101.焊接玻璃，其包含以摩尔％计的如下组分：其中，所述焊接玻璃不含Pb。2.根据权利要求1所述的焊接玻璃，其特征在于，所述焊接玻璃包含至多35摩尔％Li2O。3.根据权利要求1至2任一项所述的焊接玻璃，其特征在于，所述焊接玻璃包含至少17摩尔％Li2O。4.根据权利要求1至2任一项所述的焊接玻璃，其特征在于，所述焊接玻璃包含4-8摩尔％B2O3。5.根据权利要求1至2任一项所述的焊接玻璃，其特征在于，所述焊接玻璃包含至多20摩尔％Na2O。6.根据权利要求1至2任一项所述的焊接玻璃，其特征在于，所述焊接玻璃在20℃至300℃范围内具有>14·10-6/K的膨胀系数α。7.根据权利要求1至2任一项所述的焊接玻璃，其特征在于，所述焊接玻璃具有<600℃的熔融温度。8.根据权利要求1至2任一项所述的焊接玻璃，其特征在于，所述焊接玻璃在标准大气压下能与轻金属和/或轻金属合金焊接。9.根据权利要求1至2任一项所述的焊接玻璃，其特征在于，所述焊接玻璃具有500℃至650℃范围内的半球温度。10.根据权利要求1至2任一项所述的焊接玻璃，其特征在于，所述焊接玻璃在标准大气压下能与Al和/或Cu焊接。11.根据权利要求1至2任一项所述的焊接玻璃，其特征在于，所述焊接玻璃相对于无水电池电解质具有高化学耐受性。12.根据权利要求1所述的焊接玻璃，其特征在于，所述焊接玻璃包含以摩尔％计的如下组分：13.根据权利要求1所述的焊接玻璃，其特征在于，所述焊接玻璃包含以摩尔％计的如下组分：14.根据权利要求1所述的焊接玻璃，其特征在于，所述焊接玻璃包含以摩尔％计的如下组分：15.根据权利要求1所述的焊接玻璃，其特征在于，所述焊接玻璃包含以摩尔％计的如下组分：16.根据权利要求1所述的焊接玻璃，其特征在于，所述焊接玻璃包含至多20摩尔％Li2O。17.根据权利要求1所述的焊接玻璃，其特征在于，所述焊接...
【专利技术属性】
技术研发人员：迪特尔·格德克，琳达·贝克奈斯，
申请(专利权)人：肖特公开股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE
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