一种电池的密封组件及其制作方法、以及一种锂离子电池技术

本发明专利技术涉及一种电池的密封组件及其制作方法，所述密封组件包括：金属环、陶瓷环以及芯柱，所述金属环的中部形成有安装孔、所述陶瓷环的中部形成有连接孔，所述陶瓷环安装于所述金属环的安装孔中，所述芯柱安装于所述陶瓷环的连接孔中，所述金属环与所述陶瓷环的接合面和/或所述陶瓷环与所述芯柱的连接面与陶瓷环中心线之间呈1-45度。所述制作方法包括下述步骤：将所述金属环与所述陶瓷环的接合面和/或所述陶瓷环与所述芯柱的连接面制作成与陶瓷环中心线呈1-45度；将芯柱安装于陶瓷环的连接孔中，然后将陶瓷环安装于金属环的安装孔中。本发明专利技术还提供了采用这种密封组件的锂离子电池。本发明专利技术的密封组件的结构更稳定、气密性和剥离强度更佳。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池的密封
；具体而言，本专利技术涉及一种电池的密封组件及其制作方法、以及一种锂离子电池。
技术介绍
目前，在常用的电池的封装工艺中，按照封装材料可以分为塑料封装、玻璃封装和陶瓷封装三大类；其中，塑料连接从使用寿命角度考虑，较难满足长寿命(20年以上)储能电池及可靠性动力电池的使用要求。而通过玻璃体连接。在锂离子电池长期使用和储存后，与锂离子电池的电解液直接接触的玻璃体下层会被腐蚀。不仅降低玻璃的绝缘性能，更会造成锂电池的漏液。目前，国外解决此类问题主要通过开发不含二氧化硅的抗腐蚀性绝缘玻璃，而这种玻璃的连接温度较高，对设备及工艺条件的要求都非常苛刻。因而，陶瓷密封成为本领域技术人员重点研究的方向，如图1所示，现有的电池的密封组件包括:主要由三个部分组成:中间作为集流体的芯柱3'、外侧用于与电池外壳相连接的金属环P、以及用于绝缘连接芯柱3'和金属环I'的陶瓷环2'，所述金属环I'的中部形成有安装孔、所述陶瓷环2'的中部形成有连接孔，所述陶瓷环2'安装于所述金属环P的安装孔中，所述芯柱3'安装于所述陶瓷环2'的连接孔中，然后采用活性焊料将陶瓷环2'与芯柱3'进行钎焊，将陶瓷环2'与金属环I'进行钎焊，在金属环I'与所述陶瓷环2'、所述陶瓷环2'与芯柱3'的接触面之间形成钎焊层4'、5'。这种密封组件采用陶瓷环对芯柱和金属环进行连接，使得密封组件具有较好的耐冷热冲击性能，能够有效提高锂离子电池的使用寿命。然而，上述陶瓷环与芯柱、金属环与所述陶瓷环的接触面均垂直于水平面设置，钎焊均是在垂直于水平面的圆环面上进行，这种钎焊的方式有不可避免的弊端，即对各密封组件的尺寸精度要求较高，在钎焊时要保证密封组件之间的同心，缝隙宽度合适且一致，在钎焊时需要相应的夹具辅助固定。由于缝隙宽度较难控制，容易出现钎料无法完全流动填充满缝隙的情况，导致密封组件的气密性较差。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中的电池的密封组件的陶瓷环与芯柱、金属环与所述陶瓷环的接触面均垂直于水平面设置，钎焊均是在垂直于水平面的圆环面上进行，这种钎焊的方式有不可避免的弊端，容易出现钎料无法完全流动填充满焊缝的情况，导致密封组件的气密性较差的技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种电池的密封组件，所述电池的密封组件包括:金属环、陶瓷环以及芯柱，所述金属环的中部形成有安装孔、所述陶瓷环的中部形成有连接孔，所述陶瓷环安装于所述金属环的安装孔中，所述芯柱安装于所述陶瓷环的连接孔中，其中，所述金属环与所述陶瓷环的接合面和/或所述陶瓷环与所述芯柱的连接面与陶瓷环中心线之间呈1-45度。在所述的电池的密封组件中，优选地，所述金属环与所述陶瓷环的接合面与陶瓷环中心线之间以及所述陶瓷环与所述芯柱的连接面与陶瓷环中心线之间均呈1-45度。在所述的电池的密封组件中，优选地，所述金属环与所述陶瓷环的接合面与陶瓷环中心线之间和/或所述陶瓷环与所述芯柱的连接面与陶瓷环中心线之间呈2-10度。在所述的电池的密封组件中，优选地，所述陶瓷环的外侧面形成第一接合面，所述金属环的安装孔壁形成与之配合的第二接合面，所述第一接合面、第二接合面与陶瓷环中心线呈1-45度，并且所述第一接合面与第二接合面之间设有第一钎料层。在所述的电池的密封组件中，优选地，所述陶瓷环为氧化铝陶瓷环、氧化锆陶瓷环、氧化铝和氧化锆复合的陶瓷环中的一种；所述金属环为铝镁或铝锰合金环；所述第一钎料层为铝基钎料层，所述铝基钎料包含Al，并且还包含S1、Mg中的一种或两种。在所述的电池的密封组件中，优选地，所述芯柱的外侧面形成第一连接面，所述陶瓷环的连接孔壁形成与之配合的第二连接面，所述第一连接面、第二连接面与陶瓷环中心线呈1-45度，并且所述第一连接面与第二连接面之间设有第二钎料层。 在所述的电池的密封组件中，优选地，所述电池的密封组件为电池正极的密封组件，所述芯柱为采用铝、钛中的至少一种金属制作的芯柱；所述陶瓷环为氧化铝陶瓷环、氧化锆陶瓷环、氧化铝和氧化锆复合的陶瓷环中的一种；所述第二钎料层为铝基或钛基钎料层；所述铝基钎料包含Al，并且还包含S1、Mg中的一种或两种；所述钛基钎料包含Ti，并且还包含Zr、N1、Cu中的一种或几种。在所述的电池的密封组件中，优选地，所述电池的密封组件为电池负极的密封组件，所述芯柱采用铜、镍、钛中的至少一种金属制作的芯柱；所述陶瓷环为氧化铝陶瓷环、氧化锆陶瓷环、氧化铝和氧化锆复合的陶瓷环中的一种；所述第二钎料层为钛基或Au-Cu基钎料层；所述钛基钎料包含Ti，并且还包含Zr、N1、Cu中的一种或几种。本专利技术还提供了上述电池的密封组件的制作方法，包括下述步骤: 步骤1:将所述金属环与所述陶瓷环的接合面和/或所述陶瓷环与所述芯柱的连接面制作成与陶瓷环中心线呈1-45度。步骤2、将芯柱安装于陶瓷环的连接孔中，然后将陶瓷环安装于金属环的安装孔中,得到所述的电池的密封组件。在所述的制作方法中，优选地，在步骤I中，将所述金属环与所述陶瓷环的接合面以及所述陶瓷环与所述芯柱的连接面均制作成与陶瓷环中心线之间呈2-10度。在所述的制作方法中，优选地，在步骤2中，将芯柱安装于陶瓷环的连接孔中，然后采用钎焊工艺将所述芯柱的外侧面与陶瓷环的连接孔壁相钎焊；所述钎焊工艺的条件:气氛为真空或惰性气体气氛，钎焊温度高于钎料的温度而低于芯柱的熔融温度，钎焊时间为1-10分钟。在所述的制作方法中，优选地，在步骤2中，将陶瓷环安装于所述金属环的安装孔中，然后采用钎焊工艺将所述陶瓷环的外侧面与金属环的安装孔壁相钎焊；所述钎焊工艺采用的钎料为铝基钎料，所述铝基钎料包含Al，并且还包含Si ,Mg中的一种或两种；钎焊工艺的条件:钎焊温度为580°C _640°C，钎焊时间为1-5分钟，气氛为真空或惰性气体气氛。本专利技术进一步提供了一种锂离子电池，包括:至少一端开口的壳体、密封于所述壳体的开口端的密封组件，所述壳体与密封组件之间形成密封空间，所述密封空间内收容有极芯和电解液，所述密封组件采用如上所述的电池的密封组件，其中，所述金属环与壳体相连接，所述芯柱与所述极芯相连接。本专利技术将所述金属环与所述陶瓷环的接合面和/或所述陶瓷环与所述芯柱的连接面制作成与陶瓷环中心线呈1-45°倾角的曲面，使其能够相锲合，在钎焊的过程中，可以利用密封组件的自重调节缝隙宽度，保证钎料熔化后能够完全流动填充满缝隙，避免了由于缝隙宽度不均或不适合造成钎料无法完全填充满缝隙的情况，能够大大提高钎焊的质量和良率。并且，通过改变密封组件的钎焊面的形状，增大了钎焊面积，提高了钎焊的剥离强度，与现有技术相比，本专利技术的密封组件的结构更稳定、气密性和剥离强度更佳。附图说明图1是现有技术中的电池的密封组件的示意图。图2是本专利技术的电池的密封组件的示意图。具体实施例方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面参照附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。本文中，相同附图标记表示相同组成部分。在本文中，所述的陶瓷环中心线为陶瓷环的旋转对称轴，即对称中心线，在图2中以标号23表示。所述金属环与所述陶瓷环的接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池的密封组件，所述电池的密封组件包括：金属环、陶瓷环以及芯柱，所述金属环的中部形成有安装孔、所述陶瓷环的中部形成有连接孔，所述陶瓷环安装于所述金属环的安装孔中，所述芯柱安装于所述陶瓷环的连接孔中，其特征在于，所述金属环与所述陶瓷环的接合面与陶瓷环中心线之间和/或所述陶瓷环与所述芯柱的连接面与陶瓷环中心线之间呈1?45度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：宫清，林信平，张旭，林勇钊，徐述荣，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：