[發(fā)明專利]一種電池的密封組件及其制作方法、以及一種鋰離子電池

無(wú)效

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• 申請(qǐng)日: 2011-11-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103137917A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林信平;周龍飛;張偉鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M2/08
• 分類號(hào): H01M2/08;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池的密封技術(shù)領(lǐng)域；具體而言，本發(fā)明涉及一種電池的密封組件及其制作方法、以及一種鋰離子電池。

背景技術(shù)

目前，在常用的電池的封裝工藝中，按照封裝材料可以分為塑料封裝、玻璃封裝和陶瓷封裝三大類；其中，塑料連接從使用壽命角度考慮，較難滿足長(zhǎng)壽命（20年以上）儲(chǔ)能電池及可靠性動(dòng)力電池的使用要求。在現(xiàn)有的鋰離子電池的密封中，密封組件的蓋板和芯柱主要是通過(guò)玻璃體連接。例如：CN2419690公開(kāi)了一種鋰離子電池的盒蓋。電池盒蓋板和電極引芯用玻璃體固封；在電池盒蓋板上開(kāi)有注液孔，注液孔用安全閥片焊封。電池盒、玻璃體和電極引芯的溫度系數(shù)應(yīng)相同或相近。能確保電池的密封和危險(xiǎn)壓力的釋放，從而提高鋰離子電池的效率和安全性能。

但是，在鋰離子電池長(zhǎng)期使用和儲(chǔ)存后，與鋰離子電池的電解液直接接觸的玻璃體下層會(huì)被腐蝕。例如：法國(guó)SAFT公司通過(guò)加速老化試驗(yàn)方法對(duì)玻璃體進(jìn)行抗腐蝕測(cè)試，將密封組件與鋰離子電池本體組裝成鋰離子電池后，在150℃下放置7天，結(jié)果發(fā)現(xiàn)玻璃體表面被腐蝕，密封組件的氣密性降低，小于1.0×10^-7m³·Pa/s。產(chǎn)生這種現(xiàn)有的主要原因是：金屬鋰會(huì)還原玻璃中的二氧化硅，且會(huì)不斷地滲入到玻璃體中，不僅降低玻璃的絕緣性能，更會(huì)造成鋰電池的漏液。目前，國(guó)外解決此類問(wèn)題主要通過(guò)開(kāi)發(fā)不含二氧化硅的抗腐蝕性絕緣玻璃，而這種玻璃的連接溫度較高，對(duì)設(shè)備及工藝條件的要求都非常苛刻。

因而，陶瓷密封成為本領(lǐng)域技術(shù)人員重點(diǎn)研究的方向，本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，現(xiàn)有的電池大多采用鋁材和銅材分別作為電池的正、負(fù)極芯柱的材料。但是，陶瓷與金屬鋁、銅連接時(shí)必須使用活性焊料作為焊接層，例如：陶瓷與金屬鋁進(jìn)行焊接時(shí)需要Al-Si或Al-Si-Mg活性焊料；?Si在電池充放電時(shí)會(huì)與電解液中的鋰離子發(fā)生嵌鋰脫鋰反應(yīng)，含Si焊接層會(huì)因被腐蝕而失效，導(dǎo)致電池漏液；當(dāng)陶瓷與金屬銅進(jìn)行焊接時(shí)，則需要使用Ag基、Au基焊料，這兩種焊料不僅價(jià)格極其昂貴，而且Ag基焊料層在電池充放電時(shí)會(huì)受電解液腐蝕失效，導(dǎo)致電池漏液，難以滿足使用壽命長(zhǎng)的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的電池的密封組件采用鋁材和銅材作為電池的正、負(fù)極芯柱的材料，然后采用陶瓷與金屬鋁、銅連接時(shí)使用活性焊料作為焊接層，所采用的活性焊料會(huì)因受電解液腐蝕而失效，導(dǎo)致電池漏液，難以滿足使用壽命長(zhǎng)的要求的技術(shù)問(wèn)題。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種電池的密封組件，包括：陶瓷環(huán)、金屬環(huán)以及芯柱，所述陶瓷環(huán)的中部形成有內(nèi)孔，所述金屬環(huán)連接于所述陶瓷環(huán)外側(cè)，所述芯柱連接于所述陶瓷環(huán)的內(nèi)孔中，所述芯柱為鈦或鈦合金的芯柱，所述鈦或鈦合金的芯柱與所述陶瓷環(huán)之間設(shè)有鈦基焊料層。

在所述的電池的密封組件中，優(yōu)選地，所述鈦合金選自鈦鋁合金、鈦鉬合金、鈦鈀合金、鈦鐵合金、鈦鎳合金中的一種。

在所述的電池的密封組件中，優(yōu)選地，所述鈦基焊料包含Ti，并且還包含Zr、Ni、Cu中的一種或幾種。

在所述的電池的密封組件中，優(yōu)選地，所述陶瓷環(huán)為氧化鋁陶瓷環(huán)、氧化鋯陶瓷環(huán)、氧化鋁氧化鋯復(fù)合的陶瓷環(huán)中的一種。

在所述的電池的密封組件中，優(yōu)選地，所述金屬環(huán)為鋁或鋁合金環(huán)。

在所述的電池的密封組件中，優(yōu)選地，所述金屬環(huán)與所述陶瓷環(huán)之間還設(shè)有鋁基焊料層，所述鋁基焊料包含Al，并且還包含Si、Mg中的一種或兩種。

本發(fā)明還提供了上述電池的密封組件的制作方法，包括下述步驟：

步驟1：將鈦或鈦合金的芯柱連接于陶瓷環(huán)的內(nèi)孔中；

步驟2：將金屬環(huán)連接于陶瓷環(huán)的外側(cè)，得到所述的電池的密封組件。

在所述的制作方法中，優(yōu)選地，在步驟1中，將鈦或鈦合金的芯柱安裝于陶瓷環(huán)的內(nèi)孔中，然后采用焊接工藝將所述鈦或鈦合金的芯柱與陶瓷環(huán)的內(nèi)孔壁相焊接；所述焊接工藝采用的焊料為鈦基焊料，焊接工藝的條件：在真空氣氛下，焊接溫度為830-900℃，焊接時(shí)間為3-15分鐘。

在所述的制作方法中，優(yōu)選地，在步驟2中，所述金屬環(huán)采用釬焊工藝連接于陶瓷環(huán)的外側(cè)；所述釬焊工藝采用的焊料為鋁基焊料，所述鋁基焊料包含Al，并且還包含Si、Mg中的一種或兩種；釬焊工藝的條件：釬焊溫度為570-660℃，釬焊時(shí)間為3-15分鐘，氣氛為真空或惰性氣體氣氛。