[發明專利]防爆鋰原電池蓋組及其封接玻璃的制備方法和封接工藝

在審

• 申請號: 202011572111.1
• 申請日: 2020-12-27
• 公開（公告）號: CN112551905A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 王哲;華斯嘉;馮慶;劉衛紅;楊文波;喬星;徐紹華;郗雪艷
• 申請（專利權）人: 西安賽爾電子材料科技有限公司
• 主分類號: C03C12/00
• 分類號: C03C12/00;C03C8/24;C03C27/00;H01M50/191;H01M50/188;H01M50/147
• 代理公司: 嘉興中創致鴻知識產權代理事務所(普通合伙) 33384
• 代理人: 趙麗麗

本發明公開了一種防爆鋰原電池蓋組封接玻璃材料及其制備方法和封裝工藝，提供了一種耐電解液腐蝕、電化學性能優異、機械強度可控，用于鋰原電池蓋組封接的玻璃材料。其防爆原理在于當電池使用過程中內部壓力大于設計壓力時，即電池壓力過載，剛好達到玻璃材料的承壓強度，使得玻璃開裂，緩慢釋放電池內部壓力，從而使得電池不會發劇烈爆炸等危險情形。防爆鋰原電池蓋組，包括芯柱和殼體，殼體上設有封接孔，所述芯柱插入所述封接孔內并貫穿封接孔，所述殼體上表面的邊緣處設有一圈凸沿，通過封接玻璃將殼體和芯柱進行封接，得到防爆鋰原電池蓋組。

技術領域

本發明屬封接玻璃及其制備領域，特別是涉及防爆鋰原電池蓋組及其封接玻璃的制備方法和封接工藝。

背景技術

鋰原電池發生爆炸主要可以分為以下幾個方面：(1)鋰電池在組裝或者使用過程中電池內部水分含量太高水分會與鋰電池的電解質發生反應而產生氣體，與金屬鋰發生反應而產生氧化鋰，這會損失電池的容量，這一系列產生的氣體會增加電池的內部壓力，當電池殼無法承受時，鋰電池會爆炸。(2)電池內部短路，電池會以大電流放電，從而產生大量熱量，并且通過燃燒隔膜會發生更大的短路，這會導致電池溫度升高，導致電解質分解為氣體，從而導致內部壓力過大。如果電池盒無法承受此壓力，則電池會爆炸。(3)操作不當或使用不當會導致外部短路。由于外部短路，電池放電電流非常大，導致電池發熱，并且高溫導致電池中的內部隔膜收縮或完全破裂，從而導致鋰電池的內部短路發生爆炸。

隨著物聯網以及人工智能的發展，鋰原電池越來越受到人們的重視與應用，現廣泛應用于智能電表、水表、熱量表、燃氣表、智能交通(ETC)、智能城市(井蓋防護、與橋路感知)、煙霧報警器、溫度監控器、無線通訊、夜視儀、跟蹤和定位設備。在這些使用產品中有些應用環境比較苛刻，比如有低溫高濕的環境、機械震動的環境等。在鋰原電池使過程中能夠保證電池的安全可靠，對于設備和人員來說至關重要。因此制備具有防爆功能的鋰原電池蓋組便顯的格外有意義。

不銹鋼與鐵鎳合金具有成本低、易加工、導熱性、導電性好等優點。另外，在空氣中和中性水環境下，該種金屬材料具有非常好的化學穩定性以及耐腐蝕性能，被廣泛應用于鋰電池中。

目前常用的防爆鋰原電池蓋組封接所用的玻璃多為高硅酸鹽玻璃，耐電解液腐蝕性能差，抗機械振動性能差等因素造成電池容易漏液，使得電池的壽命和性能受到嚴重的限制，而本發明的玻璃屬于低硅酸鹽玻璃，耐腐蝕性能優異，同時通過設計配方，可以制備出封接玻璃抗壓強度可調的鋰原電池封接蓋組。

針對目前鋰原電池蓋組所存在的問題，本發明提供了一種防爆鋰原電池蓋組，具有耐電解液腐蝕、電化學性能優異、機械強度可控，當電池使用過程中內部壓力大于設計壓力時，使得玻璃開裂，緩慢釋放電池內部壓力，從而使得電池不會發劇烈爆炸等危險情形。

發明內容

本發明公開了一種防爆鋰原電池蓋組封接玻璃材料及其制備方法，提供了一種耐電解液腐蝕、電化學性能優異、機械強度可控，用于鋰原電池蓋組封接的玻璃材料。其防爆原理在于當電池使用過程中內部壓力大于設計壓力時，即電池壓力過載，剛好達到玻璃材料的承壓強度，使得玻璃開裂，緩慢釋放電池內部壓力，從而使得電池不會發劇烈爆炸等危險情形。本發明選擇了成本低、易加工、導熱性、導電性的金屬用于防爆鋰原電池蓋組，提高了防爆鋰原電池蓋組玻璃的耐腐蝕性能，既保證了封接件的氣密性，又提高了封接件的化學穩定性和高溫高壓絕緣性，特別是抗壓強度可調，且制備工藝簡單，適合于工業化生產。

防爆鋰原電池蓋組封接玻璃的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)、按以下摩爾百分比選原料：

SiO₂：40％～60％，

B₂O₃：10％～30％，

Al₂O₃：0％～5％，

BaO：5％～15％，