CN109851237A - 一种锂离子电池盖板组件用铝极柱与不锈钢壳体的玻璃封接方法 - Google Patents
一种锂离子电池盖板组件用铝极柱与不锈钢壳体的玻璃封接方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109851237A CN109851237A CN201811619085.6A CN201811619085A CN109851237A CN 109851237 A CN109851237 A CN 109851237A CN 201811619085 A CN201811619085 A CN 201811619085A CN 109851237 A CN109851237 A CN 109851237A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sealing
- stainless steel
- glass
- pole
- aluminium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
本发明公开了一种锂离子电池盖板组件用铝极柱与不锈钢壳体的玻璃封接方法，其中极柱包括两种形态：一是铝为圆柱形态；二是铝为圆锥形态，而不锈钢壳体为带有凹槽圆台，用玻璃封接方法为：把极柱、壳体和制成坯体的玻璃装配在设计好的模具中，在氮气保护气氛下进行烧结，对极柱、壳体和封接玻璃具有保护作用，无需后续的表面处理工艺即可直接使用，通过在460～490℃下保温20～40min，随炉冷却以慢慢消除组件中的应力，降低封接温度，简化封接工艺，提高了封接组件中各项性能以及成品率，烧结过程中只使用单一廉价的氮气保护气体，成本低廉，工艺简单，操作性与实用性极强，本方法生产的封接件，性能稳定，质量可靠，是一种高阻抗高气密性的封接产品。
Description
技术领域
本发明属于铝与不锈钢封接工艺，尤其涉及一种铝极柱与不锈钢壳体的玻璃封接方法，具体涉及锂离子电池盖板组件用铝-不锈钢间封接用铋酸盐玻璃的封接方法。
背景技术
随着锂离子电池的快速发展，其电池包装部分中的盖板组件也越来越受到重视与关注，目前市场上常见的锂离子电池所采用的电池盖板组件多采用可伐合金封接件，铝封的少之又少，特别是铝与不锈钢之间的封接更是严重缺乏。本发明中铝极柱-不锈钢壳体封接可以解决铝极柱-铝壳体封接件中铝壳体与作为外壳强度过低易变形的问题，因此市场广阔，需求巨大。
传统的金属-玻璃封接一般采用高温熔封的方法将金属与玻璃熔封在一起。这种方法要求金属与金属以及玻璃之间的热膨胀系数较为匹配，且退火工艺需严格控制，因而其存在以下缺点：(1)封接温度过高，对金属的熔点要求很高，只能选用高熔点金属，因此可采用的金属种类大打折扣；(2)封接工艺控制困难，且工艺重复性较差，可用于封接的金属仅限于低碳钢、不锈钢及可伐合金等，种类较少；(3)铝与不锈钢封接技术空缺，市场空白，市面上有大量的需求却至今没有得到满足；(4)因工艺和材料选择问题造成封接产品各项性能较差、稳定性不足，及其封接件成品率较低等问题严重影响企业生产效益以及整个行业或相关行业的科技进步；(5)产品表面状态较差，给后续表面处理造成教大的麻烦，同时提高了生产成本与效率。为此，专利CN101259985A提出了一种玻璃封接工艺，它是通过控制烧结气氛的方法使金属与玻璃封接在一起，同时达到适度表面处理的效果。但是，这种玻璃封接工艺工程中气氛需要随不同温度段而不断变换，工艺比较复杂且难以控制，同时，这种方法不能解决不同热膨胀系数材料之间的封接。
随着对金属-玻璃封接制品的绝缘性、气密性、可靠性及其工作环境的要求越来越高,传统的可伐合金-玻璃封接组件耐化学腐蚀性差、电流输出密度低及弱磁性等特点使其应用受到了较大的限制。与可伐合金材料相比，金属铝兼具力学性能好、耐腐蚀性强、电阻率小、电流输出密度高及可焊接性能优异等特点，是金属-玻璃封接中一种较为优异的材料。铝-玻璃密封组件主要应用于锂离子电池铝电极电池盖组，与传统的可伐-玻璃封接组件相比，铝-玻璃密封组件应用于锂离子电池铝电极电池盖组过程中耐电解液腐蚀能力更强、输出电流高，制成的电池储存时间更长，可以大大提高电池的使用寿命。
铝和铝合金具有质量轻、成本低、易加工等优点，而且又是无磁性材料，具有质量轻、信号干扰小等优点。但铝是一种高膨胀系数的金属，线热膨胀系数达到了23×10-6/℃，而不锈钢的膨胀系数为15×10-6/℃，二者之间的膨胀系数差异较大，而且随着封接温度的下降，特别是在退火过程中，内部的铝极柱会对中间的封接玻璃产生一定的压应力，因此导致铝-玻璃-不锈钢之间的封接也别的困难，从而显得本技术的优越之处与独特之处。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子电池盖板组件用铝极柱与不锈钢壳体的玻璃封接方法，以解决铝和不锈钢之间封接的难题，为锂离子电池盖组的应用提供了解决方法。
为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种锂离子电池盖板组件用铝极柱与不锈钢壳体的玻璃封接方法，具体包含如下步骤：
将铝或者铝合金极柱以及不锈钢壳体进行表面清洁处理；
将表面处理过的极柱和壳体以及待封接玻璃体放入封接模具中，在氮气气氛保护下，在460～490℃下保温20～40min，随炉冷却后即完成铝或铝合金极柱与不锈钢壳体的玻璃封接。
进一步的，封接初始温度为100℃以下，以5～15℃/min升温速率升至460～490℃。
进一步的，封接过程中所采用的玻璃为铋酸盐玻璃。
进一步的，在极柱、壳体以及玻璃坯体在模具上装配时，玻璃坯体与模具接触的部分应采用云母片进行隔离。
进一步的，待封接玻璃体为无铅玻璃，降低了烧结时的温度，提高了生产效率，同时还不对环境造成污染。
附图说明
图1为本发明产品的结构示意图。
其中，1、铝极柱；2、待封接玻璃体；3、不锈钢壳体。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详述：
一种锂离子电池盖板组件用铝极柱与不锈钢壳体的玻璃封接方法，具体包含如下步骤：
将铝或者铝合金极柱以及不锈钢壳体进行表面清洁处理，把其放入装有金属清洗剂的烧杯中进行超声清洗，然后用酒精进行洗涤处理，最后放入烘箱中烘干以备使用；
将封接过程中使用的封接石墨模具放入扩散炉中进行退火处理，防止石墨模具在封接过程中产生应力以及加工过程中残余应力对封接件以及封接效果的影响；
将表面处理过的极柱和壳体以及待封接玻璃体放入封接模具中，在氮气气氛保护下，在460～490℃下保温20～40min，随炉冷却后即完成铝或铝合金极柱与不锈钢壳体的玻璃封接。
封接初始温度为100℃以下，以5～15℃/min升温速率升至460～490℃。
封接完成后，封接件应随炉冷却以保证极柱和壳体之间较大的应力缓慢释放。
封接过程中所采用的玻璃为铋酸盐玻璃。
如图1所示，一种铝-玻璃-不锈钢封接件，包括设有中间通孔的玻璃体以及设置在中间通孔内的铝极柱，待封接玻璃体外侧套有不锈钢外壳。
实施例1
将铝或者铝合金极柱以及不锈钢壳体进行表面清洁处理，把其放入装有金属清洗剂的烧杯中进行超声清洗，然后用酒精进行洗涤处理，最后放入烘箱中烘干以备使用；将封接过程中使用的封接石墨模具放入扩散炉中进行退火处理，防止石墨模具在封接过程中产生应力以及加工过程中残余应力对封接件以及封接效果的影响；将表面处理过的极柱和壳体以及待封接玻璃体放入封接模具中，在氮气气氛保护下，从室温以5℃/min升温速率升至460℃，在该温度下保温40min进行烧结，使软化或熔融状态下的待封接玻璃体与铝或铝合金极柱及不锈钢壳体之间形成良好的紧密封接，随炉冷却后即完成铝或铝合金极柱与不锈钢壳体的玻璃封接。
实施例2
将铝或者铝合金极柱以及不锈钢壳体进行表面清洁处理，把其放入装有金属清洗剂的烧杯中进行超声清洗，然后用酒精进行洗涤处理，最后放入烘箱中烘干以备使用；将封接过程中使用的封接石墨模具放入扩散炉中进行退火处理，防止石墨模具在封接过程中产生应力以及加工过程中残余应力对封接件以及封接效果的影响；将表面处理过的极柱和壳体以及待封接玻璃体放入封接模具中，在氮气气氛保护下，从室温以7℃/min升温速率升至465℃，在该温度下保温36min进行烧结，使软化或熔融状态下的待封接玻璃体与铝或铝合金极柱及不锈钢壳体之间形成良好的紧密封接，随炉冷却后即完成铝或铝合金极柱与不锈钢壳体的玻璃封接。
实施例3
将铝或者铝合金极柱以及不锈钢壳体进行表面清洁处理，把其放入装有金属清洗剂的烧杯中进行超声清洗，然后用酒精进行洗涤处理，最后放入烘箱中烘干以备使用；将封接过程中使用的封接石墨模具放入扩散炉中进行退火处理，防止石墨模具在封接过程中产生应力以及加工过程中残余应力对封接件以及封接效果的影响；将表面处理过的极柱和壳体以及待封接玻璃体放入封接模具中，在氮气气氛保护下，从室温以9℃/min升温速率升至470℃，在该温度下保温32min进行烧结，使软化或熔融状态下的待封接玻璃体与铝或铝合金极柱及不锈钢壳体之间形成良好的紧密封接，随炉冷却后即完成铝或铝合金极柱与不锈钢壳体的玻璃封接。
实施例4
将铝或者铝合金极柱以及不锈钢壳体进行表面清洁处理，把其放入装有金属清洗剂的烧杯中进行超声清洗，然后用酒精进行洗涤处理，最后放入烘箱中烘干以备使用；将封接过程中使用的封接石墨模具放入扩散炉中进行退火处理，防止石墨模具在封接过程中产生应力以及加工过程中残余应力对封接件以及封接效果的影响；将表面处理过的极柱和壳体以及待封接玻璃体放入封接模具中，在氮气气氛保护下，从室温以11℃/min升温速率升至475℃，在该温度下保温28min进行烧结，使软化或熔融状态下的待封接玻璃体与铝或铝合金极柱及不锈钢壳体之间形成良好的紧密封接，随炉冷却后即完成铝或铝合金极柱与不锈钢壳体的玻璃封接。
实施例5
将铝或者铝合金极柱以及不锈钢壳体进行表面清洁处理，把其放入装有金属清洗剂的烧杯中进行超声清洗，然后用酒精进行洗涤处理，最后放入烘箱中烘干以备使用；将封接过程中使用的封接石墨模具放入扩散炉中进行退火处理，防止石墨模具在封接过程中产生应力以及加工过程中残余应力对封接件以及封接效果的影响；将表面处理过的极柱和壳体以及待封接玻璃体放入封接模具中，在氮气气氛保护下，从室温以13℃/min升温速率升至480℃，在该温度下保温24min进行烧结，使软化或熔融状态下的待封接玻璃体与铝或铝合金极柱及不锈钢壳体之间形成良好的紧密封接，随炉冷却后即完成铝或铝合金极柱与不锈钢壳体的玻璃封接。
实施例6
将铝或者铝合金极柱以及不锈钢壳体进行表面清洁处理，把其放入装有金属清洗剂的烧杯中进行超声清洗，然后用酒精进行洗涤处理，最后放入烘箱中烘干以备使用；将封接过程中使用的封接石墨模具放入扩散炉中进行退火处理，防止石墨模具在封接过程中产生应力以及加工过程中残余应力对封接件以及封接效果的影响；将表面处理过的极柱和壳体以及待封接玻璃体放入封接模具中，在氮气气氛保护下，从室温以15℃/min升温速率升至490℃，在该温度下保温20min进行烧结，使软化或熔融状态下的待封接玻璃体与铝或铝合金极柱及不锈钢壳体之间形成良好的紧密封接，随炉冷却后即完成铝或铝合金极柱与不锈钢壳体的玻璃封接。
采用本发明制备的铝或者铝合金-玻璃-不锈钢封接件具有优异的电绝缘性、气密性以及极大的可靠性和稳定性，生产工艺简单，成本低廉，可广泛应用于锂离子电池盖板组件，为锂离子电池引领的新能源领域的发展与突破提供了基本的技术保障与支持。用本发明封接的铝-不锈钢封接件用作锂离子电池盖组的测试结果见表1。
表1锂离子电池盖组的测试结果
Claims (6)
1.一种锂离子电池盖板组件用铝极柱与不锈钢壳体的玻璃封接方法，其特征在于表面处理过的极柱和壳体以及待封接玻璃体放入封接模具中，在氮气气氛保护下，在460～490℃下保温20～40min，随炉冷却后即完成铝极柱与不锈钢壳体的玻璃封接。
2.如权利要求1所述的锂离子电池盖板组件用铝极柱与不锈钢壳体的玻璃封接方法，其特征在于所述极柱不仅指铝或铝合金，应当包含各种牌号的铝或铝合金。
3.如权利要求1所述的锂离子电池盖板组件用铝极柱与不锈钢壳体的玻璃封接方法，其特征在于所述壳体不仅指不锈钢，应当包含各种牌号的不锈钢。
4.如权利要求1所述的锂离子电池盖板组件用铝极柱与不锈钢壳体的玻璃封接方法，其特征在于温度控制为100℃以下以5～15℃/min升温速率升至460～490℃。
5.如权利要求1所述的锂离子电池盖板组件用铝极柱与不锈钢壳体的玻璃封接方法，其特征在于封接过程中所采用的玻璃为铋酸盐玻璃。
6.如权利要求1所述的锂离子电池盖板组件用铝极柱与不锈钢壳体的玻璃封接方法，其特征在于在所述极柱、壳体以及玻璃坯体在模具上装配时，玻璃坯体与模具接触的部分应采用云母片进行隔离。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811619085.6A CN109851237A (zh) | 2018-12-28 | 2018-12-28 | 一种锂离子电池盖板组件用铝极柱与不锈钢壳体的玻璃封接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811619085.6A CN109851237A (zh) | 2018-12-28 | 2018-12-28 | 一种锂离子电池盖板组件用铝极柱与不锈钢壳体的玻璃封接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109851237A true CN109851237A (zh) | 2019-06-07 |
Family
ID=66892798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811619085.6A Pending CN109851237A (zh) | 2018-12-28 | 2018-12-28 | 一种锂离子电池盖板组件用铝极柱与不锈钢壳体的玻璃封接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109851237A (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110112332A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-08-09 | 合肥康特微科技有限公司 | 一种电池电容内密封端盖 |
| CN112551905A (zh) * | 2020-12-27 | 2021-03-26 | 西安赛尔电子材料科技有限公司 | 防爆锂原电池盖组及其封接玻璃的制备方法和封接工艺 |
| CN112645598A (zh) * | 2020-12-27 | 2021-04-13 | 西安赛尔电子材料科技有限公司 | 用于锂-二氧化锰电池盖组封接玻璃材料的制备方法及封装工艺 |
| CN112694257A (zh) * | 2020-12-27 | 2021-04-23 | 西安赛尔电子材料科技有限公司 | 防爆锂原电池盖组及封接玻璃的制备方法和封接工艺 |
| CN112707643A (zh) * | 2020-12-27 | 2021-04-27 | 西安赛尔电子材料科技有限公司 | 防爆锂电池盖组封的结构及其制备方法和封接工艺 |
| CN113135663A (zh) * | 2020-12-27 | 2021-07-20 | 西安赛尔电子材料科技有限公司 | 用于锂-亚硫酰氯电池盖组封接玻璃材料的制备方法及封装工艺 |
| CN113185147A (zh) * | 2021-06-19 | 2021-07-30 | 贵州航箭电子产品有限公司 | 一种不锈钢-玻璃高温封接工艺 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011103975A1 (de) * | 2011-06-10 | 2012-12-13 | Schott Ag | Durchführungsbauteil |
| CN103298762A (zh) * | 2011-02-18 | 2013-09-11 | 肖特公开股份有限公司 | 穿通件 |
| CN103620813A (zh) * | 2011-06-10 | 2014-03-05 | 肖特公开股份有限公司 | 穿通装置 |
| CN108172704A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-06-15 | 中澳科创（深圳）新材料有限公司 | 一种动力电池盖板与极柱的玻璃密封组件及其制作方法 |
-
2018
- 2018-12-28 CN CN201811619085.6A patent/CN109851237A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103298762A (zh) * | 2011-02-18 | 2013-09-11 | 肖特公开股份有限公司 | 穿通件 |
| CN103380096A (zh) * | 2011-02-18 | 2013-10-30 | 肖特公开股份有限公司 | 贯通连接元件 |
| DE102011103975A1 (de) * | 2011-06-10 | 2012-12-13 | Schott Ag | Durchführungsbauteil |
| CN103620813A (zh) * | 2011-06-10 | 2014-03-05 | 肖特公开股份有限公司 | 穿通装置 |
| CN108172704A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-06-15 | 中澳科创（深圳）新材料有限公司 | 一种动力电池盖板与极柱的玻璃密封组件及其制作方法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110112332A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-08-09 | 合肥康特微科技有限公司 | 一种电池电容内密封端盖 |
| CN112551905A (zh) * | 2020-12-27 | 2021-03-26 | 西安赛尔电子材料科技有限公司 | 防爆锂原电池盖组及其封接玻璃的制备方法和封接工艺 |
| CN112645598A (zh) * | 2020-12-27 | 2021-04-13 | 西安赛尔电子材料科技有限公司 | 用于锂-二氧化锰电池盖组封接玻璃材料的制备方法及封装工艺 |
| CN112694257A (zh) * | 2020-12-27 | 2021-04-23 | 西安赛尔电子材料科技有限公司 | 防爆锂原电池盖组及封接玻璃的制备方法和封接工艺 |
| CN112707643A (zh) * | 2020-12-27 | 2021-04-27 | 西安赛尔电子材料科技有限公司 | 防爆锂电池盖组封的结构及其制备方法和封接工艺 |
| CN113135663A (zh) * | 2020-12-27 | 2021-07-20 | 西安赛尔电子材料科技有限公司 | 用于锂-亚硫酰氯电池盖组封接玻璃材料的制备方法及封装工艺 |
| CN113185147A (zh) * | 2021-06-19 | 2021-07-30 | 贵州航箭电子产品有限公司 | 一种不锈钢-玻璃高温封接工艺 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109851237A (zh) | 一种锂离子电池盖板组件用铝极柱与不锈钢壳体的玻璃封接方法 | |
| US3421863A (en) | Cermet material and method of making same | |
| CN101798184B (zh) | 一种新型中高温太阳能集热管金属与玻璃的封接方法 | |
| CN104091787A (zh) | 一种金属封装外壳及其制备工艺 | |
| CN101531474B (zh) | 一种玻璃金属多针接插件封接工艺 | |
| CN101746964B (zh) | 一种钛合金玻璃封接工艺方法 | |
| CN101538127A (zh) | 一种金属钛与玻璃极柱的封接方法 | |
| CN102277602A (zh) | 一种金属-玻璃封接技术的金属前期处理方法 | |
| CN103332872B (zh) | 高硼硅硬质玻璃与可伐合金直接匹配封接方法 | |
| CN205167643U (zh) | 蓝宝石及陶瓷材料高温组合模具 | |
| CN109494415A (zh) | 一种锂离子电池盖板组件用t头铝极柱与不锈钢壳体的玻璃封接方法 | |
| CN108172704B (zh) | 一种动力电池盖板与极柱的玻璃密封组件及其制作方法 | |
| CN108129037B (zh) | 一种钼-玻璃密封绝缘子封接方法 | |
| CN104538186A (zh) | 一种高能钽混合电容器外壳及其制造方法 | |
| CN108164150B (zh) | 一种高电阻率高膨胀系数的铝合金封接玻璃粉的制备方法及应用 | |
| CN103193380A (zh) | 一种中高温太阳能真空集热管用金属与玻璃封接的方法 | |
| CN105140133A (zh) | 一种防辐射的金属封装外壳的制备方法 | |
| CN207368021U (zh) | 一种锂离子电池陶瓷盖板组件及锂离子电池 | |
| CN104538187B (zh) | 一种高能钽混合电容器铌外壳的制造方法 | |
| RU2818277C1 (ru) | Вольфрамовый электрод для электролиза солевого расплава для получения редкоземельных металлов и способ его изготовления | |
| CN209279640U (zh) | 一种锂电池生产原料用氮气双推板循环炉 | |
| CN201397827Y (zh) | 一种锂电池密封绝缘子 | |
| CN111662095A (zh) | 一种石榴石型无机固体电解质材料的低温烧结方法 | |
| CN112456819A (zh) | 一种真空玻璃封接工艺 | |
| KR20200142178A (ko) | 금형을 이용한 프레스 가공에 의한 금속 분리막 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190607 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |