具有構(gòu)件加強(qiáng)部和饋通部的構(gòu)件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種具有構(gòu)件厚度和至少一個(gè)饋通孔的構(gòu)件，以及特別是用于電存儲(chǔ) 裝置、尤其是電池或電容器的具有根據(jù)本發(fā)明構(gòu)件的殼體，以及涉及具有這種殼體的存儲(chǔ) 裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 如果這樣的構(gòu)件是例如存儲(chǔ)裝置、例如電池和/或電容器的殼體的一部分，在將 導(dǎo)體、特別是金屬銷引入到由例如鋁這樣的輕金屬構(gòu)成的基體中時(shí)需要嚴(yán)密密封的饋通 部。電池可以是例如鉛酸電池、鎳鎘電池或鎳金屬電池這樣的傳統(tǒng)能源。作為在本發(fā)明的 意義中的電池可理解成在其放電之后被處理和/或回收的一次性電池和蓄電池。
[0003] 鋰離子電池已知多年。在此方面，例如參考"Handbook of Batteries，編者David Linden，第二版，McGrawHill 1995,第 36 和 39 章"。
[0004] 特別是針對(duì)電池和/或電容器在汽車環(huán)境中的應(yīng)用必須解決許多問(wèn)題，如耐腐蝕 性、抗事故能力或抗振性能。此外需要確保電池長(zhǎng)期處于嚴(yán)密的密封狀態(tài)下。例如在電池 電極或者說(shuō)電池電極饋通部的區(qū)域中的泄漏、電池短路或?qū)е码姵貕勖鼫p少的溫度變化會(huì) 妨礙該緊密性。尤其是還應(yīng)該避免濕氣進(jìn)入到蓄電池單電池（Batteriezelle)中。
[0005] 為了保證在事故時(shí)的更好的耐受性，DE101055877A1提供了一種用于鋰離子電池 的殼體，其中，該殼體包括在兩側(cè)敞開(kāi)并且可以閉合的金屬外罩。電接頭通過(guò)塑料而絕緣。 塑料絕緣的缺點(diǎn)是受限的耐熱性和在整個(gè)使用壽命上的不可靠的密封。
[0006] 被引入到輕金屬中的用于存儲(chǔ)裝置、例如電池的饋通部在許多文獻(xiàn)中進(jìn)行了描 述。因此例如在 W02012/110242A1、TO2012/110246A1、TO2012/110247A1、TO2012/110245A1 和特別是W02012/1102444A1中的公開(kāi)內(nèi)容完全地包括在本申請(qǐng)中。
[0007] DE102011103976A1同樣示出一種特別穿過(guò)殼體構(gòu)件的饋通部，其中給出基體的厚 度，但是沒(méi)有給出玻璃材料外部尺寸與加強(qiáng)部材料外部尺寸的比例。
[0008] DE4413808B4示出一種電化學(xué)單電池以及這種單電池的制造。電化學(xué)單電池包括 活性的陽(yáng)極材料和活性的陰極材料以及保持架。構(gòu)造為鈕扣式電池的電化學(xué)單電池的尺寸 未給出。
[0009] 例如在W02012/110244A1中所描述的饋通部的缺點(diǎn)是，基體通常具有與插入玻璃 長(zhǎng)度相等的厚度。由此殼體構(gòu)件具有相對(duì)高的重量和過(guò)小的內(nèi)部結(jié)構(gòu)空間，使得蓄電池單 電池的體積減小。
[0010] 如果想制造殼體構(gòu)件，那么需要由實(shí)心材料切削加工來(lái)制造加厚部。另一問(wèn)題是 由于沒(méi)有足夠的預(yù)應(yīng)力而不能實(shí)現(xiàn)嚴(yán)密的密封性，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1的構(gòu) 件解決了提供盡可能薄的且輕的構(gòu)件的問(wèn)題與所需的嚴(yán)密密封性的結(jié)合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 嚴(yán)密的密封性理解成壓差為Ibar時(shí)氦泄漏率〈1 · 10 smbar · Is \優(yōu)選地 〈1 · 10 8mbar · Is 1O
[0012] 嚴(yán)密的密封性確保電存儲(chǔ)裝置、特別是電池的使用壽命明顯增加。即使在穿過(guò)玻 璃材料或玻璃陶瓷材料的銷狀導(dǎo)體由于高的電流和/或在短路時(shí)暫時(shí)劇烈加熱的情況下 也確保嚴(yán)密的密封性。特別是嚴(yán)密的密封性避免濕氣可進(jìn)入蓄電池單電池中。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的具有構(gòu)件厚度（BD)和至少一個(gè)饋通孔的構(gòu)件在饋通孔的區(qū)域中具 有帶有構(gòu)件饋通孔厚度（BDD)的加強(qiáng)部，導(dǎo)體、特別是大致呈銷狀的導(dǎo)體在具有玻璃材料 外部尺寸（GA)和插入玻璃長(zhǎng)度（EL)的玻璃材料或玻璃陶瓷材料中穿過(guò)饋通孔，其中，構(gòu)件 饋通孔厚度（BDD)大于構(gòu)件厚度（BD)。加強(qiáng)部具有加強(qiáng)部材料外部尺寸（VA)。根據(jù)本發(fā) 明發(fā)現(xiàn)，為了滿足上述條件，玻璃材料外部尺寸（GA)與加強(qiáng)部材料外部尺寸（VA)的比大于 等于1比1.2, 即、GA/VA彡1/1. 2。特別優(yōu)選地，比GA/VA在1/1. 2至1/2. 2的范圍中。具 體來(lái)說(shuō)，這些條件意味著，在圓柱形的玻璃材料和圓形的加強(qiáng)環(huán)的情況下圓柱形的外部直 徑與加強(qiáng)環(huán)的比大于等于1比1. 2,特別是在1/1. 2至1/2. 2的范圍中。通過(guò)選擇比GA/VA 令人驚奇地實(shí)現(xiàn)了，可在饋通孔的區(qū)域中將足夠的壓力施加到玻璃材料上，由此提供了嚴(yán) 密的密封性。此外，通過(guò)加強(qiáng)部在其材料的外部尺寸中的寬度將用于嚴(yán)密的密封性所需的 壓縮施加到玻璃上，這同樣有助于嚴(yán)密的密封性。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)是，可為構(gòu)件使用非常薄的并因此減輕重量的材 料。于是，這尤其在構(gòu)件用作殼體、例如存儲(chǔ)裝置的殼體、例如電池殼體、尤其是電池罩或電 容器、尤其是電容器罩的一部分時(shí)是有利的。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的借助于其外部尺寸明顯大 于基本呈圓柱形的玻璃材料的加強(qiáng)環(huán)的設(shè)計(jì)方案令人驚奇地實(shí)現(xiàn)了，在饋通孔的區(qū)域中可 將足夠的壓力施加到玻璃材料上，由此如前所述，存在有嚴(yán)密的密封性。此外，由此提供了 在饋通部的區(qū)域中的足夠強(qiáng)度。
[0015] 在加強(qiáng)部的區(qū)域中的構(gòu)件通道厚度基本上相當(dāng)于（entspricht)插入玻璃長(zhǎng)度 (EL)，以確保嚴(yán)密密封的饋通部。由此可實(shí)現(xiàn)玻璃化的陽(yáng)極或陰極的較高的機(jī)械強(qiáng)度。
[0016] 在本發(fā)明的第一設(shè)計(jì)方案中可規(guī)定，構(gòu)件是非常薄的、具有構(gòu)件厚度（BD)的例如 形成殼體蓋的基體并且具有加強(qiáng)構(gòu)件厚度（VD)的分開(kāi)的加強(qiáng)構(gòu)件布置在輸入孔的區(qū)域 中，由此構(gòu)件的厚度、即構(gòu)件厚度（BD)和加強(qiáng)構(gòu)件厚度（VD)相加得到構(gòu)件饋通孔（BDD)。
[0017] 替換分開(kāi)的、可布置在饋通孔的區(qū)域中的在構(gòu)件饋通孔的區(qū)域中、例如作為在基 體下方的環(huán)的構(gòu)件，可規(guī)定，具有構(gòu)件厚度（BD)的基體和加強(qiáng)構(gòu)件被組合成單一的構(gòu)件， 其中，在構(gòu)件饋通孔的區(qū)域中提供構(gòu)件饋通孔厚度（BDD)。這例如可由此實(shí)現(xiàn)，即，在饋通孔 的區(qū)域中拉深非常薄的基體。為了在加強(qiáng)部的區(qū)域中形成所需的較大的尺寸，在拉深之后 鐓鍛基體。
[0018] 在本發(fā)明的另一變型方案中，具有構(gòu)件厚度（BD)的基體和加強(qiáng)構(gòu)件還是單一的 構(gòu)件，其中，在構(gòu)件饋通孔的區(qū)域中提供構(gòu)件饋通孔厚度（BDD)。這在另一變型方案中由此 實(shí)現(xiàn)，即，在饋通孔的區(qū)域中彎曲非常薄的基體、特別是由板件來(lái)拉深并且隨后折疊。
[0019] 于是加強(qiáng)部的寬度大于基體的厚度。
[0020] 如上所述，通過(guò)在加強(qiáng)部的材料的外部尺寸方面使加強(qiáng)部的寬度大于玻璃材料的 外部尺寸的1. 2倍，由此可將為嚴(yán)密的密封性所需的壓縮施加到玻璃上，由此提供了嚴(yán)密 密封的饋通部。
[0021] 為了實(shí)現(xiàn)充分的嚴(yán)密的密封性，使插入玻璃長(zhǎng)度大于I. 5mm，特別是在I. 5mm至 8mm的范圍中時(shí)還是特別有利的。
[0022] 特別優(yōu)選地，薄的構(gòu)件具有足夠的穩(wěn)定性并且在變形時(shí)通過(guò)隨后的回縮也還表現(xiàn) 為足夠的加強(qiáng)部，其至少在插入玻璃長(zhǎng)度的范圍內(nèi)、優(yōu)選至少是插入玻璃長(zhǎng)度加2_，特別 優(yōu)選3. 5謹(jǐn)至10mnin
[0023] 特別優(yōu)選的是，作為用于構(gòu)件、特別是基體、以及加強(qiáng)構(gòu)件的材料使用具有<5kg/ dm3的比重和/或在350°C至800°C的范圍中的熔點(diǎn)和/或在5 · 10 6S/m至50 · 106S/m的范 圍中的電導(dǎo)率和/或在18· 106/K至30· 106/K的范圍中的膨脹系數(shù)a (20°C至300°C) 的輕金屬。
[0024] 特別優(yōu)選的是，用于輕金屬的材料是鋁、鋁合金、鎂、鎂合金或其他金屬和如不銹 鋼這樣的合金。特別優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)件是殼體、特別是用于電存儲(chǔ)裝置的殼體的罩 構(gòu)件，其中，存儲(chǔ)裝置可以是例如電池或電容器。
[0025] 本發(fā)明除了殼體以外還提供一種具有這種構(gòu)件的存儲(chǔ)裝置，特別是電池或電容 器，所述構(gòu)件至少作為罩構(gòu)件，饋通部穿過(guò)該罩構(gòu)件。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 下面應(yīng)根據(jù)附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。
[0027] 其中：
[0028] 圖1示出了本發(fā)明的具有分開(kāi)的加強(qiáng)構(gòu)件的第一實(shí)施方式；
[0029] 圖2示出了本發(fā)明的具有帶有加強(qiáng)區(qū)段的一體式構(gòu)件的第二設(shè)計(jì)方案；
[0030] 圖3示出了本發(fā)明的具有帶有加強(qiáng)區(qū)段的一體式構(gòu)件的第三設(shè)計(jì)方案。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的具有兩個(gè)饋通孔3. 1、3. 2的構(gòu)件1。優(yōu)選地，饋通孔 (Durchfiihruiigsdffiiungen)具有優(yōu)選圍繞軸線5.1或者5. 2的筒形狀，例如圓形或橢 圓形狀。
[0032] 導(dǎo)體7. 1、7. 2在此以銷釘?shù)男螤钤诓ＡР牧?. 1、9. 2中穿過(guò)饋通孔3. 1、3. 2。
[0033] 構(gòu)件的厚度為BD，構(gòu)件饋通孔厚度為BDD并且分開(kāi)的加強(qiáng)構(gòu)件10. 1、10. 2的厚度 是VD。
[0034] 如從圖1中得知，構(gòu)件饋通孔厚度BDD等于DD加 VD。
[0035] 玻璃材料9. 1、9. 2的玻璃材料外部尺寸為GA，在優(yōu)選為圓形或橢圓形的玻璃材料 中該玻璃材料外部尺寸相當(dāng)于玻璃栓塞的直徑。
[0036] 分開(kāi)的、優(yōu)選同樣實(shí)施為圓形或環(huán)形的加強(qiáng)構(gòu)件的加強(qiáng)材料的外部尺寸VA為玻 璃材料外部尺寸GA的1. 2倍，即在環(huán)形或圓