用于端子馈穿装置的密封系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电池（313），电池（313）包括金属壳体，金属壳体具有壳体外壁（314），其具有由外围开口边缘（314c；314d）限定的至少一个通孔（314a；314b）。具有至少一个正电极和至少一个负电极的至少一个单体电池单元被布置在壳体的内部。导电端子柱（101；201）连接到至少一个正电极或连接到至少一个负电极。端子柱（201）包括轴（103；203）以及夹持元件（104、105；204、205），轴（103；203）馈穿由外围开口边缘（108a）限定的通孔，夹持元件（104、105；204、205）置于轴（103；203）上，并覆盖通孔，并且与壳体外壁（314）一起形成环形间隙（111、112；211、212）。电绝缘环形支撑元件（106；206）以套筒状方式围绕端子柱（100；200）的轴（103；203）。所述支撑元件具有：面朝外的外围接触表面（107），开口边缘（108a）抵靠外围接触表面（107）定位；以及密封元件（209；210），密封元件（209；210）在夹持元件（104、105；204、205）和壳体外壁（314）之间的间隙（112；212）中围绕支撑元件（106；206）同心地布置。本发明专利技术还涉及一种电池（313）、一种用于制造此类电池的方法、以及一种以所述方法加工的端子馈穿装置（100；200）。

Sealing system for terminal feeder

The present invention relates to a battery (313), a battery (313) comprising a metal shell, and a metal shell having a outer wall (314) having at least one through hole (314A; 314b) defined by a peripheral open edge (314c; 314d). At least one single cell unit with at least one positive electrode and at least one negative electrode is arranged inside the shell. The conductive terminal post (101, 201) is connected to at least one positive electrode or connected to at least one negative electrode. The terminal column (201) includes a shaft (103; 203) and a holding element (104, 105; 204, 205), and the shaft (103; 203) is fed through a hole defined by a peripheral opening edge (108a), and the clamping element (104, 105; 204, 205) is placed on the shaft and covers the through hole and forms a ring with the outer wall of the shell. Space (111, 112; 211, 212). The electrically insulated annular support element (106; 206) surrounds the shaft (103, 203) of the terminal column (100; 200) in a sleeve manner. The support element has an external contact surface (107), an opening edge (108a) against a peripheral contact surface (107), and a sealing element (209; 210), and a sealing element (209; 210) in a gap (112; 212) between the clamping elements (104, 105; 204, 205) and the outer wall (314) of the shell. The support element (106; 206) is arranged concentrically. The invention also relates to a battery (313), a method for making such a battery, and a terminal feeder (100; 200) processed by the method.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于端子馈穿装置的密封系统
在下文中描述的本专利技术涉及端子馈穿装置（poldurchführung）、具有端子馈穿装置的电池以及用于制造这种电池的方法。
技术介绍
原先，术语“电池（Batterie）”描述多个串联连接的电化学电池单元（Zellen）。今天，单体电化学电池单元（单体电池单元）也常被描述为电池。在电化学电池单元放电期间，发生能量释放化学反应，其包括两个电关联但空间分离的子反应。在负电极上，电子在氧化过程中被释放，产生电子流，该电子流经由外部负载流动到正电极，正电极占有对应数量的电子。因此，在正电极上发生还原过程。同时，在电池单元内产生对应于电极反应的离子流。该离子流由传导离子的电解质支持。在蓄电池单元和蓄电池中，这种放电反应是可逆的，并且因此该选项可用于逆转在放电期间发生的化学能成为电能的转化。在已知的蓄电池中，锂离子电池（即，在充电和放电过程期间锂离子从一个电极迁移到另一个电极的电池）特别地实现了相当高的能量密度。这种类型的电池适合于使用在便携式设备中，诸如，移动电话和笔记本电脑。然而，它们也特别适合作为机动车辆的能量源。用于机动车辆的锂离子电池通常包括棱柱形金属壳体。该壳体通常包括：容器，其具有矩形基部和四个与其成直角布置的侧壁；以及盖，其与基部基本上具有相同尺寸和形状。通常，盖几乎展现为没有廓形，并且能够被描述为几乎是平坦的。通常，壳体是封闭的，其中，盖的边缘结合到容器的开口边缘。通常，至少一个单体电池单元被布置在金属壳体中。这能够以多个扁平单体电池单元的电池单元组（堆）的形式存在，或者以一个或多个卷绕的单体电池单元（线圈）的形式存在。电池的固定部件通常包括正极端子柱和负极端子柱，它们按规定路径穿过壳体的盖、基体或壁，并且借助于电绝缘体与壳体电绝缘。电池壳体的其中端子柱按规定路径穿过壁的区域（包括电绝缘体）通常被描述为端子馈穿装置。正极端子柱与至少一个单体电池单元的（一个或多个）正电极电结合。负极端子柱与至少一个单体电池单元的（一个或多个）负电极电结合。通常，根据本专利技术的电池包括正极端子柱和负极端子柱。然而，壳体本身也可以起到正极端子或负极端子的作用。在这种情况下，根据本专利技术的电池可仅包括正极端子柱，或者仅包括负极端子柱。壳体在其中端子柱馈穿壁的区域中的密封特别重要。在DE10047206A1中描述的类型的玻璃复合物适合于例如密封，并且同时承担电绝缘体的功能。而且，基于聚合物的密封系统也是特别合适的。高度严格的要求应用于用于端子馈穿装置的密封系统。除了突出的绝缘和密封性能外，以下附加属性也特别重要：-响应于将外力施加到端子柱的长期机械稳定性，-在-40°C至+100°C范围内的热稳定性，-对于周期性温度应力的耐受性，-对于各种电解质系统的化学耐受性。通常，用于端子馈穿装置的密封系统应具有15年的最短使用寿命。在上面提到的由现有技术已知的密封系统中，情况并非总是如此。响应于长期的机械和化学负载，塑料基密封材料经历脆化，并且因此易受应力开裂和密封失效的影响。基于玻璃的密封材料常展现出低弹性，并且因此展现出对机械力矩负载的有限的忍耐性。力的突然施加会容易导致裂纹，并且同样导致随之发生的密封失效。
技术实现思路
本专利技术的目的在于公开一种以端子馈穿装置为特征的电池，所述电池与现有技术中已知的解决方案相比更有效地满足上面所提到的要求。该目的通过具有权利要求1的特征的电池、具有权利要求8的特征的端子馈穿装置、以及具有权利要求10的特征的方法来满足。根据本专利技术的电池的实施例的优选形式在从属权利要求2至7中公开。根据本专利技术的端子馈穿装置的实施例的优选形式在从属权利要求9中限定。根据本专利技术的方法的实施例的优选形式在从属权利要求11中描述。由此，所有权利要求的措辞通过引用而成为本说明书的内容。根据本专利技术的电池包括壳体和至少一个单体电池单元，所述至少一个单体电池单元位于壳体中或在壳体的内部，具有至少一个正电极和至少一个负电极。单体电池单元优选是基于锂离子设计的电池单元。相应地，根据本专利技术的电池优选为锂离子电池。单体电池单元优选以电极箔和分隔箔的复合结构的形式按以下顺序构成：正电极/分隔件/负电极。电极优选地包括金属集电器，其通常以二维或三维预制件的形式构成。在锂离子电池中，例如在正电极侧上，定位有铝网或铝膜，例如展开的铝网或穿孔的铝箔。在负电极一侧上，通常采用铜网或铜箔作为集电器。如在从现有技术中已知的电池的情况下那样，根据本专利技术的电池还可以包括多个扁平单体电池单元的电池单元组（堆）或一个或多个卷绕单体电池单元（线圈）。壳体将至少一个单体电池单元与其周围环境屏蔽，并且优选地是气密和液密设计。如在从现有技术已知的壳体的情况中那样，其通常呈现棱柱形式，并且包括：容器，其具有矩形基部和与其成直角布置的四个侧壁；以及盖，其与基部基本上具有相同的形状和尺寸。如果壳体是封闭的，则在这种具有四个侧壁、基部以及盖的实施例的形式中，其总共包括六个壳体外壁。壳体的金属成分是特别优选的，尤其是铝或铝合金。根据本专利技术的电池的固定构成部分是导电端子柱，导电端子柱或者连接到至少一个正电极或者连接到至少一个负电极。优选地，电池包括电连接到至少一个正电极的正极端子柱以及电连接到至少一个负电极的负极端子柱二者。根据本专利技术的电池的壳体包括至少一个壳体外壁，至少一个壳体外壁包括由外围开口边缘限定的至少一个通孔。具有至少一个通孔的壳体外壁优选为壳体的基部或盖。导电端子柱包括轴，轴馈穿通孔。其还包括至少一个夹持元件，至少一个夹持元件置于轴上并且覆盖通孔，并且与壳体外壁组合形成或包围环形间隙。根据本专利技术的电池优选包括具有两个此类夹持元件的端子柱。两个夹持元件的基本功能是将端子柱的轴固定在壳体外壁中的通孔中，并防止端子柱的任何滑动。在组装状态下，夹持元件可以将夹持力施加在布置于夹持元件之间的部件上。在实施例的简单形式中，端子柱的轴优选地包括具有外螺纹的杆以及作为夹持元件的两个螺母，两个螺母布置成沿相反方向旋转并且置于杆上。然而，优选地，端子柱构造成具有螺栓型设计。在这种情况下，至少一个夹持元件优选地包括这种螺栓型端子柱的头部以及螺母，借助于其，螺栓型端子柱被固定。根据本专利技术的电池的构成元件是至少一个电绝缘支撑元件和至少一个密封元件。这些以组合的方式构成用于端子馈穿装置的密封系统。电绝缘支撑元件优选为环形设计，并且以套筒状方式围绕端子柱的轴。支撑元件沿所包围的轴的方向包括面朝内的接触表面以及面朝外的接触表面。面朝内的接触表面优选地与轴直接接触。面朝外的接触表面优选地与通孔的开口边缘直接接触。反过来，通孔的开口边缘优选地直接定位在支撑元件的面朝外的接触表面上。换句话说，端子柱可以经由支撑元件被支撑在壳体边缘上。特别优选的是如下情况：支撑元件的面朝外的接触表面不仅定位成与通孔的开口边缘直接接触，而且支撑元件的面朝外的接触表面同时优选地在内部界定由夹持元件和壳体外壁形成的环形间隙，特别是使得在间隙内排除端子馈穿装置的其它部件（例如，至少一个密封元件）与端子柱的直接接触。密封元件优选地布置在夹持元件和壳体外壁之间的间隙中，优选地以围绕支撑元件的同心布置方式来布置。在实施例的优选形式中，其完全占据了间隙。然而，通孔的开口边缘与端子柱的轴之间的直接接触区域本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池（313），所述电池（313）具有以下特征：‑ 其包括金属壳体，所述金属壳体具有壳体外壁（314），所述壳体外壁（314）具有由外围开口边缘（108a）限定的通孔，‑ 其包括至少一个单体电池单元，所述至少一个单体电池单元具有至少一个正电极和至少一个负电极，所述至少一个单体电池单元布置在所述壳体内部，‑ 其包括导电端子柱（101；201），所述导电端子柱（101；201）连接到所述至少一个正电极或连接到所述至少一个负电极，所述导电端子柱（101；201）包括轴（103；203）以及至少一个夹持元件（104、105；204、205），所述轴（103；203）馈穿所述通孔，所述至少一个夹持元件（104、105；204、205）置于所述轴上并覆盖所述通孔，并且与所述壳体外壁一起形成环形间隙（111、112；211、212），‑ 其包括电绝缘且环形的支撑元件（106；206），所述支撑元件（106；206）以套筒状方式围绕所述端子柱的所述轴，并且具有面朝外的外围接触表面，所述通孔的开口边缘（108a）抵靠所述外围接触表面定位，‑ 其包括密封元件（209；210），所述密封元件（209；210）在所述夹持元件（104、105；204、205）和所述壳体外壁（314）之间的间隙（111、112；211、212）中围绕所述支撑元件（106；206）同心地布置。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.03 DE 102015221555.51.一种电池（313），所述电池（313）具有以下特征：-其包括金属壳体，所述金属壳体具有壳体外壁（314），所述壳体外壁（314）具有由外围开口边缘（108a）限定的通孔，-其包括至少一个单体电池单元，所述至少一个单体电池单元具有至少一个正电极和至少一个负电极，所述至少一个单体电池单元布置在所述壳体内部，-其包括导电端子柱（101；201），所述导电端子柱（101；201）连接到所述至少一个正电极或连接到所述至少一个负电极，所述导电端子柱（101；201）包括轴（103；203）以及至少一个夹持元件（104、105；204、205），所述轴（103；203）馈穿所述通孔，所述至少一个夹持元件（104、105；204、205）置于所述轴上并覆盖所述通孔，并且与所述壳体外壁一起形成环形间隙（111、112；211、212），-其包括电绝缘且环形的支撑元件（106；206），所述支撑元件（106；206）以套筒状方式围绕所述端子柱的所述轴，并且具有面朝外的外围接触表面，所述通孔的开口边缘（108a）抵靠所述外围接触表面定位，-其包括密封元件（209；210），所述密封元件（209；210）在所述夹持元件（104、105；204、205）和所述壳体外壁（314）之间的间隙（111、112；211、212）中围绕所述支撑元件（106；206）同心地布置。2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述密封元件（209；210）形成在所述间隙（111、112；211、212）中和/或通过注射模制形成。3.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述支撑元件包括环形槽（107），所述通孔的开口边缘（108a）被容纳在所述环形槽（107）中。4.根据前述权利要求中的任一项所述的电池，其特征在于，所述支撑元件（106；206）包括两个环形的半区段（106a、106b；206a、206b）。5.根据前述权利要求中的任一项所述的电池，其特征在于，所述支撑元件（106；206）包括玻璃或陶瓷，或者包括玻璃基或陶...

【专利技术属性】
技术研发人员：A胡特，K霍尔，A高格勒，A弗里克，S阿尔丁格，
申请(专利权)人：VWVM研究有限责任两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE