制造用于电能储存装置的电接头的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种制造用于电能储存装置（１０）的电接头的方法，所述装置包括至少一个放置在壳体（２０’）内部的电能储存元件（７０），所述壳体具有壳体的主体（２０）中的包含电能储存元件（７０）的盖子（３０、４０），所述元件（７０）和所述盖子（３０、４０）的每一个包括集流器器件，所述方法的特征在于，其至少包括：将镓沉积到集流器器件中的一个或多个上的步骤，以及装配被镓涂覆分离开的两个集流器器件的步骤，该涂覆的步骤之后是通过部署以及将加热到给定温度的块压制在由两个集流器器件形成的装置而实现的扩散钎焊步骤，所述装置以给定时间被钎焊以制造用于电能存储装置的电接头。本发明专利技术特别应用于制造诸如超级电容器、电池或发电机的电能存储装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电能储存装置。更特别地应用于，但不限于，超级电容器(supercondenser)、电容器以及发电机或电池。更确切地说，本发 明涉及用于生产电能储存装置的电接头(electrical connection)的方法。
技术介绍
近来提出了己知为高功率的相当数量的电能储存装置，诸如超级 电容器。然而，已知的设备的电源接头并不能令人很满意。在现有技术中，超级电容器包括放置在壳体中的线圈，壳体包括 在其两端用可以装配有电连接突出物的两个盖子封闭的主体。在下文 中，我们将平等地对待指明相同的部件的线圈或能量储存线圈元件。为了制造此电能储存装置的电接头，可以利用放置在线圈和每个 盖子之间的电接头的中间部件。一些其它的概念是直接利用盖子作为具有集流器(current collector)的电接头，集流器由在其两端突出到线圈上方的集电边缘形 成。这些集电边缘或者中间电接头部件，通过例如透明激光技术的焊 接方法的方式连接到诸如电连接突出物、盖子自身或任何其它集流器 的外部端子。另一方面，根据所选择的技术，这些设计也通常使用外部端子或部分压制的电接头的中间部件以形成焊接范围，所述焊接范围例如具有诸如窄带或优选地朝着壳体的主体内部的凹陷。然后，在窄带的水平上通过焊接来将线圈的集电边缘电连接起来。 另一个例子利用外部端子或电接头的中间部件，所述电接头具有内部平的面和为外部凹陷形式的焊接范围。在下文中将讨论集电部件以平等地指定外部端子或电接头的中间部件。此通过焊接其中集电部件由铝或轻合金制成的电能储存装置来制 造电接头的方法可以导致在焊接过程中将装置暴露到高温下，使得线 圈有热降解的风险。另一方面，焊接有必要限制在旧焊接区域的事实限制了有效地焊 接在线圈的集电部件和集电边缘之间的地带的表面。结果，对于由于 所有的集电边缘而言没有完全连接到集电部件，电流没有均匀地分布 在线圈中。此特性促成离子和电子集中在线圈的一些匝中，而在线圈的其它 匝中有损失，因此导致电能储存装置的串联阻抗Rs加大。另外，在线圈运转中辐射的大部分热在延伸的集流器中轴向地扩 散，然后经由焊接区域或紧密接触越过外部集电部件。热交换到外部，然后通过线圈和盖子之间的有限接触来限制冷却 线圈的重要部分，这有利于后者的再次加热。另一方面，能量储存装置的电接头的这种制造方法成本高而且复杂。实际上，透明激光焊接技术难以实现，因为其需要精确地调整待 组装的部件，不好的调整会导致穿过集电部件的洞的增加，这首先造 成集电部件的紧密度的损失，其次是从电流能量储存装置产生弱能量。还有，对于仅有一些细微差别的铝和铝合金，诸如1000系(Series) 的铝(包含至少99.9%的铝的铝合金)，利用激光焊接是有效地，但是 不是特别适用于超级电容器。实际上，这些细微差别是纯粹的并且因 此更加具有延展性，在壳体的压力上升的情况下，这造成它们有不太 好的机械阻抗，因此很少有好的老化特性。为了改善超级电容器的集电器和电极之间的接触阻抗，文档US 6,565,701提出了利用一种包括导电金属基板的集流器，其表面施加有 非氧化层。因而在集电器和电极之间的导电变的容易而且限制了它们 的表面老化。文档US 2004/0264110描述了电组件，该电组件包括装配有穿孔的 集流器和电极，其中电极和集电器被中间层分离以防止在组件的运行 过程中电极的串联阻抗增加。文档DE 32 26 406也提出了一种由金属薄膜形成的电容器，其包括盖子和在接触部分的钎焊(brazed)金属接触层。在将它们焊接之前， 需要用于将金属颗粒沉积在接触部分上的步骤。本专利技术的特定目的在于消除现有技术的缺点。本专利技术的一个目的在于提出一种通过低温扩散钎焊(diffusion brazing)来制造电能储存装置的电接头的方法，所述能量储存装置包 括固体部件，特别是由铝制成的部件。本专利技术的又一个目的在于提出一种制造电能储存装置的电接头的 方法，其减少了不同的集流器之间的电接触阻抗，促使热扩散，并且 在线圈的内部温度上升的过程中进行冷却。还提出一种电能储存装置的电接头的简单制造方法，其在制造装 置方面提供了经济性。本专利技术的又一个目的在于提供一种电能储存装置的电接头的制造 方法，用于防止具有凸起和凹陷的集流器的使用，并且有利于电流的 均匀的分布。本专利技术的又一个目的在于允许使用有细微差别的铝合金，而不是 最纯净的级数，诸如1000系。这是因为如下事实，在选择合金时，扩 散钎焊不会像早期的激光焊接方法一样造成相同的限制，因为没有相 对于合金的扩散钎焊方法中的内含物(在不太纯的合金中会出现)的 反应。扩散钎焊的另一个目的在于相比于根据现有技术的状态，在激光 焊接方法中穿透收集部件的强大风险，限制了在低温钎焊方法中穿透 收集部件的风险。扩散钎焊方法对于本领域技术人员来说是已知的。例如，文档EP 0 123 382呈现了在70到80小时期间，在高压(30-100MPa)下，覆 盖在镓层下的铝表面的扩散钎焊过程，而文档GB 2 386 578描述了在 用液态镓摩擦接触表面之后，在有利地200摄氏度以上，将由铝制成 的两个部件进行高压(以20MPa的量级)扩散钎焊方法。最后，本专利技术的目的在于允许使用比激光悍接更容易进行工业化 的方法，而没有与激光技术相关联的安全问题，并且简单而且以更少 的成本实现。
技术实现思路
根据本专利技术，这些目的通过一种制造电接头的方法实现，所述电 接头在电能储存线圈和集电部件之间，电能储存线圈具有在其端部的 集电边缘，所述部件的结合形成了放置在壳体中的电能储存装置，其 特征在于，通过低温扩散钎焊方法实现线圈的收集边缘和集电部件的电连接，所述温度小于400摄氏度。有利地，每个集电边缘直接钎焊在集电部件上。执行温度优选地选自150和400摄氏度之间，并且用被分配金属 来完成扩散钎焊，所述被分配金属选自镓、铟、锡、铊、铅、铋或者 其合金的具有低熔点的金属。在支撑金属是镓的情况下，处理温度选自150和250摄氏度之间。 实际上，高于218摄氏度，镓在铝中以两种方式扩散在30和110摄 氏度之间的占有优势的晶粒间方法，以及在110摄氏度和218摄氏度 之间的占有优势的容量(晶粒内)方法。因此，在小于110摄氏度的 温度，没有对该材料的容纳物有害的大量的晶粒间的镓扩散，因为这 有脆化粒子节点的风险。超过218摄氏度后，镓在合金中的扩散是全 容量的，这表示对于材料或接头均没有风险。优选地，在钎焊处的处理温度将限制在250摄氏度，以便限制由 能量储存线圈元件承受的温度，以避免承担超级电容器的性能或寿命 的材料的降解。根据本专利技术的电能储存装置的电接头的制造方法，电能储存装置 包括至少一个要放置在壳体内部的电能储存线圈元件，所述壳体要被 至少一个盖子封闭，所述元件和所述盖子的每一个包括集流器器件， 其特征在于，至少包括如下步骤-将镓分布到集流器器件中的一个或其它集流器器件上的步骤； -装配步骤，装配被镓沉积分离开的两个集流器器件； -扩散钎焊步骤，通过应用在待装配的材料中产生的限制为小于 10Mpa的力来实现扩散钎焊，按照制造电能存储装置的电接头，装置 被钎焊的时间少于1小时。附图说明9通过如下以非受限实例给出的说明以及参照附图，将更好地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造电接头的方法，所述电接头在电能储存线圈（７０）和集电部件（３０、４０）之间，电能储存线圈（７０）具有在其端部的集电边缘（７１、７２），所述部件的结合形成了放置在壳体（２０）中的电能储存装置（１０），其特征在于，通过低温扩散钎焊方法实现线圈（７０）的集电边缘（７１、７２）和集电部件（３０、４０）的电连接，所述温度小于４００摄氏度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：O科蒙，P帕亚尔，G圣德雷男，
申请(专利权)人：巴茨卡普公司，南特大学综合理工学院，
类型：发明
国别省市：FR[法国]