CN103384649A - 贯通连接件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种贯通连接件，特别是通过外壳、特别是电池外壳的外壳元件的贯通连接件，所述外壳优选由金属、特别是轻金属、优选为铝、铝合金、AlSiC、镁、镁合金、钛、钛合金、钢、不锈钢或高级钢制成。所述外壳元件具有至少一个开口，嵌入在玻璃或玻璃陶瓷材料中的至少一个导体、特别是基本上针状的导体被引导通过所述开口。本发明的特征在于所述贯通连接件包含至少一个导体、特别是基本上针状的导体和基体、特别是基本上环形的基体。
Description
本发明涉及一种贯通连接件，特别是通过外壳、特别是电池电芯外壳的外壳元件的贯通连接件，由此使所述外壳元件具有至少一个开口，嵌入在玻璃或玻璃陶瓷材料中的至少一个基本上针状的导体被引导通过所述开口。
本发明的电池应该被理解为是在放电后抛弃和/或回收利用的可抛式电池以及蓄电池。
蓄电池、优选为锂离子电池，意在用于各种应用，例如用于便携式电子设备、蜂窝电话、电动工具以及特别是电动车。电池可以替代传统能源，例如铅-酸电池、镍-镉电池或镍-金属氢化物电池。
锂离子电池已久为人知。就此而言，参考《电池手册》（Handbookof Batteries），David Linden出版，第二版McGrawhill，1995，第36和39章。
锂离子电池的各种情况描述在大量专利中，例如US961,672、US5,952,126、US5,900,183、US5,874,185、US5,849,434、US5,853,914以及US5,773,959。
锂离子电池、特别是应用于汽车工业的锂离子电池，总体特征为一般串联连接的大量个体电池电芯。串联连接的电池电芯通常合并成所谓的电池组，然后多个电池组成为电池模块，其也被称为锂离子电池。每个个体电池电芯具有被导出电池电芯外壳的电极。
具体来说，在锂离子电池在汽车工业中的应用中，必须解决大量问题，例如耐腐蚀性、事故中的稳定性或抗振性。另一个问题是电池电芯在较长时间段内的气密密封。气密密封可能由于例如电池电芯电极或电池电芯的相应电极贯通连接件区域中的不密封性而受损。这样的不密封性可能由例如温度变化和交替的机械应力例如车辆中的振动或合成材料的老化所引起。电池或者说电池电芯中的短路或温度变化能够引起电池或电池电芯使用寿命缩短。
为了确保在事故中更好的稳定性，在例如DE10105877A1中提出了一种用于锂离子电池的外壳，所述外壳包括在两个侧面上开口并被封闭的金属夹套。电力连接或者说电极由塑料绝缘。塑料绝缘的缺点是有限的耐温性、有限的机械稳定性、老化和使用期限中不确定的气密密封。因此，根据本技术领域的当前状态，锂离子电池上的贯通连接件没有被气密密封地整合在Li离子电池的覆盖部件中。此外，在电池内部电极是带有额外绝缘体的弯曲和激光熔焊的连接部件。
根据现有技术状态，锂离子电池的另一个问题是电池电芯占据大量空间，并且由于阻抗损失造成的高电流，快速发生热量和温度变化。
从DE2733948A1可以了解到一种碱性电池，其中利用熔融连接将绝缘体例如玻璃或陶瓷与金属部件直接连接。
将金属元件中的一个与碱性电池的阳极电连接，并将另一个金属部件与碱性电池的阴极电连接。在DE2733,948A1中使用的金属是铁或钢。在DE2733948A1中没有描述轻金属例如铝。此外，在DE2733948A1中没有引述玻璃或陶瓷材料的融合温度（Verschmelztemperatur）。在DE2733948A1中描述的碱性电池是具有碱性电解质的电池，根据DE2733948A1，所述电解质含有氢氧化钠或氢氧化钾。在DE2733948A1中，没有提到锂离子电池。
从DE69804378T2或者说EP0885874B1，了解到生产不对称有机羧酸酯和生产用于碱-离子电池的无水有机电解质的方法。在DE69804378T2或者说EP0885874B1中也描述了用于可充电锂离子电芯的电解质。
没有描述用于接受贯通连接的电芯底座的材料，只描述了用于连接针的材料，其可由钛、铝、镍合金或不锈钢构成。
在DE69923805T2或者说EP0954045B1中，描述了具有提高的电效率的RF贯通连接件。从DE69923805T2或者说EP0954045B1了解到的贯通连接件不是玻璃-金属贯通连接件。在EP0954045B1中，将紧邻例如包装金属壁的内部提供的玻璃-金属贯通连接件描述为是不利的，这是由于玻璃的脆性造成这种类型的RF贯通连接件不耐用。
DE69023071T2或者说EP0412655B1描述了用于电池或其他电化学电芯的玻璃-金属贯通连接件，其中使用了SiO2含量约为45重量%的玻璃，并且使用了含有钼和/或铬和/或镍的金属、特别是合金。在DE69023071T2中也没有充分提到轻金属的使用以及所使用的玻璃的融合温度或粘合温度。根据DE69023071T2或者说EP0412655B1，用于针状导体的材料是含有钼、铌或钽的合金。
从US7,687,200了解到一种用于锂离子电池的玻璃-金属贯通连接件。根据US7,687,200，外壳从高级钢生产，针状导体从铂/铱生产。在US7,687,200中引述的玻璃材料是TA23和CABAL-12玻璃。根据US5,015,530，它们是融合温度为1025℃或800℃的CaO-MgO-Al2O3-B2-O3系统。此外，从US5,015,530了解到用于锂电池的玻璃-金属贯通连接件的玻璃组合物，其含有CaO、Al2O3、-B2O3、SrO和BaO，并且其融合温度在650℃-750℃的范围内，因此对于与轻金属一起使用来说过高。
从US4,841,101了解到一种贯通连接件，其中使用玻璃材料将基本上针状的导体装嵌在金属环中。然后再将金属环插入到外壳中的开口或钻孔中，并通过钎焊、例如在钎焊环的连锁后将金属环与内壁或者说钻孔材料锁合式（stoffschlüssig）连接。金属环由具有与玻璃材料基本上相同或相似的热膨胀系数的金属构成，以便补偿电池外壳的铝的高的热膨胀系数。在US4,841,101中描述的设计变化形式中，金属环的长度总是短于外壳中的钻孔或开口。在US4,841,101中没有提到玻璃组合物，也没有描述贯通连接件用于例如电池、特别是Li离子蓄电池的具体应用。
因此，本发明的目的是提供避免了本技术领域当前状态的问题的贯通连接件。
根据本发明，所述目的通过下述方式得以实现，其中具体来说使用贯通连接件，将嵌入在玻璃或玻璃陶瓷材料中的导体、特别是基本上针状的导体，引导通过外壳、特别是电池电芯的外壳的外壳元件中的开口，所述外壳优选地由具有低熔点的轻金属、优选为铝、铝合金、镁、镁合金、钛、钛合金制成，或者由金属、特别是钢、高级钢、特别是不锈钢或AlSiC制成。
本发明的特征在于贯通连接件包含至少一个导体、特别是基本上针状的导体和基体、特别是基本上环形的基体。在贯通连接件的设计中，以其中装嵌有导体、特别是针状导电材料的附加基体的形式通过外壳部件，可以预先制造贯通连接件，换句话说可以将针材料装嵌在基体中，然后将其安装在外壳部件中、特别是电池电芯中。然后可以根据贯通连接件的相应制造技术和形状以及外壳的制造技术和形状，对基体进行优化。特别是，由于预先制造，与直接装嵌在外壳元件中相比可以使用明显更小的加热装置，这是由于不需要将整个外壳部件在例如烤箱中加热，而是代之以仅加热具有明显更小尺寸的基体。这种类型的能够实现由基体和导体、特别是基本上针状的导体构成的贯通连接件的设计，进一步使得以高成本效益例如在单步过程中，例如利用外壳部件的应变硬化选择方案将贯通连接件整合在外壳部件的开口中成为可能。事实上，这意味着首先利用例如冲压，在外壳部件例如顶盖中加工出开口。由于未被加热，外壳是应变硬化的。与此相反，基体是软的，因为在针状导体与玻璃或玻璃陶瓷材料的装嵌期间它被加热。通过这种方式，可以生产结构上稳定的电池电芯外壳、特别是在贯通连接件的区域中，这是因为与例如直接装嵌在外壳元件中相反，在外壳元件、特别是顶盖中不发生应变硬化损失。另一个优点是，与其中发生针状导体的装嵌的基体相比，外壳部件的材料强度可以被选择成明显更低。例如，外壳元件的材料强度可以为1.5mm以下，而由于材料原因，基体具有2.0mm、特别是3.0mm以上的厚度。外壳或者说外壳元件的材料厚度优选地在1mm至3mm之间，优选地在1.5mm至3mm之间。基体的厚度在2mm至6mm之间，优选地在2.5mm至5mm之间。因此，基体的厚度总是适应于其中放置有贯通连接件的外壳或外壳元件、特别是电池顶盖的材料厚度。相比而言，在直接装嵌的情况下，需要不必要大的材料厚度。
另一个优点在于，用于基体和外壳元件的材料可以被选择成不同的，特别是在材料质量和合金的选择方面。可以利用熔焊、压入、卷边包入和缩入（Einschrumpfen）将贯通连接件与外壳部件中的基体气密密封地相连。当利用例如熔焊来连接贯通连接件与外壳部件时，小心地保持温度输入尽可能低，以避免对玻璃或玻璃陶瓷材料的损坏。在本申请中，“气密密封”是指氦气泄漏率低于1·10-8mbar l/sec。与现有技术状态中必须在多步过程中为贯通连接件提供合成材料密封相反，本发明的贯通连接件部件与外壳部件的气密密封连接可以在单一的简单过程步骤中产生。
此外，基体也可以根据外壳元件的材料进行选择，只要顾及到边缘设计以及材料硬度两者，特别是也顾及到外壳封闭的方法即可。如果电池电芯的外壳由例如铝构成，则基体的材料也可以被选择成铝。
此外，除了贯通连接件之外，还可以在外壳元件中引入其他功能，例如安全阀和/或电池装填开口。
特别有利的是，在本发明的第一设计变化形式中，外壳元件和/或基体、优选为基本上环形的基体包括金属、特别是轻金属例如钛、钛合金、镁、镁合金、铝合金、铝、AlSiC，但是也包括钢、不锈钢或高级钢作为其材料。作为钛合金，可以使用例如Ti6246和/或Ti6242。钛是被身体良好耐受的材料，因此它可用于医疗应用例如假体中。由于其强度、耐受性和低重量，它的使用在特殊应用例如赛车运动和航空航天应用中也是有利的。
用于基体和/或外壳部件的其他材料还包括高合金工具钢，其旨在用于较晚时候的热处理。适合用作高级钢的例如是X12CrMoS17、X5CrNi1810、XCrNiS189、X2CrNi1911、X12CrNi177、X5CrNiMo17-12-2、X6CrNiMoTi17-12-2、X6CrNiTi1810和X15CrNiSi25-20、X10CrNi1808、X2CrNiMo17-12-2、X6CrNiMoTi17-12-2。为了能够在激光熔焊期间以及电阻熔焊期间提供特别有效的可熔焊性，使用高级钢、特别是根据Euro-Norm（EN）具有材料等级号（WNr.）1.4301、1.4302、1.4303、1.4304、1.4305、1.4306、1.4307的Cr-Ni钢作为基体和/或外壳元件、特别是电池电芯外壳的材料。作为标准钢，可以使用St35、St37或St38。
如果将针状导体连接到电化学电芯或电池的阴极，为针状导体使用特别是铜（Cu）或铜合金，并且如果将导体、特别是针状导体连接到阳极，使用铝（A）或铝合金。用于针状导体的其他材料可以是镁、镁合金、铜合金、CuSiC、AlSiC、NiFe、作为具有内部铜部分的NiFe护套的铜芯、银、银合金、金、金合金以及钴-铁合金。
作为特别是用于导体的铝或者说铝合金，可以使用下列材料：
EN AW-1050A
EN AW-1350
EN AW-2014
EN AW-3003
EN AW-4032
EN AW-5019
EN AW-5056
EN AW-5083
EN AW-5556A
EN AW-6060
EN AW-6061。
作为特别是用于导体的铜，可以使用下述材料：
Cu-PHC2.0070
Cu-OF2.0070
Cu-ETP2.0065
Cu-HCP2.0070
Cu-DHP2.0090。
在本申请中，比重小于5.0kg/dm3的金属被理解为是轻金属。具体来说，轻金属的比重在1.0kg/dm3至3.0kg/dm3的范围内。
如果另外使用轻金属作为导体、例如针状导体或电极连接部件的材料，则所述轻金属的另一个突出特征是比电导率在5·106S/m至50·106S/m的范围内。此外，当在压力收嵌式贯通连接件（Druckglasdurchführung）中使用时，轻金属的20℃至300℃范围内的膨胀系数α，在18·10-6/K至30·10-6/K的范围内。
轻金属一般具有350℃至800℃范围内的熔化温度。
基体的实施方式优选为环形基体，优选地采取圆形形状，但是也可以是椭圆形。当外壳元件、特别是贯通连接件被整合在其开口中的电池电芯的顶盖部分具有细长形状时，并且在开口中的玻璃或者说玻璃陶瓷材料被完全整合在基体与针状导体之间时，椭圆形状是特别优选的，所述玻璃或者说玻璃陶瓷材料被用于引导针状导体通过外壳元件。使用这种类型的设计，基本上由针状导体和基本上环形的基体构成的贯通连接件可以被预先制造。
对于这种设计来说，优选的玻璃或玻璃陶瓷材料是融合温度低于基体和/或基本上针状的导体的熔化温度的这样的材料。特别优选的是具有低融合温度的玻璃或玻璃陶瓷组合物，优选包含下列组分的组合物：
P2O5 35-50mol-%，特别是39-48mol-%
Al2O3 0-14mol-%，特别是2-12mol-%
B2O3 2-10mol-%，特别是4-8mol-%
Na2O 0-30mol-%，特别是0-20mol-%
M2O 0-20mol-%，特别是12-20mol-%，
其中M=K，可以是Cs、Rb
PbO 0-10mol-%，特别是0-9mol-%
Li2O 0-45mol-%，特别是0-40mol-%，优选为17-40mol-%
BaO 0-20mol-%，特别是0-20mol-%，优选为5-20mol-%
Bi2O3 0-10mol-%，特别是1-5mol-%，优选为2-5mol-%。
特别优选的是以mol-%计，包括下列组分的组合物：
P2O5 38-50mol-%，特别是39-48mol-%
Al2O3 3-14mol-%，特别是2-12mol-%
B2O3 4-10mol-%，特别是4-8mol-%
Na2O 10-30mol-%，特别是0-20mol-%
K2O 10-20mol-%，特别是12-19mol-%
PbO 0-10mol-%，特别是0-9mol-%。
上面列出的玻璃组合物的特征，不仅在于低的融合温度和低的Tg，而且在于它们对电池电解质具有足够耐受性，就此而言确保了所需的长期耐用性。
被指明为优选的玻璃材料是稳定的磷酸盐玻璃，其也被称为碱-磷酸盐玻璃，明显具有低的总碱含量。
由于磷酸盐玻璃通常高的结晶稳定性，确保了即使在低于600℃的温度下玻璃的熔化一般也不受阻碍。这允许将大多数列出的玻璃组合物用作玻璃焊料，这是由于即使在低于600℃的温度下玻璃组合物的熔化一般也不受阻碍。
上述玻璃组合物含有整合在玻璃结构中的Li。因此，所述玻璃组合物特别适合于Li-离子储能装置，所述装置包含基于Li的电解质例如1M的LiPF6溶液，所述溶液包含碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的1:1混合物。
特别优选的是低钠或者说无钠玻璃组合物，这是由于碱离子的扩散以Na+>K+>Cs+的顺序发生，并且因此低钠玻璃或者说无钠玻璃对电解质、特别是在Li离子储能装置中使用的电解质特别耐受。
此外，这些类型的玻璃组合物在20℃至300℃的温度范围内具有大于14·10-6/K、特别是在15·10-6/K与25·10-6/K之间的热膨胀系数α。玻璃组合物的另一个优点在于，在不是惰性气体气氛的气态气氛中，玻璃与周围轻金属或者说特别是采取金属针的实施方式的导体金属的融合（Verschmelzung）也是可能的。与以前使用的方法相反，对于Al融合来说，真空也不再是必需的。这种融合类型宁可在大气条件下发生。对于两种融合类型来说，可以使用N2或Ar作为惰性气体。作为融合的预处理，对金属进行清洁和/或浸蚀，并且如果需要进行定点氧化或涂层。在所述过程中，以0.1至30K/分钟的加热速率和1至60分钟的停留时间使用300至600℃之间的温度。
融合温度可以例如通过如R.
K.J.Leers:Keram.Z.48（1996）300-305中所述或按照DIN51730、ISO540或CEN/TS15404和15370-1所述的半球温度来确定，所述文献的公开内容在本专利申请中以其全文引为参考。半球温度的测量详细描述在DE102009011182A1中，其公开内容在本专利申请中以其全文引为参考。根据DE102009011182A1，半球温度可以使用阶段升温显微镜，在显微镜方法中测定。它鉴定原始的圆柱状测试体熔化成半球形物质时的温度。正如可以从适合的技术文献中得知的，可以将接近logη=4.6dPas的粘度指派给半球温度。如果将无结晶玻璃以例如玻璃粉的形式熔化然后冷却以使其固化，那么它一般可以在相同的熔化温度下再次熔化。对于与无结晶玻璃的粘合连接来说，这意味着粘合连接所连续经受的操作温度可能不高于融合温度。一般来说，在本申请中使用的玻璃组合物通常由玻璃粉制成，其被熔化并在热的影响下提供与待连接部件的粘合连接。一般来说，融合温度或熔化温度与玻璃的所谓半球温度的水平相一致。具有低融合温度或者说熔化温度的玻璃，也被称为玻璃焊料。在这种情况下，人们称呼钎焊温度来代替融合或熔化温度。融合温度或者说钎焊温度可以偏离半球温度±20K。
如果电池外壳或者说电池电芯外壳的外壳元件具有外侧和内侧，并且贯通连接件的基体利用例如卷边、熔焊、压入、钎焊或缩入与外壳元件的内侧或外侧相连，将是特别优选的。
如果基体具有突出物，使得基体的一部分啮合到外壳部件的开口中，并且基体的另一部分突出到开口之外并搁置于外壳元件的内侧或外侧之上，或者可以相应地在那里与外壳元件连接，将是特别优选的。
在高级设计变化形式中，针状导体还包含顶件或者说紧固部件。顶件可以具有突出到顶件之外的延伸部。所述延伸部可以起到使电极或电极连接元件位于中心的作用。在带有顶件的设计形式中，电极连接元件或者说电池电极可以与延伸到电池电芯外壳内部中的顶件相连。
延伸部可以具有不同于针状导体的另一种外侧轮廓。因此，针状导体可以具有椭圆形外侧轮廓，而相反，延伸部具有环形外侧轮廓。此外，尺寸也不一定需要是相同的。
除了贯通连接件之外，本发明还提供了外壳，特别是用于储能装置、特别是电池电芯的外壳。外壳包括至少一个具有至少一个开口的外壳元件，其特征在于外壳元件的开口容纳本发明的贯通连接件，所述贯通连接件具有至少一个装嵌在基体中的针状导体。
为所述外壳提供的电池电芯特别优选地是用于锂离子电池的电池电芯。
此外，本发明提供了生产具有至少一个基本上针状的导体的贯通连接件的方法，其中所述方法包括下列步骤：
-提供导体、特别是基本上针状的导体和基体，
-将所述导体、特别是所述基本上针状的导体在玻璃或玻璃陶瓷材料中装嵌在基体中，产生用于外壳、特别是电池电芯外壳的外壳元件的贯通连接件。
此外，示出了用于将贯通连接件提供到外壳元件中的基体内的方法，其特征在于利用熔焊、优选为激光熔焊、电子束熔焊、超声波熔焊、电阻熔焊或者利用钎焊、缩入、压入或卷边包入将贯通连接件与基体和其中装嵌的导体、特别是针状导体相连。
下面将参考设计实例和附图对本发明进行进一步详细描述：
图1a-1b是外壳部件中的本发明的具有金属针和基体的贯通连接件的第一设计形式，其中基体采取法兰环的实施方式；
图2a-2b是本发明的具有基体的贯通连接件的第二设计形式，所述基体采取熔焊环的实施方式；
图3是本发明的贯通连接件的第三设计形式，其中利用激光熔焊、钎焊、缩入或电熔焊将基体与开口区域中的外壳部件相连；
图4a-4c是本发明的具有锥形环作为基体的贯通连接件的第四设计形式，所述基体被插入外壳部件的开口中；
图5a-5c是本发明的带有具有椭圆形顶件的椭圆形针状导体的贯通连接件的实施方式；
图6a-6b是具有圆形顶件的圆形针状导体的另一种设计形式；
图7a-7b是具有顶件的针状导体的第四设计形式；
图8a-8b是具有阻热层和机械减负装置的贯通连接件的第一设计形式；
图9a-9b是具有阻热层和机械减负装置的贯通连接件的第二设计形式；
图10a-10b是具有电池电芯外壳和贯通连接件的电池电芯，其中贯通连接件部件不具有带有电极连接部件的顶件；
图11a-11b是具有电池电芯外壳和贯通连接件的电池电芯，其中贯通连接件部件具有本发明的带有电极连接部件的顶件；
图12a-12c是具有电池电芯外壳和贯通连接件的电池电芯，其中贯通连接件部件符合本发明的另一种变化形式。
图1示出了通过外壳、优选蓄电池、特别是用于例如图10a-12c的锂离子电池的电池电芯的外壳的外壳部件5的、本发明的贯通连接件3。
尽管在下面描述的是不带有顶件的针状导体的设计实例，但即使没有明确陈述，所述设计实例也可以适用于具有顶件的针状导体。
外壳部件5包含位于外壳部件中的开口7。本发明的贯通连接件被插入到开口7中，所述贯通连接件包含基体、特别是基本上环形的基体9，其容纳导体、特别是基本上针状的导体11。基本上针状的导体被装嵌在基本上环形的基体9中。为了提供基本上针状的导体11通过基体并因此通过开口7的气密的贯通连接件，将基本上针状的导体11融入由玻璃或玻璃陶瓷材料构成的玻璃塞中，换句话说，将基体9和基本上针状的导体11与玻璃13融合。如果例如基体、针状导体和玻璃材料使用具有不同膨胀系数α的材料，那么可以提供所谓的压力收嵌式贯通连接件。压力收嵌式贯通连接件的优点在于，即使在玻璃塞上的载荷较大时，例如在有压力载荷的情况下，也能避免带有金属针的玻璃塞从基体中被压出。玻璃或玻璃陶瓷材料的融合温度优选比基体9和/或针状导体的材料的熔化温度低20K至100K。如果基体9由具有低熔点的金属、特别是轻金属、优选为铝、铝合金、镁、镁合金或AlSiC、钛、钛合金以及钢、不锈钢或高级钢构成，则对于导体被引导通过其中的玻璃材料，优选包含以mol-%计的下列组分：
P2O5 35-50mol-%，特别是39-48mol-%
Al2O3 0-14mol-%，特别是2-12mol-%
B2O3 2-10mol-%，特别是4-8mol-%
Na2O 0-30mol-%，特别是0-20mol-%
M2O 0-20mol-%，特别是12-20mol-%，其中
其中M=K，可以是Cs、Rb
PbO 0-10mol-%，特别是0-9mol-%
Li2O 0-45mol-%，特别是0-40mol-%，优选为17-40mol-%
BaO 0-20mol-%，特别是0-20mol-%，优选为5-20mol-%
Bi2O3 0-10mol-%，特别是1-5mol-%，优选为2-5mol-%。
在特别优选的设计形式中，玻璃组合物包含以mol-%计的下列组分：
P2O5 38-50mol-%，特别是39-48mol-%
Al2O3 3-14mol-%，特别是4-12mol-%
B2O3 4-10mol-%，特别是4-8mol-%
Na2O 10-30mol-%，特别是14-20mol-%
K2O 10-20mol-%，特别是12-19mol-%
PbO 0-10mol-%，特别是0-9mol-%。
下面，在表1中示出了用于上述玻璃组合物的8种设计实例。
表1：
设计实例：
上述特定玻璃组合物的特征在于，玻璃材料在20℃至300℃之间的温度下具有大于15×10-6K-1范围内、优选15×10-6K-1至25×10-6K-1范围内的非常高的热膨胀系数，并因此在轻金属例如铝以及用于被引导通过玻璃材料的基本上针状的导体11的类似金属、即铜的热膨胀系数的范围内。在室温下，铝具有α=23×10-6/K，铜具有16.5×10-6/K的热膨胀系数。为了避免在装嵌过程期间基体的轻金属以及可能的金属针的熔化或变形，玻璃材料的熔化温度低于基体和/或导体的材料的熔化温度。因此，列出的玻璃组合物的融合温度在250℃至650℃的范围内。在将贯通连接件插入开口7中之前实现了将基本上针状的导体11装嵌在基体9中，其中将玻璃与导体、特别是针状导体一起加热至玻璃的融合温度，以使玻璃材料软化并围绕开口中的导体、特别是针状导体，并与基体9贴合。如果如上所述使用熔点T熔化=660.32℃的铝作为基体9的轻金属，则玻璃材料的融合温度如上所述优选地在350℃至640℃的范围内。针状导体11的材料优选与基体的材料一致，其优点在于基体和金属针的膨胀系数一致。针状导体可以包含铝、铝合金、AlSiC、铜、铜合金、CuSiC合金或NiFe合金、作为具有内部铜部分的NiFe护套的铜芯、银、银合金、金或金合金。如果玻璃或玻璃陶瓷材料在20℃至300℃范围内的膨胀系数α不完全适应于基体的材料，则提供压力收嵌式贯通连接件。否则，它是所谓的适应性贯通连接件。
优选的基体材料是轻金属，例如铝（Al）、AlSiC、铝合金、镁、镁合金、钛、钛合金。基体的可选材料是诸如钢、不锈钢、高级钢或工具钢的金属。
玻璃或玻璃陶瓷的融合温度被理解为是玻璃材料软化并随后紧密贴合于待与之融合的金属，以便在玻璃或玻璃陶瓷与金属之间获得粘合接头连接时玻璃或玻璃陶瓷的温度。
融合温度可以例如通过半球温度来确定，如在R.
K.J.Leers:Keram.Z.48（1996）300-305中所述或按照DIN51730、ISO540或CEN/TS15404和15370-1，它们的公开内容在本专利申请中以其全文引为参考。在DE102009011182A1中详细描述了半球温度的测量，其公开内容在本专利申请中以其全文引为参考。
从DE102009011182A1了解到的玻璃焊料适合于高温应用，例如燃料电池。
上面提到的磷酸盐玻璃组合物具有最高45mol-%、特别是35mol-%的Li份额。令人吃惊的是，这些玻璃组合物是结晶稳定的，意味着它们在下游烧结过程中不显示出有害的结晶，特别是在低于35mol-%的情况下不显示出任何显著结晶。
前面提到的玻璃组合物含有整合在玻璃结构中的Li。因此，玻璃组合物特别适合于Li-离子储能装置，所述装置包含基于Li的电解质例如1M的LiPF6溶液，所述溶液包含碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的1:1混合物。
特别优选的是低钠或者说无钠玻璃组合物，这是由于碱离子的扩散以Na+>K+>Cs+的顺序发生，并且因此低钠玻璃或者说无钠玻璃对电解质、特别是在Li离子储能装置中使用的电解质特别耐受。
前面提到的玻璃组合物具有大于14·10-6/K、特别是在15·10-6/K与25·10-6/K之间的热膨胀系数α（20℃至300℃）。玻璃组合物的另一个优点在于，在不是惰性气体气氛的气态气氛中，玻璃与周围轻金属或者说特别是采取金属针的实施方式的导体金属的融合也是可能的。与以前使用的方法相反，对于Al融合来说，真空也不再是必需的。这种融合类型宁可在大气条件下发生。对于两种融合类型来说，可以使用N2或Ar作为惰性气体。作为融合的预处理，对金属进行清洁和/或浸蚀，并且如果需要进行定点氧化或涂层。在所述过程中，以0.1至30K/分钟的加热速率和1至60分钟的停留时间使用300至600℃之间的温度。
此外，电池或电池电芯的外壳的外壳元件5，在这种情况下是电池顶盖，示出在图1a和1b中，并且其装备有用于电极的贯通连接件的开口。电池顶盖或者说外壳部件优选地也由铝生产。然而，可以设想也用于电池顶盖或外壳元件的材料还包括：铝合金，镁和镁合金，AlSiC，钛，钛合金，以及钢、不锈钢或高级钢。外壳元件具有外侧20.1和内侧20.2。所述外侧的特征在于它从电池电芯向外延伸；所述内侧的特征在于它在例如锂离子蓄电池的情况下朝向电池电芯的电解质延伸。在图10a-12c中示出了带有电池电芯以及贯通连接件的整个的外壳。
在锂离子电池的情况下，通常使用非水性电解质，其通常由碳酸酯构成，优选为碳酸酯混合物，例如碳酸乙烯酯与碳酸二甲酯的混合物，其中腐蚀性非水性电池电极包含导电盐，例如采取1M溶液形式的导电盐LiPF6。
根据第一设计实例，基体3的特征在于突出物30，其中图1a的实例中环形体在外壳元件的外侧上的壁厚W1比在外壳元件的内侧区域中环形基体9的厚度W1更大，在环形体的外侧上产生基体的贴靠部32。可以利用激光熔焊、电子束熔焊、钎焊、缩入到开口7中以及压入到开口7中和卷边，将环形体9与外壳元件5在靠置部32的区域中相连。
图1b是与图1a类似的贯通连接件的设计实例，其中对相同的部件使用相同的参比数字。
然而，在这种情形中，内侧20.2区域中的宽度W1大于外侧20.1区域中的宽度W2。
除此之外，图1b的排列方式与图1a一致。与图1a中相同，可以如前所述通过例如激光熔焊、电子束熔焊、钎焊、缩入或压入到开口7中，在外壳元件5、在这种情况下是电池顶盖与基体30之间进行连接。
尽管图1a和1b的基体基本上是法兰环，但根据图2a和2b中示出的排列方式，环形基体109是带有熔焊环170的环形基体。与图1a和1b中相同的部件用参比数字加上100来标明。图2a至2b的排列方式与图1a至1b的排列方式基本上一致。具有熔焊环170的环形基体109允许利用可选连接方法将基体109与外壳元件连接。通过电阻熔焊或电阻钎焊可以将环形基体与熔焊环170区域中的外壳元件连接。
图3示出了本发明的另一种排列方式。与图1a至1b和图2a至2b中相同的部件，用参比数字相对于图1a和1b加上200或相对于图2a至2b相应地加上100来标明。
与图1a至1b和2a至2b的排列方式相反，基体具有没有差别的W1和W2以产生止挡部32，而是在整个高度上环形基体的宽度W一致。将在整个高度上具有相同宽度的环形基体209置于开口207中。外壳元件205与包含环形基体209以及玻璃材料213和基本上针状的导体211的贯通连接件203之间的连接，通过插入到开口207中并随后在开口207的侧壁219区域中连接，来获得。连接可以通过激光熔焊、钎焊、缩入、压入到开口中或电子束熔焊来实现。
图4a-4c示出了置于外壳元件305中的开口307中的贯通连接件的可选排列方式。这与图3的排列方式基本上一致，其中相同的部件用参比数字加上100来标明。然而，与图3相反，基体309采取锥形环的形式，其插入到锥形前进的开口307中。贯通连接件之间的连接，在锥形开口307与锥形基体309之间再次通过例如熔焊、钎焊、卷边包入、缩入来进行。然而，也可以将基本上锥形前进的环形基体309压入到外壳元件305的锥形开口307中。锥形基体可以采取图4a-4c中示出的三种排列形式。在图4a中，基体在朝向外壳元件305的外侧395上是锥形的；在图4b中，在外侧395和面向针状导体311的内侧397上是锥形的，而在图4c中，只在内侧397上是锥形的。由于开口以及基体的锥形形式，避免了贯通连接件在外壳元件305的外侧320.1方向上的相对移动，这是因为锥形钻孔和锥形基体起到倒钩的作用，并且在外侧320.1方向上的相对移动导致贯通连接件303的基体309与开口307的侧壁之间的形状锁合（Formschluss）。
图4的排列方式的一个优点在于，即使在贯通连接件上的高载荷、例如压力载荷下，也有把握避免将带有金属针311的贯通连接件推出贯通连接件开口307。如果通过简单的制造方法例如冲压将开口307引入外壳元件305中，将是特别优选的。
图5和7示出了同样提供环形基体509的本发明的排列方式。然而，在这里，针状导体装备有顶件580。根据图5a至5c以及6a至6b和图7，在这种排列方式中，装嵌不仅发生在可以通过环形基体509插入的针状导体511之间，所述环形基体如图3中所示可以插入到外壳元件中，而且在这种情况下也将玻璃材料或玻璃陶瓷材料513导入到基体509与顶件580之间。
这里顶件580的尺寸A1大于基本上针状的导体511的尺寸A1。使用具有基本上圆形横截面的导体时，则顶件的尺寸大于针状导体的直径。这意味着顶件的顶面积大于与顶件580相连的针状导体511的顶面积。此外，顶件580可以被设计成使得它能够与电极连接部件相连。电极连接部件具体来说是用于阴极的铜部件或用于阳极的铝部件。顶件与电极连接部件的连接（未示出）通过机械上稳定的、特别是不可拆除的电连接来进行。这种类型的机械上稳定的、特别是不可拆除的电连接被提供成使得顶件和电极连接元件利用熔焊、特别是电阻熔焊、电子束熔焊、摩擦熔焊、超声波熔焊、键合、胶合、钎焊、填缝、收缩、压制（Verpressen）、填塞和压接（Quetschen）材料锁合式连接。顶件和电极连接元件的连接，在将顶件580和针状导体511插入或装嵌在电池或电池电芯的外壳中之后来进行。当然，也可以在插入或者说装嵌在外壳开口中之前将贯通连接件部件与电极连接部件相连。
带有顶件580的连接方式所提供的贯通连接件，当在电池电芯的外壳中使用时只需要小的内部空间。本发明的贯通连接件部件的顶件具有用于电极连接部件连接的非常大的支撑表面。由此在连接区域中获得非常高的稳定性。具体来说，与电极连接部件直接连接到针状导体相比，获得明显更高的抗挠刚度。通过顶件连接电极连接部件的另一个优点在于，与直接与针连接相反，避免了从电池电芯通过电池电芯外壳到贯通连接件的导电通路中横截面的收缩或相当大的变化。横截面收缩、特别是在20A至500A的高电流下，在作为汽车中的供能者的锂离子蓄电池中引起高的散热量，其可以在电池电芯中引起问题。使用顶件580能够避免这样的热损失。
延伸部582从导体、特别是针状导体511上，例如从内侧520.2突出到电池电芯的内部，由此导体的延伸部582能够协助将以前定位的电极连接元件置中。针状导体的延伸部582优选总是圆形的，不论导体的形状如何，其可以是例如椭圆形或圆形的。此外，延伸部和基本上针状的导体的尺寸可以不同。
环形基体509也可以呈现出不同形式，例如图5a至5c中示出的椭圆形外形590，因此在导体被引导通过椭圆形基体的区域中、也就是区域511中的导体，也可以是椭圆形的；然而，在图5b的顶视图中示出的顶件是圆形的，用于连接到电极连接部件。
作为在窄的电池顶盖上特别有利的环形基体、针状导体和延伸部的椭圆形设计形式的可选方案，可以将针状导体以及居中的延伸部和基体设计成环形。形状显然也可以是混合的，也就是说带有环形针状导体的椭圆形基体，对其没有进一步描述。
带有环形针状导体的环形基体示出在图6a至6b中。与图5a至5c中相同的部件用参比数字加上100来标明，例如在图6a至6c中，针状导体用参比数字611标出，顶件用680并且环形基体用609标出。
为了将其他连接部件或连接元件连接到电极，在图7的排列方式中提供的是，使顶件2的顶面积780伸展越过所述开口的直径。与图5a至5c中相同的部件用参比数字加上200来标明，例如针状导体用参比数字711标出，环形基体用709标出。由于可从两侧进入，除了前述连接方法之外，顶件780的伸展部也允许利用贯通熔焊、电阻熔焊或铆接来连接。
在图7的设计形式中，可以清楚地看到特别是本发明的贯通连接件部件的特征，即顶件780的面积（F顶件）大于针状导体711的面积（F导体）。由于在图7的设计形式中针状导体711的延伸部的尺寸和形状相对应，因此在顶视图中示出的延伸部的横截面面积与针状导体的面积相一致。
图8a-9b示出了通过基体的针状导体的贯通连接件的设计形式，其中外壳部件、特别是电池顶盖中的贯通连接件被示出为带有阻热层和机械减负装置。
图8a和8b中示出了本发明的贯通连接件的第一设计形式，其特征为用于机械减负的减负装置并示出为阻热层。
与图1a-4的设计变化形式相反，图8a和8b中示出的设计变化形式的基体809包括外周沟槽850作为减负装置。基本上针状的导体811同样用玻璃或玻璃陶瓷材料813融入以外周沟槽850为特征的基体809中。
不需专业人员的创造性活动，尽管没有图示和暗示，但在导体的可选设计变化形式中也可以设计有顶件。
此外，在图8a中还示出了外壳元件805，其基本上为电池电芯的顶盖。由装嵌有基本上针状导体的基体809构成的贯通连接件，在区域870中例如通过熔焊、特别是激光熔焊与外壳元件805在外周相连。外周沟槽850一方面提供阻热层，另一方面它提供必需的弹性，以便保护特别是在装嵌件813的区域中的贯通连接件或者说对其减负。具体来说，外周沟槽850实现了玻璃或者说玻璃陶瓷材料上出现的机械和热应力的降低。由此可以显著减少贯通连接件的玻璃或者说玻璃陶瓷材料上可能引起不密封性的裂缝形成。
图8b的排列方式再一次示出了在基体中具有外周沟槽850作为减负装置的贯通连接件。与图8a的排列方式相反，在这种情况下外壳部件805在贯通连接件与外壳部件805之间的连接区域中提供有880。与图8a的排列方式相比，这产生甚至更好的机械减负。此外，基体可以在其整个厚度D上与外壳元件805相连，由此允许精确的熔焊过程。
图9a和9b示出了图8a和8b的可选设计变化形式，其中在图9a和9b中也提供了减负装置以及阻热层。与图8a的设计相反，在这种情况下，基体没有装备外周沟槽作为减负装置，而是代之以突出物990。与图8a-8b中相同的部件用于图8a和8b相比增加100的参比数字标明。因此，针状导体用参比数字911标出，玻璃和玻璃陶瓷材料用913标出。贯通连接件与外壳部件之间的连接区域用970标出。对图8a所描述的优点也适用于图9a，并在此包括在内。
图9b示出了图9a中所示设计形式的可选设计形式。除了基本上环形的基体909之外，顶盖部件905也具有突出物980。对图8b所描述的优点也适用于图9b，并在此包括在内。
在图8a至9b中示出的提供机械和热减负的所有排列方式，除了所示出的排列方式以外，都可以适用于针状导体811，也可以适用于带有顶件的针状导体，如图5-7中详细描述的。与图5至7相关的描述的公开内容在此以其全文包含在此，而不需特别指明。
图10a-11b示出了用于锂离子电池的完整的电池电芯，其插入有本发明的贯通连接件。
图10a-10b示出了本发明的一种排列方式，其中针状导体未装备有顶件，也就是说图1a至4或者说图9a至10b的贯通连接件。与此相反，图11a至11b示出了具有外壳和贯通连接件的电池电芯，其中针状导体装备有本发明的顶件。
图10a示出了电池电芯1000的原理设计。
电池电芯1000包含外壳1100，其具有侧壁1110和顶盖部件1120。在外壳1100的顶盖部件1130的开口中，通过例如冲压产生开口1130.1、1130.2。贯通连接件1140、1140.2同样插入在两个开口1130.1、1130.2中。
图10b示出了具有开口1130.1并在其中插入有贯通连接件1140.1的电池顶盖1120的详细断面。
贯通连接件1140.1包含针状导体2003以及基体2200。将不具有顶件的针状导体2003用玻璃或玻璃陶瓷材料2280装嵌在基体2200中。在已经用玻璃或玻璃陶瓷材料2280装嵌在基体2200中之后，将针状导体2003插入到开口1130.1中成为完整部件，例如在其中将优选由铝构成的贯通连接件的基体2200，通过例如熔焊与由铝构成的应变硬化的顶盖部件1120连接。由于这种装嵌，优选地只有基体2200被软化。
在针状导体上提供有凹陷部2002，电极连接元件2020插入在其中。电极连接部件同样起到电池电芯1000的电化学电芯2004的阴极或阳极的作用。在电池电芯外壳的实施方式中，外壳1100围绕电池电芯1000。
正如可以在图10a中看到的，基于具有针状导体和插入到针状导体的凹陷部2002中并与电化学电芯2004相连的电极连接部件的贯通连接件1140.1、1140.2的结构，与其相伴的是在电化学电芯2004与顶盖1120之间产生的大空间2006。
由于图11a和11b中所示的具有针状导体和顶件的贯通连接件3200的结构，可以将电池电芯外壳中未使用的空间降至最小。这可以在图11a-11b中清楚地看出。
与图10a和10b中相同的部件用增加2000的参比数字标明。
贯通连接件3140.1、3140.2同样插入到电池电芯外壳3100的顶盖3120的开口3130.1、3130.2中。与图10a和10b的贯通连接件的贯通连接部件相反，现在贯通连接件被提供有针状导体3003以及顶件3005。顶件装备有延伸部3030以及利用熔焊、钎焊或上面描述的其他方法牢固附连于顶件3005的电极连接部件3010。电极连接部件具有区段3140，其中区段3140起到电化学电芯4004的阴极或者说阳极的作用。正如可以从图11a至11b看出的，本发明的贯通连接部件的优点可以被清楚地识别。图11a至11b中示出的贯通连接件的设计决定了电池电芯外壳内尽可能少的空间未被使用。
图11a和11b中的贯通连接件的排列方式与图6a至6b中示出的贯通连接件的排列方式基本上一致。对图6a至6b的描述在此以其全文接受在电池电芯的当前描述中。
图12a至12c示出了本发明的具有贯通连接件的电池外壳的另一种排列方式。与前述图中相同的部件用增加5000的参比数字标明。图12a至12c中示出的设计实例的区别在于面向电池电芯的导体、基本上针状的导体7003.1、7003.2、7003.3不具有圆形形状，就是说它们不具有如图10a-10b中示出的圆形横截面，而是代之以具有基本上矩形的横截面7100。此外，导体7003.1、7003.2、7003.3具有两个弯曲位置。导体7003.1、7003.2、7003.3原则上在其末端处形成区段8110，所述末端面向电池电芯并起到电化学电芯（未示出）的阴极或者说阳极的作用。与通过例如熔焊将分开的电极连接部件（在图11b中标为3110）附连到导体、特别是针状导体的图11a和11b的设计变化形式相反，图12a至12c的设计实例中的电极连接部件和基本上针状的导体是一体式的。这从制造的观点来看是有利的，因为不必将两个部件彼此相连。设计变化形式7003.1、7003.2、7003.3本质上通过贯通连接件8140.1、8140.2、8140.3区域中导体的横截面形状来区分。在图12a的排列方式中，装嵌件7280区域中导体的横截面也是基本上矩形的。
在图12b的排列方式中，在装嵌件7280区域中，横截面是圆形的，而不是矩形横截面。该导体用参比数字7003.2标出。在图12b的设计变化形式中，与图12a的设计变化形式相反，导体的特点在于面向电池电芯外侧的圆形横截面。
在图12c的排列方式中，与图12b中相似，在装嵌件7280区域中的横截面也是圆形的，然而导体7003.3在与电池外壳的外侧连接的区域中被压接，因此其横截面是矩形，优选为正方形。在所有图12a至12c中，电池外壳的顶盖用8120标出，其中装嵌有导体7003.1、7003.2、7003.3的基体用8130标出。
本发明第一次叙述了用于外壳、特别是电池电芯外壳、优选为锂离子电池的电池电芯外壳的贯通连接件，其可以预先制造并特别适合使用在电池电芯外壳的外壳部件中。电池电芯外壳优选地包括轻金属例如铝（Al）、铝合金、AlSiC、镁、镁合金、钛或钛合金。然而，诸如钢或高级钢、特别是不锈钢或工具钢的金属也可以作为材料用于电池电芯外壳。在这样的情况下，基体和/或基本上针状的导体的材料是相适应的。
本发明的解决方案还允许回到成本效益高的制造过程和基本材料。此外，整个贯通连接件可以采取预制部件的实施方式，在所述预制部件中，利用固定材料例如玻璃塞将金属针融入基体中，然后将所述基体插入外壳部件中。这确保在外壳部件中不存在应变硬化损失。此外，可以独立地选择材料厚度和用于外壳部件和基体的材料。贯通连接件可以通过具有减负装置的特殊排列方式在机械上以及热学上减负。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种外壳、特别是电池外壳的外壳元件（5），其优选由金属、特别是轻金属、优选为铝、铝合金、AlSiC、镁、镁合金、钛、钛合金、钢、不锈钢或高级钢制成，其中，所述外壳元件（5）具有至少一个开口（7），
其特征在于
所述至少一个开口（7）中导入有贯通连接件（3），其中，所述贯通连接件包含基体（9）、特别是基本上环形的基体（9），嵌入在玻璃或玻璃陶瓷材料中的至少一个导体、特别是基本上针状的导体（11）被引导通过所述基体。
2.根据权利要求1所述的外壳元件，
其特征在于
利用熔焊、钎焊、压入、卷边包入或缩入将所述基体（9）在所述开口的区域中与所述外壳元件优选气密密封地连接。
3.根据权利要求1至2任一项所述的外壳元件，
其特征在于
所述基本上针状的导体（11）包含特别是金属，优选铜、CuSiC、铜合金、铝、AlSiC或铝合金、镁或镁合金、NiFe、带有铜芯的NiFe护套、银、银合金、金、金合金以及钴-铁合金作为材料，并且所述基体（9）包含特别是金属，优选铝、AlSiC、铝合金、钢、不锈钢、高级钢、工具钢、镁或镁合金、钛或钛合金作为材料。
4.根据权利要求1至3任一项所述的外壳元件，
其特征在于
所述基体（109）包含减负装置，特别是沟槽（850）和/或突出物（990）。
5.根据权利要求1至4任一项所述的外壳元件，
其特征在于
在所述基体（9）与所述导体、特别是针状的导体（11）之间导入有玻璃或玻璃陶瓷材料，其中，所述玻璃或玻璃陶瓷材料优选地具有比所述基体（9）和/或所述导体、特别是针（11）的熔化温度更低的融合温度。
6.根据权利要求1至5任一项所述的外壳元件，
所述玻璃或玻璃陶瓷材料包含以mol-%计的下列组分：
P2O5 35-50mol-%，特别是39-48mol-%
Al2O3 0-14mol-%，特别是2-12mol-%
B2O3 2-10mol-%，特别是4-8mol-%
Na2O 0-30mol-%，特别是0-20mol-%
M2O 0-20mol-%，特别是12-20mol-%，
其中，M=K，可以是Cs、Rb
PbO 0-10mol-%，特别是0-9mol-%
Li2O 0-45mol-%，特别是0-20mol-%，优选为17-40mol-%
BaO 0-20mol-%，特别是0-20mol-%，优选为5-20mol-%
Bi2O3 0-10mol-%，特别是1-5mol-%，优选为2-5mol-%。
7.根据权利要求1至6任一项所述的外壳元件，
其特征在于
所述组合物包含以mol-%计的下列组分：
P2O5 38-50mol-%，特别是39-48mol-%
Al2O3 3-14mol-%，特别是4-12mol-%
B2O3 4-10mol-%，特别是4-8mol-%
Na2O 10-30mol-%，特别是14-20mol-%
K2O 10-20mol-%，特别是12-19mol-%
PbO 0-10mol-%，特别是0-9mol-%。
8.根据权利要求1至7任一项所述的外壳元件。
其特征在于
所述外壳元件（5）具有外侧（20.1）和内侧（20.2），并且所述基体（5）与所述外壳部件的内侧和/或外侧连接，特别是以熔焊连接或钎焊连接的形式或利用压入的方式与所述外壳部件的内侧和/或外侧连接。
9.根据权利要求1至8所述的外壳元件，
其特征在于
所述针状的导体（511）包含顶件（580），其中，所述顶件具有比所述针状的导体的面积（F导体）更大的顶面积（F顶件）。
10.根据权利要求9所述的外壳元件，
其特征在于
所述顶件（580）和/或所述针状的导体具有圆形或椭圆形外形，和/或
所述玻璃或玻璃陶瓷材料（1013）一方面导入在针状的导体与基体之间，另一方面也导入在顶件与基体之间。
11.一种储能装置，特别是电池，优选为Li-离子电池，特别是Li-离子蓄电池，其特征在于
所述储能装置包含根据权利要求1至10任一项所述的外壳元件。
12.一种生产外壳元件、特别是根据权利要求1至10任一项所述的外壳元件的方法，所述外壳元件具有至少一个导体、特别是基本上针状的导体，所述方法包括下列步骤：
-提供导体、特别是基本上针状的导体和基体，
-将所述导体、特别是所述基本上针状的导体在玻璃或玻璃陶瓷材料中装嵌在基体中，产生用于外壳、特别是电池电芯外壳的外壳元件的贯通连接件，
-将所述贯通连接件与所述外壳连接，特别是利用熔焊、优选为激光熔焊、电子束熔焊、超声波熔焊、电阻熔焊或者利用钎焊、缩入、压入或卷边包入来连接。
13.根据权利要求12所述的方法，
其特征在于
所述玻璃或玻璃陶瓷材料包含以mol-%计的下列组分：
P2O5 35-50mol-%，特别是39-48mol-%
Al2O3 0-14mol-%，特别是2-12mol-%
B2O3 2-10mol-%，特别是4-8mol-%
Na2O 0-30mol-%，特别是0-20mol-%
M2O 0-20mol-%，特别是12-20mol-%，
其中，M=K，可以是Cs、Rb
PbO 0-10mol-%，特别是0-9mol-%
Li2O 0-45mol-%，特别是0-40mol-%，优选为17-40mol-%
BaO 0-20mol-%，特别是0-20mol-%，优选为5-20mol-%
Bi2O3 0-10mol-%，特别是1-5mol-%，优选为2-5mol-%。
14.根据权利要求13所述的方法，
其特征在于
所述玻璃或玻璃陶瓷材料包含以mol-%计的下列组分：
P2O5 38-50mol-%，特别是39-48mol-%
Al2O3 3-14mol-%，特别是4-12mol-%
B2O3 4-10mol-%，特别是4-8mol-%
Na2O 10-30mol-%，特别是14-20mol-%
K2O 10-20mol-%，特别是12-19mol-%
PbO 0-10mol-%，特别是0-9mol-%。
Claims (15)
1.一种贯通连接件（3），特别是穿过外壳、特别是电池外壳的外壳元件（5），其优选由金属、特别是轻金属、优选为铝、铝合金、AlSiC、镁、镁合金、钛、钛合金、钢、不锈钢或高级钢制成，其中，所述外壳元件（5）具有至少一个开口（7），至少一个导体、特别是基本上针状的导体（11）被引导通过所述至少一个开口（7），
其特征在于
所述贯通连接件（3）包含至少一个导体、特别是基本上针状的导体（11）以及基体（9）、特别是基本上环形的基体（9）。
2.根据权利要求1所述的贯通连接件，
其特征在于
所述基本上针状的导体（11）包含特别是金属，优选铜、CuSiC、铜合金、铝、AlSiC或铝合金、镁或镁合金、NiFe、带有铜芯的NiFe护套、银、银合金、金、金合金以及钴-铁合金作为材料，并且所述基体（9）包含特别是金属，优选铝、AlSiC、铝合金、钢、不锈钢、高级钢、工具钢、镁或镁合金、钛或钛合金作为材料。
3.根据权利要求1至2任一项所述的贯通连接件，
其特征在于
所述基体（109）包含减负装置，特别是沟槽（850）和/或突出物（990）。
4.根据权利要求1至3任一项所述的贯通连接件，
其特征在于
在所述基体（9）与所述导体、特别是针状的导体（11）之间导入有玻璃或玻璃陶瓷材料，其中，所述玻璃或玻璃陶瓷材料优选地具有比所述基体（9）和/或所述导体、特别是针（11）的熔化温度更低的融合温度。
5.根据权利要求1至4任一项所述的贯通连接件，
所述玻璃或玻璃陶瓷材料包含以mol-%计的下列组分：
P2O5 35-50mol-%，特别是39-48mol-%
Al2O3 0-14mol-%，特别是2-12mol-%
B2O3 2-10mol-%，特别是4-8mol-%
Na2O 0-30mol-%，特别是0-20mol-%
M2O 0-20mol-%，特别是12-20mol-%，
其中，M=K，可以是Cs、Rb
PbO 0-10mol-%，特别是0-9mol-%
Li2O 0-45mol-%，特别是0-20mol-%，优选为17-40mol-%
BaO 0-20mol-%，特别是0-20mol-%，优选为5-20mol-%
Bi2O3 0-10mol-%，特别是1-5mol-%，优选为2-5mol-%。
6.根据权利要求1至5任一项所述的贯通连接件，
其特征在于
所述组合物包含以mol-%计的下列组分：
P2O5 38-50mol-%，特别是39-48mol-%
Al2O3 3-14mol-%，特别是4-12mol-%
B2O3 4-10mol-%，特别是4-8mol-%
Na2O 10-30mol-%，特别是14-20mol-%
K2O 10-20mol-%，特别是12-19mol-%
PbO 0-10mol-%，特别是0-9mol-%。
7.根据权利要求1至6任一项所述的贯通连接件。
其特征在于
所述外壳元件（5）具有外侧（20.1）和内侧（20.2），并且所述基体（5）与所述外壳部件的内侧和/或外侧连接，特别是以熔焊连接或钎焊连接的形式或利用压入的方式与所述外壳部件的内侧和/或外侧连接。
8.根据权利要求1至7所述的贯通连接件，
其特征在于
所述针状的导体（511）包含顶件（580），其中，所述顶件具有比所述针状的导体的面积（F导体）更大的顶面积（F顶件）。
9.根据权利要求8所述的贯通连接件，
其特征在于
所述顶件（580）和/或所述针状的导体具有圆形或椭圆形外形，和/或
所述玻璃或玻璃陶瓷材料（1013）一方面导入在针状的导体与基体之间，另一方面也导入在顶件与基体之间。
10.一种外壳、特别是用于电池电芯（1000）的外壳，其包括至少一个根据权利要求1至9任一项所述的贯通连接件。
11.一种储能装置，特别是电池，优选为Li-离子电池，特别是Li-离子蓄电池，优选具有电池外壳，特别是根据权利要求10所述的
其特征在于
所述储能装置包含根据权利要求1至9任一项所述的贯通连接件。
12.一种生产贯通连接件、特别是根据权利要求1至9任一项所述的贯通连接件的方法，所述贯通连接件具有至少一个导体、特别是基本上针状的导体，所述方法包括下列步骤：
-提供导体、特别是基本上针状的导体和基体，
-将所述导体、特别是所述基本上针状的导体在玻璃或玻璃陶瓷材料中装嵌在基体中，产生用于外壳、特别是电池电芯外壳的外壳元件的贯通连接件。
13.根据权利要求12所述的方法，
其特征在于
所述玻璃或玻璃陶瓷材料包含以mol-%计的下列组分：
P2O5 35-50mol-%，特别是39-48mol-%
Al2O3 0-14mol-%，特别是2-12mol-%
B2O3 2-10mol-%，特别是4-8mol-%
Na2O 0-30mol-%，特别是0-20mol-%
M2O 0-20mol-%，特别是12-20mol-%，
其中，M=K，可以是Cs、Rb
PbO 0-10mol-%，特别是0-9mol-%
Li2O 0-45mol-%，特别是0-40mol-%，优选为17-40mol-%
BaO 0-20mol-%，特别是0-20mol-%，优选为5-20mol-%
Bi2O3 0-10mol-%，特别是1-5mol-%，优选为2-5mol-%。
14.根据权利要求13所述的方法，
其特征在于
所述玻璃或玻璃陶瓷材料包含以mol-%计的下列组分：
P2O5 38-50mol-%，特别是39-48mol-%
Al2O3 3-14mol-%，特别是4-12mol-%
B2O3 4-10mol-%，特别是4-8mol-%
Na2O 10-30mol-%，特别是14-20mol-%
K2O 10-20mol-%，特别是12-19mol-%
PbO 0-10mol-%，特别是0-9mol-%。
15.用于为电池电芯配备贯通连接件、特别是根据权利要求1至9任一项所述的贯通连接件的方法，所述方法包括下列步骤：
-提供带有基体的贯通连接件，其中，
-将导体、特别是基本上针状的导体在玻璃或玻璃陶瓷材料中装嵌到所述基体中，产生所述贯通连接件，
-将所述贯通连接件与外壳连接，特别是利用熔焊、优选为激光熔焊、电子束熔焊、超声波熔焊、电阻熔焊或者利用钎焊、缩入、压入或卷边包入来连接。
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