CN104576975B - 用于电池的密封组件及其制造方法和具有它的电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于电池的密封组件及其制造方法，还公开了一种具有所述密封组件的电池。所述用于电池的密封组件包括：金属环；绝缘环，所述绝缘环设在所述金属环内，所述绝缘环的外表面与所述金属环的内表面之间设有第一钎料层，其中所述绝缘环的内表面上设有第一台阶部；和芯柱，所述芯柱设在所述绝缘环内，所述芯柱的周面上设有与所述第一台阶部相对的第二台阶部，所述芯柱的周面与所述绝缘环的内表面之间设有第二钎料层。根据本发明实施例的用于电池的密封组件具有便于制造、气密性好、钎焊良率高、封接层破坏剪切力大等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于电池的密封组件及其制造方法，还涉及一种具有所述密封组件的电池。
背景技术
现有的用于电池的密封组件包括芯柱、绝缘环和金属外环，且这三个部件可以通过钎焊结合在一起。现有的用于电池的密封组件的各个部件要求具有较高的加工精度。尤其是陶瓷环，因其制造工艺本身就具有一定的误差性，导致陶瓷环的尺寸精度很难控制。如果加工精度不高，极易出现三者之间不同心或者装配上的情况，最后造成钎焊层各部分结合力不均匀，甚至出现漏焊，导致气密性或者可靠性不过关。并且由于装配和钎焊等因素，在钎焊时良率不易稳定。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种用于电池的密封组件。
本发明的另一个目的在于提出一种所述用于电池的密封组件的制造方法。
本发明的又一个目的在于提出一种具有所述用于电池的密封组件的电池。
为了实现上述目的，根据本发明第一方面的实施例提出一种用于电池的密封组件，所述用于电池的密封组件包括：金属环；绝缘环，所述绝缘环设在所述金属环内，所述绝缘环的外表面与所述金属环的内表面之间设有第一钎料层，其中所述绝缘环的内表面上设有第一台阶部；和芯柱，所述芯柱设在所述绝缘环内，所述芯柱的周面上设有与所述第一台阶部相对的第二台阶部，所述芯柱的周面与所述绝缘环的内表面之间设有第二钎料层。
根据本发明实施例的用于电池的密封组件通过在所述绝缘环的内表面上设置所述第一台阶部且在所述芯柱的周面上设置与所述第一台阶部相对的所述第二台阶部，从而不仅可以使用于制成所述第二钎料层的第二钎料能够加工成环状(例如圆环状，环状的第二钎料可以放置在所述第一台阶部与所述第二台阶部之间)，以便极大地方便第二钎料的装配，降低所述密封组件的制造难度，而且由于所述第一台阶部和所述第二台阶部的存在，更加有利于对所述芯柱进行定位和制造所述密封组件时对所述密封组件进行加压，对所述密封组件进行加压可以促进熔融状态的第二钎料流动，使第二钎料充满焊缝，保证了钎焊良率。
因此，根据本发明实施例的用于电池的密封组件具有便于制造、气密性好、钎焊良率高、封接层破坏剪切力大等优点。
另外，根据本发明实施例的用于电池的密封组件还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述绝缘环的内表面包括第一竖直面、第一水平面和第二竖直面，所述第一水平面的内沿与所述第一竖直面的下沿相连且外沿与所述第二竖直面的上沿相连，所述芯柱的周面包括第三竖直面、第二水平面和第四竖直面，所述第二水平面的内沿与所述第三竖直面的下沿相连且外沿与所述第四竖直面的上沿相连，其中所述第一竖直面与所述第三竖直面相对，所述第一水平面与所述第二水平面相对，所述第二竖直面与所述第四竖直面相对。由此可以使所述密封组件的结构更加合理。
根据本发明的一个实施例，所述金属环的内表面的倾角等于所述绝缘环的外表面的倾角。由此在组装所述密封组件时，可以降低对所述金属环和所述绝缘环的尺寸精度要求。
根据本发明的一个实施例，所述金属环的内表面的倾角大于等于5度且小于等于30度，所述绝缘环的外表面的倾角大于等于5度且小于等于30度。由此可以增大钎焊面积、提高钎焊的剥离强度、降低钎焊的难度。
根据本发明的一个实施例，所述金属环为铝合金环，所述绝缘环为氧化铝陶瓷环、氧化锆陶瓷环以及氧化铝和氧化锆复合的陶瓷环中的一种，所述芯柱为铜芯柱或铝合金芯柱，所述第一钎料层为第一铝基钎料层，所述第二钎料层为第二铝基钎料层、镍基钎料层或铜基钎料层。
根据本发明的一个实施例，以质量百分比计，所述第一铝基钎料层包含6％-13％的硅和0.15％-3％的镁，余量是铝和不可避免的杂质；以质量百分比计，所述第二铝基钎料层包含6％-13％的硅和0.15％-3％的镁，余量是铝和不可避免的杂质；以质量百分比计，所述铜基钎料层包含5％-10％的磷，余量是铜和不可避免的杂质；以质量百分比计，所述镍基钎料层包含8％-13％的磷，余量是镍和不可避免的杂质。
根据本发明第二方面的实施例提出一种用于电池的密封组件的制造方法，所述制造方法包括以下步骤：A)将所述绝缘环设在所述金属环内，且在所述绝缘环的外表面与所述金属环的内表面之间设置第一钎料，将所述芯柱设在所述绝缘环内，且在所述第一台阶部与所述第二台阶部之间设置第二钎料；B)对所述绝缘环和所述金属环进行钎焊；C)对所述芯柱和所述绝缘环进行钎焊。
根据本发明的一个实施例，先进行所述步骤C)、再进行所述步骤B)或者同时进行所述步骤C)和所述步骤B)。
根据本发明的一个实施例，对所述绝缘环和所述金属环进行钎焊在580摄氏度-660摄氏度的条件下进行5分钟-20分钟，对所述芯柱和所述绝缘环进行钎焊在580摄氏度-960摄氏度的条件下进行5分钟-25分钟。
根据本发明第三方面的实施例提出一种电池，所述电池包括：壳体，所述壳体内具有容纳腔，所述容纳腔的第一端和第二端中的至少一个敞开；电解液，所述电解液设在所述容纳腔内；极芯，所述极芯设在所述容纳腔内；和密封组件，所述密封组件为根据本发明第一方面实施例所述的用于电池的密封组件，其中所述金属环设在所述壳体上且所述密封组件覆盖所述容纳腔的第一端和第二端中的所述至少一个，所述芯柱与所述极芯相连。
根据本发明实施例的电池通过设置根据本发明第一方面实施例所述的用于电池的密封组件，从而具有便于制造、气密性好、钎焊良率高、封接层破坏剪切力大等优点。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明的一个实施例的用于电池的密封组件的结构示意图；
图2是根据本发明的另一个实施例的用于电池的密封组件的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面参考图1和图2描述根据本发明实施例的用于电池的密封组件10。如图1和图2所示，根据本发明实施例的用于电池的密封组件10包括金属环100、绝缘环200和芯柱400。
绝缘环200设在金属环100内，绝缘环200的外表面与金属环100的内表面之间设有第一钎料层300，其中绝缘环200的内表面上设有第一台阶部210。芯柱400设在绝缘环200内，芯柱400的周面上设有与第一台阶部210相对的第二台阶部440，芯柱400的周面与绝缘环200的内表面之间设有第二钎料层500。其中，内外方向如图1和图2中的箭头A所示。
根据本发明实施例的用于电池的密封组件10通过在绝缘环200的内表面上设置第一台阶部210且在芯柱400的周面上设置与第一台阶部210相对的第二台阶部440，从而不仅可以使用于制成第二钎料层500的第二钎料能够加工成环状(例如圆环状，环状的第二钎料可以放置在第一台阶部210与第二台阶部440之间)，以便极大地方便第二钎料的装配，降低密封组件10的制造难度，而且由于第一台阶部210和第二台阶部440的存在，更加有利于对芯柱400进行定位和制造密封组件10时对密封组件10进行加压，对密封组件10进行加压可以促进熔融状态的第二钎料流动，使第二钎料充满焊缝，保证了钎焊良率。
因此，根据本发明实施例的用于电池的密封组件10具有便于制造、气密性好、钎焊良率高、封接层破坏剪切力大等优点。
如图1所示，在本发明的一个实施例中，绝缘环200的内表面(即内周面)可以包括第一竖直面220、第一水平面230和第二竖直面240，第一水平面230的内沿可以与第一竖直面220的下沿相连且第一水平面230的外沿可以与第二竖直面240的上沿相连。芯柱400的周面可以包括第三竖直面410、第二水平面420和第四竖直面430，第二水平面420的内沿可以与第三竖直面410的下沿相连且第二水平面420的外沿可以与第四竖直面430的上沿相连。其中，第一竖直面220可以与第三竖直面410相对，第一水平面230可以与第二水平面420相对，第二竖直面240可以与第四竖直面430相对。由此可以使密封组件10的结构更加合理。具体地，第二水平面420可以位于第一水平面230下方。
在本发明的另一个实施例中，如图2所示，绝缘环200的内表面(即内周面)可以包括第一竖直面220、第一水平面230和第二竖直面240，第一水平面230的外沿可以与第一竖直面220的下沿相连且第一水平面230的内沿可以与第二竖直面240的上沿相连。芯柱400的周面可以包括第三竖直面410、第二水平面420和第四竖直面430，第二水平面420的外沿可以与第三竖直面410的下沿相连且第二水平面420的内沿可以与第四竖直面430的上沿相连。其中，第一竖直面220可以与第三竖直面410相对，第一水平面230可以与第二水平面420相对，第二竖直面240可以与第四竖直面430相对。由此可以使密封组件10的结构更加合理。
具体地，第二水平面420可以位于第一水平面230上方。其中，上下方向如图1和图2中的箭头B所示。
如图1和图2所示，在本发明的一些实施例中，金属环100的内表面的倾角可以等于绝缘环200的外表面的倾角。由此在组装密封组件10时，可以降低对金属环100和绝缘环200的尺寸精度要求。
有利地，金属环100的内表面的倾角可以大于等于5度且小于等于30度，绝缘环200的外表面的倾角可以大于等于5度且小于等于30度。由此可以增大钎焊面积、提高钎焊的剥离强度、降低钎焊的难度。
金属环100可以是铝合金环。有利地，金属环100的内表面上可以覆有一层Al-Si-Mg钎料层用于钎焊封接。通过辊扎工艺将Al-Si-Mg钎料层附着在铝合金上以便制成复合板。也就是说，可以将金属环100和第一钎料制成复合板。可以利用Al-Si-Mg钎料层对金属环100和绝缘环200进行钎焊，钎焊后Al-Si-Mg钎料层可以形成第一钎料层300。
绝缘环200可以是氧化铝陶瓷环、氧化锆陶瓷环以及氧化铝和氧化锆复合的陶瓷环中的一种。由此可以使绝缘环200的热膨胀系数与金属的热膨胀系数相近，从而可以使得密封组件10的耐冷热冲击性能更好，使用寿命更长。例如，氧化铝陶瓷的热膨胀系数为7.5ppm/K，氧化锆陶瓷的热膨胀系数为10.5ppm/K。绝缘环200可以通过干压法或者热压注法成型烧结制备。并且在优选的情况下，采用钼锰法和化学镀镍法对绝缘环200进行金属化处理，在绝缘环200的表面镀上钼锰或镀上镍，所述钼锰法和化学镀镍法已为本领域技术人员所公知。
芯柱400可以是铜芯柱或铝合金芯柱，第一钎料层300可以是第一铝基钎料层，第二钎料层500可以是第二铝基钎料层、镍基钎料层或铜基钎料层。
具体而言，芯柱400作为正极极耳时，可以是铝合金芯柱。芯柱400作为负极极耳时，可以是铜芯柱。
以质量百分比计，所述第一铝基钎料层包含6％-13％的硅和0.15％-3％的镁，余量是铝和不可避免的杂质。以质量百分比计，所述第二铝基钎料层包含6％-13％的硅和0.15％-3％的镁，余量是铝和不可避免的杂质。以质量百分比计，所述铜基钎料层包含5％-10％的磷，余量是铜和不可避免的杂质。以质量百分比计，所述镍基钎料层包含8％-13％的磷，余量是镍和不可避免的杂质。
金属环100与绝缘环200的焊接可以采用真空钎焊法，钎焊温度为580℃-660℃，保温时间5-20min，风冷。芯柱400为铝合金芯柱时，绝缘环200与芯柱400焊接可以使用Al-Si-Mg系钎料，钎焊温度为580℃-620℃，保温时间5-20min，风冷。芯柱400为铜芯柱时，绝缘环200与芯柱400焊接可以使用Cu-P系钎料，钎焊温度为780℃-890℃，保温时间5-20min，风冷。芯柱400为铜芯柱时，绝缘环200与芯柱400焊接还可以使用Ni-P系钎料，钎焊温度为910-930℃，保温时间5-20min，风冷。
进行上述钎焊时均需加压，加压压块可以采用导热好的石墨板，加压压力根据钎焊极耳大小的不同进行调整。
本发明还提供了一种电池。根据本发明实施例的电池包括壳体、电解液、极芯和密封组件。
所述壳体内具有容纳腔，所述容纳腔的第一端和第二端中的至少一个敞开。所述电解液设在所述容纳腔内，所述极芯设在所述容纳腔内。所述密封组件为根据上述实施例的用于电池的密封组件10。其中，金属环100设在所述壳体上且密封组件10覆盖所述容纳腔的第一端和第二端中的至少一个，芯柱400与所述极芯相连。
根据本发明实施例的电池通过设置根据上述实施例的用于电池的密封组件10，从而具有便于制造、气密性好、钎焊良率高、封接层破坏剪切力大等优点。
具体地，所述容纳腔的第一端和第二端中的一个可以敞开，所述电池包括一个密封组件10，且密封组件10作为正极耳或负极耳。所述容纳腔的第一端和第二端都可以敞开，所述电池包括两个密封组件10，一个密封组件10作为正极耳，且另一个密封组件10作为负极耳。
根据本发明实施例的电池可以是大功率锂离子电池，例如锂离子动力电池、锂离子储能电池。为了避免电解液的漏出，可以采用密封组件10对所述壳体的开口端进行密封。也就是说，利用密封组件10对所述容纳腔敞开的端口进行密封。其中，所述壳体可以是铝壳或钢壳，用于放置所述极芯和容纳所述电解液。所述极芯可以由正极片、隔膜、负极片依次叠置或卷绕形成，所述极芯的结构和制作方法可通过现有技术实现，在此不做赘述。金属环100可以与电池的壳体相钎焊，以使密封组件10密封所述容纳腔的开口端。
本发明还提供了根据上述实施例的用于电池的密封组件10的制造方法。根据本发明实施例的制造方法包括以下步骤：
A)将绝缘环200设在金属环100内，且在绝缘环200的外表面与金属环100的内表面之间设置第一钎料(所述第一钎料用于制成第一钎料层300)，将芯柱400设在绝缘环200内，且在第一台阶部210与第二台阶部440之间设置第二钎料(所述第二钎料用于制成第二钎料层500)。
B)对绝缘环200和金属环100进行钎焊。
C)对芯柱400和绝缘环200进行钎焊。
通过利用根据本发明实施例的制造方法，可以方便地制造出密封组件10。
所述钎焊可以在真空或惰性气体气氛下进行。例如，所述钎焊可以在氮气气氛下进行。
可以先进行所述步骤C)，再进行所述步骤B)。此外，还可以同时进行所述步骤C)和所述步骤B)。具体而言，当芯柱400为铝合金芯柱时，可以同时对绝缘环200和金属环100以及芯柱400和绝缘环200进行钎焊，即同时进行所述步骤C)和所述步骤B)。当芯柱400为铜芯柱时，可以先对芯柱400和绝缘环200进行钎焊，再对绝缘环200和金属环100进行钎焊。
在本发明的一些示例中，对绝缘环200和金属环100进行钎焊在580摄氏度-660摄氏度的条件下进行5分钟-20分钟，对芯柱400和绝缘环200进行钎焊在580摄氏度-960摄氏度的条件下进行5分钟-25分钟。
具体而言，绝缘环200和金属环100焊接可以使用Al-Si-Mg系钎料，金属环100与绝缘环200的焊接可以采用真空钎焊法，钎焊温度为580摄氏度-660摄氏度，保温时间5分钟-20分钟，风冷。
芯柱400为铝合金芯柱时，绝缘环200与芯柱400焊接可以使用Al-Si-Mg系钎料，钎焊温度为580摄氏度-620摄氏度，保温时间5分钟-20分钟，风冷。其中，Al-Si-Mg系钎料包含6％-13％的硅和0.15％-3％的镁，余量是铝和不可避免的杂质。
芯柱400为铜芯柱时，绝缘环200与芯柱400焊接可以使用Cu-P系钎料，钎焊温度为780摄氏度-890摄氏度，保温时间5分钟-25分钟，风冷。其中，Cu-P系钎料包含5％-10％的磷，余量是铜和不可避免的杂质。
芯柱400为铜芯柱时，绝缘环200与芯柱400焊接还可以使用Ni-P系钎料，钎焊温度为910摄氏度-960摄氏度，保温时间5分钟-25分钟，风冷。其中，Ni-P系钎料包含8％-13％的磷，余量是镍和不可避免的杂质。
实施例1
密封组件10作为正极极耳。金属环100由铝制成，绝缘环200为陶瓷环，芯柱400为铝芯柱。
陶瓷环尺寸为：外径10-11mm，外部倾角5°，内环上部分直径6mm，高度2mm，下部分直径5mm，高度2.5mm，台阶圆环宽度0.5mm。铝芯柱上部直径5.8mm，高度3mm，铝芯柱下部直径4.8mm，高度5mm。金属环100的内径为10-11mm，倾角5°，厚度1-2mm。金属环100的内表面上覆盖一层Al-Si-Mg钎料层。
将绝缘环200设在金属环100内，且将芯柱400设在绝缘环200内。冲压或线切割形成的外径5.98mm，内径5mm，厚度0.1-0.4mm的Al-Si-Mg焊环，将Al-Si-Mg焊环放置在第一台阶部210与第二台阶部440之间。其中，Al-Si钎料层包括6％的硅和3％的镁，余量是铝和不可避免的杂质。Al-Si-Mg焊环包括13％的硅和0.15％的镁，余量是铝和不可避免的杂质。
将装配好的金属环100、绝缘环200和芯柱400放置在配套的石墨夹具上固定位置，然后放置上石墨板加压，在660摄氏度的条件下钎焊5分钟，风冷后取出。
取该实施例制备的10个密封组件10，进行首次气密性测试、200次冷热冲击后气密性测试，并测量密封组件10的封接层破坏剪切力。
200次冷热冲击是指：将密封组件10在0摄氏度以下的冷水中放置3分钟，立即转移至100摄氏度以上的沸水中保温3分钟，重复这一过程200次。气密性测试的过程为：将待测试的密封组件10的连接部位(即第一钎料层300和第二钎料层500)裸露出密封夹腔，密封夹腔内充入气体，在0.6Mpa的压力下保压3分钟。同时在连接部位滴水，如果冒泡，视为漏气，若没有冒泡现象，则视为气密性满足要求。
这10个该实施例制造的密封组件10通过首次气密性测试以及200次冷热冲击后气密性测试，未出现漏气。该实施例制造的密封组件10的封接层破坏剪切力大于15千牛，产品性能良率达到了100％。其中，封接层破坏剪切力的测量方法为：将芯柱400的依靠金属环100的突出外沿悬空放置在一个中空的圆柱型底座上，直径小的一端朝上，对芯柱400施加向下的压应力，仪器记录其被破坏的剪切强度。
实施例2
密封组件10作为正极极耳。本实施例的金属环100、绝缘环200和芯柱400与实施例1的金属环100、绝缘环200和芯柱400相同。
金属环100的内表面上覆盖一层Al-Si-Mg钎料层。将绝缘环200设在金属环100内，且将芯柱400设在绝缘环200内。冲压或线切割形成的外径5.98mm，内径5mm，厚度0.1-0.4mm的Al-Si-Mg焊环，将Al-Si-Mg焊环放置在第一台阶部210与第二台阶部440之间。其中，Al-Si-Mg钎料层包括13％的硅和0.15％的镁，余量是铝和不可避免的杂质。Al-Si-Mg焊环包括6％的硅和3％的镁，余量是铝和不可避免的杂质。
将装配好的金属环100、绝缘环200和芯柱400放置在配套的石墨夹具上固定位置，然后放置上石墨板加压，在580摄氏度的条件下钎焊20分钟，风冷后取出。
取该实施例制备的10个密封组件10，进行首次气密性测试、200次冷热冲击后气密性测试，并测量密封组件10的封接层破坏剪切力。
这10个该实施例制造的密封组件10通过首次气密性测试以及200次冷热冲击后气密性测试，未出现漏气。该实施例制造的密封组件10的封接层破坏剪切力大于15千牛，产品性能良率达到了100％。
实施例3
密封组件10作为正极极耳。本实施例的金属环100、绝缘环200和芯柱400与实施例1的金属环100、绝缘环200和芯柱400相同。
金属环100的内表面上覆盖一层Al-Si-Mg钎料层。将绝缘环200设在金属环100内，且将芯柱400设在绝缘环200内。冲压或线切割形成的外径5.98mm，内径5mm，厚度0.1-0.4mm的Al-Si-Mg焊环，将Al-Si-Mg焊环放置在第一台阶部210与第二台阶部440之间。其中，Al-Si-Mg钎料层包括10％的硅和2.0％的镁，余量是铝和不可避免的杂质。Al-Si-Mg焊环包括10％的硅和1.5％的镁，余量是铝和不可避免的杂质。
将装配好的金属环100、绝缘环200和芯柱400放置在配套的石墨夹具上固定位置，然后放置上石墨板加压，在620摄氏度的条件下钎焊10分钟，风冷后取出。
取该实施例制备的10个密封组件10，进行首次气密性测试、200次冷热冲击后气密性测试，并测量密封组件10的封接层破坏剪切力。
这10个该实施例制造的密封组件10通过首次气密性测试以及200次冷热冲击后气密性测试，未出现漏气。该实施例制造的密封组件10的封接层破坏剪切力大于15千牛，产品性能良率达到了100％。
实施例4
密封组件10作为负极极耳。金属环100由铝制成，绝缘环200为陶瓷环，芯柱400为铜芯柱。
陶瓷环尺寸为：外径10-11mm，外部倾角5°，内环上部分直径6mm，高度2mm，下部分直径5mm，高度2.5mm，台阶圆环宽度0.5mm。铜芯柱上部直径5.8mm，高度3mm，铜芯柱下部直径4.8mm，高度5mm。金属环100的内径为10-11mm，倾角5°，厚度1-2mm。金属环100的内表面上覆盖一层Al-Si-Mg钎料层。
将芯柱400设在绝缘环200内。冲压或线切割形成的外径5.98mm，内径5mm，厚度0.1-0.4mm的Cu-P焊环，将Cu-P焊环放置在第一台阶部210与第二台阶部440之间。其中，Al-Si-Mg钎料层包括10％的硅和2.0％的镁，余量是铝和不可避免的杂质。Cu-P焊环包含5％的磷，余量是铜和不可避免的杂质。然后将装配好的绝缘环200和芯柱400放置在配套的石墨夹具上固定位置，然后放置上石墨板加压，在890摄氏度的条件下钎焊5分钟，风冷后取出。
接着将绝缘环200设在金属环100内，然后将装配好的金属环100、绝缘环200和芯柱400放置在配套的石墨夹具上固定位置，然后放置上石墨板加压，在580摄氏度的条件下钎焊20分钟，风冷后取出。
取该实施例制备的10个密封组件10，进行首次气密性测试、200次冷热冲击后气密性测试，并测量密封组件10的封接层破坏剪切力。
这10个该实施例制造的密封组件10通过首次气密性测试以及200次冷热冲击后气密性测试，未出现漏气。该实施例制造的密封组件10的封接层破坏剪切力大于15千牛，产品性能良率达到了100％。
实施例5
密封组件10作为负极极耳。本实施例的金属环100、绝缘环200和芯柱400与实施例4的金属环100、绝缘环200和芯柱400相同。
金属环100的内表面上覆盖一层Al-Si-Mg钎料层。将芯柱400设在绝缘环200内。冲压或线切割形成的外径5.98mm，内径5mm，厚度0.1-0.4mm的Cu-P焊环，将Cu-P焊环放置在第一台阶部210与第二台阶部440之间。其中，Al-Si-Mg钎料层包括10％的硅和2.0％的镁，余量是铝和不可避免的杂质。Cu-P焊环包含10％的磷，余量是铜和不可避免的杂质。然后将装配好的绝缘环200和芯柱400放置在配套的石墨夹具上固定位置，然后放置上石墨板加压，在780摄氏度的条件下钎焊25分钟，风冷后取出。
接着将绝缘环200设在金属环100内，然后将装配好的金属环100、绝缘环200和芯柱400放置在配套的石墨夹具上固定位置，然后放置上石墨板加压，在580摄氏度的条件下钎焊20分钟，风冷后取出。
取该实施例制备的10个密封组件10，进行首次气密性测试、200次冷热冲击后气密性测试，并测量密封组件10的封接层破坏剪切力。
这10个该实施例制造的密封组件10通过首次气密性测试以及200次冷热冲击后气密性测试，未出现漏气。该实施例制造的密封组件10的封接层破坏剪切力大于15千牛，产品性能良率达到了100％。
实施例6
密封组件10作为负极极耳。本实施例的金属环100、绝缘环200和芯柱400与实施例4的金属环100、绝缘环200和芯柱400相同。
金属环100的内表面上覆盖一层Al-Si-Mg钎料层。将芯柱400设在绝缘环200内。冲压或线切割形成的外径5.98mm，内径5mm，厚度0.1-0.4mm的Cu-P焊环，将Cu-P焊环放置在第一台阶部210与第二台阶部440之间。其中，Al-Si-Mg钎料层包括10％的硅和2.0％的镁，余量是铝和不可避免的杂质。Cu-P焊环包含7.5％的磷，余量是铜和不可避免的杂质。然后将装配好的绝缘环200和芯柱400放置在配套的石墨夹具上固定位置，然后放置上石墨板加压，在830摄氏度的条件下钎焊15分钟，风冷后取出。
接着将绝缘环200设在金属环100内，然后将装配好的金属环100、绝缘环200和芯柱400放置在配套的石墨夹具上固定位置，然后放置上石墨板加压，在580摄氏度的条件下钎焊20分钟，风冷后取出。
取该实施例制备的10个密封组件10，进行首次气密性测试、200次冷热冲击后气密性测试，并测量密封组件10的封接层破坏剪切力。
这10个该实施例制造的密封组件10通过首次气密性测试以及200次冷热冲击后气密性测试，未出现漏气。该实施例制造的密封组件10的封接层破坏剪切力大于15千牛，产品性能良率达到了100％。
实施例7
密封组件10作为负极极耳。本实施例的金属环100、绝缘环200和芯柱400与实施例4的金属环100、绝缘环200和芯柱400相同。
金属环100的内表面上覆盖一层Al-Si-Mg钎料层。将芯柱400设在绝缘环200内。冲压或线切割形成的外径5.98mm，内径5mm，厚度0.1-0.4mm的Ni-P焊环，将Ni-P焊环放置在第一台阶部210与第二台阶部440之间。其中，Al-Si-Mg钎料层包括10％的硅和2.0％的镁，余量是铝和不可避免的杂质。Ni-P焊环包含13％的磷，余量是镍和不可避免的杂质。然后将装配好的绝缘环200和芯柱400放置在配套的石墨夹具上固定位置，然后放置上石墨板加压，在960摄氏度的条件下钎焊5分钟，风冷后取出。
接着将绝缘环200设在金属环100内，然后将装配好的金属环100、绝缘环200和芯柱400放置在配套的石墨夹具上固定位置，然后放置上石墨板加压，在620摄氏度的条件下钎焊15分钟，风冷后取出。
取该实施例制备的10个密封组件10，进行首次气密性测试、200次冷热冲击后气密性测试，并测量密封组件10的封接层破坏剪切力。
这10个该实施例制造的密封组件10通过首次气密性测试以及200次冷热冲击后气密性测试，未出现漏气。该实施例制造的密封组件10的封接层破坏剪切力大于15千牛，产品性能良率达到了100％。
实施例8
密封组件10作为负极极耳。本实施例的金属环100、绝缘环200和芯柱400与实施例4的金属环100、绝缘环200和芯柱400相同。
金属环100的内表面上覆盖一层Al-Si-Mg钎料层。将芯柱400设在绝缘环200内。冲压或线切割形成的外径5.98mm，内径5mm，厚度0.1-0.4mm的Ni-P焊环，将Ni-P焊环放置在第一台阶部210与第二台阶部440之间。其中，Al-Si-Mg钎料层包括10％的硅和2.0％的镁，余量是铝和不可避免的杂质。Ni-P焊环包含8％的磷，余量是镍和不可避免的杂质。然后将装配好的绝缘环200和芯柱400放置在配套的石墨夹具上固定位置，然后放置上石墨板加压，在910摄氏度的条件下钎焊25分钟，风冷后取出。
接着将绝缘环200设在金属环100内，然后将装配好的金属环100、绝缘环200和芯柱400放置在配套的石墨夹具上固定位置，然后放置上石墨板加压，在620摄氏度的条件下钎焊15分钟，风冷后取出。
取该实施例制备的10个密封组件10，进行首次气密性测试、200次冷热冲击后气密性测试，并测量密封组件10的封接层破坏剪切力。
这10个该实施例制造的密封组件10通过首次气密性测试以及200次冷热冲击后气密性测试，未出现漏气。该实施例制造的密封组件10的封接层破坏剪切力大于15千牛，产品性能良率达到了100％。
实施例9
密封组件10作为负极极耳。本实施例的金属环100、绝缘环200和芯柱400与实施例4的金属环100、绝缘环200和芯柱400相同。
金属环100的内表面上覆盖一层Al-Si-Mg钎料层。将芯柱400设在绝缘环200内。冲压或线切割形成的外径5.98mm，内径5mm，厚度0.1-0.4mm的Ni-P焊环，将Ni-P焊环放置在第一台阶部210与第二台阶部440之间。其中，Al-Si-Mg钎料层包括10％的硅和2.0％的镁，余量是铝和不可避免的杂质。Ni-P焊环包含10％的磷，余量是镍和不可避免的杂质。然后将装配好的绝缘环200和芯柱400放置在配套的石墨夹具上固定位置，然后放置上石墨板加压，在930摄氏度的条件下钎焊15分钟，风冷后取出。
接着将绝缘环200设在金属环100内，然后将装配好的金属环100、绝缘环200和芯柱400放置在配套的石墨夹具上固定位置，然后放置上石墨板加压，在620摄氏度的条件下钎焊15分钟，风冷后取出。
取该实施例制备的10个密封组件10，进行首次气密性测试、200次冷热冲击后气密性测试，并测量密封组件10的封接层破坏剪切力。
这10个该实施例制造的密封组件10通过首次气密性测试以及200次冷热冲击后气密性测试，未出现漏气。该实施例制造的密封组件10的封接层破坏剪切力大于15千牛，产品性能良率达到了100％。
对比例
密封组件作为正极极耳。金属环由铝制成，绝缘环为陶瓷环，芯柱为铝芯柱。
陶瓷环尺寸为：外径10-11mm，外部无倾角5°，内表面上没有台阶。铝芯柱直径5.8mm，高度8mm，铝芯柱的周面上没有台阶。金属环的内径为10-11mm，厚度1-2mm。金属环的内表面上覆盖一层Al-Si-Mg钎料层。
将绝缘环设在金属环内，且将芯柱设在绝缘环内。冲压或线切割形成的外径5.98mm，内径5mm，厚度0.1-0.4mm的Al-Si-Mg焊环，将Al-Si-Mg焊环放置在陶瓷环与铝芯柱之间。其中，Al-Si-Mg钎料层包括10％的硅和2.0％的镁，余量是铝和不可避免的杂质。Al-Si-Mg焊环包括13％的硅和0.15％的镁，余量是铝和不可避免的杂质。
将装配好的金属环、绝缘环和芯柱放置在配套的石墨夹具上固定位置，然后放置上石墨板加压，在660摄氏度的条件下钎焊5分钟，风冷后取出。
取该对比例制备的10个密封组件，进行首次气密性测试、200次冷热冲击后气密性测试，并测量密封组件的封接层破坏剪切力。
这10个该对比例制造的密封组件有两个没有通过首次气密性测试，又有三个没有通过200次冷热冲击后气密性测试。该对比例制造的密封组件的封接层破坏剪切力小于10千牛，产品性能良率严重不稳定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种用于电池的密封组件，其特征在于，包括：
金属环；
绝缘环，所述绝缘环设在所述金属环内，所述绝缘环的外表面与所述金属环的内表面之间设有第一钎料层，其中所述绝缘环的内表面上设有第一台阶部；和
芯柱，所述芯柱设在所述绝缘环内，所述芯柱的周面上设有与所述第一台阶部相对的第二台阶部，所述芯柱的周面与所述绝缘环的内表面之间设有第二钎料层。
2.根据权利要求1所述的用于电池的密封组件，其特征在于，所述绝缘环的内表面包括第一竖直面、第一水平面和第二竖直面，所述第一水平面的内沿与所述第一竖直面的下沿相连且外沿与所述第二竖直面的上沿相连，所述芯柱的周面包括第三竖直面、第二水平面和第四竖直面，所述第二水平面的内沿与所述第三竖直面的下沿相连且外沿与所述第四竖直面的上沿相连，其中所述第一竖直面与所述第三竖直面相对，所述第一水平面与所述第二水平面相对，所述第二竖直面与所述第四竖直面相对。
3.根据权利要求1所述的用于电池的密封组件，其特征在于，所述金属环的内表面的倾角等于所述绝缘环的外表面的倾角。
4.根据权利要求3所述的用于电池的密封组件，其特征在于，所述金属环的内表面的倾角大于等于5度且小于等于30度，所述绝缘环的外表面的倾角大于等于5度且小于等于30度。
5.根据权利要求1所述的用于电池的密封组件，其特征在于，所述金属环为铝合金环，所述绝缘环为氧化铝陶瓷环、氧化锆陶瓷环以及氧化铝和氧化锆复合的陶瓷环中的一种，所述芯柱为铜芯柱或铝合金芯柱，所述第一钎料层为第一铝基钎料层，所述第二钎料层为第二铝基钎料层、镍基钎料层或铜基钎料层。
6.根据权利要求5所述的用于电池的密封组件，其特征在于，
以质量百分比计，所述第一铝基钎料层包含6％-13％的硅和0.15％-3％的镁，余量是铝和不可避免的杂质；
以质量百分比计，所述第二铝基钎料层包含6％-13％的硅和0.15％-3％的镁，余量是铝和不可避免的杂质；
以质量百分比计，所述铜基钎料层包含5％-10％的磷，余量是铜和不可避免的杂质；
以质量百分比计，所述镍基钎料层包含8％-13％的磷，余量是镍和不可避免的杂质。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的用于电池的密封组件的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：
A)将所述绝缘环设在所述金属环内，且在所述绝缘环的外表面与所述金属环的内表面之间设置第一钎料，将所述芯柱设在所述绝缘环内，且在所述第一台阶部与所述第二台阶部之间设置第二钎料；
B)对所述绝缘环和所述金属环进行钎焊；
C)对所述芯柱和所述绝缘环进行钎焊。
8.根据权利要求7所述的用于电池的密封组件的制造方法，其特征在于，先进行所述步骤C)、再进行所述步骤B)或者同时进行所述步骤C)和所述步骤B)。
9.根据权利要求7所述的用于电池的密封组件的制造方法，其特征在于，对所述绝缘环和所述金属环进行钎焊在580摄氏度-660摄氏度的条件下进行5分钟-20分钟，对所述芯柱和所述绝缘环进行钎焊在580摄氏度-960摄氏度的条件下进行5分钟-25分钟。
10.一种电池，其特征在于，包括：
壳体，所述壳体内具有容纳腔，所述容纳腔的第一端和第二端中的至少一个敞开；
电解液，所述电解液设在所述容纳腔内；
极芯，所述极芯设在所述容纳腔内；和
密封组件，所述密封组件为根据权利要求1-6中任一项所述的用于电池的密封组件，其中所述金属环设在所述壳体上且所述密封组件覆盖所述容纳腔的第一端和第二端中的所述至少一个，所述芯柱与所述极芯相连。
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