CN107275529B - 一种锂离子电池负极极柱密封结构及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池负极极柱密封结构，包括铜铝复合极柱和密封结构，密封结构包括盖板、下金属圈、金属化陶瓷圈以及上金属圈，盖板上设有安装铜铝复合极柱的安装孔，盖板上沿安装孔的外周设置有与所述下金属圈相匹配的安装台，下金属圈中部设有供铜铝复合极柱穿过的第一通孔，金属化陶瓷圈中部设有与所述铜铝复合极柱相匹配的第二通孔，上金属圈中部设有与所述铜铝复合极柱相匹配的第三通孔，铜铝复合极柱自下向上依次穿过安装孔、第一通孔、第二通孔、第三通孔；上金属圈底部焊接在金属化陶瓷圈的上表面，下金属圈的上表面焊接在金属化陶瓷圈的下表面，下金属圈的底部焊接在安装台上。本发明还公开了一种锂离子电池负极极柱密封结构的制备方法。

Description

一种锂离子电池负极极柱密封结构及其制备工艺
技术领域
本发明属于锂电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池负极极柱密封结构及其制备工艺。
背景技术
锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池，锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池具有容量密度高、安全和循环时间长等优势，已经发展了很长的时间了。
随着锂电池技术的发展，锂电池中的一些缺陷核问题也渐渐暴露出来。其中，电极的密封性能就是锂电池技术中不可避免的问题。为了提高其密封性能，业界主要通过采用耐酸碱抗老化性能良好的陶瓷密封，目前，已经推出陶瓷密封极柱、采用纯铜极柱和纯铝极柱与陶瓷钎焊后做电池的正负极。为了能够进一步提高锂离子的性价比和单位能力密度，业界进一步提出铜铝复合极柱替代纯铜极柱，既降低成本又减少质量，虽然这个方案具有一定的先进性，但是在目前现有结构和工艺的设计下，难以实现。因为铜铝复合材料经过高温钎焊后，铜铝复合材料结合强度降低非常严重，甚至脱落问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种锂离子电池负极极柱密封结构，降低成本和提高性能指标的要求的同时解决目前工艺和技术存在铜铝复合极柱强度降低和应力集中的问题。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种锂离子电池负极极柱密封结构，包括复合极柱和密封结构，所述密封结构包括盖板、下金属圈、金属化陶瓷圈以及上金属圈，所述盖板上设有安装复合极柱的安装孔，所述盖板上沿安装孔的外周设置有与所述下金属圈相匹配的安装台，所述下金属圈中部设有供复合极柱穿过的第一通孔，所述金属化陶瓷圈中部设有与所述复合极柱相匹配的第二通孔，所述上金属圈中部设有与所述复合极柱相匹配的第三通孔，所述复合极柱自下向上依次穿过安装孔、第一通孔、第二通孔、第三通孔；所述上金属圈底部焊接在金属化陶瓷圈的上表面，所述下金属圈的上表面焊接在金属化陶瓷圈的下表面，下金属圈的底部焊接在安装台上。
作为进一步的方案，本发明所述的第一通孔周缘从下金属圈上延伸出连接凸台，所述连接凸台的外径与金属化陶瓷圈的外径相等。
作为进一步的方案，本发明所述的第上金属圈的外径与金属化陶瓷圈的外径相等。
作为进一步的方案，本发明所述的第上金属圈和下金属圈均为铝制材料圈。
本发明的另一目的在于提供一种锂离子电池负极极柱密封结构的制备方法，通过设计新的工艺，大大缩减生产成本、提升效率，同时提升产品的稳定性。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种锂离子电池负极极柱密封结构的制备方法，包括
制备陶瓷圈的步骤：将陶瓷原料压制成型然后经过烧结、金属化后得到金属化陶瓷圈；
陶瓷圈金属化的步骤：对陶瓷圈表面进行金属化处理，得到金属化陶瓷圈；
焊接步骤：在上述金属化陶瓷圈上下表面分别涂覆焊料，将预制的金属圈分别放置在涂覆有焊料的金属化陶瓷上下表面，焊接后在金属化陶瓷圈的上表面形成上金属圈，在金属化陶瓷圈的下表面形成下金属圈，得到陶瓷-金属件；
物理焊接步骤：将上述陶瓷-金属件用碱液清洗并烘干，将设计好的带有铝帽的锂电池负极极柱穿过陶瓷-金属件的中心孔，采用激光能量使铝帽与陶瓷-金属件融合一体，即完成。
作为进一步的方案，所述制备陶瓷圈的步骤中，所述陶瓷原料包括以重量百分数计的以下组成：
纯度大于等于95%的氧化铝 ：95-100%；
二氧化硅：0-5%；
氧化钛：0-0.5%；
氧化镁：0-0.5%。
作为进一步的方案，制备陶瓷圈的步骤具体如下：
原料处理：将陶瓷原料混合均匀后进行球磨、喷雾造粒后得到均匀的粉末原料；
压制成型：将上述粉末原料压制成预定结构和尺寸的陶瓷圈坯体；
烧结：将上述陶瓷圈坯体装入高温烧结炉中，经过1500-1650℃高温烧结成型；
表面处理：经过烧结成型后的陶瓷圈坯体表面进行研磨处理，控制其表面粗糙度为0.8-1.6μm。
作为进一步的方案，所述压制成型中，可采用压力≥8T的干压方式，或者采用压力0.4-0.5Mpa、浆料成型温度在57-65℃的热压方式，或者采用静压方式。
作为进一步的方案，所述陶瓷圈金属化的步骤包括
一次金属化：采用微米级的钼锰或钨锰金属粉末，按照金属粉末：溶剂：粘结剂的质量比为13:4:3的比例混合在球磨机中研磨成均匀的浆料，采用人工或丝网印刷工艺在陶瓷表面涂覆一层20-30μm的浆料，然后在红外线烘干线上烘干后，装入烧结炉中在1500-1600℃的温度下烧结1-2小时，降温冷却后得到一次金属化陶瓷圈；
二次金属化：用镀镍、化镍、镀铜、化铜或烧镍中的一种方式在上述一次金属化陶瓷圈表面进行二次金属化，得到金属化陶瓷圈。
作为进一步的方案，所述焊接步骤中是在金属化陶瓷圈表面涂覆厚度为0.8-1.5mm的铝焊料，在真空或氮气气氛保护下，600℃下与预制的金属圈进行加热焊接。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1. 本发明所述的锂离子电池负极极柱密封结构降低了成本和提高性能指标的要求；同时解决了目前工艺和技术存在铜铝复合极柱强度降低和应力集中的问题；
2. 本发明所述的锂离子电池负极极柱密封结构的制备方法，通过设计新的工艺，大大缩减生产成本、提升效率，同时提升产品的稳定性。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明所述的锂离子电池负极极柱密封结构的结构示意图；
图2为本发明所述的锂离子电池负极极柱密封结构的爆炸图；
其中，各附图标记为：10、复合极柱；20、密封结构；21、盖板；211、安装孔；212、安装台；22、下金属圈；221、第一通孔；23、金属化陶瓷圈；231、第二通孔；24、上金属圈；241、第三通孔。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述的一种锂离子电池负极极柱密封结构，包括复合极柱10和密封结构20，所述密封结构包括盖板21、下金属圈22、金属化陶瓷圈23以及上金属圈24，所述盖板21上设有安装复合极柱的安装孔211，所述盖板上21沿安装孔211的外周设置有与所述下金属圈22相匹配的安装台212，所述下金属圈22中部设有供复合极柱10穿过的第一通孔221，所述金属化陶瓷圈23中部设有与所述复合极柱10相匹配的第二通孔231，所述上金属圈24中部设有与所述复合极柱10相匹配的第三通孔241，所述复合极柱10自下向上依次穿过安装孔211、第一通孔221、第二通孔231、第三通孔241；所述上金属圈24底部焊接在金属化陶瓷圈23的上表面，所述下金属圈22的上表面焊接在金属化陶瓷圈23的下表面，下金属圈22的底部焊接在安装台212上。在本发明中，通过设置安装孔211、第一通孔221、第二通孔231、第三通孔241，可以有效保证所有的部件同轴，增强了锂离子电池负极极柱密封结构的稳定性；
作为进一步的方案，本发明所述的第一通孔周缘从下金属圈上延伸出连接凸台，所述连接凸台的外径与金属化陶瓷圈的外径相等。
作为进一步的方案，本发明所述的第上金属圈的外径与金属化陶瓷圈的外径相等。
作为进一步的方案，本发明所述的第上金属圈和下金属圈均为铝制材料圈。
本发明的另一目的在于提供一种锂离子电池负极极柱密封结构的制备方法，通过设计新的工艺，大大缩减生产成本、提升效率，同时提升产品的稳定性。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种锂离子电池负极极柱密封结构的制备方法，包括
制备陶瓷圈的步骤：将陶瓷原料压制成型然后经过烧结、金属化后得到金属化陶瓷圈；
陶瓷圈金属化的步骤：对陶瓷圈表面进行金属化处理，得到金属化陶瓷圈；
焊接步骤：在上述金属化陶瓷圈上下表面分别涂覆焊料，将预制的金属圈分别放置在涂覆有焊料的金属化陶瓷上下表面，焊接后在金属化陶瓷圈的上表面形成上金属圈，在金属化陶瓷圈的下表面形成下金属圈，得到陶瓷-金属件；
物理焊接步骤：将上述陶瓷-金属件用碱液清洗并烘干，将设计好的带有铝帽的锂电池负极极柱穿过陶瓷-金属件的中心孔，采用激光能量使铝帽与陶瓷-金属件融合一体，即完成。
作为进一步的方案，所述制备陶瓷圈的步骤中，所述陶瓷原料包括以重量百分数计的以下组成：
纯度大于等于95%的氧化铝 ：95-100%；
二氧化硅：0-5%；
氧化钛：0-0.5%；
氧化镁：0-0.5%。
作为进一步的方案，制备陶瓷圈的步骤具体如下：
原料处理：将陶瓷原料混合均匀后进行球磨、喷雾造粒后得到均匀的粉末原料；
压制成型：将上述粉末原料压制成预定结构和尺寸的陶瓷圈坯体；
烧结：将上述陶瓷圈坯体装入高温烧结炉中，经过1500-1650℃高温烧结成型；
表面处理：经过烧结成型后的陶瓷圈坯体表面进行研磨处理，控制其表面粗糙度为0.8-1.6μm。
作为进一步的方案，所述压制成型中，可采用压力≥8T的干压方式，或者采用压力0.4-0.5Mpa、浆料成型温度在57-65℃的热压方式，或者采用静压方式。
作为进一步的方案，所述陶瓷圈金属化的步骤包括
一次金属化：采用微米级的钼锰或钨锰金属粉末，按照金属粉末：溶剂：粘结剂的质量比为13:4:3的比例混合在球磨机中研磨成均匀的浆料，采用人工或丝网印刷工艺在陶瓷表面涂覆一层20-30μm的浆料，然后在红外线烘干线上烘干后，装入烧结炉里在1500-1600℃的温度下烧结1-2小时，降温冷却后得到一次金属化陶瓷圈；
二次金属化：用镀镍、化镍、镀铜、化铜或烧镍中的一种方式在上述一次金属化陶瓷圈表面进行二次金属化，得到金属化陶瓷圈。
作为进一步的方案，所述焊接步骤中是在金属化陶瓷圈表面涂覆厚度为0.8-1.5mm的铝焊料，在真空或氮气气氛保护下，600℃下与预制的金属圈进行加热焊接。
以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中，所采用的原料、设备等除在本发明中有特殊限定外，均可以通过购买方式获得。
实施例1
一种锂离子电池负极极柱密封结构，包括复合极柱和密封结构，所述密封结构包括盖板、下金属圈、金属化陶瓷圈以及上金属圈，所述盖板上设有安装复合极柱的安装孔，所述盖板上沿安装孔的外周设置有与所述下金属圈相匹配的安装台，所述下金属圈中部设有供复合极柱穿过的第一通孔，所述金属化陶瓷圈中部设有与所述复合极柱相匹配的第二通孔，所述上金属圈中部设有与所述复合极柱相匹配的第三通孔，所述复合极柱自下向上依次穿过安装孔、第一通孔、第二通孔、第三通孔；所述上金属圈底部焊接在金属化陶瓷圈的上表面，所述下金属圈的上表面焊接在金属化陶瓷圈的下表面，下金属圈的底部焊接在安装台上；所述第一通孔周缘从下金属圈上延伸出连接凸台，所述连接凸台的外径与金属化陶瓷圈的外径相等；所述的第上金属圈的外径与金属化陶瓷圈的外径相等；所述的第上金属圈和下金属圈均为铝制材料圈。
一种锂离子电池负极极柱密封结构通过以下方法制备而成：
制备陶瓷圈的步骤：
1）原料处理：将陶瓷原料混合均匀后进行球磨、喷雾造粒后得到均匀的粉末原料；
2）压制成型：将上述粉末原料采用压力≥8T的干压方式压制成预定结构和尺寸的陶瓷圈坯体；
3）烧结：将上述陶瓷圈坯体装入高温烧结炉中，经过1500℃高温烧结成型；
4）表面处理：经过烧结成型后的陶瓷圈坯体表面进行研磨处理，控制其表面粗糙度为0.8μm，所述陶瓷原料包括以重量百分数计的以下组成：
纯度大于等于95%的氧化铝 ：95%；
二氧化硅：4%；
氧化钛： 0.5%；
氧化镁： 0.5%；
陶瓷圈金属化的步骤：
1）一次金属化：采用微米级的钼锰或钨锰金属粉末，按照金属粉末：溶剂：粘结剂的质量比为13:4:3的比例混合在球磨机中研磨成均匀的浆料，采用人工或丝网印刷工艺在陶瓷圈表面涂覆一层厚度为20μm的浆料，然后在红外线烘干线上烘干后，装入采用氢气或氮气或真空烧结炉里面在1500℃的温度下烧结2小时，降温冷却后得到一次金属化陶瓷圈；
2）二次金属化：用镀镍的方式上述一次金属化陶瓷圈表面进行二次金属化，得到金属化陶瓷圈；
焊接步骤：在上述金属化陶瓷圈上下表面分别涂覆厚度为0.8mm的铝焊料，在真空或氮气气氛保护下，600℃下与预制的金属圈进行加热焊接，将预制的金属圈分别放置在涂覆有焊料的金属化陶瓷上下表面，焊接后在金属化陶瓷圈的上表面形成上金属圈，在金属化陶瓷圈的下表面形成下金属圈，得到陶瓷-金属件；
物理焊接步骤：将上述陶瓷-金属件用碱液清洗并烘干，将设计好的带有铝帽的锂电池负极极柱穿过陶瓷-金属件的中心孔，采用激光能量使铝帽与陶瓷-金属件融合一体，即完成。
实施例2
一种锂离子电池负极极柱密封结构，包括复合极柱和密封结构，所述密封结构包括盖板、下金属圈、金属化陶瓷圈以及上金属圈，所述盖板上设有安装复合极柱的安装孔，所述盖板上沿安装孔的外周设置有与所述下金属圈相匹配的安装台，所述下金属圈中部设有供复合极柱穿过的第一通孔，所述金属化陶瓷圈中部设有与所述复合极柱相匹配的第二通孔，所述上金属圈中部设有与所述复合极柱相匹配的第三通孔，所述复合极柱自下向上依次穿过安装孔、第一通孔、第二通孔、第三通孔；所述上金属圈底部焊接在金属化陶瓷圈的上表面，所述下金属圈的上表面焊接在金属化陶瓷圈的下表面，下金属圈的底部焊接在安装台上；所述第一通孔周缘从下金属圈上延伸出连接凸台，所述连接凸台的外径与金属化陶瓷圈的外径相等；所述的第上金属圈的外径与金属化陶瓷圈的外径相等；所述的第上金属圈和下金属圈均为铝制材料圈。
一种锂离子电池负极极柱密封结构通过以下方法制备而成：
制备陶瓷圈的步骤：
1）原料处理：将陶瓷原料混合均匀后进行球磨、喷雾造粒后得到均匀的粉末原料；
2）压制成型：将上述粉末原料采用压力0.5Mpa、浆料成型温度在60℃的热压方式压制成预定结构和尺寸的陶瓷圈坯体；
3）烧结：将上述陶瓷圈坯体装入高温烧结炉中，经过1600℃高温烧结成型；
4）表面处理：经过烧结成型后的陶瓷圈坯体表面进行研磨处理，控制其表面粗糙度为1.2μm，所述陶瓷原料包括以重量百分数计的以下组成：
纯度大于等于95%的氧化铝 ：96.96%；
二氧化硅：3%；
氧化钛：0.02%；
氧化镁：0.02%；
陶瓷圈金属化的步骤：
1）一次金属化：采用微米级的钼锰或钨锰金属粉末，按照金属粉末：溶剂：粘结剂的质量比为13:4:3的比例混合在球磨机中研磨成均匀的浆料，采用人工或丝网印刷工艺在陶瓷圈表面涂覆一层25μm的浆料，然后在红外线烘干线上烘干后，装入采用氢气或氮气或真空烧结炉里面在1550℃的温度下烧结1.5小时，降温冷却后得到一次金属化陶瓷圈；
2）二次金属化：用镀镍、化镍、镀铜、化铜或烧镍中的一种方式在上述一次金属化陶瓷圈表面进行二次金属化。
焊接步骤：在上述金属化陶瓷圈上下表面分别涂覆厚度为1.2mm的铝焊料，在真空或氮气气氛保护下，600℃下与预制的金属圈进行加热焊接，将预制的金属圈分别放置在涂覆有焊料的金属化陶瓷上下表面，焊接后在金属化陶瓷圈的上表面形成上金属圈，在金属化陶瓷圈的下表面形成下金属圈，得到陶瓷-金属件；
物理焊接步骤：将上述陶瓷-金属件用碱液清洗并烘干，将设计好的带有铝帽的锂电池负极极柱穿过陶瓷-金属件的中心孔，采用激光能量使铝帽与陶瓷-金属件融合一体，即完成。
实施例3
一种锂离子电池负极极柱密封结构，包括复合极柱和密封结构，所述密封结构包括盖板、下金属圈、金属化陶瓷圈以及上金属圈，所述盖板上设有安装复合极柱的安装孔，所述盖板上沿安装孔的外周设置有与所述下金属圈相匹配的安装台，所述下金属圈中部设有供复合极柱穿过的第一通孔，所述金属化陶瓷圈中部设有与所述复合极柱相匹配的第二通孔，所述上金属圈中部设有与所述复合极柱相匹配的第三通孔，所述复合极柱自下向上依次穿过安装孔、第一通孔、第二通孔、第三通孔；所述上金属圈底部焊接在金属化陶瓷圈的上表面，所述下金属圈的上表面焊接在金属化陶瓷圈的下表面，下金属圈的底部焊接在安装台上；所述第一通孔周缘从下金属圈上延伸出连接凸台，所述连接凸台的外径与金属化陶瓷圈的外径相等；所述的第上金属圈的外径与金属化陶瓷圈的外径相等；所述的第上金属圈和下金属圈均为铝制材料圈。
一种锂离子电池负极极柱密封结构通过以下方法制备而成：
制备陶瓷圈的步骤：
1）原料处理：将陶瓷原料混合均匀后进行球磨、喷雾造粒后得到均匀的粉末原料；
2）压制成型：将上述粉末原料采用静压方式压制成预定结构和尺寸的陶瓷圈坯体；
3）烧结：将上述陶瓷圈坯体装入高温烧结炉中，经过1650℃高温烧结成型；
4）表面处理：经过烧结成型后的陶瓷圈坯体表面进行研磨处理，控制其表面粗糙度为1.6μm，所述陶瓷原料包括以重量百分数计的以下组成：
纯度大于等于95%的氧化铝 ：100%；
二氧化硅：0%
氧化钛：0%
氧化镁：0%
陶瓷圈金属化的步骤：
1）一次金属化：采用微米级的钼锰或钨锰金属粉末，按照金属粉末：溶剂：粘结剂的质量比为13:4:3的比例混合在球磨机中研磨成均匀的浆料，采用人工或丝网印刷工艺在陶瓷圈表面涂覆一层30μm的浆料，然后在红外线烘干线上烘干后，装入采用氢气或氮气或真空烧结炉里面在1600℃的温度下烧结2小时，降温冷却后得到一次金属化陶瓷圈；
2）二次金属化：用镀镍、化镍、镀铜、化铜或烧镍中的一种方式在上述一次金属化陶瓷圈表面进行二次金属化。
焊接步骤：在上述金属化陶瓷圈上下表面分别涂覆厚度为1.5mm的铝焊料，在真空或氮气气氛保护下，600℃下与预制的金属圈进行加热焊接，将预制的金属圈分别放置在涂覆有焊料的金属化陶瓷上下表面，焊接后在金属化陶瓷圈的上表面形成上金属圈，在金属化陶瓷圈的下表面形成下金属圈，得到陶瓷-金属件；
物理焊接步骤：将上述陶瓷-金属件用碱液清洗并烘干，将设计好的带有铝帽的锂电池负极极柱穿过陶瓷-金属件的中心孔，采用激光能量使铝帽与陶瓷-金属件融合一体，即完成。
性能检测及效果评价：
对实施例1-3的锂离子电池负极极柱密封结构的性能进行检测，检测项目及结果参见表1。
表1：检测结果
项目 实施例1 实施例1 实施例1
极柱内阻（mΩ） 0.03 0.05 0.08
焊接拉力（N） 1196 1247 1208
绝缘电阻（MΩ） 2764 2598 2941
密封性（Pa） 1.3×10<sup>-11</sup> 1.5×10<sup>-11</sup> 1.3×10<sup>-11</sup>
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种锂离子电池负极极柱密封结构，其特征在于，包括铜铝复合极柱和密封结构，所述密封结构包括盖板、下金属圈、金属化陶瓷圈以及上金属圈，所述盖板上设有安装铜铝复合极柱的安装孔，所述盖板上沿安装孔的外周设置有与所述下金属圈相匹配的安装台，所述下金属圈中部设有供铜铝复合极柱穿过的第一通孔，所述金属化陶瓷圈中部设有与所述铜铝复合极柱相匹配的第二通孔，所述上金属圈中部设有与所述铜铝复合极柱相匹配的第三通孔，所述铜铝复合极柱自下向上依次穿过安装孔、第一通孔、第二通孔、第三通孔；所述上金属圈底部焊接在金属化陶瓷圈的上表面，所述下金属圈的上表面焊接在金属化陶瓷圈的下表面，下金属圈的底部焊接在安装台上；所述第一通孔周缘从下金属圈上延伸出连接凸台，所述连接凸台的外径与金属化陶瓷圈的外径相等。
2.根据权利要求1锂离子电池负极极柱密封结构，其特征在于，所述上金属圈的外径与金属化陶瓷圈的外径相等。
3.根据权利要求1锂离子电池负极极柱密封结构，其特征在于，所述上金属圈和下金属圈均为铝制材料圈。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的锂离子电池负极极柱密封结构的制备方法，其特征在于包括
制备陶瓷圈的步骤：将陶瓷原料压制成型然后经过烧结得到陶瓷圈；
陶瓷圈金属化的步骤：对陶瓷圈表面进行金属化处理，得到金属化陶瓷圈；
焊接步骤：在上述金属化陶瓷圈上下表面分别涂覆焊料，将预制的金属圈分别放置在涂覆有焊料的金属化陶瓷圈上下表面，焊接后在金属化陶瓷圈的上表面形成上金属圈，在金属化陶瓷圈的下表面形成下金属圈，得到陶瓷-金属件；
物理焊接步骤：将上述陶瓷-金属件用碱液清洗并烘干，将设计好的带有铝帽的铜铝复合极柱穿过陶瓷-金属件的中心孔，采用激光能量使铝帽与陶瓷-金属件融合一体，即完成。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述制备陶瓷圈的步骤中，所述陶瓷原料包括以重量百分数计的以下组成：
纯度大于等于95%的氧化铝 ：95-100%；
二氧化硅：0-5%；
氧化钛：0-0.5%；
氧化镁：0-0.5%。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，制备陶瓷圈的步骤具体如下：
原料处理：将陶瓷原料混合均匀后进行球磨、喷雾造粒后得到均匀的粉末原料；
压制成型：将上述粉末原料压制成预定结构和尺寸的陶瓷圈坯体；
烧结：将上述陶瓷圈坯体装入高温烧结炉中，经过1500-1650℃高温烧结成型；
表面处理：经过烧结成型后的陶瓷圈坯体表面进行研磨处理，控制其表面粗糙度为0.8-1.6μm。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述压制成型中，可采用压力≥8T的干压方式，或者采用压力0.4-0.5Mpa、浆料成型温度在57-65℃的热压方式，或者采用静压方式。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述陶瓷圈金属化的步骤包括
一次金属化：采用微米级的钼锰或钨锰金属粉末，按照金属粉末：溶剂：粘结剂的质量比为13:4:3的比例混合在球磨机中研磨成均匀的浆料，采用人工或丝网印刷工艺在陶瓷表面涂覆一层20-30μm的浆料，然后在红外线烘干线上烘干后，装入烧结炉中在1500-1600℃的温度下烧结1-2小时，降温冷却后得到一次金属化陶瓷圈；
二次金属化：用镀镍、化镍、镀铜、化铜或烧镍中的一种方式在上述一次金属化陶瓷圈表面进行二次金属化，得到金属化陶瓷圈。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述焊接步骤中是在金属化陶瓷圈表面涂覆厚度为0.8-1.5mm的铝焊料，在真空或氮气气氛保护下，600℃下与预制的金属圈进行加热焊接。
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