CN108423998A - 玻璃粉体组合物、玻璃封接料及其制备方法和电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种玻璃粉体组合物，包括玻璃网络形成体、玻璃网络中间体和添加剂，其中，所述玻璃网络形成体为含磷化合物，所述玻璃网络中间体选自镧系金属氧化物和/或过渡金属氧化物，并且所述玻璃网络形成体在所述玻璃粉体组合物中的百分比在25wt％‑55wt％之间，所述玻璃网络中间体在所述玻璃粉体组合物中的百分比在15wt％‑30wt％。本发明还提供一种玻璃封接料的制备方法、一种玻璃封接料、一种电池。所述玻璃封接料具有较高的热膨胀系数，并且具有稳定的化学性能，不与电池中的电解液反应。
Description
技术领域
本发明涉及封接材料领域，具体地，涉及一种玻璃粉体组合物、利用该玻璃粉体组合物制成的玻璃封接料、该玻璃封接料的制备方法和一种电池。
背景技术
动力电池是由电池单元(也称作电芯)、由电芯组成的电池堆、以及由电池堆组成的模组所组成。电芯包括由无氧铜或者铜合金制成的负极极耳，该负极极耳要与电池铝制外壳做电绝缘以及气密性封接。目前主要有三种封接方法：第一种是利用塑胶密封件，但是热注塑后密封塑料会变形，导致气密性下降、电解液泄漏；第二种是利用镀镍陶瓷环，再利用金属焊料对陶瓷环分别与极耳和外壳进行器皿性焊接，缺点是镀镍层的界面结合性差，焊接工艺复杂；第三种是利用低熔点封接玻璃进行封接。但是，含有二氧化硅的玻璃的抗电解液腐蚀性差，氧化铋系玻璃虽然具有较高的机械性能和电绝缘性能以及良好的耐腐蚀性能，但是，热膨胀系数小于铜、铝等的热膨胀系数，封装过程中需要高温以及惰性气体保护，封装结束后容易出现开裂。
如何对电池的电极极耳进行良好的封装成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种玻璃粉体组合物、利用该玻璃粉体组合物制成的玻璃封接料、该玻璃封接料的制备方法和一种电池。所述玻璃粉体组合物具有较高的热膨胀系数，可以对电池的极耳进行良好的封装。
为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供一种玻璃粉体组合物，其中，所述玻璃粉体组合物包括玻璃网络形成体、玻璃网络中间体和添加剂，其中，所述玻璃网络形成体为含磷化合物，所述玻璃网络中间体选自镧系金属氧化物和/或过渡金属氧化物，并且所述玻璃网络形成体在所述玻璃粉体组合物中的百分比在25wt％-55wt％之间，所述玻璃网络中间体在所述玻璃粉体组合物中的百分比在15wt％-30wt％。
优选地，所述玻璃网络形成体包括P2O5或者磷酸盐。
优选地，所述玻璃网络中间体包括氧化亚锡。
优选地，所述添加剂包括在所述玻璃粉体组合物中占以下比例的以下组份：
B2O3：3wt％-15wt％；
BaO：5wt％-10wt％；
Al2O3：1wt％-10wt％；
ZnO：1wt％-9wt％；
Li2O：1wt％-5wt％。
优选地，所述添加剂还包括第二类添加剂，所述第二类添加剂选自SrO、ZrO2中的任意一者或两者，且所述调节剂在所述玻璃粉体组合物中的比例不超过5wt％。
作为本发明的另一个方面，提供一种玻璃封接料的制备方法，其中，所述制备方法包括：
将本发明所提供的上述玻璃粉体组合物加热至熔融温度，并保持预定时间，以获得熔融体；
对所述熔融体进行冷却，使得所述熔融体固化为固体；
对所述固体进行研磨，以获得所述玻璃封接料。
优选地，所述熔融温度在1000℃至1200℃之间。
优选地，所述预定时间在1小时至5小时之间。
优选地，对所述熔融体进行冷却的步骤包括：
将所述熔融体倒入冷却水中，以获得所述固体。
优选地，对所述熔融体进行冷却的步骤包括利用双辊轧机对所述熔融体进行冷轧，以获得所述固体。
优选地，所述玻璃封接料的粒径在1微米至20微米之间。
作为本发明所提供的第三个方面，提供一种玻璃封接料，其中，所述玻璃封接料由本发明所提供的上述制备方法制得。
作为本发明的第四个方面，提供一种电池，所述电池包括电极极耳、壳体和将所述电极极耳与所述壳体密封的玻璃封装环，其中，所述玻璃封装环由本发明所提供的上述玻璃封接料制成。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明所提供的玻璃封接料的制备方法。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
作为本发明的一个方面，提供一种玻璃粉体组合物，所述玻璃粉体组合物包括玻璃网络形成体、玻璃网络中间体和添加剂，其中，所述玻璃网络形成体为含磷化合物，所述玻璃网络中间体选自镧系金属氧化物和/或过渡金属氧化物，并且所述玻璃网络形成体在所述玻璃粉体组合物中的百分比在25wt％-55wt％之间，所述玻璃网络中间体在所述玻璃粉体组合物中的百分比在15wt％-30wt％。
所述玻璃网络形成体为含磷化合物(例如，P2O5、磷酸盐等)，含磷化合物不会与电池的电解液反应，因此，含有含磷化合物的玻璃封接料适于用在电池中。
在本发明中，玻璃网络形成体在玻璃粉体组合物中的百分比在25wt％-55wt％之间，因此，利用所述玻璃粉体组合物容易形成玻璃体且使得利用所述玻璃粉体组合物制得的玻璃封接料具有较好的化学稳定性。
形成了玻璃体之后，玻璃网络中间体嵌段在玻璃网络体中，可以降低所述玻璃粉体组合物制成的玻璃的软化温度，同时可以提高玻璃的热膨胀系数。
在本发明中，对添加剂的具体类型并不做特殊的规定，所述添加剂可以是降低玻璃的高温粘度、降低热膨胀系数、降低熔点、提高强度、提高化学稳定性的物质。
本发明所提供的玻璃粉体组合物制成的玻璃封接料可以具有较高的热膨胀系数、较稳定的化学性能以及较高的强度。因此，利用所述玻璃粉体组合物制成的玻璃封接料适于应用于电池中，对电池的极耳和壳体之间进行封接。当然，本发明并不限于此，还可以利用所述玻璃封接料对其他电子设备进行封装。
如上文中所述，作为本发明的一种优选实施方式，所述玻璃网络形成体包括P2O5或者磷酸盐。
在本发明中，对所述玻璃网络中间体的具体材料没有特殊的要求。例如，所述玻璃网络中间体可以是PbO、TeO2、SnO中的任意一者。进一步优选地，所述玻璃网络中间体可以为氧化亚锡，氧化亚锡没有毒性、价格适中，并且，由于氧化亚锡适于批量审查，因此氧化亚锡更加容易获得。
优选地，所述添加剂包括在所述玻璃粉体组合物中占以下比例的以下组份：
B2O3：3wt％-15wt％；
BaO：5wt％-10wt％；
Al2O3：1wt％-10wt％；
ZnO：1wt％-9wt％；
Li2O：1wt％-5wt％。
其中，B2O3可以在一定范围内调节玻璃软化温度，降低玻璃高温粘性。
BaO可以在一定范围内调节玻璃的热膨胀系数，进一步提高玻璃的热膨胀系数。
Al2O3可以提高玻璃的化学稳定性，并且还可以在封接温度范围内稳定玻璃体，避免发生析晶。
氧化锌可以降低玻璃的熔点，有利于进行封装的进行。氧化锂可以提高玻璃的自身强度。
进一步优选地，所述添加剂还包括第二类添加剂，所述第二类添加剂选自SrO、ZrO2中的任意一者或两者，且所述调节剂在所述玻璃粉体组合物中的比例不超过5wt％。所述第二类添加剂可以对玻璃的高温粘度、化学稳定性进行微调。
作为本发明的另一个方面，提供一种玻璃封接料的制备方法，其中，所述制备方法包括：
在步骤S110中，将本发明所提供的上述玻璃粉体组合物加热至熔融温度，并保持预定时间，以获得熔融体；
在步骤S120中，对所述熔融体进行冷却，使得所述熔融体固化为固体；
在步骤S130中，对所述固体进行研磨，以获得所述玻璃封接料。
本发明所提供的玻璃封接料由所述玻璃粉体组合物制成，上文中已经对其优点进行了详细的说明，这里不再赘述。
可以根据玻璃粉体组合物的具体成分确定所述熔融温度以及所述预定时间。当所述玻璃粉体组合物中的玻璃网络形成体为P2O5、玻璃网络中间体为氧化亚锡、第一类添加剂包括氧化硼、氧化钡、氧化铝、氧化锌、氧化锂、第二类添加剂包括氧化锶时，所述熔融温度在1000℃至1200℃之间。
优选地，所述预定时间在1小时至5小时之间。
在本发明中，对如何对所述熔融体进行冷却不做特殊的要求。
作为一种实施方式，可以将熔融体加入冷却水中，从而获得所述固体。
当将熔融体加入冷却水中后获得的固体通常为粉末状，从而减少了后续研磨步骤所需要的时间。作为一种优选实施方式，所述冷却水可以为温度为室温(18℃至30℃)的去离子水。
作为本发明的另一种实施方式，可以利用冷轧的方式对所述熔融体进行固化，具体地，对所述熔融体进行冷却的步骤包括利用双辊轧机对所述熔融体进行冷轧，以获得所述固体。在这种实施方式中，利用冷轧获得的固体为薄片状的玻璃片，可以在研磨的过程中将玻璃片破碎，并研磨至粉末状。
在本发明中，对研磨设备的具体类型不做特殊要求，例如，可以利用球磨机对所述固体进行研磨。作为一种优选实施方式，所述玻璃封接料的粒径在1微米至20微米之间。
通过控制研磨时间和研磨速度可以获得具有上述粒径的玻璃封接料。
作为本发明的第三个方面，提供一种玻璃封接料，其中，所述玻璃封接料由本发明所提供的上述制备方法制得。
所述玻璃封接料具有低熔点、高热膨胀系数等优点。
本发明所提供的玻璃封接料的软化温度在300℃至400℃之间，玻璃化转变温度在288℃至324℃之间，封接温度在400℃至460℃之间。此处所述的封接温度是指玻璃封接料呈熔融可流动状态的温度。
作为本发明的一种具体实施方式，利用所述玻璃封接料对电池的极耳与电池的壳体进行封装。电池的极耳以及电池的壳体均由金属材料制成，封接温度越高，越容易在电极极耳的表面以及电池壳体的表面形成氧化层。容易理解的是，电极极耳表面的氧化层以及电池壳体表面的氧化层都会造成电池电学性能下降。本发明所提供的玻璃封接料的封接温度在400℃至460℃之间，相对较低，除了节约封接能耗之外，还可以避免待封接的部件(例如，电极极耳、电池壳体)上形成过多氧化物，提高电池性能。
除此之外，所述玻璃封接料的比重在2至3.6之间，化学稳定性良好。当所述玻璃封接料用于封接电池的极耳和电池的壳体时，不容易与电池中的电解液发生反应，可以确保封接后形成的玻璃封装环具有良好的密封性能。
并且所述玻璃封接料的热膨胀系数可达150×10-7/℃至220×10-7/℃(20℃至300℃)，与金属接近，封接结束冷却的过程中，玻璃封接料形成的玻璃封装环不容易与电极的极耳、以及电池的壳体之间发生剥离，进一步确保所述玻璃封装环具有良好的密封性能。
作为本发明的第四个方面，提供一种电池，所述电池包括电极极耳、壳体和将所述电极极耳与所述壳体密封的玻璃封装环，其中，所述玻璃封装环由本发明所提供的上述玻璃封接料制成。
作为一种实施方式，所述电极极耳由铜制成，所述壳体由铝制成。
如上文中所述，本申请所提供的玻璃封接料具有较高的热膨胀系数，因此，所述玻璃封装环也具有较高的热膨胀系数，与电池中的电极极耳以及壳体近似，因此，所述玻璃封装环不容易破裂，可以保证电极极耳与壳体之间形成良好的密封。
制备例
表1中示出了制备例1、制备例2、制备例3、制备例4共四种玻璃粉体组合物的组分。
表1
实施例
将玻璃粉体组合物各组分混合均匀后按照以下方法制备玻璃封接料：
在步骤S110中，将所述玻璃粉体组合物放置在氧化铝陶瓷制成的陶瓷坩埚内，并放入高温炉中加热至1100℃，并保持1.5h，以获得熔融体；
在步骤S120中，利用双辊轧机对所述熔融体进行冷却，以获得玻璃片状的固体；
在步骤S130中，利用卧式滚瓶机对玻璃片状的固体进行球磨，球磨时间为3小时，球磨结束后过筛，以获得粒径在1μm至20μm之间所述玻璃封接料。
实施例1
利用上述方法制得的玻璃封接料，其中，所述玻璃粉体组合物为制备例1中获得的玻璃粉体组合物。
实施例2
利用上述方法制得的玻璃封接料，其中，所述玻璃粉体组合物为制备例2中获得的玻璃粉体组合物。
实施例3
利用上述方法制得的玻璃封接料，其中，所述玻璃粉体组合物为制备例3中获得的玻璃粉体组合物。
实施例4
利用上述方法制得的玻璃封接料，其中，所述玻璃粉体组合物为制备例4中获得的玻璃粉体组合物。
测试例
测试例1
利用SJ 689-83中公开的电真空玻璃线膨胀系数的测试方法分别测试以实施例1、实施例2、实施例3、实施例4为原料制得的玻璃封接料的热膨胀系数。
测试例2
利用SJ 690-83中公开的电真空玻璃软化点的试验方法分别测试以实施例1、实施例2、实施例3、实施例4为原料制得的玻璃封接料的软化温度。
测试例3
利用SJ 696-83中公开的电真空玻璃抗水化学稳定实验方法分别测试以实施例1、实施例2、实施例3、实施例4为原料制得的玻璃封接料的抗水化学稳定性。
表2中所示的是利用上述三个测试例对各个实施例进行测试获得的测试结果。
表2
目前市面上的玻璃制品的热膨胀系数多为160×10-7/℃，通过对实施例1至实施例4进行测试可知，本申请所提供的玻璃封接料具有较高的热膨胀系数在187×10-7/℃至210×10-7/℃之间，高于常见的160×10-7/℃。
制成电池的电极极耳的金属铜的热膨胀系数为208×10-7/℃，制成电池壳体的金属铝的热膨胀系数为236×10-7/℃，本发明所提供的玻璃封接料的热膨胀系数与铜、铝的热膨胀系数接近，因此，利用所述玻璃封接料封接由铜制成的极耳和由铝制成的壳体后，不容易产生裂纹。并且，封接温度较低，容易实现。
按照“抗水化学稳定性”可以将玻璃材料分为5个级别，I级表示的抗水化学稳定性最高，V级表示的抗水化学稳定性最低。本申请所提供的玻璃封接料的抗水化学稳定性为较高的I级和II级，因此，本申请所提供的玻璃封接料具有良好的抗水化学稳定性。
当用于对电池进行封装时，所述玻璃封接料形成的玻璃封装环与电池中的电解液接触，由于所述玻璃封接料具有良好的抗水化学稳定性，因此，所述玻璃封装环也具有良好的抗水化学稳定性，更耐电解液腐蚀，从而提供更好更持久的密封。
并且，所述玻璃封接料的软化温度在323℃至362℃之间，相对较低，从而可以满足450℃至480℃的封接温度。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种玻璃粉体组合物，其特征在于，所述玻璃粉体组合物包括玻璃网络形成体、玻璃网络中间体和添加剂，其中，所述玻璃网络形成体为含磷化合物，所述玻璃网络中间体选自镧系金属氧化物和/或过渡金属氧化物，并且所述玻璃网络形成体在所述玻璃粉体组合物中的百分比在25wt％-55wt％之间，所述玻璃网络中间体在所述玻璃粉体组合物中的百分比在15wt％-30wt％。
2.根据权利要求1所述的玻璃粉体组合物，其特征在于，所述玻璃网络形成体包括P2O5或者磷酸盐。
3.根据权利要求1所述的玻璃粉体组合物，其特征在于，所述玻璃网络中间体包括氧化亚锡。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的玻璃粉体组合物，其特征在于，所述添加剂包括在所述玻璃粉体组合物中占以下比例的以下组份：
B2O3：3wt％-15wt％；
BaO：5wt％-10wt％；
Al2O3：1wt％-10wt％；
ZnO：1wt％-9wt％；
Li2O：1wt％-5wt％。
5.根据权利要求4所述的玻璃粉体组合物，其特征在于，所述添加剂还包括第二类添加剂，所述第二类添加剂选自SrO、ZrO2中的任意一者或两者，且所述调节剂在所述玻璃粉体组合物中的比例不超过5wt％。
6.一种玻璃封接料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
将权利要求1至5中任意一项所述的玻璃粉体组合物加热至熔融温度，并保持预定时间，以获得熔融体；
对所述熔融体进行冷却，使得所述熔融体固化为固体；
对所述固体进行研磨，以获得所述玻璃封接料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述玻璃粉体组合物为权利要求4或5所述的玻璃粉体组合物，所述熔融温度在1000℃至1200℃之间。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述预定时间在1小时至5小时之间。
9.根据权利要求6至8中任意一项所述的制备方法，其特征在于，对所述熔融体进行冷却的步骤包括：
将所述熔融体倒入18℃至30℃的去离子水中，以获得所述固体。
10.根据权利要求6至8中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述玻璃封接料的粒径在1微米至20微米之间。
11.一种玻璃封接料，其特征在于，所述玻璃封接料由权利要求6至10中任意一项所述的制备方法制得。
12.一种电池，所述电池包括电极极耳、壳体和将所述电极极耳与所述壳体密封的玻璃封装环，其特征在于，所述玻璃封装环由权利要求11所述的玻璃封接料制成。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108996910A (zh) * | 2018-09-07 | 2018-12-14 | 苏州融睿电子科技有限公司 | 一种组合体、混合料、封接玻璃及其制作方法 |
| CN110372215A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-10-25 | 北京北旭电子材料有限公司 | 一种封接玻璃材料及其制备方法、连接组件 |
| CN113461337A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-10-01 | 苏州长风航空电子有限公司 | 一种热电偶用封装玻璃及其制备和封装方法 |
| CN113716874A (zh) * | 2021-10-18 | 2021-11-30 | 北京北旭电子材料有限公司 | 玻璃材料、玻璃粉、玻璃粉的制备方法及其应用 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08301631A (ja) * | 1995-03-07 | 1996-11-19 | Asahi Glass Co Ltd | プラズマディスプレイパネル |
| JPH11349347A (ja) * | 1998-06-08 | 1999-12-21 | Asahi Glass Co Ltd | 結晶性低融点ガラス組成物 |
| JP2001106549A (ja) * | 1999-10-06 | 2001-04-17 | Ohara Inc | 低融点ガラスおよび封着用組成物 |
| JP2001274272A (ja) * | 2000-03-23 | 2001-10-05 | Kyocera Corp | 光半導体素子収納用パッケージ |
| JP2002160937A (ja) * | 2000-11-24 | 2002-06-04 | Ngk Insulators Ltd | 低温溶融性ガラス |
| JP2002319646A (ja) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Kyocera Corp | 電子部品収納用容器 |
| CN105481253A (zh) * | 2015-12-09 | 2016-04-13 | 哈尔滨工业大学 | 一种复合型低温封接玻璃钎料焊膏的制备方法 |
-
2018
- 2018-05-31 CN CN201810550872.3A patent/CN108423998B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08301631A (ja) * | 1995-03-07 | 1996-11-19 | Asahi Glass Co Ltd | プラズマディスプレイパネル |
| JPH11349347A (ja) * | 1998-06-08 | 1999-12-21 | Asahi Glass Co Ltd | 結晶性低融点ガラス組成物 |
| JP2001106549A (ja) * | 1999-10-06 | 2001-04-17 | Ohara Inc | 低融点ガラスおよび封着用組成物 |
| JP2001274272A (ja) * | 2000-03-23 | 2001-10-05 | Kyocera Corp | 光半導体素子収納用パッケージ |
| JP2002160937A (ja) * | 2000-11-24 | 2002-06-04 | Ngk Insulators Ltd | 低温溶融性ガラス |
| JP2002319646A (ja) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Kyocera Corp | 電子部品収納用容器 |
| CN105481253A (zh) * | 2015-12-09 | 2016-04-13 | 哈尔滨工业大学 | 一种复合型低温封接玻璃钎料焊膏的制备方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108996910A (zh) * | 2018-09-07 | 2018-12-14 | 苏州融睿电子科技有限公司 | 一种组合体、混合料、封接玻璃及其制作方法 |
| CN110372215A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-10-25 | 北京北旭电子材料有限公司 | 一种封接玻璃材料及其制备方法、连接组件 |
| CN113461337A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-10-01 | 苏州长风航空电子有限公司 | 一种热电偶用封装玻璃及其制备和封装方法 |
| CN113716874A (zh) * | 2021-10-18 | 2021-11-30 | 北京北旭电子材料有限公司 | 玻璃材料、玻璃粉、玻璃粉的制备方法及其应用 |
| CN113716874B (zh) * | 2021-10-18 | 2022-09-23 | 北京北旭电子材料有限公司 | 玻璃材料、玻璃粉、玻璃粉的制备方法及其应用 |
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