CN116266655A - 用于储电装置的壳体部件及储电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于储电装置、特别是电池或电容器的壳体部件(10)。壳体部件(10)包括基体(12)和至少一个具有连接销(102)的第一连接端子组件(100)，连接销穿过基体(12)的通孔(20)并通过固定材料(106)电绝缘地固定在通孔(20)中，其中连接销(102)至少在通孔的一侧突出超过通孔(20)。还规定，至少在通孔(20)的一侧设置连接垫(110、116)，其具有设计为通孔或盲孔的开口(120)，连接销(102)的突出部分接合在其中并在开口(120)的区域中与至少一个连接垫(110、116)电连接，至少一个连接垫(110、116)通过绝缘材料(112、114)电绝缘地附接至基体(12)。

Description

用于储电装置的壳体部件及储电装置
技术领域
本发明涉及一种用于储电装置、特别是电池或电容器的壳体部件，包括基体和具有连接销的至少第一连接端子组件，连接销穿过基体的通孔并通过固定材料电绝缘地固定在通孔中，其中连接销至少在其一侧突出超过通孔。本发明的另一方面涉及一种包括具有这种壳体部件的壳体的储电装置。
背景技术
储电装置、如电池或电容器通常包括壳体和至少一存储单元。壳体包围存储单元并提供用于电接触存储装置的连接端子。
本发明意义上的电池理解为在放电后可以处置和/或回收的一次性电池以及蓄电池。蓄电池、优选地锂离子电池用于各种应用，如便携式电子设备、移动电话、电动工具并且特别是电动汽车。电池可以代替传统能源，如铅酸电池、镍镉电池或镍金属氢化物电池。也可以在传感器或物联网中使用该电池。
本发明意义上的存储装置还理解为电容器、特别是超级电容器。
众所周知超级电容器(也称为超级电容)是具有特别高的能量密度的电化学储能设备。与陶瓷、薄膜和电解电容器不同，超级电容器没有传统意义上的电介质。特别地，在双层电容中通过电荷分离静态储存电能和在假电容中借助氧化还原反应通过电荷交换电化学储存电能的储存原理得以实现。
超级电容器尤其包括混合电容器、特别是锂离子电容器。它们的电解质通常包括在其中溶解导电盐、通常锂盐的溶剂。超级电容器优选地用在需要大量充电/放电循环的应用中。超级电容器特别有利于用在汽车领域、尤其是在制动能量利用领域。其他应用当然也是可能的并且包括在本发明中。
锂离子电池作为存储装置已经有很多年的历史。在这方面，例如参考《电池手册》，David Linden编辑，第二版，McCrawhill，1995，第36和39章。
锂离子电池的各个方面在大量的专利中都有说明。
示例包括：US 961,672A1、US 5,952,126 A1、US 5,900,183 A1、US 5,874,185A1、US 5,849,434A1、US 5,853,914A1,和US 5,773,959A1。
尤其是应用在汽车环境中的锂离子电池通常有多个并联和/或串联在一起的单独的电池单元。并联和/或串联在一起的电池单元组合成所谓的电池组，然后若干电池组形成电池模块，这也称为锂离子电池。每个单独的电池单元具有从电池单元壳体引出的电极。这同样适用于超级电容器壳体。
尤其是对于锂离子电池应用在汽车环境中，必须解决各种问题，如耐腐蚀性、抗事故性或抗振性。另一个问题是很长一段时间内的密封性、特别是气密性。
此外，为了实现高存储密度，希望减少存储装置的整体结构中无源部件、如壳体的比例。因此，具有低材料厚度的壳体是优选的。例如，从DE 10 2014 016601A1和WO2020/104571A1已知设计为尽可能低的高度和材料厚度的用于储电装置的壳体的示例。
然而，已知的用于储电装置的壳体的缺点在于，壳体的低材料厚度在高内部压力下发生变形。特别是在此通常布置电馈通件和连接端子的盖的区域中，这样的变形是不希望的。
因此，本发明的目的是提供一种壳体部件、特别是盖部件，其是特别耐压的和抗弯曲的，同时保持了特别坚实的设计。
发明内容
提出了一种用于储电装置、特别是电池或电容器的壳体部件。壳体部件包括基体和具有连接销的至少第一连接端子组件，连接销穿过基体的通孔并通过固定材料电绝缘地固定在通孔中，其中连接销至少在其一侧突出超过通孔。进一步规定，至少在通孔的一侧设置连接垫，连接垫具有设计为通孔或盲孔的开口，其中连接销的突出部分接合(eingreift)在其中并在开口区域中与至少一个连接垫电连接，并且其中至少一个连接垫通过绝缘材料电绝缘地附接至基体。
壳体部件配置为待与其他壳体部分组装以形成用于储电装置的壳体，其中壳体部件由此具有存储装置的连接端子。取决于存储装置的类型，可以设置一个或多个连接端子。例如，存储装置可以包括两个第一连接端子，其可以例如用作正极端子和负极端子。当壳体部件仅包括一个第一连接端子组件时，优选地壳体部件本身的基体或另一壳体部件代表其它连接端子、例如负极端子或接地端子。除至少第一连接端子组件，壳体部件还可以包括一个或多个与之不同的其它连接端子组件。
至少一个连接端子组件包括连接销，其穿过基体的通孔并通过固定材料电绝缘地固定在通孔中。基体、连接销和固定材料形成金属-固定材料馈通件，其中固定材料将连接销和通孔的内壁密封。在此情况下，有利的是固定材料没有突出超过通孔，而是基本上与通孔齐平或甚至选择为略短于通孔的长度。
固定材料和连接销之间以及固定材料和通孔壁之间的连接优选地是气密的。气封性理解为特别是在1bar的压差下氦气泄漏率优选地为<1·10-7mbar ls-1、特别优选地<1·10-8mbar ls-1、最优选地<1·10-9mbar ls-1。
在第一连接端子组件中，至少一个连接垫代表连接区域，在此电导体可以与第一连接端子组件连接。因此，布置在成品壳体中的壳体部件外侧上的连接垫代表了连接区域，在此包括壳体的储电装置可以是电接触的。布置在成品壳体内侧上的连接垫代表连接区域，内部元件、如存储单元、例如电池单元或电容单元可以与其连接。
为了能够将至少一个连接垫与连接销电连接，它们彼此靠近地布置。为此，无论连接垫中的开口设计为通孔还是盲孔，连接销突出超过基体中的通孔的部分都接合在连接垫的开口中。因此，在盲孔的情况下，开口指向连接销的方向，其中在该实施例中，连接销由连接垫覆盖。有利地，这确保了连接销的材料完全由第一连接端子组件覆盖，从而尤其屏蔽来自环境或壳体内的介质的影响。
这种布置也有利于在制造过程中至少一个连接垫的准确定位，因为连接销像定位辅助工具一样确保连接垫的准确定位。
为了实现至少一个连接垫和连接销之间良好的连接，优选的是，连接销突出超过通孔并且因此超过基体至少0.1mm至2mm、特别优选地0.2mm至1mm。
至少一个第一连接端子组件可以恰好具有一个连接垫。在第一连接端子组件的有利实施例中，连接垫位于成品壳体中壳体部件的外侧上。在第一连接端子组件的替代的有利实施例中，连接垫位于成品壳体中的壳体部件的内侧上。
第一连接端子组件特别有利的实施例规定，在成品壳体中连接垫布置在壳体部件的外侧和内侧上。也就是说，第一连接端子组件可以在通孔的两侧并且因此在壳体部件的两侧都有连接垫。在此情况下，优选的是，连接销在通孔的两侧突出超过通孔，并且连接垫布置在通孔的两侧上，每个连接垫具有开口，其中连接销的突出部分接合在相应的开口中，并在该开口区域中与相应的连接垫电连接。
至少一个连接垫与连接销电连接。这种连接同时也可以代表机械连接，使得至少一个连接垫通过绝缘材料不仅附接至基体，而且还附接至连接销。绝缘材料优选地是电绝缘粘合剂或电绝缘浇注材料。
在粘合剂作为绝缘材料的情况下，环氧树脂是特别合适的。粘合剂也可以为粘胶带、特别是双面粘胶带形式。热塑性或热固性塑料特别适合作为浇注材料。
用于位于外部或内部连接垫的绝缘材料可以是不同的或相同的。这允许根据连接垫的位置适应不同的要求。
某些选择标准在选择合适的粘合剂、特别是合适的环氧树脂或合适的浇注材料中发挥作用。
由于在组装壳体部件或存储装置时、例如在连接销和连接垫之间和/或连接垫和接线、如接线头之间产生连接时可能使用钎焊或焊接等工艺，因此有利的是，粘合剂能够承受热应力，以能够至少短暂地承受钎焊或焊接所需的温度。有利的是，粘合剂可以短暂地加热到150℃以上、优选地220℃以上的温度，而粘合剂没有蒸发或恶化，即初始粘合剂强度没有明显变化。术语“短暂地”在此理解为至少1分钟至5分钟的时间。
替代地，关于正常操作和使用储电装置时可能发生的事故/事件，有利的是，粘合剂在至少80℃、优选地至少100℃的温度是永久地热稳定的。优选地，粘合剂在-40℃至+120℃范围、有利地在-40℃至+150℃范围是永久地热稳定的。
根据本发明的变型，优选的粘合剂结合了两种热稳定性特性，例如其在-40℃至+150℃是永久地热稳定的并能短暂地承受150℃以上的温度负荷。
除了永久的和/或短暂的热稳定性外，粘合剂还应对外部影响、特别是液体、气溶胶和/或气体具有良好的耐受性。取决于在成品壳体中连接垫位于壳体部件的哪侧上，可以在防潮性、即耐气候性或耐候性和耐化学性、如耐电池电解质性之间做出区分。
为了附接位于成品壳体中的壳体部件外侧上的连接垫，有利的是，粘合剂通过温度-湿度测试。为此，例如，由根据本发明的具有连接端子组件的壳体部件和粘合的连接垫组成的单元在气候室中暴露于85℃的温度和85％的相对湿度1000小时。然后该单元受到机械负荷、特别是重负荷和弯曲负荷，以测试初始粘合强度存在的程度。如果测试后粘合剂仍有至少80％的初始粘合强度，则认为通过测试。
为了附接位于成品壳体中的壳体部件内侧的连接垫，有利的是，粘合剂具有足够的耐电解质性、耐导电盐性等。为了确定耐受性，例如，可以将粘合剂放在60℃的待测介质中20天，然后分析介质是否具有从粘合剂浸出的成分。浸出是对相应介质的耐受性的量度。此外，粘合剂和/或介质的可见变化、例如颜色变化也可以提供关于耐受性的信息。
由于壳体部件内侧和外侧不同的条件，可以在内侧和外侧使用不同的粘合剂、特别是环氧树脂以附接连接垫。
然而，优选的是既适于壳体部件外侧又适于壳体部件内侧的粘合剂。
上述选择标准也相应适用于电绝缘浇注材料。
优选地，使用粘合剂或使用浇注材料作为绝缘材料将至少一个连接垫在其整个表面上电绝缘地附接至基体。
替代地，也可以使用粘合剂或使用浇注材料作为绝缘材料将连接垫仅部分地、即在其部分表面上电绝缘地附接至基体。以此方式，也可以实现足够可靠的连接。有利的是，在连接垫和基体之间的外边缘上有粘合剂或浇注材料，使得在所述部件之间没有可进入的间隙。
当布置连接垫时，至少一个第一连接端子组件已经导致壳体部件加固，结果是，特别是在受到压力时，壳体部件只发生轻微变形。优选地，绝缘材料和连接垫设计并布置为使得至少一个第一连接端子组件连同通孔区域中的基体的弯曲强度是没有第一连接端子组件的基体的弯曲强度的至少两倍。
此外，连接垫的单侧、特别是双侧布置保护连接销的金属-固定材料馈通件。特别是通过双侧设计，机械地保护连接销不受如撞击等环境影响。来自外部的机械作用由绝缘材料和连接垫吸收并转移到壳体。
优选地，用于连接连接垫的绝缘材料布置并形成为使得绝缘材料完全覆盖固定材料。通过由绝缘材料覆盖固定材料，有利地防止固定材料不仅免受机械作用，还免受湿气或暴露于其他物质的影响。
优选地，至少一个连接垫布置并配置为使得连接销未突出超过至少一个连接垫的开口。特别是当开口形成为通孔时，这确保了由连接垫提供的连接面不受突出部分的影响，并且例如大的接线耳或电导体也可以很好地与连接垫连接。
优选地，至少一个连接垫的开口的形状对应于连接销的横截面的形状，其中开口的尺寸优选地为比连接销的对应尺寸大0.02mm至0.1mm。这确保了至少一个连接垫和连接销之间的间隙尽可能小，并且可以在两者之间容易建立可靠的电连接。然而，与此同时可以补偿制造公差，使得连接销可以始终可靠地接合在连接垫的开口中而没有损坏或变形。在布置在基体上后通过使连接垫和/或连接销变型，可以进一步减少或甚至完全封闭剩余间隙。结果，也可以直接建立或至少改善电连接。
优选地，连接销和至少一个连接垫之间的连接设计为导电粘合剂连接或焊接连接。熔焊也是可以想到的导电连接。在开口形成通孔的情况下，连接优选地沿至少一个连接垫的开口轮廓延伸。在开口形成盲孔的情况下，优选地在整个表面形成连接。
例如，激光焊接、电阻焊接、超声焊接或摩擦焊接可以用来形成焊接连接。
与连接销的横截面积相比，至少一个连接垫有利地提供了明显增加的连接面积。金属-固定材料馈通件的制备可以有利地与布置并连接至少一个连接垫分开进行，使得通过调整连接垫的形状和尺寸，可用于电接触的连接面积可以根据要求容易地适应壳体部件，而不必改变或调整金属-固定材料馈通件。可以独立于内连接垫的形状选择外连接垫的形状，使得在每种情况下可以选择用于电接触的最佳形状和布置。
优选地，至少一个连接垫的形状选自圆形、如圆或椭圆，或选自多边形、如长方形、正方形、三角形或六边形，在每种情况下任选地带有圆角。原则上，可以根据要求选择至少一个连接垫的形状。
第一连接端子组件的连接垫的尺寸、即其宽度和长度优选地选择为使得提供大的面积用于钎焊或焊接接线、如接线头。替代地，附接的接线可以被铆接或压接。这些尺寸可以远大于仅由传统连接销提供的连接面积。因此，有利地实现可以定制进行电连接的连接区域的形状和尺寸，而不必调整或改变穿过壳体部件的连接销的实际电馈通件。特别地，也可以容易地产生有角度的形状。
绝缘材料可能更难附着到光滑表面。为了改善绝缘材料与至少一个连接垫和/或基体的附着性，优选的是在与绝缘材料相邻的连接垫和/或基体的相应表面布置结构，通过该结构使相应表面粗糙化和/或由底切部导致粗糙化，绝缘材料可以固定在底切部中。
优选地，至少在基体与至少一个连接垫连接的连接区域和/或在至少一个连接垫面相的基体的侧上，基体具有微结构。通过这种微结构改善了绝缘材料的附着性，从而提高了至少一个连接垫和基体之间的连接强度。
微结构尤其可以是多个凹槽和/或凹口，其可以构造和产生为类似于从DE10 2017123 278A1已知的微结构。微结构的深度优选地选择为比用于控制金属焊料流动的微结构略大，以改善绝缘材料的附着性。
优选地，微结构的凹口是基体和/或连接垫表面中的激光结构化区域。有利地，这些激光结构化区域可以是激光烧蚀区域和/或通过激光辐射热局部形成和/或通过激光诱导压力局部形成。当然，任何组合都是可能的。
替代地或另外地，也可以使用其他产生微结构的方法，如通过微结构印章压印和/或材料去除方法、如研磨和/或刻凿等。
有利地，微结构具有沟槽形状和/或微结构包括具有圆形和/或椭圆形直径的凹口或由其组成。特别是带有圆角的矩形直径也是可能的。特别有利地，凹口是火山口状和/或锅状。这些形状可以特别有利地通过激光烧蚀产生。
优选地，微结构的凹口的深度为至少1μm、更优选地至少10μm、尤其有利地至少100μm。在至多200μm的深度，这些凹口称为微结构。深度从微结构外的基体表面的平面到微结构的最低点测量，例如在火山口状凹口的情况下从微结构外的基体表面的平面到火山口底部的最低点。
优选地，基体和/或至少一个连接垫开凹口或结构化为具有至少一个底切部，用于连接基体和至少一个连接垫的绝缘材料接合在其中。
例如，可以在基体和/或连接垫的表面引入斜槽。也可以想到将至少一个连接垫的边缘向内折叠，从而形成周向沟槽作为底切部。
至少一个连接垫的材料优选地是具有良好导电性的金属。至少一个连接垫的材料优选地包括选自铝、铝合金、铜和铜合金、特别是黄铜和青铜的材料或由其组成。此外，可以想到选择所谓的接触材料作为至少一个连接垫的材料。接触材料的特征在于良好的抗氧化性并且也能抗由火花和电弧引起的磨损。适合的接触材料尤其包括银、金和铂。适合作为接触材料的合金特别包括银-镍和银-锡-氧化物。
第一连接端子组件可以通过各种方式容易地获得。首先，由基体形成电馈通件。为此，例如可以提供基体、固定材料的坯料和连接销，并在热处理步骤中获得金属-固定材料馈通件。通过连接销适当的尺寸和布置，其在一侧或两侧突出基体中的通孔，然后可以与这些侧上的一个或多个连接垫连接。
在一变型中，通过冲出已经涂覆绝缘材料、特别是粘合剂的片状金属材料获得连接垫。然后，将连接垫定位在连接销的突出部分上并压在基体上。
替代地，然而，当然也可以冲出由未涂覆的片状金属制成的连接垫，并且在布置连接垫前不久才将粘合剂施加到连接垫和/或基体上。
对于使用浇注材料作为绝缘材料，壳体部件和连接垫可以插入注塑模具中。然后将绝缘材料注入模具中。
优选地，壳体部件还包括至少一个第二连接端子组件，其中连接区域由基体中的凸起或由其它连接垫形成，该连接垫与基体导电地连接。即使不存在穿过基体的电馈通件，这也可以在壳体部件上提供连接区域、特别是形成为接地端子或负极端子的连接区域。
在凸起的替代方案的情况下，有利地不需要其它组件来形成第二连接端子组件。特别地，节约了材料和重量。优选地，通过成型基体、特别是通过冲压获得凸起。
至少一个第二连接端子组件允许提供特别是用于接地连接的连接点，其在优选的实施例中没有其他部件，但仍提供与第一连接端子组件相同的高度。因此，与第二连接端子组件的电连接可以以与第一连接端子组件的电连接相同的方式设计。此外，通过凸起和(可能的)相反侧上相应的凹口获得壁，其作为加强筋(Sicke)并导致壳体部件的机械刚性，而无需额外的材料。
在冲压情况下，基体的待形成凸起的部分相对于基体的其余部分垂直移位，由此基体的壁厚变化只发生在这些部分之间的过渡区域中。结果，表面质量尤其保持不变。当然也可以使用其他成型方法、如深冲。
如果使用其它连接垫来形成第二连接端子组件，其优选地通过焊接、钎焊或用导电粘合剂粘合与基体连接。优选地，其它连接垫与第一连接端子组件的连接垫之一相似或相同。此外，可以想到不仅在壳体部件的外侧而且在相反的内侧布置其它连接垫。
优选地，至少一个第一连接端子组件和至少一个第二连接端子组件的整体高度选择为相同。结果，旨在用于电接触的区域相对于基体表面都处于相同的高度，使得所有的连接都可以以相同的方式机械地进行。除了高度，其他几何参数、特别是第二连接端子组件的形状和尺寸优选地也与第一连接端子组件相适应并且优选地相同地选择。
优选地，连接端子组件、即至少一个第一连接端子组件以及可选的至少一个第二连接端子组件的整体高度，从基体表面开始在基体壁厚的10％至80％的范围中选择。这尤其允许通过作为成型方法的冲压使第二连接端子组件形成为凸起。
基体的材料根据需要选择，其中优选地选择能与其他壳体部分容易接合的材料。优选地，基体的材料选自金属，特别是铁、铁合金、铁-镍合金、铁-镍-钴合金、KOVAR、钢、不锈钢、铝、铝合金、AlSiC、镁、镁合金、钛或钛合金。
由于重量轻，铝、镁和钛等轻金属以及它们的合金是特别优选的。
连接销的材料优选地选自具有良好导电性的金属。因此，连接销的材料优选地选自铜、铜合金、铝、铝合金、铁、铁合金、铁-镍合金、铁-镍-钴合金、KOVAR、钛、钛合金、钢、不锈钢、不锈钢、AISIC、镁或镁合金。
用于将连接销在基体的通孔中固定和绝缘的固定材料优选地选自玻璃、玻璃-陶瓷或陶瓷。在此情况下，优选地参考基体和连接销的材料选择固定材料，以便形成金属-固定材料馈通件。
为了在金属部件、即基体和至少一个第一连接端子组件的连接销与固定材料之间实现特别好的密封，馈通件可以形成为压力玻璃密封件的形式。在此情况下，基体的热膨胀系数选择为大于固定材料的热膨胀系数，以便在固定材料在通孔中上釉的热处理后，基体的收缩程度大于固定材料。结果，基体对固定材料施加永久的压力。压力预张紧固定材料并确保特别耐用的密封。
因此，优选的是，基体的热膨胀系数大于固定材料的热膨胀系数。特别优选的是，在压力密封件中，基体的热膨胀系数选择为比固定材料的热膨胀系数至少大5％、优选地至少10％、特别优选至少20％、最优选地至少50％。
作为压力玻璃密封件的替代，也可以使用合适的馈通件，其中基体、固定材料和连接销的热膨胀系数相互匹配。匹配在此理解为膨胀系数相差至多2*10-6 1/K、尤其是至多1*10-6 1/K、尤其是基本相同，和/或优选地在3至7*10-61/K、优选地在4.5至5.5*10-6 1/K或在9*10-6 1/K至11*10-6 1/K的范围。总之，膨胀系数可能因此在3至11*10-6 1/K的范围。在本申请中提到热膨胀系数时，应理解为20-300℃范围的线性热膨胀系数α。
为了简化壳体部件与其他壳体部分的连接，壳体部件优选地具有周向连接法兰。
壳体部件优选地还包括至少一个功能元件，其选自安全阀或填充口。这种安全阀可以例如设置为壳体部件的预定断裂点或薄弱部分，其中预定断裂点或薄弱部分形成并布置为使得它们在预定压力下选择性失效，并允许过压从由壳体部件形成的壳体内排出。
壳体部件优选地形成为壳体的盖。通过将盖与壳体接合，可以形成用于储电装置的壳体。它可以包括一个或多个储电单元、例如电池单元或电容单器元。
因此，本发明的另一目的是提供一种储电装置、特别是电池或电容器，其包括本文所述的壳体或壳体部件之一和至少一个存储单元。
附图说明
下面将参考附图更详细地说明本发明，但本发明不限于此。
图1是设计为盖的壳体部件的俯视图。
图2是壳体部件沿图1中标记的剖面线的剖视图。
图3是盖部件的第一连接端子组件的放大图。
图4是第一连接端子组件的第二示例。
图5是第一连接端子组件的第三示例。
图6是第一连接端子组件的第四示例。
图7是第一连接端子组件的第五示例。
图8是图4的第一变型。
图9是图4的第二变型。
图10是图4的第三变型。
具体实施方式
图1是设计为盖的壳体部件10的实施例的俯视图。在该实施例中，壳体部件10包括具有第一连接端子组件100和第二连接端子组件200的基体12。当壳体部件10与一个或多个储电单元、例如电池单元或电容器单元连接时，第一连接端子组件100可以作为例如正极端子，而第二连接端子组件200可以作为例如负极端子。
除连接端子组件100、200外，壳体部件10可具有其他功能元件。在图1所示的示例中，为此提供了安全阀18形式的安全装置和填充口16。安全阀18例如可以设计为壳体部件10中的预定断裂点，其中安全阀配置为使得其在预定压力下打开。在组装壳体的所有部件后，可以通过填充口16向内部填充液体或气体介质、例如电解质。填充后，通常封闭填充口16。
为了与其它壳体部分连接，在图1所示的示例中提供了周向连接法兰14。例如，其可以设计为焊接法兰。
图2示出了图1的壳体部件沿图1中标记的剖面线A-A的剖视图。在该剖面图中，可以清楚地看到第一连接端子组件100和第二连接端子组件200的结构。
图3中放大示出的第一连接端子组件100包括连接销102，其插入基体12的通孔20中并由固定材料106固定。在此情况下，固定材料106也将连接销102与基体12电绝缘。在示出的示例中，连接销102在上侧和下侧都突出超过基体12或通孔20。
在基体12的上侧上布置连接垫110，其通过绝缘材料112、例如粘合剂附接至基体12。连接垫110具有开口120，连接销102接合在其中。为此，开口120具有与连接销102的横截面基本相同的形状，其中开口120优选地略大，使得即使出现制造公差，连接销102也可以接合在开口120中。连接销102接触连接垫110或者它们之间仅有很小的间隙，使得可以通过焊接连接130在它们之间建立电连接。这种焊接连接130优选地沿开口120的轮廓形成。在组装壳体后连接垫110位于外侧，使得其可以作为电接触的连接区域。
在图2和图3所示的示例中，内连接垫116布置在基体12的下侧上，其通过内绝缘材料114附接至基体12的下侧。内连接垫116也具有开口120，连接销102接合在其中。同样，连接销102沿开口120的轮廓例如通过焊接连接130与内连接垫116电连接。在组装后内连接垫116位于壳体内侧，使得其可以作为用于接收在壳体内的存储单元的连接区域。例如，存储单元的连接片可以与连接垫连接，特别是它们可以焊接。
在图1至图3所示的示例中，绝缘材料112、114的尺寸与连接垫110、116的尺寸相匹配，使得完全覆盖绝缘材料112、114。替代地，为了增加爬电距离，例如可以增加绝缘材料112、114的尺寸，使得一部分绝缘材料112、114突出超过连接垫110、116，这在图8和图9中示例性示出。
图2还示出了第二连接端子组件200。它包括在壳体部件10外侧上的凸起202，通过其提供连接区域210。在相反的内侧上，第二连接端子组件200具有对应的凹口204。由此形成的凹口的壁206有助于像加强筋一样加强壳体部件10。凸起202优选地设计为使得第二连接端子组件200的高度对应于第一连接端子组件100的整体高度、即绝缘材料112的厚度和连接垫110的厚度。此外，连接区域210的尺寸、即长度和宽度优选地选择为对应于连接垫110的尺寸。有利地，第一连接端子组件100和第二连接端子组件200相对于基体12具有相同的高度和相同的尺寸，使得便于电接触。
第二连接端子组件200优选地通过对基体12的材料成型而获得。优选地，通过冲压进行成型，其中凸起202的区域垂直移动。在此情况下，基体12的材料厚度只在过渡区域中发生变化，使得在凸起202的区域中的材料厚度等于第二连接端子组件200外侧的基体12的材料厚度。
图4示出了第一连接端子组件100的第二实施例。如已经参考图1至3说明的，第一连接端子组件100包括电馈通件，其中连接销102通过固定材料106固定在基体12的通孔20中。固定材料106也密封连接销102和通孔20的壁，使得馈通件是密封的。优选地，馈通件是气密的。
与图1至图3所示的第一实施例不同，连接垫110具有设计为盲孔的开口120，连接销102突出超过通孔20接合在其中。为了实现连接销102和连接垫110之间的电连接，在盲孔的区域中引入导电粘合剂140。在连接销102和基体12之间的其余区域，使用电绝缘粘合剂作为绝缘材料112，以将连接销102固定至基体12。
从图4可以看出，在连接销102和连接垫110的表面的区域中没有接缝，从而提供了连续平的连接面。连接销102和固定材料106由连接垫110完全覆盖，由此，在设计为盲孔的开口120的区域中，连接垫110具有壁厚减少的减薄区域140。
图5、6和7示出了第一连接端子组件100的其它三个实施例。基体12和由连接销102和固定材料106形成的电馈通件如前述实施例那样配置。参考图1至3的第一实施例，连接销12突出超过基体12中的通孔20的部分通过焊接连接130与连接垫110电连接。
然而，在图5、图6和图7的第一连接端子组件100中，使用了浇铸材料、例如热塑性或热固性塑料作为绝缘材料112用于连接连接垫110和基体12。在每种情况下都设置了底切部119，以便绝缘材料112与基体12和连接垫110很好地结合。
在图5所示的第三实施例中，在基体12中于开口20周围布置凹口118，其具有在凹口118内周向凸起形式的底切部119。通过折叠边缘在连接垫110处形成环117，这形成了周向底切部119。
在图6所示的第四实施例中，在基体12中于开口20周围再次布置了凹口118，其具有在凹口118内周向凸起形式的底切部119。在连接垫110处布置了若干斜槽形式的凹口，由于其设计这些凹口也形成底切部119。
在图7所示的第五实施例中，在基体12和连接垫110处都形成了斜槽形式的凹口118，每个都设置了底切部119以支撑绝缘材料112。
代替或除图5至图7所示的凹槽和凹口，连接垫110和基体12面对绝缘材料112的表面可以设置有微结构。由此，布置许多凹口和/或凹槽，其为绝缘材料112提供了支撑。
图8至10示出了在连接垫110的边缘处增加爬电距离的措施。在此示出了第一连接端子组件100(参考图4)的第二示例。当然，它们不限于具有设计为盲孔的开口120的连接垫实施例，也可以与第一连接端子组件的其他实施例、特别是根据图1至图3的实施例结合。
在图8所示的用于延长爬电距离的第一变型中，绝缘材料112的外部尺寸选择为大于连接垫110的外部尺寸，使得一部分绝缘材料112突出超过连接垫110。
代替或除绝缘材料112的突出部分外，还可以在连接垫110的边缘区域中提供其它绝缘元件150，其横向地围绕连接垫110。在图9所示的用于延长爬电距离的第二变型中，其它绝缘元件150邻近连接垫附接、例如粘到突出的绝缘材料112上。
图10示出了在一实施例中用于延长爬电距离的第三变型，其中绝缘材料112由连接垫110完全覆盖。为了延长爬电距离，设置了绝缘的爬电距离延长部151，其覆盖了基体12和连接垫110之间的连接处152。为了设置爬电距离延长部151，例如，在连接垫110附接至基体12后，可以在另一步骤中在连接垫110周围放置绝缘材料的“胶珠”。替代地，绝缘材料可以在连接垫110下至少局部更好地形成和/或可以在连接垫110下的边缘区域提供额外的胶珠，使得当连接垫110附接至基体12时，在边缘处压出材料，由此在连接处152处形成爬电距离延长部。
权利要求不限于本文所述的实施例。特别地，各种变化都是可能的，其中结合了本文所述的实施例的各个特征。
附图标记列表
10壳体部件
12基体
14 连接法兰
16 填充口
18 安全装置
20 通孔
A剖面线
100 第一连接端子组件
102 连接销
104 馈通件
106 固定材料
110 连接垫
112 绝缘材料
114 内绝缘材料
116 内连接垫
117 环
118 凹口
119 底切部
120 开口
122 减薄区域
130 焊接连接
140 导电胶
150 其它绝缘元件
151 爬电距离延长部
152 连接处
200 第二连接端子组件
202 凸起
204 冲压部
206 冲压部的壁
210 连接区域

Claims (20)

1.一种用于储电装置、特别是电池或电容器的壳体部件(10)，包括基体(12)和至少一个具有连接销(102)的第一连接端子组件(100)，连接销穿过基体(12)的通孔(20)并通过固定材料(106)电绝缘地固定在通孔(20)中，连接销(102)至少在通孔的一侧突出超过通孔(20)，其特征在于，
至少在通孔(20)的一侧设置连接垫(110、116)，连接垫具有开口(120)，开口设计成通孔或盲孔，连接销(102)的突出部分接合在开口(120)中并在开口(120)的区域中与至少一个连接垫(110、116)电连接，并且至少一个连接垫(110、116)通过绝缘材料(112、114)电绝缘地附接至基体(12)。
2.根据权利要求1所述的壳体部件(10)，其特征在于，连接销(102)在通孔的两侧突出超过通孔(20)，并且连接垫(110、116)布置在通孔(20)的两侧，每个连接垫具有开口(120)，连接销(102)的突出部分分别接合在相应的开口(120)中并在开口(120)的区域中与相应的连接垫(110、116)电连接。
3.根据权利要求1或2所述的壳体部件(10)，其特征在于，使用粘合剂或使用浇注材料作为绝缘材料(112、114)将至少一个连接垫(110、116)在其整个表面电绝缘地附接至基体(12)。
4.根据权利要求1至3任一项所述的壳体部件(10)，其特征在于，绝缘材料(112、114)完全覆盖固定材料(106)。
5.根据权利要求1至4任一项所述的壳体部件(10)，其特征在于，至少一个连接垫(110、116)布置并配置为使得连接销(102)没有突出超过至少一个连接垫(110、116)的开口(120)。
6.根据权利要求1至5任一项所述的壳体部件(10)，其特征在于，至少一个连接垫(110、116)的开口(120)的形状与连接销(102)的横截面形状相对应，开口(120)的尺寸优选地选择为比连接销(102)的对应尺寸大0.02mm至0.1mm。
7.根据权利要求1至6任一项所述的壳体部件(10)，其特征在于，使用导电粘合剂连接、焊接连接或钎焊连接来连接连接销(102)和至少一个连接垫(110、116)，在开口(120)形成为通孔的情况下，连接优选地沿至少一个连接垫(110、116)的开口(120)的轮廓进行，或在开口(120)形成为盲孔的情况下，连接优选地在整个表面进行。
8.根据权利要求1至7任一项的壳体部件(10)，其特征在于，至少一个连接垫(110、116)具有选自圆形、如圆或椭圆或选自多边形、如长方形、正方形、三角形或六边形的形状，在每种情况下任选地带有圆角。
9.根据权利要求1至8任一项所述的壳体部件(10)，其特征在于，至少在基体(12)与至少一个连接垫(110、116)连接的连接区域中基体(12)具有微结构，和/或至少一个连接垫(110、116)在面向基体(12)的一侧具有微结构。
10.根据权利要求1至9任一项所述的壳体部件(10)，其特征在于，基体(12)和/或至少一个连接垫(110、116)具有凹口(118)或带有至少一个底切部(119)的结构，绝缘材料(112、114)接合在其中，用于连接基体(12)和至少一个连接垫(110、116)。
11.根据权利要求1至10任一项的壳体部件(10)，其特征在于，连接垫(110、116)由选自铝、铝合金、铜、铜合金、特别是黄铜和青铜、银、金、铂和银合金、特别是银-镍和银-锡氧化物的材料组成。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的壳体部件(10)，其特征在于，壳体部件(10)还包括至少一个第二连接端子组件(200)，其中连接区域(210)由基体(12)中的凸起(202)形成或由与基体(12)导电地连接的其它连接垫形成；
优选地，通过成型、特别是通过冲压基体(12)获得凸起(202)。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的壳体部件(10)，其特征在于，至少一个第一连接端子组件(100)和至少一个第二连接端子组件(200)的整体高度选择为相同的；
优选地，连接端子组件(100、200)的整体高度从基体(12)的表面开始在基体(12)壁厚的10％至80％的范围选择。
14.根据前述权利要求任一项所述的壳体部件(10)，其特征在于，基体(12)的材料选自金属、特别是铁、铁合金、铁-镍合金、铁-镍-钴合金、KOVAR、钢、不锈钢、铝、铝合金、AlSiC、镁、镁合金、钛或钛合金。
15.根据前述权利要求任一项所述的壳体部件(10)，其特征在于，固定材料(106)选自玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷。
16.根据前述权利要求任一项所述的壳体部件(10)，其特征在于，连接销(102)的材料选自铜、铜合金、铝、铝合金、铁、铁合金、铁-镍合金、铁-镍-钴合金、KOVAR、钛、钛合金、钢、不锈钢、优质钢、AlSiC、镁、镁合金。
17.根据前述权利要求任一项所述的壳体部件(10)，其特征在于，基体(12)的第一热膨胀系数大于固定材料(106)的第二热膨胀系数。
18.根据前述权利要求任一项所述的壳体部件(10)，其特征在于，壳体部件(10)形成为壳体的盖并且优选地具有用于与另外的壳体部分连接的周向连接法兰(14)。
19.根据前述权利要求任一项所述的壳体部件(10)，其特征在于，至少一个第一连接端子组件(100)连同通孔(20)区域中的基体(12)的弯曲强度是没有第一连接端子组件(100)的基体(12)的弯曲强度的至少两倍。
20.一种储电装置、特别是电池或电容器，包括壳体和至少一个存储单元，其特征在于，壳体包括根据权利要求1至19任一项所述的壳体部件(10)。
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