EP4740232A1 - Elektrische durchführung und energiespeicher mit einer solchen durchführung - Google Patents

Abstract

Es wird eine elektrische Durchführung (10), insbesondere für eine elektrische Speichereinrichtung bereitgestellt. Die elektrische Durchführung (10) umfasst einen Grundkörper (12) mit einer Durchgangsöffnung (14) und einen in der Durchgangsöffnung (14) angeordneten Anschlussstift (20), der über ein Fixiermaterial (16) elektrisch isolierend in der Durchgangsöffnung (14) gehalten ist. Ferner ist vorgesehen, dass der Anschlussstift (20) aus einem Schichtverbundmaterial besteht oder ein Schichtverbundmaterial umfasst und einen Kern (22) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung oder CuSiC als erstes elektrisch leitfähiges Material aufweist und zumindest an einer ersten Seite der elektrischen Durchführung (10) ein Abdeckmaterial (24) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung oder AlSiC als zweites elektrisch leitfähiges Material, das eine erste Stirnfläche (23a) des Kerns (22) bedeckt, aufweist, wobei der Anschlussstift (20) und das Fixiermaterial (16) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass ein Übergang (26a) von dem Kern (22) zu dem Abdeckmaterial (24) außerhalb des Fixiermaterials (16) liegt.

Description

Elektrische Durchführung und Energiespeicher mit einer solchen Durchführung

Die Erfindung betrifft eine elektrische Durchführung, insbesondere für eine elektrische Speichereinrichtung, umfassend einen Grundkörper mit einer Durchgangsöffnung und einen in der Durchgangsöffnung angeordneten Anschlussstift, der über ein Fixiermaterial elektrisch isolierend in der Durchgangsöffnung gehalten ist. Ein weiter Aspekt der Erfindung betrifft einen Anschlussstift für eine elektrische Durchführung. Ein weiterer Aspekt betrifft einen elektrischen Energiespeicher, der zumindest eine solche Durchführung umfasst.

Elektrische Energiespeicher wie Batterien oder Kondensatoren, wobei letztere Superkondensatoren einschließen, werden in einer Vielzahl von Anwendungen zur Speicherung und Bereitstellung elektrischer Energie verwendet. Die elektrischen Energiespeicher umfassen üblicherweise ein Gehäuse und mindestens eine in dem Gehäuse aufgenommene Speicherzelle. Über zumindest eine elektrische Durchführung in dem Gehäuse kann die Speicherzelle von außen elektrisch kontaktiert werden.

Als Batterien im Sinne der Erfindung, werden sowohl eine Einwegbatterie, die nach ihrer Entladung entsorgt und/oder recycelt werden kann, wie auch Akkumulatoren verstanden. Akkumulatoren, bevorzugt Lithium-Ionen-Batterien, sind für verschiedene Anwendungen vorgesehen wie beispielsweise tragbare elektronische Geräte, Mobiltelefone, Motorwerkzeuge sowie insbesondere Elektrofahrzeuge. Die Batterien können traditionelle Energiequellen wie beispielsweise Blei-Säure-Batterien, Nickel-Cadmium-Batterien oder Nickel-Metallhydrid-Batterien ersetzen. Auch der Einsatz der Batterie in Sensoren ist möglich oder im Internet der Dinge.

Superkondensatoren, auch Supercaps genannt, sind, wie allgemein bekannt ist, elektrochemische Energiespeicher mit besonders hoher Leistungsdichte. Superkondensatoren besitzen im Unterschied zu Keramik-, Folien- und Elektrolytkondensatoren kein Dielektrikum im herkömmlichen Sinne. In ihnen sind insbesondere die Speicherprinzipien der statischen Speicherung elektrischer Energie durch Ladungstrennung in einer Doppelschichtkapazität sowie die elektrochemische Speicherung elektrischer Energie durch Ladungstausch mit Hilfe von Redoxreaktionen in einer Pseudokapazität verwirklicht. Superkondensatoren umfassen insbesondere Hybridkondensatoren, dabei insbesondere Lithium-Ionen-Kondensatoren. Deren Elektrolyt umfasst üblicherweise ein Lösungsmittel, in dem leitfähige Salze gelöst sind, üblicherweise Lithiumsalze. Superkondensatoren werden vorzugsweise in Anwendungen eingesetzt, in denen eine hohe Zahl von Lade-/Entladezyklen benötigt wird. Superkondensatoren sind insbesondere vorteilhaft im Automobilbereich einsetzbar, insbesondere im Bereich der Rekuperation von Bremsenergie. Andere Anwendungen sind natürlich ebenso möglich und von der Erfindung umfasst.

Die EP 2 371 419 A2 zeigt eine elektrische Durchführung eines Kondensators für medizinische Implantate sowie Verfahren zur Herstellung und Verwendung eines solchen. Es ist offenbart, dass der Anschlussstift aus zwei Stiftabschnitten bestehen kann, einem ersten Stiftabschnitt aus Pt, Pt/Ir, FeNi, FeNiCo, FeCr, Nb, Ta, Mo, W, Cr, FeCr, V oder Ti und einem zweiten Stiftabschnitt, der Aluminium umfasst, wobei die Fügestelle zwischen den Stiftabschnitten innerhalb eines Glaspfropfes oder eine Füllstoff pfropfes angeordnet ist.

Die US 2014/212741 A1 offenbart einen Leiter für eine elektrochemische Batterie, welcher zwei Abschnitte aufweist, einen ersten zur Außenseite hingerichteten Abschnitt aus einem Leichtmetall, und einen zweiten zur Innenseite hingerichteten Abschnitt aus Kupfer. Der Übergang zwischen den beiden Abschnitten ist durch eine mechanische Dichtung abgeschlossen.

Die WO 2016/074932 zeigt ein Gehäuse oder ein Gehäuseteil mit einer Durchführung, die einen stiftförmigen Leiter mit einem ersten Abschnitt aus Leichtmetall und mit einem zweiten Abschnitt aus Kupfer oder Kupferlegierung umfasst. Der stiftförmige Leiter wird in einer Durchgangsöffnung im Gehäuse oder Gehäuseteil über ein Glas- oder Glaskeramikmaterial isolierend gehalten, wobei der Übergang zwischen den unterschiedlichen Abschnitten des stiftförmigen Leiters im Bereich des Glas- oder Glaskeramikmaterials liegt.

In der DE 102021 133 391 A1 wird ein Gehäuseteil für eine elektrische Speichereinrichtung offenbart, in welcher ein Anschlussstift elektrisch isoliert in einer in einem Grund- körper ausgebildeten Durchgangsöffnung fixiert ist. Zur Bereitstellung eines Anschlusspunktes für einen elektrischen Leiter ist ein Anschlusspad vorgesehen, das nachträglich in einem zusätzlichen Arbeitsschritt mit dem Anschlussstift verbunden wird, indem das Anschlusspad elektrisch isolierend mit einem Isolationsmaterial an dem Grundkörper befestigt wird, beispielsweise mit Hilfe eines Klebers oder eines Gussmaterials, das in Hinterschneidungen im Grundkörper und/oder am Anschlusspad eingreift.

Aus WO2021/185648 A1 ist eine Mikrobatterie bekannt, welche sich durch eine besonders kompakte Bauform auszeichnet. Eine Metall-Fixiermaterial-Durchführung für einen elektrischen Anschluss der Mikrobatterie kann als eine Druckeinglasung ausgebildet werden, so dass eine besonders zuverlässige Abdichtung der Durchführung bewirkt wird.

Nachteilig an den bekannten Metall-Fixiermaterial-Durchführungen mit Druckeinglasungen oder angepassten Durchführung ist, dass diese bisher nicht zuverlässig mit einem Anschlussstift aus beliebigen bzw. gewünschten Materialien hergestellt werden kann. Dabei wären Anschlussstifte aus einem an die Materialien einer Batterie oder eines Kondensators angepassten Material wünschenswert, um beispielsweise Korrosion zu vermeiden und/oder die Kontaktierbarkeit zu verbessern. Es ist entsprechend eine Aufgabe der Erfindung eine elektrische Durchführung bereitzustellen, bei der der Anschlussstift sowohl an die Bedürfnisse der Batterie als auch an die Bedürfnisse der Metall-Fixiermaterial Durchführung angepasst werden kann.

Offenbarung der Erfindung

Es wird eine elektrische Durchführung vorgeschlagen, insbesondere für eine elektrische Speichereinrichtung. Die elektrische Durchführung umfasst einen Grundkörper mit einer Durchgangsöffnung und einen in der Durchgangsöffnung angeordneten Anschlussstift, der über ein Fixiermaterial elektrisch isolierend in der Durchgangsöffnung gehalten ist. Ferner ist vorgesehen, dass der Anschlussstift einen Kern ausgewählt aus Kupfer, einer Kupferlegierung oder CuSiC als erstes elektrisch leitfähiges Material aufweist und zumindest an einer ersten Seite der elektrischen Durchführung ein Abdeckmaterial ausgewählt aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder AlSiC als zweites elektrisch leitfähiges Material, welches eine erste Stirnfläche des Kerns bedeckt, aufweist, wobei der Anschlussstift und das Fixiermaterial derart ausgebildet und angeordnet sind, dass ein Übergang von dem Kern zu dem Abdeckmaterial außerhalb des Fixiermaterials liegt. Bevorzug besteht der Anschlussstift aus einem Schichtverbundmaterial oder umfasst der Anschlussstift ein Schichtverbundmaterial.

Der Übergang ist eine Materialgrenze innerhalb des Anschlussstifts, die an einer Stirnfläche des Kerns ausgebildet bzw. lokalisiert ist. Dadurch, dass der Übergang zwischen dem Material des Kerns, d.h. eines zentralen Teils des Anschlussstifts, und dem Abdeckmaterial, das auf einer Stirnfläche des Kerns angeordnet ist, außerhalb des Fixiermaterials liegt, wird eine besonders stabile Durchführung erreicht, da sich unterschiedliches thermisches Ausdehnungsverhalten der zwei elektrisch leitfähigen Materialien nicht auf den Kontaktbereich zwischen Anschlussstift und Fixiermaterial auswirkt, was ansonsten zu einer Schwächung der Durchführung führen könnte. Außerdem wird dadurch die Materialauswahl für den Grundkörper und/oder das Fixiermaterial für das Bereitstellen einer hermetisch dichten Durchführung erhöht, da die Auslegung der Metall-Fixiermaterial Durchführung nicht das unterschiedliche thermische Dehnungsverhalten von zwei elektrisch leitfähigen Materialien im Kontaktbereich mit dem Fixiermaterial berücksichtigen muss.

Das Abdeckmaterial bedeckt zumindest eine Stirnfläche des Kerns, wobei es vorzugsweise seitlich nicht über den Kern hinausragt. Eine Stirnfläche des Abdeckmaterials ist vorzugsweise im Wesentlichen so groß wie eine Stirnfläche des Kerns und ist entsprechend oder genauso geformt wie die Stirnfläche des Kerns. Eine Stirnfläche des Abdeckmaterials kann zugleich eine Stirnseite des Anschlussstifts bilden.

Im Rahmen der Erfindung ist unter „Kern“ ein Abschnitt des Anschlussstifts zu verstehen, der - bezogen auf eine Längsachse des Anschlussstifts - vorzugsweise mindestens 50% der Länge ausmacht. Vorteilhaft bildet der Kern den Hauptteil des Anschlussstifts und macht mehr als 50%, vorteilhaft mindestens 55% oder mindestens 60% der Länge des Anschlussstifts aus. Die Längsachse des Anschlussstifts erstreckt sich in einer Richtung parallel zur Achse der Durchgangsöffnung. Bei einem im Wesentlichen flachen Grundkörpern erstreckt sich die Längsachse des Anschlussstifts entsprechend senkrecht zu einer Ebene des Grundkörpers, in der die Durchgangsöffnung ausgebildet ist. Im Rahmen der Erfindung kann in einer elektrischen Durchführung bzw. bei einem Anschlussstift für eine elektrische Durchführung die Länge des Anschlussstifts vorteilhaft 2 mm bis 8 mm, vorzugsweise 3 mm bis 6 mm betragen. Der Durchmesser des Anschlussstifts kann 1 mm bis 20 mm, vorzugsweise 2 mm bis 10 mm betragen.

Die Länge bzw. Dicke des Kerns beträgt vorteilhaft 50% bis 95%, bevorzugt 60% bis 90%, besonders bevorzugt 70% bis 80% der Länge des Anschlussstifts. Die Länge bzw. Dicke des Kerns kann vorteilhalft mindestens oder mehr als 50%, vorzugsweise mindestens 55%, vorzugsweise mindestens 60%, bevorzugt mindestens 70%, in manchen vorteilhaften Varianten mindestens 80% oder mindestens 90% betragen. Eine vorteilhafte Obergrenze für die Länge bzw. Dicke des Kerns kann maximal 95% der Länge des Anschlussstifts sein. In manchen vorteilhaften Varianten kann die Länge bzw. Dicke des Kerns maximal 90%, besonders bevorzugt maximal 80% oder maximal 75% betragen.

Die Dicke bzw. Länge des Abdeckmaterials beträgt vorteilhaft 50% bis 5%, bevorzugt 40% bis 10%, besonders bevorzugt 30 bis 20% der Länge des Anschlussstifts. Die Dicke bzw. Länge des Abdeckmaterials kann vorteilhaft maximal oder weniger als 50%, vorzugsweise maximal 45%, bevorzugt maximal 40%, bevorzugt maximal 30%, in manchen vorteilhaften Varianten maximal 25% oder maximal 20% oder maximal 15% betragen. Eine vorteilhafte Untergrenze für die Dicke bzw. Länge des Abdeckmaterials kann mindestens 5% oder mindestens 10%, vorzugsweise mindestens 20%, in manchen vorteilhaften Varianten mindestens 25% betragen.

Um die Bauhöhe der Durchführung zu minimieren, das Volumen im Gehäuseinneren zu maximieren und eine zuverlässig dichte Durchführung bereitzustellen, grenzt das Fixiermaterial vorteilhaft an den Kern des Anschlussstifts an. Bevorzugt grenzt das Fixiermaterial direkt an den Kern an, d.h. Fixiermaterial und Kern bzw. Mantelfläche des Kerns stehen in direktem Kontakt miteinander.

In einer vorteilhaften Variante wird die minimale Dicke des Kerns des Anschlussstifts durch die Höhe des Fixiermaterials bestimmt. Die Dicke des Abdeckmaterials ist abhängig von der Stromtragfähigkeit des Terminals und dem gewünschten Verfahren, mit dem weitere Anschlüsse mit der Abdeckschicht verbunden werden sollen. Ein geeignetes Verbindungsverfahren kann ein Laserschweißverfahren sein.

Der Grundkörper, das Fixiermaterial und der Anschlussstift bilden hierbei eine Metall- Fixiermaterial-Durchführung aus, durch die die Durchgangsöffnung des Grundkörpers verschlossen ist. Bevorzugt ist die gebildete Durchführung hermetisch dicht. Unter hermetisch dicht wird eine He-Leckrate von 1 ■ 10'⁸ mbar l/s bei 1 bar Druckunterschied angesehen.

Bei dem Grundkörper kann es sich insbesondere um ein Gehäuseteil zum Bilden eines Gehäuses für eine elektrische Speichereinrichtung handeln. Beispielsweise kann der Grundkörper als ein Deckelteil ausgebildet sein, der zusammen mit einem becherförmigen Gehäuseteil zu einem Gehäuse für eine elektrische Speichereinrichtung gefügt werden kann. Der Grundkörper kann jedoch auch Bestandteil eines Deckels bzw. Deckelteils sein, indem er in eine Öffnung, die in einem Deckelelement ausgebildet ist, eingesetzt ist. Bei der elektrischen Speichereinrichtung kann es sich insbesondere um eine Batterie oder einen Kondensator, einschließlich Superkondensator, handeln, wobei in dem Gehäuse üblicherweise eine oder mehrere Speicherzellen aufgenommen wird und über die elektrische Durchführung als Anschlussterminal von außen elektrisch kontaktiert werden kann. Die Durchführung kann auch als eine mehrpolige Durchführung ausgebildet sein, bei der der Grundkörper mehrere Durchgangsöffnungen aufweist und in jeder der Durchgangsöffnungen jeweils ein Anschlussstift über ein Fixiermaterial gehalten ist.

Es ist vorteilhaft, wenn die erste Seite der elektrischen Durchführung, an der sich das Abdeckmaterial befindet, die Seite ist, welche bei Bildung eines Gehäuses nach außen weist. Die erste Stirnseite des Anschlussstifts mit Abdeckmaterial weist somit bei Bildung eines Gehäuses nach außen. Eine alternative Anordnung, bei welcher das Abdeckmaterial an der bei Bildung eines Gehäuses nach innen weisenden zweiten Seite angeordnet ist, ist selbstverständlich ebenfalls möglich und ebenfalls vorteilhaft.

Der vorgeschlagene Anschlussstift umfasst zumindest zwei verschiedene elektrisch leitfähige Materialien, wobei das erste elektrisch leitfähige Material des Kerns, welches bevorzugt ausgewählt ist aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, nach den Anforderungen der Metall-Fixiermaterial-Durchführung ausgewählt ist. Hierbei ist das Material insbesondere in Hinblick auf den thermischen Ausdehnungskoeffizienten und die Beständigkeit gegenüber Verformung ausgewählt im Zusammenspiel mit den Materialeigenschaften des Grundkörpers und des Fixiermaterials. Insbesondere Kupfer oder eine Kupferlegierung weist außerdem eine hohe chemische Beständigkeit gegenüber Materialien der Speicherzelle, insbesondere Batterieelektrolyten, auf, ist also korrosionsbeständig. Das zweite elektrisch leitfähige Material des Abdeckmaterials, welches bevorzugt ausgewählt ist aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, kann je nach Anordnung an der bei Bildung eines Gehäuses nach außen oder innen weisenden Seite verschiedene Aufgaben haben. Bei Anordnung an der nach außen weisenden Seite optimiert es den Anschlussstift im Hinblick auf ein einfaches und sicheres Verbinden mit elektrischen Anschlüssen aufgrund seiner guten Schweißeigenschaften oder Löteigenschaften. Bei Anordnung an der nach innen weisenden Seite kann es den Anschlussstift im Hinblick auf die chemische Beständigkeit gegenüber Materialien der Speicherzelle und elektrochemische Potentiale weiter optimieren und/oder auch dort die Kontaktierbarkeit verbessern.

Der Anschlussstift weist in einer vorteilhaften Ausführung eine Zylinderform auf. Vorteilhaft kann er einen zylinderförmigen Körper aufweisen oder als zylinderförmiger Körper vorliegen, so dass der Anschlussstift eine Mantelfläche und zwei Stirnseiten aufweist. Dabei ist die Mantelfläche des Zylinders zum Fixiermaterial gerichtet, und zumindest an einer der Stirnseiten des Anschlussstifts ist das Abdeckmaterial vorgesehen, das eine erste Stirnfläche des Kerns bedeckt. Der Kern ist vorzugsweise ebenfalls zylinderförmig und weist somit eine Mantelfläche und zwei Stirnflächen auf. Wenn der Anschlussstift derart ausgebildet ist, dass an der zweiten Stirnfläche des Kerns, die der ersten Stirnfläche gegenüberliegt, keine weitere Schicht vorhanden ist, bildet die Stirnfläche des Kerns zugleich die Stirnseite des Anschlussstifts. Auch die zweite Stirnfläche des Kerns kann mit Abdeckmaterial bedeckt sein.

Vorteilhaft weist der Anschlussstift eine Kreiszylinderform auf. Neben der Kreiszylinderform sind auch allgemeine Zylinderformen mit anderen Formen der Stirnseiten denkbar. Beispielsweise sind ovale Formen oder Rechtecke mit abgerundeten Ecken denkbar. Des Weiteren kann der Anschlussstift beispielsweise eine sogenannte Nagelkopf-Form aufweisen, die beispielsweise durch zwei aneinander angrenzende Zylinder gebildet werden kann. Dabei wird eine erste Stirnseite eines solchen nagelkopfförmigen Anschlussstifts durch eine Zylinderstirnseite mit der größeren Fläche und eine zweite Stirnseite durch eine Zylinderstirnseite mit der kleineren Fläche gebildet.

Zusätzlich zu dem Bedecken einer ersten Stirnfläche des Kerns mit dem Abdeckmaterial kann es in manchen Varianten vorteilhaft sein, auch eine der ersten Stirnfläche gegenüberliegende zweite Stirnfläche des Kerns mit einem weiteren Abdeckmaterial aus einem dritten elektrisch leitfähigen Material zu bedecken. Das dritte elektrisch leitfähige Material kann identisch oder verschieden zu dem zweiten elektrisch leitfähigen Material gewählt sein. Bei verschiedener Wahl kann insbesondere das zweite elektrisch leitfähige Material auf ein einfaches und sicheres Verbinden mit elektrischen Anschlüssen optimiert werden und das dritte elektrisch leitfähige Material kann beispielsweise an die Erfordernisse der Materialien einer Speicherzelle angepasst werden. Als ein Kriterium für die Materialauswahl können beispielsweise Schweißeigenschaften oder Löteigenschaften herangezogen werden.

Eine zum Fixiermaterial weisende Mantelfläche des Kerns ist in einer vorteilhaften Variante der Erfindung zumindest teilweise nicht mit Abdeckmaterial bedeckt und grenzt direkt an das Fixiermaterial an. Bevorzugt ist die Mantelfläche des Kerns vollständig frei von dem Abdeckmaterial. Das Abdeckmaterial bildet somit eine Schicht bzw. Lage auf einer Stirnfläche des Kerns. In einer anderen Variante der Erfindung ist Oberfläche des Kerns vollständig mit Abdeckmaterial überdeckt, so dass insbesondere auch die Mantelfläche vollständig mit Abdeckmaterial bedeckt ist.

Bevorzugt ist eine Schmelztemperatur des Fixiermaterials geringer gewählt als der Schmelzpunkt aller Materialien des Anschlussstifts. Dadurch ist gewährleistet, dass bei Herstellung der Metall-Fixiermaterial Durchführung unter Verwendung eines Temperaturbehandlungsschrittes, z.B. zum Sintern oder Einglasen des Fixiermaterials, der Anschlussstift nicht geschädigt wird. In einer vorteilhaften Variante kann es jedoch ausreichend sein, wenn die Schmelztemperatur des Fixiermaterials niedriger als der Schmelzpunkt des Kernmaterial gewählt, d.h. nur auf das Material des Kerns abgestimmt ist.

Bei einem Temperaturbehandlungsschritt kann das Fixiermaterial aus einem Pressling erhalten werden, der beispielsweise ein Glaspulver oder ein Glaskeramikpulver oder ein Keramikpulver umfasst. Das Glaspulver kann aus einem teilweise kristallisierbaren Glas bestehen oder dieses umfassen, so dass bei einer Temperaturbehandlung das teilweise kristallisierbare Glas keramisiert wird und eine Glaskeramik erhalten wird.

Bevorzugt ist das zweite elektrisch leitfähige Material und/oder das dritte elektrisch leitfähige Material mittels Plattieren, Galvanisieren, Beschichten, Aufdampfen, Schweißen oder Löten auf die Stirnfläche des Kerns aufgebracht. Werden nur vergleichsweise geringe Dicken des Abdeckmaterials aufgebracht, können Galvanisieren, Beschichten und Aufdampfen vorteilhaft sein. Als Aufdampfverfahren kommen beispielsweise physikalische Dampfphasenabscheidungsverfahren (physical vapor deposition, PVD) wie Sputtern, chemische Aufdampfverfahren (chemical vapor deposition, CVD) oder Plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (plasma-enhanced chemical vapor deposition, PECVD) in Frage. - Umgekehrt werden Plattieren, Schweißen und Löten bevorzugt, wenn vergleichsweise hohe Dicken des Abdeckmaterials aufgebracht werden. Beim Verlöten oder Verschweißen kann beispielsweise das Abdeckmaterial in Form eines Blechs oder einer Folie - im Falle des zweiten elektrisch leitfähigen Materials ein Blech oder eine Folie insbesondere aus Aluminium oder Aluminiumlegierung - auf das Kernmaterial insbesondere aus Kupfer oder Kupferlegierung aufgelegt werden und mit diesem verschweißt oder verlötet werden. Unabhängig von der Art des Aufbringens ist das Abdeckmaterial bevorzugt frei von Öffnungen oder Fehlstellen angeordnet, so dass die entsprechende Stirnfläche des Kerns vollständig überdeckt wird.

Des Weiteren wird das Abdeckmaterial bevorzugt derart ausgewählt und angeordnet, dass es für ein Anlöten oder Anschweißen elektrischer Kontakte wie beispielsweise Kontaktfahnen geeignet ist. Entsprechend ist das Abdeckmaterial bevorzugt derart ausgestaltet, dass es für das Anlöten oder Anschweißen elektrische Kontakte geeignet ist und dabei keine Risse oder Öffnungen in dem Abdeckmaterial entstehen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass der Anschlussstift aus einem Schichtverbundmaterial besteht oder ein Schichtverbundmaterial umfasst. Er ist somit aus einem Material gebildet, welches eine Schicht aus dem ersten elektrisch leitfähigen Material, bevorzugt aus Kupfer oder eine Kupferlegierung, und mindestens eine Schicht aus dem zweiten elektrisch leitfähigen Material, bevorzugt aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, aufweist, wobei die zuvor einzelnen Schichten miteinander verbunden sind, ergebend das Schichtverbundmaterial. Die Schicht aus Kupfer oder eine Kupferlegierung bildet den Kern des Anschlussstifts, und die Schicht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bildet das Abdeckmaterial des Anschlussstifts.

Bevorzugt handelt es sich bei dem Schichtverbundmaterial um ein plattiertes, Schichtverbundmaterial, kurz auch „Verbundmaterial“. Ein vorteilhafter Anschlussstift aus einem derartigen Material ist ein plattierter Anschlussstift. In einer vorteilhaften Variante ist der Anschlussstift somit ein plattierter Anschlussstift, der aus einem plattierten Schichtverbundmaterial besteht oder ein solches Schichtverbundmaterial umfasst, welches eine Schicht aus Kupfer oder einer Kupferlegierung und mindestens eine Schicht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung aufweist.

Vorzugsweise handelt es sich um ein walzplattiertes Schichtverbundmaterial, alternativ um ein sprengplattiertes Schichtverbundmaterial. Beim Plattieren werden üblicherweise die Ausgangsmaterialien, also hier das Abdeckmaterial und das Material des Kerns sowie ggf. ein weiteres Abdeckmaterial in Form von Platten oder Bändern bereitgestellt und übereinandergelegt und beispielsweise durch Walzen miteinander verbunden.

Anhand eines Schliffbildes des Anschlussstifts im Bereich des Überganges bzw. der Verbindungszone von Kern und Abdeckmaterial ist erkennbar, mit welchem Verfahren ein Schichtverbund hergestellt worden ist. Ein plattierter, insbesondere walzplattierter Anschlussstift zeichnet sich durch im Wesentlichen einheitlich glatte Oberflächen in der Verbindungzone aus, während z.B. ein reibgeschweißter Anschlussstift in der Verbindungszone eine unregelmäßige Oberfläche, beispielsweise eine Wellenstruktur, zeigt. Außerdem sind bei einem reibgeschweißter Anschlussstift in einem Anschliff der Verbindungszone (parallel zur Verbindungszone) kreisrunde Verbindungsstrukturen erkennbar, die auf die Relativbewegung der zu verbindenden Anschlussstiftteile unter Druck zurückgehen. Derartige Verbindungsstrukturen weist ein vorteilhafter plattierter Anschlussstift nicht auf. Von einem Anschlussstift mit einer aufgelöteten, insbesondere hartgelöteten Abdeckmaterialschicht lässt sich ein vorteilhafter plattierter Anschlussstift dadurch unterscheiden, dass in der Verbindungszone kein Lotmaterial vorhanden ist. Falls der Anschlussstift ein weiteres Abdeckmaterial aus einem dritten elektrisch leitfähigen Material aufweisen soll, kann in einer vorteilhaften Ausführung das weitere Abdeckmaterial ebenfalls mittels Plattierens mit in das Schichtverbundmaterial integriert sein, insbesondere indem es in Form einer Platte oder eines Bandes bereitgestellt und übereinandergelegt und beispielsweise durch Walzen mit den anderen Schichten verbunden wird. Alternativ kann das weitere Abdeckmaterial jedoch auch mittels eines anderen Verfahrens auf die Stirnfläche des Kerns aufgebracht sein. Alternative Verfahren wurden oben beschrieben.

Der plattierte Anschlussstift ist vorteilhaft aus dem plattierten Verbundmaterial mittels eines Trennverfahrens, insbesondere durch Zerteilen herausgetrennt. Dadurch lässt sich in einem Schritt ein Anschlussstift erzeugen, bei dem zumindest eine Stirnfläche des Kerns mit Abdeckmaterial bedeckt ist und vorzugsweise das Abdeckmaterial seitlich nicht über den Kern hinausragt. Vorzugsweise handelt es sich um einen ausgeschnittenen, plattierten Anschlussstift, der durch ein Schneidverfahren, vorzugsweise ausgewählt aus Laserschneiden, Wasserstrahlschneiden oder Scherschneiden aus dem Verbundmaterial herausgetrennt ist. Dadurch kann der Anschlussstift wirtschaftlicher und in größerer Stückzahl hergestellt werden als im Wege einer Einzelteilfertigung wie bei den anderen genannten Verfahren zum Herstellen eines Anschlussstifts aus Kern und mindestens einem Abdeckmaterial, beispielsweise einem Anschlussstift, der durch Reibschweißen hergestellt ist.

Mittels Trennverfahren wie Laserschneiden und Wasserstrahlschneiden, wobei bei letzterem dem Wasser abrasive Medien hinzugesetzt sein können, lassen sich Anschlussstifte in kleinere bis mittlerer Stückzahl fertigen. Bevorzugt ist der Anschlussstift mittels Scherschneidens, besonders bevorzugt durch Stanzen, herausgetrennt, wodurch sich Anschlussstifte in hoher Stückzahl kostengünstig fertigen lassen. Insbesondere durch Scherschneiden, vorzugsweise Stanzen, kann die Außenform des Anschlussstifts, insbesondere zylinderförmigen Anschlussstifts, in einem Arbeitsgang erzeugt werden.

In einer vorteilhaften Variante handelt es sich bei dem Anschlussstift um einen gestanzten Anschlussstift. Da geschnittene bzw. gestanzte Werkstücke charakteristische Formfehler - beispielsweise (im Falle des Scherschneidens) Kanteneinzug durch plastische Verformung, Bruchzone, Schnittgrat etc. - aufweisen, kann anhand der Formmerkmale des Anschlussstifts bestimmt werden, auf welche Art und Weise er hergestellt wurde. Ein lasergeschnittener Anschlussstift zeigt beispielsweise eine thermisch beeinflusste Randzone, insbesondere eine geschmolzene Randschicht. Ein wasserstrahlgeschnittener Anschlussstift weist eine mechanisch veränderte Randzone auf. Formfehler und Randzonenveränderungen lassen sich beispielsweise über eine mikroskopische Betrachtung der Schnittkante erkennen.

In einer besonders vorteilhaften Variante handelt es sich bei dem Anschlussstift um einen gestanzten, plattierten, insbesondere walzplattierten, Anschlussstift.

Weitere Details zum Anschlussstift werden weiter unten im Zusammenhang mit einem weiteren Aspekt der Erfindung beschrieben, auf die hier zur Vermeidung von Wiederholungen Bezug genommen wird.

Bevorzugt ist eine Stirnseite des Anschlussstifts bündig zu einer Oberfläche des Grundkörpers angeordnet. Weist der Grundkörper Bereiche mit unterschiedlichen Dicken auf, so ist es bevorzugt, dass die eine Stirnseite bündig mit der an die Durchgangsöffnung angrenzende Oberfläche des Grundkörpers abschließt. Insbesondere bei Kombination mit einem bündig mit der Oberfläche des Grundkörpers abschließenden Fixiermaterial wird dadurch eine ebene Form der elektrischen Durchführung erreicht und die Durchführung weist vorteilhafterweise eine möglichst geringe Bauhöhe auf.

Alternativ hierzu ist es bevorzugt, dass eine Stirnseite oder beide Stirnseiten des Anschlussstifts über eine Oberfläche des Grundkörpers hinausragend angeordnet sind. Weist der Grundkörper Bereiche mit unterschiedlichen Dicken auf, so ist es bevorzugt, dass eine oder beide Stirnseiten über die an die Durchgangsöffnung angrenzende Oberfläche des Grundkörpers hinausragen. Hierdurch wird eine erhöhte Kontaktfläche geschaffen, welche ein einfaches elektrisches Kontaktieren des Anschlussstifts erlaubt, beispielsweise durch Anschweißen von Kontaktfahnen.

Das Material des Grundkörpers ist bevorzugt ausgewählt aus Leichtmetall, Leichtmetall- Legierung, AlSiC, Stahl, insbesondere ferritischer, austenitischer oder Duplex-Stahl, rostfreier Stahl, Edelstahl, Werkzeugstahl. Bei dem Leichtmetall bzw. Leichtmetall-Le- gierung kann es sich vorteilhaft um Aluminium, Aluminium-Legierung, Titan, Titan-Legierung, Magnesium oder Magnesium-Legierung handeln. Bevorzugt ist das Material des Grundkörpers ausgewählt aus Aluminium oder Aluminium-Legierung oder AlSiC. AlSiC weist eine Matrix aus SiC auf, die mit AI infiltriert ist.

Im Rahmen der Offenbarung werden unter Leichtmetallen Metalle verstanden, die ein spezifisches Gewicht geringer als 5,0 kg/dm³ aufweisen. Insbesondere liegt das spezifische Gewicht der Leichtmetalle im Bereich 1 ,0 kg/dm³ bis 3,0 kg/dm³.

Das erste elektrisch leitfähige Material des Anschlussstifts ist ausgewählt aus Kupfer, Kupfer-Legierung oder CuSiC. CuSiC weist eine mit Cu infiltrierte Matrix aus SiC auf.

Ein bevorzugtes Beispiel weist einen Grundkörper aus Aluminium oder Aluminiumlegierung und einen Anschlussstift mit einem Kern aus Kupfer oder Kupferlegierung auf.

Das zweite elektrisch leitfähige Material des Anschlussstifts ist ausgewählt aus Aluminium, Aluminium-Legierung oder AlSiC. Bevorzugt handelt es sich um Aluminium oder eine Aluminium-Legierung. Das dritte elektrisch leitfähige Material des Anschlussstifts - falls vorhanden - ist bevorzugt ausgewählt aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung, AlSiC, Molybdän, Nickel oder Nickellegierungen, Palladium, Silber oder Gold.

Ein bevorzugtes Beispiel für einen erfindungsgemäßen Anschlussstift weist einen Kern aus Kupfer oder Kupfer-Legierung und ein Abdeckmaterial aus Aluminium oder Aluminium-Legierung auf.

Aber auch andere Materialkombinationen, bei denen vorteilhaft ein Schmelzpunkt des zweiten elektrisch leitfähigen Materials und/oder des dritten elektrisch leitfähigen Materials geringer ist als ein Schmelzpunkt des ersten elektrisch leitfähigen Materials des Kerns des Anschlussstifts sind vorteilhaft.

Bevorzugt ist das Fixiermaterial ein Glas, eine Glaskeramik oder eine Keramik oder umfasst ein Glas, eine Glaskeramik oder eine Keramik. Bevorzugte Gläser umfassen technische Gläser, insbesondere oxidische Gläser, welche bevorzugt gegen übliche Materialien im Zusammenhang mit elektrischen Energiespeichern chemisch beständig sind.

Im Fall eines technischen Glases ist das Fixiermaterial beispielsweise ein Aluminiumphosphatglas, welches AI2O3 und P2O5 umfasst, ein Aluminiumboratglas, welches AI2O3 und B2O3 umfasst, oder ein Bismut-Glas, welches beispielsweise Bi2Ö3 als Glasbildner umfasst. Alternativ können auch Gläser, die Bleioxid als Glasbildner umfassen, insbesondere Gläser aus dem PbO-B2O3-System, oder Vanadium-haltige Gläser als Fixiermaterial zum Einsatz kommen.

Für Glas-Metall Durchführungen werden als Fixiermaterial geeignete Gläser nach ihren Eigenschaften wie Schmelztemperatur und/oder thermischer Ausdehnungskoeffizient ausgewählt. Vorteilhaft können Gläser mit niedriger Schmelztemperatur sein. Besonders vorteilhaft kann ein Glas sein, dessen Schmelztemperatur unterhalb des Schmelzpunktes von Aluminium bzw. einer Aluminium-Legierung liegt. Bevorzugt kann es sein, wenn in einer elektrischen Durchführung für eine elektrische Speichereinrichtung, beispielsweise eine Batterie, einen Kondensator oder einen Superkondensator, das Fixiermaterial ein Aluminiumphosphatglas aufweist oder daraus besteht. Geeignete Gläser sind beispielsweise in der WO 2012 110243 A1 und DE 10 2017 216 422 B3 offenbart. Alternativ kann das Fixiermaterial ein Bismut-basierendes Glas, das Bi₂O3 als Glasbildner umfasst, oder ein Blei-basierendes Glas, das PbO als Glasbildner umfasst, aufweisen oder daraus bestehen.

Für das Herstellen der elektrischen Durchführung kann das Fixiermaterial bzw. ein Vorläufermaterial in Gestalt eines Formkörpers bereitgestellt werden. Der Formkörper kann beispielsweise die Form eines Hohlzylinders haben. Zur Ausbildung der elektrischen Durchführung wird der Anschlussstift in das Innere dieses Hohlzylinders eingesetzt und dieser wird wiederum in eine Öffnung eines Grundkörpers eingesetzt. Der Anschlussstift wird dabei so in das Innere des Hohlzylinders eingesetzt, dass der Übergang von Kern zu Abdeckmaterial außerhalb des Fixiermaterials liegt. Durch eine Temperaturbehandlung wird anschließend der Metallstift in die Öffnung eingeglast, wobei das Fixiermaterial mit dem Material des Anschlussstifts und dem Material des Grundkörpers eine innige Verbindung eingeht. In einer vorteilhaften Variante kann der Grundkörper außerhalb des Bereichs der Durchgangsöffnung eine erste Dicke di aufweisen und in einem an die Durchgangsöffnung angrenzenden Verstärkungsbereich mit einer Breite W eine vergrößerte zweite Dicke d₂ aufweisen. Wird die Metall-Fixiermaterial-Durchführung als eine Druckeinglasung ausgebildet, so wird die Breite W so ausgewählt, dass durch den Grundkörper ausreichende Druckkräfte auf das Fixiermaterial ausgeübt werden können.

Diese vergrößerte Dicke des Verstärkungsbereichs kann beispielsweise durch das Vorsehen verdickter Bereiche des Grundkörpers des Gehäuseteils, das Vorsehen eines Kragens und/oder das Vorsehen von gesonderten Verstärkungsteilen erreicht werden, wie beispielsweise in WO 2021/185648 A1 auch in EP 3 021 377 A2 offenbart. Durch die Wahl der Dicke des Grundkörpers bzw. das Vorsehen verdickter Bereiche kann die Einglasungslänge beeinflusst werden, entlang der das Fixiermaterial mit dem Material des Grundkörpers des Gehäuseteils verbunden ist.

In einer Variante weist das Gehäuseteil einen Kragen auf, der eine innere Wandung mit einer Höhe ausbildet, die größer ist als die übrige Materialstärke des Gehäuseteils, insbesondere einer Dicke eines als Deckel ausgebildeten Gehäuseteils oder einer Dicke einer Wandung eines als Becher ausgebildeten Gehäuseteils. Bevorzugt ist der Kragen als ein hochgewölbter, umgeformter Kragen ausgebildet, wobei das Gehäuseteil und der Kragen insbesondere einteilig sind.

Um einen Bruch des Glas-, Keramik- oder Glaskeramikmaterials insbesondere nach der Einglasung bespielweise aufgrund von Temperatureinwirkungen zu vermeiden kann es vorteilhaft sein, wenn der Grundkörper einen flexiblen Flansch zum Fügen des Grundkörpers mit weiteren Komponenten wie Bestandteilen eines Gehäuses umfasst. Der Flansch selbst umfasst einen Bereich, einen sogenannten Verbindungsbereich, mit dem eine weitere Komponente an den Grundkörper angeschlossen wird. Das Anschließen an den Grundkörper kann durch Verschweißen, insbesondere Ultraschallschweißen oder Löten erfolgen. Die Schweißverbindung wird bevorzugt derart ausgeführt, dass die Verbindung weitgehend gasdicht ist und bevorzugt eine He-Leckrate kleiner 10^-8 mbar l/sec bei 1 bar Druckunterschied zur Verfügung gestellt wird. Der flexible Flansch kann sehr einfach erhalten werden. So kann beispielsweise der Grundkörper als ein Blechteil mit einer Dicke d₂ ausgeführt sein, welches auf die Dicke di, heruntergeprägt wird und nach den Herunterprägen der Abschnitt mit der Dicke di, so verformt werden, dass der flexible Flansch ausgebildet wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass um den Bereich der Öffnung herum die ursprüngliche Dicke d₂ erhalten bleibt, so dass der an die Öffnung angrenzende Bereich verstärkt ist. Auch ist es möglich, dass ein Blech mit einer Dicke di zu einem flexiblen Flansch geformt wird und das hochgezogene Blech bzw. ein durch Umformen des Blechs gebildeter Kragen die Einglasung aufnimmt. Eine Einglasung in einen hochgezogenen flexiblen Flansch, insbesondere an einen Kragen des flexiblen Flansches, ist insbesondere dann möglich, wenn der flexible Flansch und der hochgezogene Bereich als Material austenitischen Stahl oder Duplex- Stahl umfasst.

In einer vorteilhaften Ausführungsform kann in dem Grundkörper anstelle von oder zusätzlich zu einem flexiblen Flansch eine Entlastungseinrichtung vorgesehen sein. Die Entlastungseinrichtung umfasst vorteilhaft mindestens eine Nut oder Vertiefung, vorzugsweise mindestens eine umlaufende Nut oder umlaufende Vertiefung. Anstelle einer Nut kann auch eine Folge nebeneinander liegender Einstiche vorgesehen sein.

Durch die Entlastungseinrichtung kann ein thermischer Fluss durch den Grundkörper reduziert, also eine thermische Barriere geschaffen, und/oder mechanische Belastung des Grundkörpers senkrecht zur Achse des Anschlussstiftes verringert werden, da der Grundkörper in Richtung senkrecht zur Achse des Anschlussstiftes verformbar, bevorzugt reversibel verformbar ist. Dies führt dazu, dass in das Fixiermaterial weniger Spannungen, insbesondere keine Zugspannungen, die auf das Fixiermaterial wirken und dadurch die Kompression auf das Fixiermaterial reduzieren, eingebracht werden, wodurch die Dichtheit der Durchführung bei thermischen und mechanischen Belastungen verbessert wird.

In einer vorteilhaften ersten Variante ist die Entlastungseinrichtung, insbesondere Nut oder Vertiefung, auf der ersten Seite der elektrischen Durchführung, welche bei Bildung eines Gehäuses nach außen weist, angeordnet. In einer vorteilhaften alternativen zweiten Variante ist die Entlastungseinrichtung, insbesondere Nut oder Vertiefung, auf der zweiten Seite der elektrischen Durchführung, welche bei Bildung eines Gehäuses nach innen weist, angeordnet. In einer besonders vorteilhaften dritten Variante umfasst die Entlastungsvorrichtung mindestens zwei an gegenüberliegenden Seiten des Grundkörpers angeordnete Nuten oder Vertiefungen.

Als Glas- oder Glaskeramikmaterial wird beispielsweise ein Aluminiumphosphatglas mit den Hauptbestandteilen AI2O3, P2O5 und vorteilhaft mit Alkalimetalloxiden eingesetzt. Vorteilhaft liegt der thermische Ausdehnungskoeffizient eines derartigen Glasmaterials im Bereich 13 bis 25 ppm/K bzw. 13 bis 25- 10'⁶1/K, bevorzugt im Bereich 13 bis 2010'⁶ 1/K, besonders bevorzugt im Bereich 13 bis 18- 10^-6 1/K. Wird beispielsweise ein Bismut- Glas verwendet, liegt der thermische Ausdehnungskoeffizient beispielsweise bei ca. 10,5- 10-⁶ 1/K.

Um eine besonders gute Abdichtung zwischen den Metallteilen, also dem Grundkörper und dem Anschlussstift, und dem Fixiermaterial zu erreichen, kann die elektrische Durchführung in Form einer Druckeinglasung ausgebildet werden. Dabei wird ein thermischer Ausdehnungskoeffizient des Grundkörpers größer gewählt als ein thermischer Ausdehnungskoeffizient des Fixiermaterials, so dass sich nach einer Temperaturbehandlung, bei der das Fixiermaterial in der Durchgangsöffnung eingeglast wird, der Grundkörper stärker zusammenzieht als das Fixiermaterial. Hierdurch werden dauerhaft Druckkräfte durch den Grundkörper auf das Fixiermaterial ausgeübt. Diese spannen das Fixiermaterial vor und sorgen für eine besonders beständige Abdichtung.

Entsprechend ist es bevorzugt, dass ein thermischer Ausdehnungskoeffizient des Grundkörpers größer ist als ein thermischer Ausdehnungskoeffizient des Fixiermaterials. Besonders bevorzugt wird bei einer Druckeinglasung der thermische Ausdehnungskoeffizient des Grundkörpers mindestens 5%, bevorzugt mindestens 10%, besonders bevorzugt mindestens 20%, in manchen vorteilhaften Varianten mindestens 50% größer gewählt als der thermische Ausdehnungskoeffizient des Fixiermaterials.

Die Vorspannung für die Druckeinglasung wird im Wesentlichen durch den Unterschied der thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Material des Grundkörpers und dem Fixiermaterial bestimmt. In einer vorteilhaften Variante mit einem Grundkörper aus Leichtmetall oder einer Leichtmetall-Legierung liegt der thermische Ausdehnungskoeffizient des Grundkörpers im Bereich 18- 10’⁶ 1/K bis 30 10’⁶ 1/ K und der thermische Ausdehnungskoeffizient des Fixiermaterials im Bereich 13- 10⁶ 1/K bis 19- 10⁶ 1/K. Eine derartige Wahl des thermischen Ausdehnungskoeffizienten für das Fixiermaterial ist zum Erhalt einer Druckeinglasung vorteilhaft, wenn das Grundkörpermaterial beispielsweise Aluminium oder eine Aluminiumlegierung ist und der Kern des Anschlussstifts Kupfer oder eine Kupferlegierung ist.

In einer vorteilhaften Variante mit einem Grundkörper aus einem Stahl, insbesondere austenitischem Stahl oder Duplex Edelstahl, kann der thermische Ausdehnungskoeffizient des Grundkörpers im Bereich 12-10^-6 1/K bis 19-10^-6 1/ K und der thermische Ausdehnungskoeffizient des Fixiermaterials im Bereich 9 10’⁶ 1/K bis 11 -10^-6 1/K liegen.

Der thermische Ausdehnungskoeffizient des Glas-, Keramik- oder Glaskeramikmaterials kann bei Bedarf modifiziert werden, indem das Glas-, Keramik- oder Glaskeramikmaterial mit einem Füllstoff gemischt wird. Durch Wahl der Art und Menge des Füllstoffs kann dann der thermische Ausdehnungskoeffizient eingestellt werden.

Bevorzugt liegt der thermische Ausdehnungskoeffizient des Kerns des Anschlussstifts im Bereich 14- 10⁶ 1/K bis 19- 10⁶ 1/K, vorteilhaft 15- 10⁶ 1/K bis 18- 10⁶ 1/K. Entsprechend kann der thermische Ausdehnungskoeffizient des Kerns bei Ausführung der Durchführung als Druckeinglasung bevorzugt an den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Fixiermaterials angepasst oder etwas kleiner oder etwas größer gewählt sein.

Für eine Druckeinglasung kann beispielsweise ein Grundköper aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von ca. 23 ■10’⁶ 1/ K mit einem Aluminiumphosphatglas mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von ca. 16 -10’⁶ 1/ K und einem Kern aus Kupfer oder Kupferlegierung mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von ca. 16 -10’⁶ 1/ K kombiniert werden. Auch eine Kombination mit einem Bismut-basierenden Glas mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von ca. 10,5- 10’⁶ 1/ K kann für eine Druckeinglasung mit einem Grundköper aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung vorteilhaft sein. Auch ein Grundkörper aus Stahl, insbesondere austenitischem Edelstahl, kann mit einem Bismut- basierenden Glas in einer Druckeinglasung kombiniert sein.

Alternativ zu einer Druckeinglasung können der thermische Ausdehnungskoeffizient des Grundkörpers und der thermische Ausdehnungskoeffizient des Fixiermaterials aneinander angepasst sein. Dabei ist es bevorzugt, wenn eine Differenz der thermischen Ausdehnungskoeffizienten kleiner ist als 5%.

Insbesondere wird unter einer angepassten Durchführung verstanden, dass sich die thermischen Ausdehnungskoeffizienten im Wesentlichen um höchstens 1 * 10 '⁶ 1/K unterscheiden, insbesondere im Wesentlichen gleich sind. Der thermische Ausdehnungskoeffizient des Kerns des Anschlussstifts wird bevorzugt in gleicher Weise an den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Fixiermaterials angepasst.

Für eine angepasste Durchführung kann beispielsweise ein Grundköper aus einem Stahl, insbesondere austenitischem Edelstahl, mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von ca. 16 bis 18 -10’⁶ 1/ K, mit einem passenden Glas, insbesondere einem Aluminiumphosphatglas mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von ca. 16 ■10^-6 1/ K, und einem Kern aus Kupfer oder Kupferlegierung mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von ca. 16 -10’⁶ 1/ K kombiniert werden.

Soweit oben im Zusammenhang mit einer Druckeinglasung oder einer angepassten Ein- glasung für Materialien Werte für den thermischen Ausdehnungskoeffizienten genannt wurden, beziehen sich diese auf den im Zusammenhang mit Glas-Metall-Durchführun- gen üblicherweise angegebenen linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten a im Temperaturintervall 20-300°C.

In einer vorteilhaften Variante weist das Fixiermaterial eine Höhe und der Grundkörper in einem an die Durchgangsöffnung angrenzenden Bereich eine Dicke auf, wobei in einem Kontaktbereich zwischen Grundkörper und Fixiermaterial die Höhe des Fixiermaterials geringer ist als die Dicke des Grundkörpers. Insbesondere im Zusammenhang mit einer Druckeinglasung kann es vorteilhaft sein, wenn die Höhe des Fixiermaterials, insbesondere bezogen auf einem Kontaktbereich mit dem Grundkörper, geringer ist als die Dicke des Grundkörpers in diesem Kontaktbereich. Das Fixiermaterial ist somit in Bezug auf den Grundkörper mindestens auf einer Seite der Durchführung zurückgesetzt, d.h. es liegt ein Versatz zwischen Fixiermaterial und Grundkörper vor. Durch diese Maßnahme können Druckspitzen direkt am Kontakt zwischen Grundkörper und Fixiermaterialrand vermieden bzw. reduziert werden. Dadurch ist die Gefahr von Materialschäden am Fixiermaterial reduziert. In einer vorteilhaften Variante kann das Fixiermaterial beidseits, d.h. auf beiden Seiten der Durchführung zurückgesetzt sein, vorzugsweise um denselben Betrag.

Bei einer solchen vorteilhaften Ausführung ragt eine an die Durchgangsöffnung angrenzende Oberfläche des Grundkörpers an mindestens einer Seite der Durchführung über das Fixiermaterial hinaus. Der Grundkörper bildet somit auf einer Seite der Durchführung oder auf beiden Seiten der Durchführung einen Überstand.

Es kann vorteilhaft sein, wenn die Differenz, d.h. der Unterschied, zwischen Höhe des Fixiermaterials und Dicke des Grundkörpers in Summe maximal 30%, bevorzugt maximal 26% oder maximal 24% beträgt. Eine vorteilhafte Untergrenze für die Differenz kann in Summe 10% oder 14% oder 16% sein, d.h. die Höhe des Fixiermaterials ist beispielsweise in Summe 10 bis 30% kleiner als die Dicke des Grundkörpers. Die Differenz kann unsymmetrisch auf beide Seiten der Durchführung verteilt sein. Vorteilhaft ist sie symmetrisch auf beide Seiten der Durchführung verteilt, so dass das Fixiermaterial auf jeder Seite vorteilhaft um mindestens 5% oder mindestens 7% oder mindestens 8% und/oder vorteilhaft um maximal 15% oder maximal 13% oder maximal 12% zurückgesetzt ist. Somit kann bei einer vorteilhaften Durchführung ein Versatz zwischen Grundkörper und Fixiermaterial vorliegen, wobei das Fixiermaterial auf jeder Seite jeweils um 5 bis 15%, bevorzugt jeweils um 8 bis 12% gegenüber dem Grundkörper im an die Durchgangsöffnung angrenzenden Bereich zurückgesetzt ist.

Üblicherweise ist an Gehäusen für eine Energiespeichereinrichtung ein Sicherheitsventil und/oder eine Sollbruchstelle als Sicherheitselement vorgesehen, um im Fall eines Überdrucks im Inneren diesen kontrolliert abzubauen. Bevorzugt weist die elektrische Durchführung ein solches Sicherheitselement auf. Dazu ist es bevorzugt, eine Auspresskraft für den vom Fixiermaterial gehaltenen Anschlussstifts so zu wählen, dass der Anschlussstift bei Überschreiten einer vorgegebenen Auspresskraft herausgedrückt wird. Ein derartiges Anpassen der Auspresskraft ist beispielsweise aus der DE 2020 20106 518 U1 bekannt.

Bevorzugt ist das Fixiermaterial und dessen Verbindung mit der Wandung der Durchgangsöffnung und dem Anschlussstift derart ausgeführt, dass über einer vorgegebenen Auspresskraft eine Sicherheitsventilfunktion bereitgestellt wird, wobei die vorgegebene Auspresskraft durch eine oder mehrere der nachfolgenden Maßnahmen eingestellt wird: a. Auswahlen der Dicke der Einglasung, b. Auswahl des Fixiermaterials, c. Auswahlen des Blasenanteils im Fixiermaterial, d. Strukturieren der Oberfläche des Fixiermaterials durch Einstellen der Form eines Fixiermaterialformkörpers vor dem Einglasen, e. Strukturieren der Oberfläche des Fixiermaterials während des Einglasens, f. Laserbearbeitung der Oberfläche des Fixiermaterials nach der Einglasung, g. ein- oder zweiseitiges Einbringen von Kerben oder Verjüngungen in das Fixiermaterial und/oder h. Einbringen von Kerben oder Verjüngungen in den Anschlussstift und/oder den Grundkörper.

Bevorzugt sind das zweite elektrisch leitfähige Material und/oder das Fixiermaterial derart ausgewählt, dass es gegen Elektrolyten, insbesondere wässrige und/oder nichtwässrige Elektrolyten beständig ist. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn die Materialien der Durchführung eine hohe chemische Beständigkeit gegenüber nicht wässrigen Batterieelektrolyten, insbesondere gegenüber Carbonaten, bevorzugt Carbonatmischungen mit einem Leitsalz, bevorzugt umfassend LiPFe aufweisen.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist das Bereitstellen eines Anschlussstifts für eine elektrische Durchführung, insbesondere für eine erfindungsgemäße elektrische Durchführung, wobei der Anschlussstift einen zylinderförmigen Körper aufweist oder in Form eines zylinderförmigen Körpers vorliegt und wobei der Anschlussstift aus einem Schichtverbundmaterial besteht oder ein Schichtverbundmaterial umfasst, welches eine Schicht aus einem ersten elektrisch leitfähigen Material, bevorzugt ausgewählt aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, und mindestens eine Schicht aus einem zweiten elektrisch leitfähigen Material, bevorzugt ausgewählt aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, aufweist, wobei die Schicht aus dem ersten elektrisch leitfähigen Material einen Kern des Anschlussstifts bildet und die mindestens eine Schicht aus dem zweiten elektrisch leitfähigen Material ein Abdeckmaterial an einer ersten Stirnfläche des Kerns bildet.

Der zylinderförmige Körper des Anschlussstifts weist eine Mantelfläche und zwei Stirnseiten auf. Kern des zylinderförmigen Körpers bildet die Schicht aus dem ersten elektrisch leitfähigen Material. Der vorteilhaft ebenfalls zylinderförmige Kern weist zwei Stirnflächen, die einander gegenüber liegen, auf, wobei mindestens eine Stirnfläche mit einer Schicht aus dem zweiten elektrisch leitfähigen Material, d.h. Abdeckmaterial, bedeckt ist.

Das Abdeckmaterial bedeckt mindestens eine der Stirnflächen des Kerns, wobei es vorzugsweise seitlich nicht über den Kern hinausragt. Eine Stirnfläche des Abdeckmaterials ist vorzugsweise im Wesentlichen so groß wie eine Stirnfläche des Kerns und ist entsprechend oder genauso geformt wie die Stirnfläche des Kerns. Eine Stirnfläche des Abdeckmaterials kann zugleich eine Stirnseite des Anschlussstifts bilden.

Der Anschlussstift kann vorzugsweise eine Kreiszylinderform aufweisen. Neben der Kreiszylinderform sind auch allgemeine Zylinderformen mit anderen Formen der Stirnseiten denkbar. Beispielsweise sind ovale Formen oder Rechtecke mit abgerundeten Ecken denkbar.

In einer vorteilhaften Ausführung weist der Anschlussstift eine Länge von 2 mm bis 8 mm, vorzugsweise von 3 mm bis 6 mm auf.

In einer vorteilhaften Ausführung weist der Anschlussstift einen Durchmesser von 1 mm bis 20 mm, vorzugsweise von 2 mm bis 10 mm auf.

Im Rahmen der Erfindung ist unter „Kern“ ein Abschnitt des Anschlussstifts zu verstehen, der - bezogen auf eine Längsachse des Anschlussstifts - vorzugsweise mindestens 50% der Länge ausmacht. Vorteilhaft bildet der Kern den Hauptteil des Anschlussstifts und macht mehr als 50%, vorteilhaft mindestens 55% oder mindestens 60% der Länge des Anschlussstifts aus. Die Längsachse des Anschlussstifts erstreckt sich in ei- ner Richtung parallel zur Achse der Durchgangsöffnung. Bei einem im Wesentlichen flachen Grundkörpern erstreckt sich die Längsachse des Anschlussstifts entsprechend senkrecht zu einer Ebene des Grundkörpers, in der die Durchgangsöffnung ausgebildet ist. Bei einem Schichtverbundmaterial kann die Dicke des Abdeckmaterials bevorzugt mindestens 10% der Länge des Anschlussstifts betragen.

Vorteilhaft handelt es sich bei dem Anschlussstift um einen plattierten, vorzugsweise walzplattierten, Anschlussstift, d.h. einen Anschlussstift, der aus einem mittels Plattierens, vorzugsweise mittels Walzplattierens, hergestellten Schichtverbundmaterial gefertigt ist, wobei das Schichtverbundmaterial beispielsweise in Form eines Bandes oder Platte vorliegen kann. Details hierzu sind weiter oben im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben.

Angaben zu den vorteilhaften Längen bzw. Dicken von Kern und/oder Abdeckmaterial wurden oben detailliert im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben. Die Dicke des Abdeckmaterials ist mindestens so groß, dass im plattierten Schichtverbundmaterial eine durchgängige Abdeckschicht frei von Öffnungen und Fehlstellen vorliegt. Außerdem hängt die Dicke des Abdeckmaterial von der Stromtragfähigkeit des Terminals und dem gewünschten Verfahren, mit dem weitere Anschlüsse mit der Abdeckschicht verbunden werden sollen, ab.

Bevorzugt ist der Anschlussstift aus dem Schichtverbundmaterial mittels eines Trennverfahrens, insbesondere durch Zerteilen, vorzugsweise durch Ausschneiden wie Laserschneiden, Wasserstrahlschneiden oder Scherschneiden herausgetrennt, was oben im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt der Erfindung detailliert beschrieben wurde. In einer vorteilhaften Ausführung handelt es sich um einen geschnittenen, vorzugsweise gestanzten Anschlussstift.

In einer besonders vorteilhaften Ausführung handelt es sich um einen gestanzten, walzplattierten Anschlussstift, d.h. im Zuge der Fertigung ist der Anschlussstift aus einem walzplattierten Schichtverbundmaterial durch Scherschneiden mit geschlossener Schnittlinie insbesondere unter Einsatz von Schneidstempel, Schneidmatrizen und Pressen hergestellt. Solche Anschlussstifte können wirtschaftlich in hoher Stückzahl hergestellt werden. Weitere Details, vorteilhafte Weiterbildungen und Vorteile des Anschlussstifts, - z.B. geometrischen, strukturelle Merkmale, Materialen, weiteres Abdeckmaterial usw. - sowie dessen Herstellung wurden oben bereits im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Erläuterungen verwiesen wird.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung eines erfindungsgemäßen Anschlussstifts in einer elektrischen Durchführung, insbesondere in einer erfindungsgemäßen elektrischen Durchführung. Es wird ein zylinderförmiger Körper oder ein Objekt, das einen zylinderförmigen Körper aufweist, wobei der zylinderförmige Körper aus einem Schichtverbundmaterial besteht oder ein Schichtverbundmaterial umfasst, als Anschlussstift in einer elektrischen Durchführung eingesetzt. Dabei weist das Schichtverbundmaterial eine Schicht aus einem ersten elektrisch leitfähigen Material, vorzugsweise ausgewählt aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, und mindestens eine Schicht aus einem zweiten elektrisch leitfähigen Material, vorzugsweise ausgewählt aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, auf. Dabei bildet die Schicht aus dem ersten elektrisch leitfähigen Material einen Kern des Anschlussstifts und die mindestens eine Schicht aus dem zweiten elektrisch leitfähigen Material ein Abdeckmaterial an einer ersten Stirnfläche des Kerns.

In einer vorteilhaften Variante wird ein ausgeschnittener, plattierter Anschlussstift verwendet. Besonders bevorzugt wird ein gestanzter, walzplattierte Anschlussstift verwendet.

Weitere Details, Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen eines Anschlussstifts und einer Durchführung wurden oben bereits im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt und dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Erläuterungen verwiesen wird.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist das Bereitstellen einer elektrischen Speichereinrichtung. Die vorgeschlagene elektrische Speichereinrichtung ist insbesondere als Batterie oder als Kondensator, einschließlich Superkondensator, ausgebildet und umfasst ein Gehäuse mit mindestens einer der hierin beschriebenen elektrischen Durchführung und/oder mit einem hierin beschriebenen Anschlussstift. Des Weiteren umfasst die elektrische Speichereinrichtung bevorzugt zumindest eine Speicherzelle, insbesondere eine Batteriezelle oder eine Kondensatorzelle.

Bevorzugt ist dabei der Grundkörper der elektrischen Durchführung als ein Gehäuseteil, insbesondere als ein Deckel oder als Bestandteil eines Deckels ausgebildet, der bevorzugt hermetisch dicht mit weiteren Gehäuseteilen verbunden ist, so dass ein hermetisch dichtes Gehäuse für die elektrische Speichereinrichtung ausgebildet wird. Beispielsweise wird zur Bildung des Gehäuses ein Deckel mit der elektrischen Durchführung durch Schweißen mit einem Becherteil verbunden. Unter hermetisch dicht wird hierbei verstanden, dass das Gehäuse eine He-Leckrate kleiner als 10'⁸ mbar l/sec bei 1 bar Druckunterschied aufweist.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der schematischen Figuren und ohne Beschränkung hierauf eingehender beschrieben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer elektrischen Durchführung mit einseitig bündiger Ausführung des Anschlussstifts,

Fig. 2 zweites Ausführungsbeispiel einer elektrischen Durchführung mit über einen Grundkörper herausragenden Oberflächen des Anschlussstifts und einem zurückgesetzten Fixiermaterial,

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer elektrischen Durchführung mit beidseitiger Bedeckung des Kerns des Anschlussstifts und einem Verstärkungsbereich,

Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel einer elektrischen Durchführung mit einem flexiblen Flansch,

Fig. 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel einer elektrischen Durchführung mit vollständig beschichtetem Kern des Anschlussstifts, Fig. 6 ein sechstes Ausführungsbeispiel einer elektrischen Durchführung mit einem flexiblen Flansch,

Fig. 7 ein siebtes Ausführungsbeispiel einer elektrischen Durchführung mit einer Entlastungseinrichtung und einem zurückbesetzten Fixiermaterial und

Fig. 8 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Anschlussstifts.

In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer elektrischen Durchführung 10 dargestellt. Die elektrische Durchführung 10 umfasst einen Grundkörper 12 mit einer Durchgangsöffnung 14, in die ein Anschlussstift 20 mit einer Längsachse L eingesetzt ist. Der Anschlussstift 20 wird über ein Fixiermaterial 16 elektrisch isolierend in der Durchgangsöffnung 14 gehalten. Dabei dichtet das Fixiermaterial 16 sowohl gegen eine innere Wandung der Durchgangsöffnung 14 als auch gegen den Anschlussstift 20 ab, so dass die Durchgangsöffnung 14 durch das Fixiermaterial 16 dicht verschlossen wird und eine Metall-Fixiermaterial-Durchführung ausgebildet wird.

Die dargestellte elektrische Durchführung 10 ist insbesondere für die Verwendung im Zusammenhang mit elektrischen Speichereinrichtungen wie Batterien, insbesondere Mikrobatterien, und Kondensatoren geeignet. Entsprechend kann es sich bei dem Grundkörper 12 um einen Bestandteil eines Gehäuses für eine solche elektrische Speichereinrichtung handeln, beispielsweise um einen Batteriedeckel oder um einen Bestandteil eines Batteriedeckels. Der Anschlussstift 20 bildet dann beispielsweise ein Anschlussterminal der elektrischen Speichereinrichtung aus. Zum Bilden eines Gehäuses für die elektrische Speichereinrichtung wird der Grundkörper 12 der elektrischen Durchführung mit weiteren Gehäuseteilen zusammengefügt. Im Fall der Ausgestaltung des Grundkörpers 12 als ein Deckelteil kann durch Fügen des Deckelteils mit einem Becherteil ein Gehäuse für eine elektrische Speichereinrichtung gebildet werden. Im Inneren einer solchen Speichereinrichtung ist üblicherweise zumindest eine Speicherzelle, wie beispielsweise eine Batteriezelle oder eine Kondensatorzelle, angeordnet. Für das Herstellen einer elektrischen Verbindung kann ein Anschluss einer solchen Speicherzelle mit dem Anschlussstift 20 und ein weiterer Anschluss mit einem weiteren Gehäuseteil elektrisch leitend verbunden werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, in einem Grundkörper 12 mehrere Durchgangsöffnungen 14 auszubilden und mehrere Anschlussstifte 20 anzuordnen, so dass eine mehrpolige Durchführung bereitgestellt wird.

Der Anschlussstift 20, der hier in Form eines zylinderförmigen Körpers vorliegt, muss in seinen Materialeigenschaften, insbesondere bezüglich seines thermischen Ausdehnungskoeffizienten, an die Erfordernisse der gebildeten Metall-Fixiermaterial-Durchfüh- rung angepasst sein. Um Korrosion des Anschlussstifts 20 zu verhindern oder zumindest zu reduzieren, sollte zudem das Material des Anschlussstifts 20 an die in der Speicherzelle verwendeten Materialien wie die Materialien der Stromableiter, Elektrodenmaterialen und Elektrolyte angepasst sein. Um beide Anforderungen zu erfüllen ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Anschlussstift 20 einen Kern 22 aus Kupfer, Kupferlegierung oder CuSiC als erstes elektrisch leitfähiges Material aufweist, welches an die Anforderungen der Metall-Fixiermaterial-Durchführung angepasst ist, und an einer Stirnseite ein Abdeckmaterial 24, das eine Stirnfläche des Kerns 22 bedeckt, aus Aluminium, Aluminium-Legierung oder AlSiC als zweites elektrisch leitfähiges Material aufweist, welches je nach Anordnung an der bei Bildung eines Gehäuses nach außen oder innen weisenden Seite verschiedene Aufgaben hat. Bei Anordnung an der nach außen weisenden Seite optimiert es den Anschlussstift 20 im Hinblick auf ein einfaches und sicheres Kontaktieren aufgrund seiner guten Schweißeigenschaften oder Löteigenschaften. Bei Anordnung an der nach innen weisenden Seite kann es den Anschlussstift 20 im Hinblick auf die chemische Beständigkeit gegenüber Materialien der Speicherzelle und elektrochemische Potentiale weiter optimieren oder auch der besseren Kontaktierbarkeit dienen.

Der Anschlussstift 20 und das Fixiermaterial 16 sind dabei in der elektrischen Durchführung 10 derart ausgebildet und angeordnet, dass ein Übergang 26a von dem Kern 22 zu dem Abdeckmaterial 24 außerhalb des Fixiermaterials 16 liegt, wobei das Fixiermaterial 16 nur an den Kern 22 angrenzt und somit lateral keinen Kontakt zum Abdeckmaterial hat. Dadurch, dass der Übergang 26a, d.h. die Materialgrenze, zwischen Kern 22 und Abdeckmaterial 24 außerhalb des Fixiermaterials 16 liegt, wird eine besonders stabile Durchführung erreicht, da sich unterschiedliches thermisches Ausdehnungsverhalten der zwei elektrisch leitfähigen Materialien nicht auf den Kontaktbereich zwischen Anschlussstift und Fixiermaterial auswirkt, was ansonsten zu einer Schwächung der Durchführung führen könnte. Wie zu erkennen ist, überdeckt das Abdeckmaterial 24 eine Stirnfläche des Kerns 22. Das Abdeckmaterial 24 ragt seitlich nicht über den Kern 22 hinaus. Eine Stirnfläche des Abdeckmaterials ist hier im Wesentlichen genauso groß wie eine Stirnfläche des Kerns und ist genauso geformt. Eine Stirnfläche des Abdeckmaterials bildet hier zugleich eine Stirnseite des Anschlussstifts.

Das zweite elektrisch leitfähige Material kann beispielsweise mittels Plattieren auf die Stirnfläche des Kerns 22 des Anschlussstifts 20 aufgebracht sein, was weiter unten beschrieben ist. Es sind aber auch andere Varianten denkbar, um das zweite elektrisch leitfähige Material aufzubringen. So können beispielsweise dünne Bleche oder Folien aus dem zweiten elektrisch leitfähigen Material mittels Verschweißen oder Verlöten mit dem Kern 22 verbunden werden oder das zweite elektrische Material kann durch galvanisches Beschichten oder ein Aufdampfverfahren aufgebracht werden.

In dem ersten Ausführungsbeispiel der Figur 1 bleibt eine Mantelfläche des Kerns 22 des Anschlussstifts 20 frei von dem Abdeckmaterial 24, so dass das Fixiermaterial 16 direkt an den Kern 22 bzw. dessen Mantelfläche angrenzt. Hierdurch wird erreicht, dass das Fixiermaterial 16 in direktem Kontakt mit dem Kern 22 stehen kann und das Abdeckmaterial 24 die Eigenschaften der Metall-Fixiermaterial-Durchführung nicht verändert. Die beiden Materialien des Anschlussstifts 20 können somit jeweils völlig unabhängig voneinander gewählt werden, um eine optimale Anpassung an die Anforderungen der Speicherzellen im Inneren des Gehäuses, an das Ausbilden der Metall-Fixiermate- rial-Durchführung und an das Verbinden mit elektrischen Anschlüssen, d.h. an die Kon- taktierbarkeit des Anschlussstifts zu erzielen. Beispielsweise kann im Fall einer Ausgestaltung der elektrischen Durchführung 10 für die Verwendung in einer Lithium-Ionen Batterie die Metall-Fixiermaterial Durchführung als Druckeinglasung ausgebildet sein.

In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der elektrische Durchführung 10 ist eine Stirnseite des Anschlussstifts 20 bündig mit den entsprechenden Oberflächen des Grundkörpers 12 ausgeführt, während die andere Stirnseite des Anschlussstifts 20 über die entsprechende Oberfläche des Grundkörpers 12 hinausragt. Die Gesamtdicke des Anschlussstifts 20 ist somit größer als die Dicke des Grundkörpers 12. Eine Oberfläche des Fixiermaterials 16 schließt hier bündig an eine Stirnseite des Anschlussstifts 20 an. Zudem schließen hier die Oberflächen des Fixiermaterials 16 bündig an die Oberflächen des Grundkörpers 12 an, d.h. - bezogen auf einem Kontaktbereich mit dem Grundkörper - ist die Höhe H des Fixiermaterials hier im Wesentlichen gleich groß wie die Dicke D des Grundkörpers 12 in einem an die Durchgangsöffnung 14 angrenzenden Bereich. Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, wenn die Höhe H des Fixiermaterials 16 geringer ist als die Dicke D des Grundkörpers 12, was beispielhaft in den Figuren 2 und 7 gezeigt ist. Es wäre aber auch denkbar, dass das Fixiermaterial 16 über die Oberflächen hinausragt und angrenzende Bereiche des Anschlussstifts 20 und/oder des Grundkörpers 12 teilweise überdeckt. Des Weiteren ist es alternativ denkbar, dass beide Stirnseiten des Anschlussstifts 20 über die entsprechenden Oberflächen des Grundkörpers 12 hinausragen. Dies ist in beispielhaft in Figur 2 dargestellt.

In Figur 1 ist eine vorteilhafte Ausführung eines erfindungsgemäßen Anschlussstiftes 20 für eine elektrische Durchführung im Querschnitt zu erkennen (siehe auch Figur 8). Der Anschlussstift 20 liegt hier in Form eines zylinderförmigen Körpers vor. Er umfasst ein Schichtverbundmaterial, welches eine Schicht aus einem ersten elektrisch leitfähigen Material und mindestens eine Schicht aus einem zweiten elektrisch leitfähigen Material aufweist, wobei die Schicht aus dem ersten elektrisch leitfähigen Material einen Kern 22 des Anschlussstifts bildet und die mindestens eine Schicht aus dem zweiten elektrisch leitfähigen Material ein Abdeckmaterial 24 an einer Stirnfläche des Kerns 22 bildet. Bezogen auf eine Längsachse L des Anschlussstifts 20 macht die Dicke bzw. Länge des Kerns 22 hier ca. 80% der Länge des Anschlussstifts 20 aus und die Dicke bzw. Länge des Abdeckmaterials 24 somit ca. 20%.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen walzplattierten Anschlussstift 20, der aus einem walzplattierten Schichtverbundmaterial gefertigt ist, welches eine Schicht aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, die den Kern 22 bildet, und mindestens eine Schicht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, die das Abdeckmaterial 24 bildet, aufweist. Bei dem gezeigten Anschlussstift 20 handelt es sich exemplarisch um einen gestanzten, walzplattierten Anschlussstift.

In den folgenden Figuren sind gleiche Bauteile wie in der Figur 1 mit denselben Bezugszeichen belegt.

Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der elektrischen Durchführung 10 mit über den Grundkörper 12 herausragenden Stirnseiten bzw. Oberflächen des Anschlussstifts 20. Der Aufbau der elektrischen Durchführung 10 entspricht der mit Bezug zur Figur 1 beschriebenen ersten Ausführungsform. Abweichend davon ist der Anschlussstift 20 derart ausgestaltet und angeordnet, dass dessen Stirnseiten nicht bündig zu den entsprechenden Oberflächen des Grundkörpers 12 angeordnet sind. Die Gesamtdicke des Anschlussstifts 20 ist auch hier größer als die Dicke des Grundkörpers 12. Im Vergleich zu Figur 1 ist die Dicke des Abdeckmaterials 24 größer gewählt. Ein solcher Schichtverbundaufbau kann insbesondere durch Plattieren erzeugt werden.

In Figur 2 ist ebenfalls dargestellt, dass die Höhe H des Fixiermaterials 16a, die hier auch der Einglasungslänge für den Anschlussstift entspricht, im Kontaktbereich mit dem Grundkörper geringer ist als die Dicke D des Grundkörpers 12 in einem an die Durchgangsöffnung 14 angrenzenden Bereich. Das Fixiermaterial 16a ist somit in Bezug auf den Grundkörper 12 zurückgesetzt, d.h. es liegt ein Versatz 27 vor. Gezeigt ist eine besonders vorteilhafte Ausführung, bei der das Fixiermaterial 16a beidseits, ungefähr um denselben Betrag zurückgesetzt ist, bezogen auf die Dicke des Grundkörpers 12 im Bereich der Durchgangsöffnung 14. Durch diese Maßnahme können im Falle einer Druck- einglasung Druckspitzen direkt am Kontakt zwischen Grundkörper und Fixiermaterialrand vermieden bzw. reduziert werden. Dadurch ist die Gefahr von Materialschäden am Fixiermaterial reduziert.

Selbstverständlich ist es denkbar, dass bei einer Durchführung mit zurückgesetztem Fixiermaterial 16a eine der beiden Stirnseiten des Anschlussstifts 20 bündig mit der entsprechenden Oberfläche des Grundkörpers 12 angeordnet wird, so dass der Anschlussstift 20 nur an einer der beiden Seiten über den Grundkörper 12 hinausragt, wie z.B. in Figur 1 gezeigt. Auch eine einseitig bündige Anordnung einer Stirnseite des Anschlussstifts mit der entsprechenden Oberfläche des zurückgesetzten Fixiermaterials wäre möglich. Desweiteren ist es möglich, ein in der Durchgangsöffnung zurückgesetztes Fixiermaterial 16a mit Höhe H mit einem verstärkten Grundkörper entsprechend der Figuren 3, 4 und 6 zu kombinieren. Bei solchen Grundkörpern entspricht dann die Dicke d2 der Bezugsgröße D.

In Figur 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der elektrischen Durchführung 10 dargestellt. Wie mit Bezug zur ersten Ausführungsform der Figur 1 beschrieben, weist die elektrische Durchführung 10 einen Grundkörper 12 mit einer Durchgangsöffnung 14 auf, in der über ein Fixiermaterial 16 ein Anschlussstift 20 isolierend gehalten ist.

Abweichend von der ersten Ausführungsform der Figur 1 ist zusätzlich auf einer zweiten Stirnfläche des Kerns 22 ein weiteres Abdeckmaterial 25 aus einem dritten elektrisch leitfähigen Material angeordnet, so dass beide Stirnflächen des Kerns 22 des Anschlussstifts 20 mit Abdeckmaterial 24, 25 bedeckt sind. Dabei ragt das Abdeckmaterial 24, 25 seitlich jeweils nicht über den Kern 22 hinaus. Die Stirnflächen des Abdeckmaterials sind hier im Wesentlichen so groß und so geformt wie die Stirnflächen des Kerns. Die Stirnflächen des Abdeckmaterials bilden hier die Stirnseiten des Anschlussstifts.

Zu erkennen ist, dass vorteilhaft auch der weitere Übergang 26b, d.h. die Materialgrenze, zwischen dem Kern 22 zu dem weiteren Abdeckmaterial 25 außerhalb des Fixiermaterials 16 liegt, wodurch eine besonders stabile Durchführung bereitgestellt ist, da sich unterschiedliches thermisches Ausdehnungsverhalten der unterschiedlichen Materialien des Anschlussstifts nicht auf den Kontaktbereich zwischen Anschlussstift und Fixiermaterial auswirkt, was ansonsten zu einer Schwächung der Durchführung führen könnte. Alternativ wäre es jedoch auch möglich, diesen weiteren Übergang 26b in dem Kontaktbereich mit dem Fixiermaterial 16 zu positionieren, so dass in dieser Ausführungsform das erste Material des Kerns 22 an einer Seite der Durchführung unzugänglich ist (siehe z.B. Figuren 4 und 6). Das dritte elektrisch leitfähige Material kann verschieden oder identisch zu dem zweiten elektrisch leitfähigen Material gewählt sein. Exemplarisch dargestellt sind identische Materialien, d.h. das dritte elektrisch leitfähige Material ist hier ausgewählt aus Aluminium, einer Aluminium-Legierung oder AISiC. Die Dicken von Abdeckmaterial 24 und Abdeckmaterial 25 können gleich sein, wie dargestellt, oder unterschiedlich sein.

In dem dritten Ausführungsbeispiel der Figur 3 ist zudem der Grundkörper 12 abweichend von den ersten beiden Ausführungsformen ausgebildet. Der Grundkörper 12 des dritten Ausführungsbeispiels weist einen Verstärkungsbereich mit einer Breite W auf, der an die Durchgangsöffnung 14 angrenzt und innerhalb dem der Grundkörper 12 eine erhöhte Dicke d2 aufweist. Außerhalb des Verstärkungsbereichs weist der Grundkörper 12 die geringere Dicke di auf. Hierdurch wird ein besonders kompakter Aufbau der elektrischen Durchführung 10 erhalten, der sich insbesondere für Mikrobatterien eignet. Dennoch bietet der Grundkörper 12 eine hohe mechanische Stabilität, die auch für das Ausbilden der Metall-Fixiermaterial Durchführung als Druckeinglasung geeignet ist. Hierzu wird die Breite W derart gewählt, dass die dazu erforderlichen Druckkräfte aufgebaut werden können.

Die Ausführung des Grundkörpers 12 mit einem Verstärkungsbereich kann selbstverständlich mit anderen Ausführungsbeispielen kombiniert werden, so dass beispielsweise abweichend von der Darstellung der Figur 3 eine Stirnseite des Anschlussstifts 20 bündig zu einer an die Durchgangsöffnung 14 angrenzenden Oberflächen des Grundkörpers 12 angeordnet ist (siehe Figur 4) oder nur eine erste Stirnfläche des Kerns 22 mit einem Abdeckmaterial 24 bedeckt ist. Auch eine Ausführung mit einem zurückgesetzten Fixiermaterial 16a, beispielsweise entsprechend Figur 2, wäre möglich.

Figur 4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer elektrischen Durchführung 10. Wie mit Bezug zur ersten Ausführungsform der Figur 1 beschrieben, weist die elektrische Durchführung 10 einen Grundkörper 12 mit einer Durchgangsöffnung 14 auf, in der über ein Fixiermaterial 16 ein Anschlussstift 20 isolierend gehalten ist. Der Kern 22 des Anschlussstifts 20 ist, wie in dem dritten Ausführungsbeispiel der Figur 3 gezeigt, auf seinen beiden Stirnflächen mit Abdeckmaterial 24, 25 versehen, wobei in dem gezeigten Beispiel eine Stirnseite des Anschlussstifts bündig mit einer an die Durchgangsöffnung 14 angrenzenden Oberfläche des Grundkörpers 12 abschließt. Wie in der Figur zu erkennen, ist in diesem Beispiel exemplarisch das weitere Abdeckmaterial 25 mit dem dritten elektrisch leitfähigen Material verschieden zu dem Abdeckmaterial 24 mit dem zweiten elektrisch leitfähigen Material gewählt. Wie zu erkennen ist, liegt der Übergang 26a von dem Kern 22 zu dem Abdeckmaterial 24 außerhalb des Fixiermaterials 16, während auf der gegenüberliegenden Seite der Durchführung 10 der weitere Übergang 26b von dem Kern 22 zu dem weiteren Abdeckmaterial 25 innerhalb des Fixiermaterials 16 angeordnet ist, d.h. das Fixiermaterial 16 grenzt lateral direkt an Kern 22 und weiteres Abdeckmaterial 25. Mit einer solchen Ausführung kann eine stabile Durchführung insbesondere dann erzielt werden, wenn der Unterschied zwischen den thermischen Ausdehnungskoeffizienten von erstem und drittem elektrisch leitfähigen Material gering ist. Der Grundkörper 12 des vierten Ausführungsbeispiels umfasst zusätzlich einen flexiblen Flansch 30, über den er mit weiteren Elementen verbunden werden kann, beispielsweise mit weiteren Bestandteilen eines Gehäuses. Der flexible Flansch 30 wird beispielsweise durch Umformen des Grundkörpers 12 erhalten und weist einen Übergangsbereich mit einer Weite W auf, innerhalb dem ein flacher Abschnitt des Grundkörpers 12 in einen Einglasungsabschnitt mit einer Dicke d2 übergeht, welche größer ist als die Dicke di des flachen Abschnitts des Grundkörpers 12. Der Grundkörper 12 ist in dem Übergangsbereich flexibel und nachgiebig, so dass durch den flexiblen Flansch 30 der Bereich mit der Durchgangsöffnung 14 mechanisch entkoppelt wird. Entsprechend werden mechanische Spannungen anderer Teile des Gehäuses nicht auf das Fixiermaterial 16 übertragen. Des Weiteren kann die Dicke d2 innerhalb des Einglasungsabschnitts in einem weiten Bereich frei gewählt werden, so dass sich eine Einglasungslänge unabhängig von anderen Dimensionen des Grundkörpers 12 bzw. eines Gehäuses mit dem Grundkörper einstellen lässt. Selbstverständlich könnte ein Grundkörper 12 mit einem flexiblen Flansch 30 auch mit einem Anschlussstift 20 kombiniert sein, bei dem nur eine Stirnseite ein Abdeckmaterial aufweist.

Figur 5 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel einer elektrischen Durchführung 10, welche ähnlich zum ersten Ausführungsbeispiel der Figur 1 ausgebildet ist, wobei allerdings beide Stirnseiten des Anschlussstifts 20 über die entsprechenden Oberflächen des Grundkörpers 12 hinausragen. Abweichend von dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Kern 22 des Anschlussstifts 20 aus Kupfer, Kupferlegierung oder CuSiC vollständig von Aluminium, einer Aluminium-Legierung oder AlSiC umgeben, so dass alle Oberflächen des Kerns 22 von dem Abdeckmaterial 24 bedeckt sind. Entsprechend sind insbesondere beide Stirnflächen und eine Mantelfläche des Kerns 22 von dem Abdeckmaterial 24 bedeckt. Das Fixiermaterial 16 grenzt auch hier an den Kern 22 an, d.h. es ist hier auf Höhe des Kerns angeordnet, ohne ihn jedoch direkt zu kontaktieren, anders als bei den anderen in den Figuren 1 bis 4, 6 und 7 gezeigten Ausführungsbeispielen, bei denen jeweils das Fixiermaterial in direktem Kontakt mit dem Kern steht, d.h. direkt an den Kern bzw. an die Mantelfläche des Kerns 22 angrenzt.

Figur 6 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel einer elektrischen Durchführung 10, welche ähnlich zum vierten Ausführungsbeispiel der Figur 4 ausgebildet ist und einen flexiblen Flansch 30 umfasst, dessen Ausbildung und Funktion oben bereits beschrieben wurden. Der Kern 22 des Anschlussstifts 20 mit dem ersten elektrisch leitfähigen Material ist, wie in dem vierten Ausführungsbeispiel der Figur 4 gezeigt, auf seinen beiden Stirnflächen mit Abdeckmaterial 24, 25 versehen, wobei hier beispielhaft die Abdeckmaterialien 24, 25 identisch, aber deren Dicken unterschiedlich gewählt sind. Da der weitere Übergang 26b zwischen Kern 22 und weiterem Abdeckmaterial 25 hier im Kontakt mit dem Fixiermaterial steht, ist die Dicke von Abdeckmaterial 25 geringer gewählt. Abweichend von dem vierten Ausführungsbeispiel ist der Anschlussstift 20 derart ausgestaltet und angeordnet, dass dessen beide Stirnseiten nicht bündig zu den entsprechenden Oberflächen des Grundkörpers 12 angeordnet sind, sondern darüber hinausragen. Die Gesamtdicke des Anschlussstifts 20 ist somit größer als die Dicke des Grundkörpers 12 im Bereich der Durchführung. In der Figur 6 ist zu erkennen, dass die Anordnung des Kerns 22 und die Dicke des Abdeckmaterials 25 so groß gewählt sind, dass im Zusammenspiel mit dem Fixiermaterial 16 das erste elektrisch leitfähige Material des Kerns 22 von einer Seite der elektrischen Durchführung 10 aus nicht zugänglich ist. Entsprechend grenzt hier das Fixiermaterial 16 auch direkt an das Abdeckmaterial 25 an. Das Abdeckmaterial 25 befindet sich dabei auf der zweiten Seite der elektrischen Durchführung 10, welche bei Bildung eines Gehäuses nach innen weist. Auf der gegenüberliegenden ersten Seite der Durchführung 10, die bei Bildung eines Gehäuses nach außen weist, ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel das erste elektrisch leitfähige Material des Kerns 22 zugänglich, da der Übergang 26a vom Kern 22 zum Abdeckmaterial 24 außerhalb des Fixiermaterials 16 liegt.

Figur 7 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel einer elektrischen Durchführung 10, welche ähnlich zum zweiten Ausführungsbeispiel der Figur 2 ausgebildet ist. Der Grundkörper 12 des siebten Ausführungsbeispiels weist jedoch hier an seinem äußeren Rand einen umlaufenden Verbindungsflansch 32, der hier in Form einer einseitigen Stufe ausgebildet ist, auf. Der Verbindungsflansch 32 kann der Ausrichtung und Zentrierung des Grundkörpers 12 in Bezug auf ein weiteres Gehäusebauteil - beispielsweise ein becherförmiges Gehäuseelement oder ein Deckelelement - im Zuge des Zusammenbaus eines Gehäuses oder Deckels dienen. Außerdem kann am Verbindungsflansch 32 die Verbindung mit dem weiteren Gehäusebauteil erfolgen, beispielsweise mit Hilfe einer Schweißverbindung oder Lötverbindung. Ein Verbindungsflansch kann auch mit anderen Grundkörperausführung, beispielsweise mit Verstärkungen bzw. flexiblem Flansch kombiniert sein. Außerdem ist in dem Grundkörper 12 bei dem siebten Ausführungsbeispiel eine Entlastungseinrichtung 31 vorgesehen, die hier beispielhaft als Nut oder Vertiefung, vorzugsweise als umlaufende Nut oder umlaufende Vertiefung, ausgebildet ist. Die Nut der Entlastungseinrichtung 31 ist exemplarisch auf der ersten Seite der elektrischen Durchführung 10, welche bei Bildung eines Gehäuses nach außen weist, angeordnet. Selbstverständlich könnte sie auch an der anderen Seite des Gehäuses angeordnet sein. Auch zwei an gegenüberliegenden Seiten des Grundkörpers angeordnete Nuten oder Vertiefungen können als Entlastungseinrichtung 31 dienen. Anstelle einer Nut kann auch eine Folge nebeneinander liegender Einstiche vorgesehen sein.

Durch die Entlastungseinrichtung 31 wird ein thermischer Fluss durch den Grundkörper 12 reduziert, also eine thermische Barriere geschaffen, und/oder mechanische Belastung des Grundkörpers 12 senkrecht zur Längsachse des Anschlussstiftes 20 verringert, da der Grundkörper 12 in Richtung senkrecht zur Längsachse des Anschlussstiftes 20 verformbar, bevorzugt reversibel verformbar ist. Dies führt dazu, dass in das Fixiermaterial 16 weniger Spannungen, insbesondere keine Zugspannungen, die auf das Fixiermaterial 16 wirken und dadurch die Kompression auf das Fixiermaterial 16 reduzieren, eingebracht werden, wodurch die Dichtheit der Durchführung 10 bei thermischen und/oder mechanischen Belastungen sichergestellt wird. Das Fixiermaterial ist hier ein zurückgesetztes Fixiermaterial 16a, welches, wie im Zusammenhang mit dem zweiten Ausführungsbeispiel (siehe Figur 2) beschrieben, ausgebildet und angeordnet ist. Selbstverständlich kann eine Entlastungseinrichtung 31 auch bei anderen Ausführungsformen der Erfindung realisiert sein, beispielsweise einer Ausführung entsprechend Figur 1 , bei der die Höhe H des Fixiermaterials im Wesentlichen gleich groß wie die Dicke D des Grundkörpers 12 in einem an die Durchgangsöffnung 14 angrenzenden Bereich ist.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des siebten Ausführungsbeispiels weist der Anschlussstift 20 einen Kern 22 aus Kupfer als erstes elektrisch leitfähiges Material und auf einer Stirnfläche des Kerns 22 ein Abdeckmaterial 24 aus Aluminium als zweites elektrisch leitfähiges Material auf. Alternativ könnte es sich auch um einen Kern aus einer Kupferlegierung und/oder um ein Abdeckmaterial aus einer Aluminiumlegierung handeln. Bei dem gezeigten Anschlussstift 20 handelt es sich vorteilhaft um einen gestanzten, walzplattierten Anschlussstift.

Der Grundkörper 12 besteht aus einem Material mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten, der höher ist als derjenige des Materials des Kerns 22. Insbesondere ist hier der Grundkörper 12 aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung gebildet. Bei Wahl eines niedrigschmelzenden Fixiermaterials 16 mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten, der niedriger ist als der thermische Ausdehnungskoeffizient des Grundkörpers 12, kann in Kombination mit einem Grundkörper 12 aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung eine hermetisch dichte Druckeinglasung bereitgestellt werden. Bei dem Fixiermaterial 16 kann es sich beispielsweise um ein Bismut-basierendes Glas handeln. Vorteilhaft handelt es sich um ein Aluminiumphosphatglas.

Auch mit einem Grundkörper aus Stahl kann bei entsprechender Wahl des Fixiermaterials eine Druckeinglasung bereitgestellt werden, da die Vorspannung für die Druckeinglasung im Wesentlichen durch den Unterschied der thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Material des Grundkörpers und dem Material des Fixiermaterials bestimmt werden.

Alternativ können die Materialien von Grundkörper 12 und Fixiermaterial 16, 16a und gegebenenfalls Kern 22 im Hinblick auf ihre thermischen Ausdehnungskoeffizienten aneinander angepasst sein, so dass eine angepasste Durchführung vorliegt.

Bei Wahl des Kerns 22 aus Kupfer oder alternativ einer Kupfer-Legierung ist der Anschlussstift 20 im Hinblick auf seine Materialeigenschaften, insbesondere im Hinblick auf seinen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, an die Erfordernisse der gebildeten Me- tall-Fixiermaterial-Durchführung angepasst. Zugleich ist ein solcher Kern 22 auch chemisch beständig und somit an die Erfordernisse der Materialien einer Speicherzelle, z.B. chemische Beständigkeit, elektrochemische Potentiale, angepasst, so dass eine Korrosion des Anschlussstifts 20 verhindert oder zumindest reduziert ist. Folglich ist es nicht zwingend erforderlich ist, an der zweiten Stirnfläche des Kerns 22, welche bei Bildung eines Gehäuses nach innen weist, ein weiteres Abdeckmaterial vorzusehen. Da der Kern 22 an seiner ersten Stirnfläche, welche bei Bildung eines Gehäuses hier nach außen weist, mit einem Abdeckmaterial 24 aus Aluminium oder alternativ einer Aluminiumlegierung versehen ist, kann der Anschlussstift 20 beispielsweise auf ein einfaches und sicheres Verbinden, z.B. Löten oder Verschweißen, mit elektrischen Anschlüssen optimiert sein. Auch wenn das Abdeckmaterial 24 aus Aluminium oder Aluminium-Legierung an der bei Bildung eines Gehäuses nach innen weisenden Seite liegt, kann dadurch die Kontaktierbarkeit mit elektrischen Anschlüssen verbessert sein.

Die im Zusammenhang mit dem siebten Ausführungsbeispiel genannten vorteilhaften Materialkombinationen können auch für andere Ausführungsbeispiele vorteilhaft sein, beispielsweise Ausführungen mit und ohne Entlastungseinrichtung 31, mit und ohne Verstärkungsmaßnahmen, mit bündiger Anordnung des Fixiermaterials etc.

Anhang von Figur 8 werden die im Zusammenhang mit der vorstehenden Beschreibung der Anschlussstifte 20 verwendeten Begriffe nochmals verdeutlicht.

Der Anschlussstift 20 liegt hier exemplarisch in Form eines zylinderförmigen Körpers vor und weist eine Mantelfläche 21c und zwei Stirnseiten 21a, 21b auf. Der Kern 22 des zylinderförmigen Körpers, der hier ebenfalls zylinderförmig ist, weist zwei Stirnflächen 23a, 23b, die einander gegenüber liegen, und eine Mantelfläche 23c, die einen Abschnitt der Mantelfläche 21c des Anschlussstifts bildet, auf. Wie zu erkennen, ist eine erste Stirnfläche 23a des Kerns 22 mit dem Abdeckmaterial 24 bedeckt. Wie zu erkennen ist, ragt das die erste Stirnfläche 23a bedeckende Abdeckmaterial 24 seitlich nicht über den Kern 22 hinaus. Die Stirnfläche des Abdeckmaterials, die die Stirnseite 21a des Anschlussstifts 20 bildet, und die erste Stirnfläche 23a des Kerns 22 sind hier im Wesentlichen gleich groß und gleich geformt. Selbstverständlich könnte die Stirnfläche des Abdeckmaterials etwas kleiner sein, wenn die umlaufende Kante an der Stirnseite 21a des Anschlussstifts 20 abgerundet wäre.

Im gezeigten Beispiel ist der Anschlussstift 20 derart ausgebildet, dass an der zweiten Stirnfläche 23b des Kerns 22 keine weitere Schicht vorhanden ist. Somit bildet die zweite Stirnfläche 23b des Kerns 22 hier zugleich die Stirnseite 21b des Anschlussstifts. Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar, insbesondere indem die anhand von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmale (wie z.B. Ausbildung des Grundkörpers - mit Verstärkungseinrichtung, Entlastungseinrichtung, flexiblem Flansch -, Ausbildung und Anordnung des Fixiermaterials, Ausbildung und Anordnung des Anschlusspins, Wahl der Materialien der Bauteile) zu weiteren Beispielen, die von der erfindungsgemäßen technischen Lehre Gebrauch machen, zusammengestellt werden.

Bezugszeichenliste

10 elektrische Durchführung

12 Grundkörper

14 Durchgangsöffnung

16 Fixiermaterial

16a zurückgesetztes Fixiermaterial

20 Anschlussstift

21a Stirnseite von 20

21b Stirnseite von 20

21c Mantelfläche von 20

22 Kern

23a erste Stirnfläche von 22

23b zweite Stirnfläche von 22

23c Mantelfläche von 22

24 Abdeckmaterial

25 weiteres Abdeckmaterial

26a Übergang

26b weiterer Übergang

27 Versatz

30 flexibler Flansch

31 Entlastungseinrichtung

32 Verbindungsflansch d1 erste Dicke bei einem verstärkten Grundkörper d2 zweite Dicke bei einem verstärkten Grundkörper

D Dicke von 12 im Bereich der Durchgangsöffnung

H Höhe von 16

W Breite

L Längsachse von 20

Claims

Patentansprüche

1. Elektrische Durchführung (10), insbesondere für eine elektrische Speichereinrichtung, umfassend einen Grundkörper (12) mit einer Durchgangsöffnung (14) und einen in der Durchgangsöffnung (14) angeordneten Anschlussstift (20), der über ein Fixiermaterial (16) elektrisch isolierend in der Durchgangsöffnung (14) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstift (20) aus einem Schichtverbundmaterial besteht oder ein Schichtverbundmaterial umfasst und einen Kern (22) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung oder CuSiC als erstes elektrisch leitfähiges Material aufweist und zumindest an einer ersten Seite der elektrischen Durchführung (10) ein Abdeckmaterial (24) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung oder AlSiC als zweites elektrisch leitfähiges Material, das eine erste Stirnfläche (23a) des Kerns (22) bedeckt, aufweist, wobei der Anschlussstift (20) und das Fixiermaterial (16) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass ein Übergang (26a) von dem Kern (22) zu dem Abdeckmaterial (24) außerhalb des Fixiermaterials (16) liegt.

2. Elektrische Durchführung (10) nach Anspruch 1 , wobei eine zum Fixiermaterial (16) weisende Mantelfläche (23c) des Kerns (22) zumindest teilweise nicht mit Abdeckmaterial (24, 25) bedeckt ist und direkt an das Fixiermaterial (16) angrenzt.

3. Elektrische Durchführung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schmelztemperatur des Fixiermaterials (16) geringer gewählt ist als der Schmelzpunkt aller Materialien des Anschlussstifts (20).

4. Elektrische Durchführung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite elektrisch leitfähige Material mittels Plattieren, Galvanisieren, Beschichten, Aufdampfen, Schweißen oder Löten auf die Stirnfläche des Kerns (22) aufgebracht ist.

5. Elektrische Durchführung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstift (20) ein plattierter Anschlussstift ist, der aus einem plattierten Schichtverbundmaterial besteht oder ein solches Schicht- verbundmaterial umfasst, welches eine Schicht aus Kupfer oder einer Kupferlegierung und mindestens eine Schicht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung aufweist.

6. Elektrische Durchführung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixiermaterial (16) eine Höhe (H) und der Grundkörper (12) in einem an die Durchgangsöffnung (14) angrenzenden Bereich eine Dicke (D, d₂) aufweist, wobei in einem Kontaktbereich zwischen Grundkörper (12) und Fixiermaterial (16) die Höhe (H) geringer ist als die Dicke (D).

7. Elektrische Durchführung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stirnseite (21a, 21 b) des Anschlussstifts (20) bündig zu einer Oberfläche des Grundkörpers (12) angeordnet ist.

8. Elektrische Durchführung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stirnseite (21a, 21 b) oder beide Stirnseiten (21a, 21b) des Anschlussstifts (20) über eine Oberfläche des Grundkörpers (12) hinausragend angeordnet sind.

9. Elektrische Durchführung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Grundkörpers (12) ausgewählt ist aus Leichtmetall, Leichtmetall-Legierung, AlSiC, Stahl, insbesondere ferritischer, austenitischer oder Duplex-Stahl, rostfreier Stahl, Edelstahl, Werkzeugstahl.

10. Elektrische Durchführung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixiermaterial (16) ein Glas, eine Glaskeramik oder eine Keramik ist oder dass das Fixiermaterial (16) ein Glas, eine Glaskeramik oder eine Keramik umfasst.

11. Elektrische Durchführung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster thermischer Ausdehnungskoeffizient des Grundkörpers (12) größer ist als ein zweiter thermischer Ausdehnungskoeffizient des Fixiermaterials (16) oder dass die thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Grundkörpers (12) und des Fixiermaterials (16) aneinander angepasst sind.

12. Elektrische Durchführung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (12) eine Entlastungseinrichtung (31) aufweist.

13. Anschlussstift (20) für eine elektrische Durchführung (10), insbesondere für eine elektrische Durchführung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Anschlussstift (20) einen zylinderförmigen Körper aufweist oder in Form eines zylinderförmigen Körpers vorliegt und wobei der Anschlussstift (20) aus einem Schichtverbundmaterial besteht oder ein Schichtverbundmaterial umfasst, welches eine Schicht aus einem ersten elektrisch leitfähigen Material, vorzugsweise ausgewählt aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, und mindestens eine Schicht aus einem zweiten elektrisch leitfähigen Material, vorzugsweise ausgewählt aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, aufweist, wobei die Schicht aus dem ersten elektrisch leitfähigen Material einen Kern (22) des Anschlussstifts (20) und die mindestens eine Schicht aus dem zweiten elektrisch leitfähigen Material ein Abdeckmaterial (24) an einer ersten Stirnfläche (23a) des Kerns (22) bildet.

14. Anschlussstift (20) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (22) mindestens oder mehr als 50%, vorteilhaft mindestens 55%, bevorzugt mindestens 60% der Länge des Anschlussstifts (20) ausmacht.

15. Anschlussstift (20) nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um einen plattierten, vorzugsweise walzplattierten, Anschlussstift (20) handelt.

16. Anschlussstift (20) nach einem der Ansprüche 13 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um einen geschnittenen, vorzugsweise gestanzten, Anschlussstift (20) handelt.

17. Verwendung eines Anschlussstifts (20) nach einem der Ansprüche 13 bis 16 in einer elektrischen Durchführung insbes. gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12.

18. Elektrische Speichereinrichtung, insbesondere eine Batterie oder ein Kondensator, umfassend ein Gehäuse mit mindestens einer elektrischen Durchführung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 und/oder mit einem Anschlussstift (20) gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16.