一种锂离子电池的密封组件及其制备方法和锂离子电池.pdf

本发明公开了一种锂离子电池的密封组件及其制备方法和锂离子电池。该密封组件包括金属环、处于所述金属环内部的绝缘环和处于所述绝缘环内部的芯柱，所述绝缘环的外表面与所述金属环的内表面之间通过第一钎料层相接，所述芯柱的外表面与所述绝缘环的内表面之间通过第二钎料层相接，其中，所述绝缘环的外表面上包括第一台阶部，所述金属环的内表面上包括与所述第一台阶部相对的第二台阶部。本发明的密封组件对钎焊的尺寸精度的控制更简单，使得大批量生产的电池极耳在尺寸及外观上能够保持很高的一致性，而且，本发明的密封组件具有便于制造、气密性好、钎焊良率高和封接层破坏剪切力大等优点。

1.  一种锂离子电池的密封组件，该密封组件包括金属环、处于所述金属环内部的绝缘环和处于所述绝缘环内部的芯柱，所述绝缘环的外表面与所述金属环的内表面之间通过第一钎料层相接，所述芯柱的外表面与所述绝缘环的内表面之间通过第二钎料层相接，其特征在于，所述绝缘环的外表面上包括第一台阶部，所述金属环的内表面上包括与所述第一台阶部相对的第二台阶部。

2.  根据权利要求1所述的密封组件，其中，所述第一台阶部包括第一竖直面、第一水平面和第二竖直面，所述第二台阶部包括与所述第一竖直面相对的第三竖直面、与所述第一水平面相对的第二水平面和与所述第二竖直面相对的第四竖直面；
所述第一水平面的内沿与所述第一竖直面的下沿相连且所述第一水平面的外沿与所述第二竖直面的上沿相连，所述第二水平面的内沿与所述第三竖直面的下沿相连且所述第二水平面的外沿与所述第四竖直面的上沿相连；
或者，所述第一水平面的外沿与所述第一竖直面的下沿相连且所述第一水平面的内沿与所述第二竖直面的上沿相连，所述第二水平面的外沿与所述第三竖直面的下沿相连且所述第二水平面的内沿与所述第四竖直面的上沿相连。

3.  根据权利要求2所述的密封组件，其中，以所述绝缘环的底边所在的水平面为基准，所述绝缘环的内表面的轮廓线的倾角为0°-30°，所述芯柱的外表面的轮廓线的倾角为0°-30°。

4.  根据权利要求3所述的密封组件，其中，所述绝缘环的内表面的轮廓线的倾角等于所述芯柱的外表面的轮廓线的倾角。

5.  根据权利要求1或2所述的密封组件，其中，所述绝缘环的内表面上包括第三台阶部，所述芯柱的外表面上包括与所述第三台阶部相对的第四台阶部。

6.  根据权利要求5所述的密封组件，其中，所述第三台阶部包括第五竖直面、第三水平面和第六竖直面，所述第四台阶部包括与所述第五竖直面相对的第七竖直面、与所述第三水平面相对的第四水平面和与所述第六竖直面相对的第八竖直面；
所述第三水平面的内沿与所述第五竖直面的下沿相连且所述第三水平面的外沿与所述第六竖直面的上沿相连，所述第四水平面的内沿与所述第七竖直面的下沿相连且所述第四水平面的外沿与所述第八竖直面的上沿相连；
或者，所述第三水平面的外沿与所述第五竖直面的下沿相连且所述第三水平面的内沿与所述第六竖直面的上沿相连，所述第四水平面的外沿与所述第七竖直面的下沿相连且所述第四水平面的内沿与所述第八竖直面的上沿相连。

7.  根据权利要求1所述的密封组件，其中，所述金属环为铝合金环；
所述绝缘环为氧化铝陶瓷环、氧化锆陶瓷环以及氧化铝和氧化锆复合陶瓷环中的一种；
所述芯柱为铜芯柱或铝合金芯柱；
所述第一钎料层为第一铝基钎料层，所述第二钎料层为第二铝基钎料层、镍基钎料层或铜基钎料层。

8.  根据权利要求7所述的密封组件，其中，所述第一铝基钎料层中的铝基钎料包含6-13重量%的硅和0.15-3重量%的镁，余量是铝和不可避免的 杂质；
所述第二铝基钎料层中的铝基钎料含有6-13重量%的硅和0.15-3重量%的镁，余量是铝和不可避免的杂质；
所述铜基钎料层中的铜基钎料含有5-10重量%的磷，余量是铜和不可避免的杂质；
所述镍基钎料层中的镍基钎料含有8-15重量%的磷，余量是镍和不可避免的杂质。

9.  一种制备权利要求1-8中任一项所述密封组件的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
（1）将所述绝缘环设在所述金属环内，且在所述绝缘环的外表面与所述金属环的内表面之间设置第一钎料层，将所述芯柱设在所述绝缘环内，且在所述绝缘环的内表面与所述芯柱的外表面之间设置第二钎料层；
（2）对所述芯柱和所述绝缘环进行钎焊；
（3）对所述绝缘环和所述金属环进行钎焊。

10.  根据权利要求9所述的方法，其中，步骤（2）中钎焊的温度为580-960℃；步骤（3）中钎焊的温度为580-660℃。

11.  一种锂离子电池，该锂离子电池包括：
壳体，所述壳体内具有容纳腔，所述容纳腔的第一端和第二端中的至少一个敞开；
电解液，所述电解液设在所述容纳腔内；
极芯，所述极芯设在所述容纳腔内；和
密封组件，所述密封组件为权利要求1-8中任意一项所述的密封组件，
所述金属环设在所述壳体上且所述密封组件覆盖所述容纳腔的第一端和第二端中的所述至少一个，所述芯柱与所述极芯相连。

一种锂离子电池的密封组件及其制备方法和锂离子电池
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池的密封组件及其制备方法，本发明还涉及一种具有所述密封组件的锂离子电池。
背景技术
一般用于电池极耳的金属/陶瓷密封组件的基本结构包括3个部分：1、中心的圆柱状金属导电芯柱；2、连接在芯柱外的圆环状陶瓷绝缘环；3、陶瓷绝缘环外用于连接金属外壳的金属外环。现有的方案中，无论是导电芯柱与陶瓷环之间还是陶瓷环与金属外环之间，都是通过将三者在垂直曲面上进行组合后，在缝隙中放入钎料箔，靠钎料在缝隙中的流动填满间隙后达到密封焊接的目的。这种方法的缺陷在于，由于三者之间是在垂直曲面上组合，需要留下合适大小的间隙进行钎焊，因此对芯柱、陶瓷环以及金属外环的尺寸精度均要求非常高，尤其是陶瓷环，因其制造工艺本身就具有一定的误差性，导致陶瓷环的尺寸精度很难控制，一旦部件精度不佳，极易出现三者之间不同心或者装配上的情况，最后造成钎焊层各部分结合力不均匀甚至出现漏焊，导致气密性或者可靠性不过关；并且由于装配和钎焊等因素，在钎焊时良率不易稳定。
发明内容
为了解决现有技术的上述问题，本发明提供了一种锂离子电池的密封组件及其制备方法和锂离子电池。
根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种锂离子电池的密封组件，该密封组件包括金属环、处于所述金属环内部的绝缘环和处于所述绝缘环内 部的芯柱，所述绝缘环的外表面与所述金属环的内表面之间通过第一钎料层相接，所述芯柱的外表面与所述绝缘环的内表面之间通过第二钎料层相接，其中，所述绝缘环的外表面上包括第一台阶部，所述金属环的内表面上包括与所述第一台阶部相对的第二台阶部。
根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种制备本发明所述锂离子电池的密封组件的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
（1）将所述绝缘环设在所述金属环内，且在所述绝缘环的外表面与所述金属环的内表面之间设置第一钎料层，将所述芯柱设在所述绝缘环内，且在所述绝缘环的内表面与所述芯柱的外表面之间设置第二钎料层；
（2）对所述芯柱和所述绝缘环进行钎焊；
（3）对所述绝缘环和所述金属环进行钎焊。
根据本发明的第三个方面，本发明提供了一种锂离子电池，该锂离子电池包括：
壳体，所述壳体内具有容纳腔，所述容纳腔的第一端和第二端中的至少一个敞开；
电解液，所述电解液设在所述容纳腔内；
极芯，所述极芯设在所述容纳腔内；和
密封组件，所述密封组件为本发明提供的密封组件，
所述金属环设在所述壳体上且所述密封组件覆盖所述容纳腔的第一端和第二端中的所述至少一个，所述芯柱与所述极芯相连。
本发明的密封组件对钎焊的尺寸精度的控制更简单，使得大批量生产的电池极耳在尺寸及外观上能够保持很高的一致性；而且，本发明的密封组件具有便于制造、气密性好、钎焊良率高和封接层破坏剪切力大等优点。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明的一种实例的锂电池密封组件的结构示意图。
图2是根据本发明的另一种实例的锂电池密封组件的结构示意图。
图3是根据本发明的又一种实例的锂电池密封组件的结构示意图。
图4是根据本发明的再一种实例的锂电池密封组件的结构示意图。
图5是现有技术的一种锂电池密封组件的结构示意图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“相接”、“内”、“外”和“设置”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种锂离子电池的密封组件，该密封组件包括金属环、处于所述金属环内部的绝缘环和处于所述绝缘环内部的芯柱，所述绝缘环的外表面与所述金属环的内表面之间通过第一钎料层相接，所述芯柱的外表面与所述绝缘环的内表面之间通过第二钎料层相接，其中，所述绝缘环的外表面上包括第一台阶部，所述金属环的内表面上包括 与所述第一台阶部相对的第二台阶部。
在本发明中，“台阶部”是指在本发明所述的密封组件中，组件的外表面所呈现的形状类似于台阶，即，具有两个不在同一水平面内的竖直面和连接两个竖直面的水平面。
根据本发明的一种实施方式，所述密封组件可以如图1和图2所示。绝缘环200设在金属环100内，绝缘环200的外表面与金属环100的内表面之间设有第一钎料层300，其中，绝缘环200的外表面上设有第一台阶部，金属环100的内表面上设置有与第一台阶部相对的第二台阶部。芯柱400设在绝缘环200内，芯柱400的外表面与绝缘环200的内表面之间设有第二钎料层500。其中，内外方向如图1所示的箭头A所示。
如图1和2所示，所述第一台阶部包括第一竖直面220、第一水平面210和第二竖直面230，所述第二台阶部包括与所述第一竖直面220相对的第三竖直面120、与第一水平面210相对的第二水平面110和与第二竖直面230相对的第四竖直面130。
在该实施方式的一种实例中，第一水平面210处于第二水平面110的下方。具体地，如图1所示，所述第一水平面210的内沿与所述第一竖直面220的下沿相连且第一水平面210的外沿与所述第二竖直面230的上沿相连；所述第二水平面110的内沿与所述第三竖直面120的下沿相连且第二水平面110的外沿与所述第四竖直面130的上沿相连。
在该实施方式的另一种实例中，所述第一水平面210处于第二水平面110的上方。具体地，如图2所示，所述第一水平面210的外沿与所述第一竖直面220的下沿相连且所述第一水平面210的内沿与所述第二竖直面230的上沿相连，所述第二水平面110的外沿与所述第三竖直面120的下沿相连且所述第二水平面110的内沿与所述第四竖直面的130上沿相连。
根据本发明，以所述绝缘环的底边所在的水平面为基准，所述绝缘环的 内表面的轮廓线的倾角可以为0°-30°，所述芯柱的外表面的轮廓线的倾角可以为0°-30°。当所述的两种倾角都不为0°时，所述密封组件可以具有较大的钎焊面积，绝缘环与芯柱之间的结合效果更佳，这可以增加钎焊料的剥离强度并可以降低所述密封组件在制备过程中钎焊的难度。
根据本发明，从降低对所述绝缘环和所述芯柱尺寸精度的角度出发，优选地，所述绝缘环的内表面的轮廓线的倾角等于所述芯柱的外表面的轮廓线的倾角。
为了进一步提高所述密封组件的气密性，优选地，如图3和图4所示，所述密封组件在所述绝缘环的内表面上包括第三台阶部，所述芯柱的外表面上包括与所述第三台阶部相对的第四台阶部。
如图3和图4所示，所述第三台阶部包括第五竖直面250、第三水平面240和第六竖直面260，所述第四台阶部包括与所述第五竖直面250相对的第七竖直面420、与所述第三水平面240相对的第四水平面410和与所述第六竖直面260相对的第八竖直面430。
在一个实例中，如图3所示，所述第三水平面240位于所述第四水平面410的上方。具体地，如图3所示，所述第三水平面240的内沿与所述第五竖直面250的下沿相连且所述第三水平面240的外沿与所述第六竖直面260的上沿相连；所述第四水平面410的内沿与所述第七竖直面420的下沿相连且所述第四水平面410的外沿与所述第八竖直面430的上沿相连。
在另一个实例中，如图4所示，所述第三水平面240位于所述第四水平面410的下方，具体地，如图4所示，所述第三水平面240的外沿与所述第五竖直面250的下沿相连且所述第三水平面240的内沿与所述第六竖直面260的上沿相连，所述第四水平面410的外沿与所述第七竖直面420的下沿相连且所述第四水平面410内沿与所述第八竖直面430的上沿相连。
在本发明中，所述金属环可以是铝合金环，所述铝合金环可以为锂离子 电池密封组件的常规选择。
根据本发明，所述绝缘环的种类可以为锂离子电池密封组件的常规选择，优选为氧化铝陶瓷环、氧化锆陶瓷环以及氧化铝和氧化锆复合陶瓷环中的一种，由此可以使绝缘环的热膨胀系数与金属的热膨胀系数相近，从而可以使得密封组件的耐冷热冲击性能更好，使用寿命更长。例如，氧化铝陶瓷的热膨胀系数为7.5ppm/K，氧化锆陶瓷的热膨胀系数为10.5ppm/K。所述绝缘环可以通过干压法或者热压注法成型烧结制备。优选情况下，采用钼锰法和化学镀镍法对所述绝缘环进行金属化处理，在绝缘环的表面镀上钼锰或镀上镍，所述钼锰法和化学镀镍法已为本领域技术人员所公知。
根据本发明，所述芯柱可以为锂离子电池密封组件的常规选择，例如，可以是铜芯柱或铝合金芯柱。所述芯柱的种类可以根据密封组件的用途决定，例如，当所述密封组件用于锂离子电池的正极极耳时，所述芯柱可以为铝合金芯柱；当所述密封组件用于锂离子电池的负极极耳时，所述芯柱可以为铜芯柱，所述铝合金芯柱和铜芯柱为本领域常规的芯柱，其具体成分不再赘述。
根据本发明，所述第一钎料层可以为第一铝基钎料层，所述第二钎料层可以是第二铝基钎料层、镍基钎料层或铜基钎料层。
根据本发明，所述第一铝基钎料层和所述第二铝基钎料层中的铝基钎料可以包含6-13重量%的硅和0.15-3重量%的镁，余量是铝和不可避免的杂质。所述第一铝基钎料层和所述第二铝基钎料层中的铝基钎料的组成可以相同或不同。所述铜基钎料层中的铜基钎料可以含有5-10重量%的磷，余量是铜和不可避免的杂质。所述镍基钎料层中的镍基钎料可以含有8-15重量%的磷，余量是镍和不可避免的杂质。
根据本发明，所述第二钎料层的种类可以根据所述芯柱的种类决定。具体地，当所述芯柱为铜芯柱时，所述第二钎料层可以为镍基钎料层或铜基钎 料层；当所述芯柱为铝合金芯柱时，所述第二钎料层可以为第二铝基钎料层。
根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种制备本发明所述锂离子电池的密封组件的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
（1）将所述绝缘环设在所述金属环内，且在所述绝缘环的外表面与所述金属环的内表面之间设置第一钎料层，将所述芯柱设在所述绝缘环内，且在所述绝缘环的内表面与所述芯柱的外表面之间设置第二钎料层；
（2）对所述芯柱和所述绝缘环进行钎焊；
（3）对所述绝缘环和所述金属环进行钎焊。
步骤（2）和步骤（3）的钎焊均可以在真空或惰性气体气氛下进行。优选在真空条件下进行。
根据本发明，所述步骤（2）和步骤（3）可以同时进行，也可以先进行步骤（2）再进行步骤（3）。这可以根据所述芯柱的种类决定，具体地，当所述芯柱为铝合金芯柱时，可以同时对绝缘环和金属环以及芯柱和绝缘环进行钎焊，即同时进行步骤（2）和步骤（3）。当所述芯柱为铜芯柱时，可以先对芯柱和绝缘环进行钎焊，再对绝缘环和金属环进行钎焊。
根据本发明，步骤（2）中的钎焊可以在580-960℃的温度下进行，所述钎焊的时间可以为5-25min；步骤（3）中的钎焊可以在580-660℃的温度下进行，所述钎焊的时间可以为5-20min。
所述钎焊的温度可以由所述钎料层的种类决定。例如，当所述钎料层为铜基钎料层时，所述钎焊的温度可以为780-890℃；当所述钎料层为镍基钎料层时，所述钎焊的温度可以为910-960℃；当所述钎料层为铝基钎料层时，所述钎焊的温度可以为580-660℃。
所述铝基钎料层、铜基钎料层和镍基钎料层中钎料的组成与前文所述相同，此处不再详述。
根据本发明，所述钎焊在进行时均需加压，加压压块可以采用导热好的 石墨板，加压压力可以根据钎焊极耳大小的不同进行调整。
在本发明中，所述钎焊结束时可以采用风冷冷却，所述冷却的速度可以为50-200℃/min。
根据本发明的第三个方面，本发明还提供了一种锂离子电池，该锂离子电池包括：
壳体，所述壳体内具有容纳腔，所述容纳腔的第一端和第二端中的至少一个敞开；
电解液，所述电解液设在所述容纳腔内；
极芯，所述极芯设在所述容纳腔内；和
密封组件，所述密封组件为本发明提供的密封组件，
所述金属环设在所述壳体上且所述密封组件覆盖所述容纳腔的第一端和第二端中的所述至少一个，所述芯柱与所述极芯相连。
根据本发明的电池通过设置根据上述密封组件，从而具有便于制造、气密性好、钎焊良率高、封接层破坏剪切力大等优点。
具体地，所述容纳腔的第一端和第二端中的一个可以敞开，所述电池包括一个密封组件，且密封组件作为正极耳或负极耳。所述容纳腔的第一端和第二端都可以敞开，所述电池包括两个密封组件，一个密封组件作为正极耳，且另一个密封组件作为负极耳。
根据本发明，所述壳体可以是铝壳或钢壳。
由于本发明的改进之处只涉及锂离子电池的密封组件，因此在本发明提供的锂离子电池中，对电池的极芯和电解液没有特别的限制，可以使用可在锂离子电池中使用的所有类型的极芯和电解液。本领域的普通技术人员能够根据现有技术的教导，能够非常容易地选择和制备本发明所述锂离子电池的极芯和电解液，并由本发明的密封组件、极芯和电解液制得本发明的锂离子电池。
所述极芯包括正极、负极和隔膜。所述正极包括集流体和/或涂覆于集流体上的正极材料，所述正极材料可以含有正极活性物质、粘结剂和导电剂。
根据本发明，所述正极活性物质可以采用本领域公知的各种正极活性物质，例如LiCoO₂、LiVPO₄、LiCoAlO₂、LiMnCoO₂、LiCo_xNi_yMn_zO₂（x+y+z=1）、LiMn₂O₄、LiNiO₂和LiFe_xM_1-xPO₄（M为Co、Ni、Mn，0.8≤x≤1）中的一种或多种。本发明中，所述正极活性物质的用量可以为本领域的常规用量。
本发明对于所述正极材料中的导电剂没有特别限制，可以为本领域常规的正极导电剂，例如：碳黑、石墨、乙炔黑、碳纤维、碳纳米管、羰基镍粉、铜粉、铁粉、锌粉和铝粉中的一种或多种。所述正极材料中的导电剂的用量可以为本领域的常规用量。一般地，以100重量份正极活性物质为基准，正极材料中的导电剂的含量可以为0.5-15重量份，优选为1-10重量份。
所述正极材料中的粘合剂可以为本领域常用的各种正极粘结剂，例如：聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、（含氟）聚丙烯酸酯、（含氟）聚氨酯、（含氟）环氧树脂、丁苯橡胶、聚甲基纤维素、聚甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯醇和丁苯橡胶（SBR）的一种或多种。一般来说，根据所用粘合剂种类的不同，以100重量份正极活性物质为基准，所述正极材料中的粘合剂的含量可以为0.01-10重量份，优选为0.02-5重量份。
制备正极时所使用的溶剂可以为本领域常用的各种溶剂，例如可以为选自N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃以及水和醇系溶剂中的一种或多种。
所述正极的集流体的种类已为本领域技术人员所公知，例如可以选自铝箔、铜箔、冲孔钢带。
所述负极包括集流体和/或涂覆于在集流体上的负极材料，所述负极材料包括负极活性物质和粘结剂；优选情况下，所述负极还包括导电剂。
所述负极活性物质可以为本领域常规的可嵌入和脱出锂的负极活性物 质，比如天然石墨、人造石墨、石油焦、有机裂解碳、中间相碳微球、碳纤维、锡合金、硅合金中的一种或几种，优选为人工石墨。
所述负极粘结剂的种类和含量为本领域技术人员所公知，例如含氟树脂和聚烯烃化合物如聚偏二氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、丁苯橡胶（SBR）和羧甲基纤维素（CMC）中的一种或多种；一般来说，根据所用粘结剂种类的不同，相对于100重量份的负极活性物质，负极粘结剂的含量为0.005-8重量份，优选为0.008-5重量份。
所述导电剂可以为本领域常规的导电剂，比如碳黑、乙炔黑、炉黑、碳纤维、导电碳黑和导电石墨中的一种或多种。相对于100重量份的负极活性物质，所述导电剂的含量可以为0-15重量份，优选为1-10重量份。
所述负极的集流体可以为锂离子电池中常用的负极集流体，如冲压金属、金属箔、网状金属和泡沫状金属，优选铜箔。
所述电解液含有锂盐和非水溶剂，所述锂盐可以为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、三氟甲基磺酸锂、全氟丁基磺酸锂、铝酸锂、氯铝酸锂、氟代磺酰亚胺锂、氯化锂和碘化锂中的一种或几种；所述非水溶剂可以为γ-丁内酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸二丙酯、酸酐、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、环丁砜、二甲亚砜、亚硫酸二甲酯以及其它含氟、含硫或含不饱和键的环状有机酯中的一种或几种。一般情况下，电解液的注入量为1.5-4.9克/安时，浓度为0.1-2.0摩/升。
本发明的锂离子电池的制备方法可以为本领域的技术人员所公知的方法，一般来说，该方法包括将正极、负极和位于正极与负极之间的隔膜依次卷绕形成极芯，将极芯置入电池壳中，加入电解液，然后密封。其中，为了避免电解液的漏出，采用本发明提供的密封组件对所述壳体的开口端进行密封。也就是说，利用本发明的密封组件对所述容纳腔敞开的端口进行密封。 其中，金属环可以与电池的壳体相钎焊，以使密封组件密封所述容纳腔的开口端。
下面将通过实施例来更详细地描述本发明。
实施例1
本实施例用于制备作为正极极耳的图3所示的密封组件。金属环由铝合金制成，绝缘环为陶瓷环，芯柱为铝合金芯柱。
将绝缘环设在金属环内，且将芯柱设在绝缘环内。将冲压形成的第一Al-Si-Mg焊环放置在第一台阶部与第二台阶部之间。将冲压形成的第二Al-Si-Mg焊环放置在第三台阶部与第四台阶部之间。其中，第一Al-Si-Mg焊环和第二Al-Si-Mg焊环均包括13重量%的硅和0.15重量%的镁，余量是铝和不可避免的杂质。
将装配好的金属环、绝缘环和芯柱放置在配套的石墨夹具上固定位置，然后放置上石墨板加压，在630℃的条件下钎焊5分钟，风冷后取出，从而制得密封组件。
实施例2
本实施例用于制备作为正极极耳的图4所示密封组件。本实施例的金属环、绝缘环和芯柱的种类与实施例1中的相同。
将绝缘环设在金属环内，且将芯柱设在绝缘环内。将冲压形成的第一Al-Si-Mg焊环放置在第一台阶部与第二台阶部之间。将冲压形成的第二Al-Si-Mg焊环放置在第三台阶部与第四台阶部之间。其中，第一Al-Si-Mg焊环和第二Al-Si-Mg焊环均包括6重量%的硅和3重量%的镁，余量是铝和不可避免的杂质。
将装配好的金属环、绝缘环和芯柱放置在配套的石墨夹具上固定位置， 然后放置上石墨板加压，580℃的条件下钎焊20分钟，风冷后取出，从而制得密封组件。
实施例3
本实施例用于制备作为正极极耳的图3所示密封组件。采用与实施例1相同的方法制备密封组件，所不同的是，第一Al-Si-Mg焊环和第二Al-Si-Mg焊环均包括10重量%的硅和1.5重量%的镁，余量是铝和不可避免的杂质，且钎焊的条件为在620℃的条件下钎焊10分钟，从而制得密封组件。
实施例4
本实施例用于制备作为正极极耳的图1所示密封组件。本实施例的金属环、绝缘环和芯柱的种类与实施例1中的相同。
将绝缘环设在金属环内，且将芯柱设在绝缘环内。芯柱外表面上覆盖一层Al-Si-Mg钎料层。将切割形成的第一Al-Si-Mg焊环放置在第一台阶部与第二台阶部之间。其中，Al-Si-Mg钎料层包括6重量%的硅和3重量%的镁，余量是铝和不可避免的杂质。第一Al-Si-Mg焊环包括13重量%的硅和0.15重量%的镁，余量是铝和不可避免的杂质。
将装配好的金属环、绝缘环和芯柱放置在配套的石墨夹具上固定位置，然后放置上石墨板加压，在630℃的条件下钎焊5分钟，风冷后取出，从而得到密封组件。
实施例5
本实施例用于制备作为负极极耳的图3所示密封组件。
本实施例的金属环和绝缘环的种类与实施例1中的相同，芯柱为铜芯柱。
将芯柱设在绝缘环内，将冲压形成的Cu-P焊环放置在第三台阶部与第 四台阶部之间。其中，Cu-P焊环包括5重量%的磷，余量是铜和不可避免的杂质。
将装配好的绝缘环和芯柱放置在配套的石墨夹具上固定位置，然后放置上石墨板加压，在890℃的条件下钎焊5分钟，取出。
接着将上述带有芯柱的绝缘环放置在金属环中，将冲压形成的第一Al-Si-Mg焊环放置在第一台阶部与第二台阶部之间。其中，第一Al-Si-Mg焊环包括13重量%的硅和0.15%的镁，余量是铝和不可避免的杂质。
然后将装配好的金属环、绝缘环和芯柱放置在配套的石墨夹具上固定位置，放置上石墨板加压，在580℃的条件下钎焊20分钟，风冷后取出，从而得到密封组件。
实施例6
本实施例用于制备作为负极极耳的图3所示密封组件。
采用实施例5的方法制备密封组件，所不同的是，Cu-P焊环包含10%的磷，余量是铜和不可避免的杂质；第一Al-Si-Mg焊环含有10重量%的硅和2重量%的磷，余量是铝和不可避免的杂质；且绝缘环与芯柱的钎焊条件为在780℃下钎焊25分钟；装有芯柱的绝缘环与金属环的钎焊条件为580℃下钎焊20分钟，从而得到密封组件。
实施例7
本实施例用于制备作为负极极耳的图3所示密封组件。
采用与实施例5的方法制备密封组件，所不同的是，用Ni-P焊环代替Cu-P焊环，Ni-P焊环中包括13重量%的磷，余量是镍和不可避免的杂质；第一Al-Si-Mg焊环含有10重量%的硅和2重量%的磷，余量是铝和不可避免的杂质；且绝缘环与芯柱的钎焊条件为在910℃的条件下钎焊25分钟；装 有芯柱的绝缘环与金属环的钎焊条件为在620℃的条件下钎焊15分钟，从而得到密封组件。
实施例8
本实施例用于制备作为负极极耳的图1所示密封组件。
本实施例的金属环、绝缘环的种类与实施例4的相同，芯柱的芯柱为铜芯柱。
将芯柱设在绝缘环内，并在芯柱外表面上覆盖一层Ni-P钎料层，其中Ni-P钎料层包括13重量%的磷，余量是镍和不可避免的杂质。
将装配好的绝缘环和芯柱放置在配套的石墨夹具上固定位置，然后放置上石墨板加压，在910℃的条件下钎焊25分钟，取出。
接着将上述带有芯柱的绝缘环放置在金属环中，将冲压形成的第一Al-Si-Mg焊环放置在第一台阶部与第二台阶部之间。其中，第一Al-Si-Mg焊环包括10重量%的硅和2重量%的镁，余量是铝和不可避免的杂质。
然后将装配好的金属环、绝缘环和芯柱放置在配套的石墨夹具上固定位置，放置上石墨板加压，在620℃的条件下钎焊15分钟，风冷后取出，从而得到密封组件。
对比例1
本对比例用于制备作为正极极耳的图5所示密封组件。在图5中，金属环、绝缘环和芯柱的表面均无台阶部。
本对比例的金属环、绝缘环和芯柱的种类与实施例1中的相同。
将绝缘环设在金属环内，且将芯柱设在绝缘环内。在芯柱的外表面上覆盖一层Al-Si-Mg钎料层，在金属环的内表面上覆盖一层Al-Si-Mg钎料层。其中，Al-Si-Mg钎料层包括10重量%的硅和2重量%的镁，余量是铝和不 可避免的杂质。
将装配好的金属环、绝缘环和芯柱放置在配套的石墨夹具上固定位置，然后放置上石墨板加压，在660℃的条件下钎焊5分钟，风冷后取出，从而制得密封组件。
实验例
（1）首次气密性和200次冷热冲击后气密性测试
将实施例1-8和对比例1的密封组件的连接部位（即第一钎料层和第二钎料层）裸露出密封夹腔，密封夹腔内充入气体，在0.6Mpa的压力下保压3分钟。同时在连接部位滴水，如果冒泡，视为漏气，若没有冒泡现象，则视为气密性满足要求，分别取10个样品进行该测试，结果如表1所示。
200次冷热冲击后气密性的测试是指：将密封组件在0℃以下的冷水中放置3分钟，立即转移至100摄氏度以上的沸水中保温3分钟，重复这一过程200次，然后重复上述测试，结果如表1所示。
（2）封接层破坏剪切力测试
将实施例1-8和对比例1的密封组件的芯柱的依靠金属环的突出外沿悬空放置在一个中空的圆柱型底座上，直径小的一端朝上，对芯柱施加向下的压力，万能试验拉力机仪器（购自东莞华谊创鸿公司，型号RS-80）记录其被破坏时施加的压力大小。取10个样品进行测试，取平均值，其结果如表1所示。测试结果表示方法为：当施加的压力超过15kN还未被破坏记录为封接层破坏剪切力＞15kN；当施加的压力超过10kN未被破坏而不超过15kN被破坏记录为封接层破坏剪切力＞10kN；当施加的压力不超过10kN而被破坏记录为封接层破坏剪切力＜10kN。
表1

由表1可以看出，本发明的锂离子密封组件具有气密性好、钎焊良率高和封接层破坏剪切力大的优点。