用于电池单体的盖板组件的制作方法

本发明涉及一种用于电池单体，特别是棱柱形单体的盖板组件，以及一种具有这种盖板组件的电池单体。

背景技术：

1、电池单体，如棱柱形电池单体，例如用于可充电锂离子电池或钠离子电池或超级电容器中。其中，电池单体包括通常由铝制成的壳体，和布置在该壳体上并且封闭该壳体的盖板组件。因此，盖板组件的任务是封闭和密封电池壳体，以保护环境免受电池化学体系的影响以及保护电池化学体系免受环境的影响。此外，盖板组件应能够实现电池单体内部的电极连接以及电池单体外部的电气接触。迄今为止的系统例如用灌封材料进行密封。但这些灌封材料可能在使用寿命内发生老化，收缩并产生泄漏路径。其中，环境中的氧气尤为关键，因为其可能扩散进电池内部，并且可能大幅缩短电解质的使用寿命。

技术实现思路

1、本发明的目的是在易于制造且制造成本较低的情况下，提供一种经改进的盖板组件以及一种具有这种盖板组件的电池单体，同时确保全面密封。

2、本发明用以达成上述目的的解决方案为具有权利要求1的特征的一种盖板组件，以及具有权利要求16的特征的一种电池单体。

3、从属权利要求示出本发明的优选改进方案。

4、本发明的具有权利要求1的特征的盖板组件的优点在于，能够显著改善穿过盖板组件中的通孔的电极柱区域内的密封。其中，本发明的盖板组件具有特别简单且成本较低的结构。在所有运行状况下，特别是在极冷和极热的温度下，均可以可靠地密封极柱引出口处的间隙，因此，根据本发明，可以防止通过极柱引出口处的间隙发生泄漏。

5、本发明通过以下方式实现这一点：电池单体的盖板组件包括金属基板和至少一个端子（电极柱），该端子布置在基板的通孔中。端子被配置用于实现电池单体的外侧与电池单体的内侧之间的电气接触。此外，盖板组件包括密封元件，其将端子紧固在基板上并且密封。因此，密封元件具有密封端子和紧固端子的双重功能。其中，密封元件布置在基板的通孔中，并且被配置用于密封端子与密封元件之间的第一泄漏路径以及基板与密封元件之间的第二泄漏路径，并且在端子与基板之间提供连接和固定。

6、优选地，密封元件一体成型。这样就能简单且低成本地制造密封元件。特别优选地，密封元件为利用注塑成型制成的部件，该部件被注塑成型至端子和基板上。

7、特别优选地，密封元件构建为使得密封元件具有外区域、布置在通孔中的中间区域和内区域，其中外区域和内区域平行于基板延伸，并且包围基板的至少一部分。这样就能将密封元件特别可靠地固定在基板上。在安装完毕的状态下，外区域处于电池单体外部，内区域处于电池单体中。

8、进一步优选地，被密封元件抵靠和密封的端子表面，和/或被密封元件抵靠和密封的基板表面，被设计为表面处理面。通过该表面处理面，在密封元件与端子和/或基板之间可以实现可靠的连接。优选地，端子和基板在被密封元件抵靠的表面上用相同的表面处理进行加工。

9、进一步优选地，表面处理面为导电的。特别地，在阴极处设置所述导电性。由此，特别地，阴极可以与金属基板导电连接，以便为阴极提供防腐蚀保护。

10、端子和/或基板在与密封元件接触的表面上的表面处理，优选地通过等离子体活化和/或施覆底涂剂和/或施覆增粘剂和/或机械表面处理，例如粗化和/或酸洗和/或蚀刻来实施。

11、进一步优选地，密封元件为注塑成型的注塑成型部件。具体而言，由此可以简单地实现密封元件与端子和/或基板的形状配合。

12、进一步优选地，盖板组件包括至少一个第一端子，且根据电池单体储能装置的具体实施方案，还包括第二端子。根据此处采用的编号方式，第一端子是电池单体的阴极，第二端子是电池单体的阳极。

13、根据本发明的一个特别优选的技术方案，在密封元件布置在阴极处的情况下，密封元件为弹性体，特别是导电弹性体。弹性体可以通过例如在嵌有作为嵌件的基板以及所述一个或者多个端子的硫化模具中进行注塑成型来制造。在盖板组件包括两个端子的情况下，可以将不同的材料用于第一端子和第二端子上的密封元件。特别是将电绝缘弹性体用于阳极，将导电弹性体用于阴极。弹性体可以采用：ffkm、fkm、nr、ir、iir、cr、eco、epdm、epm、nbr、hnbr、pu、acm、aem、vmw、fvmq、热塑性弹性体以及其混合物；优选地采用epdm（三元乙丙橡胶）或fkm（含氟弹性体橡胶）。

14、根据本发明的一个替代性技术方案，所述密封元件为塑料，特别是热塑性塑料。为使阴极上的热塑性塑料导电，可以添加确保热塑性塑料具有导电性的添加剂。由热塑性材料制成的密封元件优选地同样在注塑模具中注塑成型至端子和/或基板上。热塑性塑料优选地为pps（聚苯硫醚）或pp（聚丙烯）。进一步优选地，采用热固性材料和灌封材料。

15、优选地，在将热塑性塑料用作密封元件的情况下，在热塑性塑料与端子之间和/或热塑性塑料与基板之间额外地设置柔性弹性体层。在期望端子与基板之间具有导电性的情况下，也可以例如通过添加剂使该柔性弹性体层导电。

16、端子优选地完全由铝、或者由铝铜复合材料、或者由镀铜的铝、或者由不锈钢制成。进一步优选地，基板由铝或不锈钢制成。进一步优选地，端子具有四边形、特别是矩形的基本形状。优选地，端子设有朝向盖板组件内侧的环形边缘区域。通过该环形边缘区域在端子处形成台肩，密封元件可以额外地抵靠在该台肩上。这样就能增大端子与密封元件之间的接触面积，从而实现更可靠的密封，并且将端子更可靠地固定在基板上。

17、四边形端子优选地被设计为没有尖角。四边形端子的角优选地经过倒圆。

18、优选地，盖板组件包括由非导电塑料制成的绝缘板，该绝缘板被卡接在基板上，或者包括由非导电塑料制成的绝缘板，该绝缘板在注塑过程中连接至基板上。

19、本发明还涉及一种电池单体，其包括本发明的盖板组件。

1.一种电池单体的盖板组件，包括：

2.根据权利要求1所述的盖板组件，其中所述密封元件（5，5'）一体成型。

3.根据权利要求2所述的盖板组件，其中所述密封元件（5，5'）具有外区域（50）、布置在所述通孔（20）中的中间区域（51）和内区域（52），其中所述外区域和所述内区域大体平行于所述基板（2）延伸，并且包围所述基板（2）的一部分。

4.根据上述权利要求中任一项所述的盖板组件，其中所述端子（3，4）的被所述密封元件（5，5'）抵靠和密封的表面，和/或所述基板（2）的被所述密封元件（5，5'）抵靠和密封的表面，被设计为表面处理面。

5.根据权利要求4所述的盖板组件，其中所述表面处理面为导电的。

6.根据权利要求4或5所述的盖板组件，其中所述表面处理面为等离子体活化面，或用底涂剂处理的表面，或涂布有增粘剂的表面，或机械表面处理的表面。

7.根据上述权利要求中任一项所述的盖板组件，所述盖板组件包括第一端子（3）和第二端子（4）。

8.根据上述权利要求中任一项所述的盖板组件，其中所述密封元件（5，5'）为注塑成型件。

9.根据上述权利要求中任一项所述的盖板组件，其中所述密封元件（5，5'）由弹性体材料、特别是epdm或fkm制成。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的盖板组件，其中所述密封元件（5，5'）为塑料，特别是热塑性塑料，特别是pps或pp。

11.根据权利要求10所述的盖板组件，其中在所述密封元件（5，5'）与所述端子（3，4）之间和/或所述密封元件（5，5'）与所述基板（2）之间布置有弹性体层。

12.根据权利要求7至11中任一项所述的盖板组件，其中所述第一端子（3）上的所述密封元件由导电材料制成，所述第二端子（4）上的所述密封元件（5'）由非导电材料制成。

13.根据上述权利要求中任一项所述的盖板组件，其中所述端子（3，4）为矩形，特别是具有环形边缘。

14.根据权利要求7至13中任一项所述的盖板组件，其中所述第一端子（3）由铝或铜或不锈钢制成，所述第二端子（4）由铝铜复合材料或铜、或者由镀铜的铝、或者由不锈钢制成，所述基板由铝或不锈钢制成。

15.根据上述权利要求中任一项所述的盖板组件，包括

16.一种电池单体，包括根据上述权利要求中任一项所述的盖板组件（1）。