电气装置、尤其是微电池以及制造方法与流程

技术特征：
1.一种电气装置，尤其是电存储器装置或传感器壳体、优选电池、尤其是微电池或电容器，具有馈通件、尤其是穿过所述装置的壳体的壳体部件(1)的馈通件，所述壳体由金属、尤其是铁、铁合金、铁镍合金、铁镍钴合金、kovαr、钢、不锈钢、高级合金钢、铝、铝合金、αlsic、镁、镁合金或钛或钛合金制成，其中，所述壳体部件(1)具有至少一个开口(3)作为所述馈通件的一部分，其中，所述开口(3)围绕轴线延伸，并且所述壳体部件的第一区域包括所述开口并且所述壳体部件的第二区域与所述开口相邻，并且所述开口容纳在玻璃材料或玻璃陶瓷材料(22)中的导电材料、尤其是导体(20)，其特征在于，所述壳体部件的第一区域具有基本上垂直于所述开口的轴线的宽度w并且所述第一区域的宽度w始终大于第二区域的厚度d2、d
e
，并且所述导电材料具有第一膨胀系数α1，以及所述玻璃材料或玻璃陶瓷材料(22)具有第二膨胀系数α2，并且所述壳体部件(1)具有第三膨胀系数α3，其中所述第三膨胀系数α3始终大于所述第二膨胀系数α2。2.根据权利要求1所述的电气装置，其特征在于，所述厚度d2、d
e
在0.1mm至1mm的范围内、优选0.1mm至0.6mm的范围内。3.根据权利要求1至2中任一项所述的电气装置，其特征在于，所述宽度w在0.6mm至1mm的范围内优选在0.7mm至0.9mm的范围内。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电气装置，其特征在于，所述第三膨胀系数α3处于12*10-6
1/k至19*10-6
1/k的范围内，并且所述第二膨胀系数α2处于9*10-6
1/k至11*10-6
1/k的范围内。5.根据权利要求1至4中任一项所述的电气装置，其特征在于，所述第一膨胀系数α1处于6*10-6
1/k至11*10-6
1/k的范围内。6.根据权利要求1至5中任一项所述的电气装置，其特征在于，所述壳体的和/或所述导体的金属为铁、铁合金、铁镍合金、铁镍钴合金、kovαr、钢、不锈钢、高级合金钢、铝、铝合金、αlsic、镁、镁合金、铜、铜合金或钛或者钛合金。7.根据权利要求1至6中任一项所述的电气装置，其特征在于，所述玻璃材料是硼酸铝玻璃。8.根据权利要求7所述的电气装置，其特征在于，所述硼酸铝玻璃包括αl2o3和b2o3。9.根据权利要求1至8中任一项所述的电气装置，其特征在于，所述导体包括头部件、优选连接头(20000)。10.根据权利要求1至9中任一项所述的电气装置，
其特征在于，所述第一区域具有材料厚度或厚度d1，并且所述第二区域(5)具有材料厚度或厚度d2，并且所述第一区域的厚度d1始终大于所述第二区域(5)的厚度d2。11.根据权利要求1至10中任一项所述的电气装置，其特征在于，所述第一区域在所述开口(3)的区域中具有凸缘(40)并且因此构造具有如下高度的内壁，所述高度大于所述第二区域(5)的材料厚度或厚度d2，其中优选地，所述玻璃材料或玻璃陶瓷材料(2、1020)的嵌装长度el对应于所述凸缘(40)的高度。12.根据权利要求11所述的电气装置，其特征在于，所述凸缘(40)是向上拱起的、成型的凸缘，其中，壳体部件和凸缘尤其是一件式的。13.根据权利要求11至12中任一项所述的电气装置，其特征在于，所述凸缘(40)包括凹入部(42)和/或突出部或者说凸出部(44)，其优选具有宽度w。14.根据权利要求11至13中任一项所述的电气装置，其特征在于，所述第二区域(5)的材料厚度或厚度d2与所述凸缘和/或所述凹入部和/或所述突出部的材料厚度或厚度基本上相同。15.根据前述权利要求1至14中至少一项所述的电气装置，其特征在于，在所述玻璃材料或玻璃陶瓷材料上布置有尤其由塑料或玻璃或玻璃陶瓷制成的绝缘元件(10030、20010)，所述绝缘元件尤其覆盖所述凸缘(40)或壳体部件、尤其所述第一区域的板材件的端面，其中优选所述凸缘(40)和/或壳体部件、尤其所述第一区域的板材件的表面的平面位于所述导体(20)的表面的平面以下，或者所述绝缘元件的表面位于具有所述导体(20)的表面的平面中。16.根据前述权利要求1至15中任一项所述的电气装置，其特征在于，所述电气装置具有最高40mm、优选20mm、尤其5mm、尤其最高4mm、优选最高3mm、尤其在1mm至40mm、尤其优选1mm至5mm、优选1mm至3mm的范围内的总结构高度。17.根据前述权利要求1至16中任一项所述的电气装置，其特征在于，所述壳体部件包括柔性法兰(310)。18.根据前述权利要求1至17中任一项所述的电气装置，其特征在于，所述法兰(310)具有在用于提供嵌装的高位区域或低位区域和连接区域之间的自由空间f。19.根据前述权利要求1至18中任一项所述的电气装置，其特征在于，所述法兰(310)、尤其柔性法兰通过熔焊、尤其是激光熔焊或钎焊与电池壳体尤其如此
连接，使得连接在很大程度上是气密的并且优选提供小于10-8
mbar l/sec的氦泄漏率。20.一种用于制造具有馈通件的电气装置、尤其电存储器装置或传感器壳体、优选电池、尤其微电池或电容器的方法，其中壳体部件(1)具有至少一个开口(3)，其中开口(3)容纳玻璃材料或玻璃陶瓷材料(22)中的导电材料、尤其导体(20)，所述方法包括以下步骤：-提供具有材料厚度或厚度d1的板材件作为壳体部件，-向所述板材件中引入开口(3)，-在围绕开口(3)的区域之外将所述板材件下压到厚度d2，-将在玻璃材料或玻璃陶瓷材料(22)中的导体插入到开口中，-将具有插在开口中的材料的板材件加热，从而进行在玻璃材料或玻璃陶瓷材料中的导体的压力嵌装。21.一种用于制造具有馈通件的电气装置、尤其是电存储器装置或传感器壳体、优选电池、尤其是微电池或电容器的方法，其中壳体部件(1)具有至少一个开口(3)，其中开口(3)容纳在玻璃材料或玻璃陶瓷材料(22)中的导电材料、尤其导体(20)，所述方法包括以下步骤：-提供具有材料厚度或厚度d2的板材件作为壳体部件，-向所述板材件中引入开口中，-围绕开口通过成型拉高凸缘，尤其拉高具有凹入部和/或突出部的凸缘，-将玻璃材料或玻璃陶瓷材料中的导体插入到具有凸缘的开口中，-加热具有插在开口中的材料的板材件，从而进行在玻璃材料或玻璃陶瓷材料中的导体的压力嵌装。22.一种电气装置、尤其是电存储器装置或传感器壳体、优选电池、尤其是微电池或电容器，其具有馈通件、尤其是穿过所述装置的壳体的壳体部件(1)的馈通件，所述壳体由金属、尤其是铁、铁合金、铁镍合金、铁镍钴合金、kovαr、钢、不锈钢、高级合金钢、铝、铝合金、αlsic、镁、镁合金或钛、钛合金制成，其中，所述壳体部件(1)具有至少一个开口(3)作为所述馈通件的一部分，其中所述开口(3)围绕轴线延伸，并且所述壳体部件的第一区域包括所述开口并且所述壳体部件的第二区域与所述开口相邻，并且所述开口容纳在玻璃材料或玻璃陶瓷材料(22)中的导电材料、尤其导体(20)，其特征在于，所述导电材料具有第一膨胀系数α1，以及所述玻璃材料或玻璃陶瓷材料(22)具有第二膨胀系数α2，并且所述壳体部件(1)具有第三膨胀系数α3，其中所述第三膨胀系数α3始终大于所述第二膨胀系数α2并且所述壳体包括柔性法兰。23.根据权利要求22所述的电气装置，其特征在于，所述法兰(310)具有位于高位区域或低位区域和连接区域之间的自由空间f。24.根据权利要求23所述的电气装置，其特征在于，所述法兰(310)、尤其是柔性法兰与电池壳体通过熔焊、尤其是激光熔焊或钎焊连接，尤其如此连接，使得连接在很大程度上是气密的并且优选提供小于10-8
mbarl/sec的氦泄漏率。
25.根据权利要求22至24中任一项所述的电气装置，其特征在于，所述壳体部件是具有厚度d2的电池盖部件，其中d2在0.1mm至1mm的范围内、优选在0.1mm至0.6mm的范围内。26.根据权利要求22至24中任一项所述的电气装置，其特征在于，所述柔性法兰通过成型所述电池盖部件而获得，其中所述柔性法兰具有所述电池盖部件的厚度d2作为厚度。27.根据权利要求22至25中任一项所述的电气装置，其特征在于，所述柔性法兰由以下材料中的一种制成：-具有在10至12*10-6
k-1
的范围内的膨胀系数的铁素体高级合金钢，-具有在12至13*10-6
k-1
的范围内的膨胀系数的标准钢，-具有在13至14*10-6
k-1
的范围内的膨胀系数的双相高级合金钢，-具有在16至18*10-6
k-1
的范围内的膨胀系数的奥氏体高级合金钢。28.根据权利要求22至27中任一项所述的电气装置，其特征在于，所述第二膨胀系数α2在9*10-6
1/k至11*10-6
1/k的范围内。29.根据权利要求22至28中任一项所述的电气装置，其特征在于，第一膨胀系数α1在6*10-6
1/k至11*10-6
1/k的范围内。30.根据权利要求22至29中任一项所述的电气装置，其特征在于，所述壳体的和/或所述导体的金属是铁、铁合金、铁镍合金、铁镍钴合金、kovαr、钢、不锈钢、高级合金钢、铝、铝合金、αlsic、镁、镁合金、铜、铜合金或钛或钛合金。31.根据权利要求22至30中任一项所述的电气装置，其特征在于，所述壳体部件在所述开口的区域中具有凸缘，并且因此构成具有如下高度的内壁，所述高度大于材料厚度或厚度d2，其中所述玻璃材料或玻璃陶瓷材料的嵌装长度el通过所述凸缘(40)的高度来确定。32.根据前述权利要求22至31中任一项所述的电气装置，其特征在于，所述电气装置具有最高40mm、优选20mm、尤其5mm、尤其最高4mm、优选最高3mm，尤其是在1mm至40mm的范围内、尤其优选1mm至5mm、优选1mm至3mm的范围内的总结构高度。33.根据权利要求22至32中任一项所述的电气装置，其特征在于，如此选择柔性法兰的材料，从而调节经由玻璃也作用到导体上的玻璃预应力并由此调节导体的挤出力。34.根据权利要求22至33中任一项所述的电气装置，其特征在于，通过调节导体的挤出力，在损坏情况下过压时调节导体的安全排气功能、尤其存储器
装置的、尤其是电池的开口。35.根据权利要求22至34中任一项所述的电气装置，其特征在于，通过下述措施中的一个或多个来调节所述导体的挤出力：-嵌装的厚度，-使用不同的玻璃材料，-玻璃中的不同的气泡份额，-在嵌装之前通过玻璃模制件的形状形成的结构化的玻璃表面，-在嵌装期间通过玻璃模制件的形状形成的结构化的玻璃表面，-在嵌装之后通过激光加工形成的结构化的玻璃表面，-玻璃材料中的单侧或双侧的缺口或渐缩部，-导体和/或壳体或壳体部件或基体中的缺口或渐缩部。36.一种微电池，具有馈通件，所述馈通件尤其穿过装置的壳体的壳体部件(1)，所述壳体由金属、优选铁、铁合金、铁镍合金、铁镍钴合金、kovαr、钢、不锈钢、高级合金钢、铝、铝合金、αlsic、镁、镁合金或钛或者钛合金制成，其中，所述壳体部件(1)具有至少一个开口(3)作为所述馈通件的一部分，其中所述开口(3)围绕轴线延伸，并且所述壳体部件的第一区域包括所述开口并且所述壳体部件的第二区域与所述开口相邻，并且所述开口容纳玻璃材料或玻璃陶瓷材料(22)中的导电材料、尤其导体(20)，其特征在于，所述导电材料具有第一膨胀系数α1，并且所述玻璃材料或玻璃陶瓷材料(22)具有第二膨胀系数α2并且所述壳体部件(1)具有第三膨胀系数α3，其特征在于，所述第三膨胀系数α3始终大于所述第二膨胀系数α2。37.根据权利要求36所述的微电池，其特征在于，所述第三膨胀系数α3位于12*10-6
1/k至19*10-6
1/k的范围内并且所述第二膨胀系数α2位于9*10-6
1/k至11*10-6
1/k的范围内。38.根据权利要求36至37中任一项所述的微电池，其特征在于，所述第一膨胀系数α1位于6*10-6
1/k至11*10-6
1/k的范围内。39.根据权利要求36至38中任一项所述的微电池，其特征在于，所述壳体的和/或导体的金属是铁、铁合金、铁镍合金、铁镍钴合金、kovαr、钢、不锈钢、高级合金钢、铝、铝合金、αlsic、镁、镁合金、铜、铜合金、钛或钛合金。40.根据前述权利要求36至39中任一项所述的微电池，其特征在于，所述电气装置具有最高40mm、优选20mm、特别优选5mm、尤其是最高4mm、优选最高3mm，尤其是在1mm至40mm的范围内、特别优选1mm至5mm、优选1mm至3mm的范围内的总结构高度。41.根据前述权利要求36至40中任一项所述的微电池，
其特征在于，所述壳体部件包括柔性法兰。42.根据前述权利要求36至41中任一项所述的微电池，其特征在于，所述法兰具有在用于提供嵌装的高位区域或低位区域和连接区域之间的自由空间f。43.根据前述权利要求36至42中任一项所述的微电池，其特征在于，所述法兰(310)、尤其柔性法兰通过熔焊、尤其是激光熔焊或钎焊与电池壳体连接，尤其如此连接，使得所述连接在很大程度上是气密的并且优选提供小于10-8
mbarl/sec的氦泄漏率。44.根据权利要求36至43中任一项所述的微电池，其特征在于，所述微电池作为壳体部件包括电池盖部件，所述电池盖部件具有厚度d2，其中d2位于0.1mm至1mm的范围内、优选位于0.1mm至0.6mm的范围内。45.根据权利要求36至44中任一项所述的微电池，其特征在于，所述柔性法兰通过成型所述电池盖部件而获得，所述柔性法兰具有所述电池盖部件的厚度d2作为厚度。46.根据权利要求36至45中任一项所述的微电池，其特征在于，所述柔性法兰由以下材料中的一种制成：-具有在10至12*10-6
k-1
的范围内的膨胀系数的铁素体高级合金钢，-具有在12至13*10-6
k-1
的范围内的膨胀系数的标准钢，-具有在13至14*10-6
k-1
的范围内的膨胀系数的双相高级合金钢，-具有在16至18*10-6
k-1
的范围内的膨胀系数的奥氏体高级合金钢。47.根据权利要求36至46中任一项所述的微电池，其特征在于，如此选择柔性法兰的材料，从而调节通过玻璃也作用到导体上的玻璃预应力和/或导体的挤出力。48.根据权利要求36至47中任一项所述的微电池，其特征在于，通过调节导体的挤出力，在损坏情况下在过压时调节导体的安全排气功能、尤其是存储器装置的、尤其是电池的开口。49.根据权利要求36至48中任一项所述的微电池，其特征在于，通过下述措施中的一个或多个来调节所述导体的挤出力：-嵌装的厚度，-使用不同的玻璃材料，-玻璃中的不同的气泡份额，-在嵌装之前通过玻璃模制件的形状形成的结构化的玻璃表面，
‑
在嵌装期间通过玻璃模制件的形状形成的结构化的玻璃表面，-在嵌装之后通过激光加工形成的结构化的玻璃表面，-玻璃材料中的单侧或双侧的缺口或渐缩部，-导体和/或壳体或壳体部件或基体中的缺口或渐缩部，-嵌装的长度和弯月面的形成。50.根据权利要求36至49中任一项所述的微电池，其特征在于，所述玻璃材料是硼酸铝玻璃。51.根据权利要求50所述的微电池，其特征在于，所述硼酸铝玻璃包括αl2o3和b2o3。52.根据权利要求36至51中任一项所述的微电池，其特征在于，所述导体包括头部件、优选连接头。53.根据权利要求36至52中任一项所述的微电池，其特征在于，在导电材料、尤其导体与壳体部件、尤其基体之间引入的玻璃材料或玻璃陶瓷材料相对于壳体部件、尤其基体构成弯月面。

技术总结
本发明涉及一种电气装置、尤其是电存储器装置或传感器壳体、优选电池、尤其是微电池或电容器，其具有馈通件、尤其是穿过装置的壳体的壳体部件的馈通件，壳体由金属、尤其是铁、铁合金、铁镍合金、铁镍钴合金、KOVΑR、钢、不锈钢、高级合金钢、铝、铝合金、ΑlSIC、镁、镁合金或钛或钛合金制成，其中，壳体部件具有至少一个开口作为馈通件的一部分，其中，开口围绕轴线延伸，并且壳体部件的第一区域包括开口并且壳体部件的第二区域相邻于开口，并且开口容纳在玻璃材料或玻璃陶瓷材料中的导电材料、尤其导体。本发明的突出之处在于，壳体部件的第一区域具有基本上垂直于开口的轴线的宽度W并且第一区域的宽度W始终大于第二区域的厚度D2、D


技术研发人员：H
受保护的技术使用者：肖特股份有限公司
技术研发日：2021.03.10
技术公布日：2022/11/8