[发明专利]一种锂离子电池电容器用密封件

说明书

技术领域

本发明涉及二次电源技术领域，具体涉及一种锂离子电池电容器用密封件。

背景技术

锂离子电池电容器作为一种高脉冲的能量存储装置，因其功率密度大、可快速充放电、使用寿命长，逐渐成为电池能源市场的主流，并被广泛应用于自动读表(AMR)装置、GPS/GSM/ARGOS相关系统、汽车装置、远程传感器、射频识别系统、紧急设备和军事领域等。随着社会的发展，人们对锂离子电池电容器的性能，尤其是对锂离子电池电容器的可靠性和安全性提出了更高的要求。电池密封性作为影响电池可靠性和安全性的重要环节，是电池生产过程中的技术难点和重点。

目前，锂离子电池电容器密封常利用玻璃或陶瓷密封金属材质的极柱和盖板，如在专利号为WO9928982A1的世界专利中，公开的电池电容器的密封组件曾披露负极盖板与正极极柱之间采用玻璃进行密封和绝缘。发明人通过长期研究发现，这种密封方式在实际的运用过程中会出现以下不足：在电池电容器高脉冲、高电化学体系的环境下，玻璃或者陶瓷会发生电化学腐蚀和自放电现象，这将造成密封间隙出现，从而在内压的作用下使电解液在极柱端处泄漏，以致降低电池电容器的寿命；其次，玻璃和陶瓷易碎、硬度较大，当电池电容器受到振动时，玻璃和陶瓷容易破损，甚至脱落而造成电池电容器失效；另外，由于极柱与盖板采用的是金属材质，采用玻璃或者陶瓷密封剂密封金属，工艺复杂且制造成本高。

在申请号为201010561976.8的中国专利申请文件中公开了“一次锂电池用耐蚀封接玻璃材料及其制备方法”，该申请文件声称采用此玻璃封接材料可以耐锂和电解液的侵蚀，具有良好的气密性和绝缘性，且与钼极柱以及焊接性能优异的4J52等铁镍合金丝都能匹配封接，可防止玻璃内应力炸裂导致泄漏，保证封接器件的气密性。这种方案虽然弥补了传统玻璃或陶瓷密封耐腐蚀能力的不足，但需要利用玻璃将盖板与极柱进行烧接密封，这将导致盖板与极柱因材质不同而热膨胀系数不一致，从而造成封接时湿润性、气密性差。此外，所采用的烧接工艺设备造价昂贵，不易在工业中广泛推广，且容易产生杂质污染电池电容器。

另外，目前市场上的锂离子电池电容器多采用半密封结构，虽然适用于一般领域，但无法满足车载系统、智能表计、智能水表等领域对密封性的要求（漏气率小于1.0×10-7Pa·m3/s(He)）。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种成本低、密封性高的全密封锂离子电池电容器用密封件。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种锂离子电池电容器用密封件，包括依次设置的上压环、盖板、绝缘垫片以及极耳压环，还包括密封胶与十字形的极柱，在上压环、盖板、极耳压环各设置有一个通孔且三个通孔的中心轴相同，密封胶与盖板的通孔及盖板上下表面为注塑一体结构，且密封胶设置有与盖板的通孔中心轴相同的通孔，极柱包括与密封胶上的通孔及上压环上的通孔相匹配的极柱大头，与极耳压环上的通孔相匹配的极柱小头，以及与极柱大头、极柱小头为一体结构的极柱横板，极柱大头贯穿密封胶上的通孔以及所述上压环上的通孔，并与上压环铆接，极柱小头贯穿极耳压环上的通孔并与极耳压环铆接，极柱横板与密封胶的底面贴附连接。

本发明最主要的创新点之一是：首先，利用密封胶与盖板注塑为一体，并留有与极柱大头相匹配的通孔；然后，设置十字形的极柱，将极柱大头贯穿上压环、密封胶通孔、极柱小头贯穿极耳压环，并将极柱的大头与上压环、极柱小头与极耳压环铆接，同时将极柱横板与密封胶的底面贴附连接。通过以上技术方案实现了锂离子电池电容器全密封并提高了密封性。

本发明另一个创新点是：实现全密封效果所使用的密封胶及铆接工艺耗用成本低。另外，将密封胶与盖板注塑为一体有利于提高密封件的组装效率，且密封胶硬度低而不易脱落，也也不会产生密封间隙以致电解液泄漏。

进一步地，为了在铆接时，使极柱大头与上压环、极柱小头与极耳压环紧密吻合以提高密封性，极柱大头、极柱小头的端部均设置为冠状结构，且上压环的通孔外围设置有与极柱大头冠状结构相吻合的凹槽。当进行铆接时，极柱大头卡扣在对应的凹槽内，使密封更加牢固。

进一步地，为了提高极柱、密封胶、绝缘垫片之间的密封性，密封胶还贴附在绝缘垫片的顶面，极柱横板两端的横截面呈阶梯型并与绝缘垫片匹配连接。

进一步地，上压环的外径小于密封胶的外径，以达到利用密封胶实现上压环与盖板全密封的目的，同时增大上压环与密封胶的接触面积，避免密封胶因受铆接的冲压力而使局部压强过大造成裂痕。