[发明专利]一种动力电池陶瓷密封连接器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷金属材料领域，尤其涉及一种新型动力电池陶瓷密封连接器及其制备方法。

背景技术

陶瓷金属材料封接是多科综合的技术，它在航天、航空、电力、电子、机械、化工、石油、采矿和汽车等国民经济领域及国防军事领域的应用极为广泛，是保证各类整机和元器件高质量的关键技术。电池连接器陶瓷材料作为电动汽车电池与电池连接技术中的关键元器件材料，其具有优良的抗折强度和极高的抗拉强度的性能，在电动汽车领域具有较大的应用价值。

目前，陶瓷都采用95Al₂O₃，陶瓷脆性较高，密度＜3.65g/cm²，晶粒比较大，一般均在15mm -30mm，从而抗折强度不能适用于高科技要求。由于电池连接采用陶瓷封接方法，一面焊接铜柱，另一面封接为铝片，封接强度较高，且封接铝片为国内首创时间先进水平，现有的金属化技术无法满足此要求。现有技术中的动力电池连接都采用T2紫铜箔焊接或螺丝、卡环紧固，在接触面或全面进行镀锡处理，再通过特殊处理，做成软连接，此种纯金属材料的连接方式，需要另外的电极再采用此金属连接板连接，不能完整将电池正、负极连接为一体，所占空间比较大，每台电动汽车使用100多组电池，功率达到100多瓦，金属连接的内阻损耗电量，影响其输出功率，也就使整车续驶里程减少，无法完成动力电池组的紧密装配，且金属材料没有绝缘性能，长期使用有氧化影响。由于动力电池的各种工作环境问题，高温及颠簸振动性，连接的稳定可靠性非常重要，在电池组相互串联的高电流工作中，连接的可靠性是保证电池安全使用及使用寿命的重要标准，螺丝及卡环、玻璃封装等方式，都有一定的连接空间局限性，在产生振动时已发生脱离，影响动力设备的安全工作。因此，在局限空间内把电池整合成为一个动力电池组，提高其单电池相互连接的可靠性及安全性是急需解决并推广的技术项目。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种新型动力电池陶瓷密封连接器及其制备方法，从而解决上述背景技术中的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种新型动力电池陶瓷密封连接器，包括陶瓷件、铜柱（正极）和铝板（负极），所述陶瓷件的成分包括主材料Al₂O₃和ZrO₂，改性剂为MgO，烧结助剂CaCO₃，所述Al₂O₃与ZrO₂的质量比为20：1，所述改性剂MgO的配比为Al₂O₃和ZrO₂总量的1%-2%，所述烧结助剂CaCO₃的配比为Al₂O₃和ZrO₂总量的4％-5%。

一种新型动力电池陶瓷密封连接器的制备方法，具体包括如下步骤：

（1）配料合成：将主材料Al₂O₃和ZrO₂按20：1的配比称量，将改性剂MgO按Al₂O₃和ZrO₂总量的1%-2%的配比称量，将烧结助剂CaCO₃按Al₂O₃和ZrO₂总量的4%-5%的配比称量，将各成分进行混合后放入烘烤箱进行烘烤，烘烤温度为150℃，烘烤时间为15小时，再放入球磨机进行球磨24小时得到均匀细化的混合原料，颗粒度达到3-3.5μm；

（2）预烧：在空气中以每分钟4℃升至1150℃下进行预烧2小时后，随炉冷却，再将）所得混合原料破碎，进行第二次球磨，过80目筛再烘干，制得Al₂O₃粉体；

（3）造粒：将Al₂O₃粉体加入10％的聚乙烯醇，利用造粒机进行造粒；

（4）干压：在6MPa下利用压力机进行干压成型，得到陶瓷毛坯；

（5）烧结：将陶瓷毛坯进行烧结，将温度控制在37℃-300℃进行烧结200分钟，再将温度控制在300℃-850℃进行烧结300分钟，再将温度控制在850℃-1250℃烧结150分钟，再将温度控制在1250℃-1600℃烧结150分钟，最后将温度控制在1600℃保温150分钟；

（6）加工检验：再通过表面加工，研磨至合格尺寸，进行吸蓝，检验产品是否有裂纹；