[发明专利]一种锂离子电池负极极柱密封结构及其制备工艺

权利要求书

1.一种锂离子电池负极极柱密封结构，其特征在于，包括铜铝复合极柱和密封结构，所述密封结构包括盖板、下金属圈、金属化陶瓷圈以及上金属圈，所述盖板上设有安装铜铝复合极柱的安装孔，所述盖板上沿安装孔的外周设置有与所述下金属圈相匹配的安装台，所述下金属圈中部设有供铜铝复合极柱穿过的第一通孔，所述金属化陶瓷圈中部设有与所述铜铝复合极柱相匹配的第二通孔，所述上金属圈中部设有与所述铜铝复合极柱相匹配的第三通孔，所述铜铝复合极柱自下向上依次穿过安装孔、第一通孔、第二通孔、第三通孔；所述上金属圈底部焊接在金属化陶瓷圈的上表面，所述下金属圈的上表面焊接在金属化陶瓷圈的下表面，下金属圈的底部焊接在安装台上；所述第一通孔周缘从下金属圈上延伸出连接凸台，所述连接凸台的外径与金属化陶瓷圈的外径相等。

2.根据权利要求1锂离子电池负极极柱密封结构，其特征在于，所述上金属圈的外径与金属化陶瓷圈的外径相等。

3.根据权利要求1锂离子电池负极极柱密封结构，其特征在于，所述上金属圈和下金属圈均为铝制材料圈。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的锂离子电池负极极柱密封结构的制备方法，其特征在于包括

制备陶瓷圈的步骤：将陶瓷原料压制成型然后经过烧结得到陶瓷圈；

陶瓷圈金属化的步骤：对陶瓷圈表面进行金属化处理，得到金属化陶瓷圈；

焊接步骤：在上述金属化陶瓷圈上下表面分别涂覆焊料，将预制的金属圈分别放置在涂覆有焊料的金属化陶瓷圈上下表面，焊接后在金属化陶瓷圈的上表面形成上金属圈，在金属化陶瓷圈的下表面形成下金属圈，得到陶瓷-金属件；

物理焊接步骤：将上述陶瓷-金属件用碱液清洗并烘干，将设计好的带有铝帽的铜铝复合极柱穿过陶瓷-金属件的中心孔，采用激光能量使铝帽与陶瓷-金属件融合一体，即完成。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述制备陶瓷圈的步骤中，所述陶瓷原料包括以重量百分数计的以下组成：

纯度大于等于95%的氧化铝 ：95-100%；

二氧化硅：0-5%；

氧化钛：0-0.5%；

氧化镁：0-0.5%。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，制备陶瓷圈的步骤具体如下：

原料处理：将陶瓷原料混合均匀后进行球磨、喷雾造粒后得到均匀的粉末原料；

压制成型：将上述粉末原料压制成预定结构和尺寸的陶瓷圈坯体；

烧结：将上述陶瓷圈坯体装入高温烧结炉中，经过1500-1650℃高温烧结成型；

表面处理：经过烧结成型后的陶瓷圈坯体表面进行研磨处理，控制其表面粗糙度为0.8-1.6μm。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述压制成型中，可采用压力≥8T的干压方式，或者采用压力0.4-0.5Mpa、浆料成型温度在57-65℃的热压方式，或者采用静压方式。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述陶瓷圈金属化的步骤包括

一次金属化：采用微米级的钼锰或钨锰金属粉末，按照金属粉末：溶剂：粘结剂的质量比为13:4:3的比例混合在球磨机中研磨成均匀的浆料，采用人工或丝网印刷工艺在陶瓷表面涂覆一层20-30μm的浆料，然后在红外线烘干线上烘干后，装入烧结炉中在1500-1600℃的温度下烧结1-2小时，降温冷却后得到一次金属化陶瓷圈；

二次金属化：用镀镍、化镍、镀铜、化铜或烧镍中的一种方式在上述一次金属化陶瓷圈表面进行二次金属化，得到金属化陶瓷圈。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述焊接步骤中是在金属化陶瓷圈表面涂覆厚度为0.8-1.5mm的铝焊料，在真空或氮气气氛保护下，600℃下与预制的金属圈进行加热焊接。