本發(fā)明涉及領(lǐng)域新能源汽車所用動(dòng)力電池，尤其涉及的是一種動(dòng)力電池上的高溫粘合式蓋板組件。

背景技術(shù)：

動(dòng)力電池的好壞在很大程度上限制了電動(dòng)汽車的普及和發(fā)展，而蓋板組件是動(dòng)力電池內(nèi)部與外部進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的重要部件，對(duì)其密封性、抗老化、絕緣保護(hù)的研究就顯得極為重要。

現(xiàn)有動(dòng)力電池的蓋板組件大都采用“PFA鉚接”或“氟橡膠+陶瓷+注塑”兩種結(jié)構(gòu)方式。但是，極柱在動(dòng)力電池充放電過程中，溫差變化較大，“PFA鉚接”方式采用的是可熔性聚四氟乙烯鉚壓極柱，在高溫(超過260℃)或電池出現(xiàn)短路的情況下，其全氟烷基樹脂的絕緣件容易軟化，且有機(jī)材料時(shí)間一長也容易老化；而“氟橡膠+陶瓷+注塑”方式中的氟橡膠也屬于有機(jī)材料，在超過260℃時(shí)也會(huì)軟化甚至碳化，這些蓋板組件的結(jié)構(gòu)方式都會(huì)導(dǎo)致極柱處的密封失效，由此使得動(dòng)力電池的密封性能下降，進(jìn)而降低了動(dòng)力電池的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)存在因絕緣膠片的熔化而導(dǎo)致電池短路甚至發(fā)生燃燒、爆炸的危險(xiǎn)。

因此，現(xiàn)有技術(shù)尚有待改進(jìn)和發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種高溫粘合式蓋板組件，可提高動(dòng)力電池的密封性能，并降低其安全隱患。

同時(shí)，本發(fā)明還提供一種長壽命更安全的動(dòng)力電池。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種高溫粘合式蓋板組件，包括基板和極柱，基板上設(shè)置有極柱孔，極柱固定在極柱孔處，其中：基板的兩側(cè)分別粘接有第一陶瓷圈和第二陶瓷圈，并通過兩次不同溫度的高溫烘烤固定，極柱套在第一陶瓷圈和第二陶瓷圈中。

所述的高溫粘合式蓋板組件，其中：所述第二陶瓷圈沿極柱的軸向延伸出一圈凸臺(tái)，凸臺(tái)部分延伸到第一陶瓷圈的內(nèi)側(cè)，凸臺(tái)的端面低于第一陶瓷圈的外端面。

所述的高溫粘合式蓋板組件，其中：所述第一陶瓷圈和第二陶瓷圈的粘接面在粘接前均涂覆有一層膠漿狀陶瓷粉末，在用螺母擰緊的裝配情況下進(jìn)行兩次烘烤后自然冷卻形成粘接層。

所述的高溫粘合式蓋板組件，其中：所述膠漿狀陶瓷粉末中混合有三氧化二鋁粉末，并用水調(diào)和形成膠漿狀。

所述的高溫粘合式蓋板組件，其中：所述膠漿狀陶瓷粉末中混合有用于降低陶瓷粉末熔點(diǎn)的催化劑粉末。

所述的高溫粘合式蓋板組件，其中：用螺母擰緊的壓力在15~30牛之間。

所述的高溫粘合式蓋板組件，其中：第一次烘烤的溫度為100±5℃，時(shí)間1小時(shí)±5分鐘；第二次烘烤的溫度在250~300℃之間，時(shí)間2小時(shí)±10分鐘。

所述的高溫粘合式蓋板組件，其中：烘烤前在用螺母擰緊的裝配情況下靜置24小時(shí)±30分鐘。

所述的高溫粘合式蓋板組件，其中：粘接烘烤后放入模具注塑成型塑膠部分。

一種動(dòng)力電池，包括蓋板組件，其中，所述蓋板組件為上述中任一項(xiàng)所述的高溫粘合式蓋板組件。

本發(fā)明所提供的一種動(dòng)力電池及其高溫粘合式蓋板組件，由于采用了兩個(gè)陶瓷圈通過兩次不同溫度的高溫烘烤粘接在基板的兩側(cè)，取消了傳統(tǒng)采用PFA或氟橡膠在高溫下易軟化或碳化和易老化的密封結(jié)構(gòu)，使得動(dòng)力電池的整體耐溫達(dá)到500℃以上，提高了動(dòng)力電池的密封性能，避免了動(dòng)力電池發(fā)生燃燒、爆炸的危險(xiǎn)，也大大提高了動(dòng)力電池的使用壽命。

附圖說明

圖1是本發(fā)明高溫粘合式蓋板組件單個(gè)極柱處的剖視圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式和實(shí)施例加以詳細(xì)說明，所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

如圖1所示，圖1是本發(fā)明高溫粘合式蓋板組件單個(gè)極柱處的剖視圖，以螺柱式極柱為例，該高溫粘合式蓋板組件包括基板110和極柱120，基板110上設(shè)置有極柱孔，極柱120通過螺母130固定在極柱孔處，相對(duì)于傳統(tǒng)蓋板組件的結(jié)構(gòu)和連接方式而言，本發(fā)明高溫粘合式蓋板組件的改進(jìn)之處在于：基板110的外側(cè)表面(即上表面)以高溫粘合方式粘接有第一陶瓷圈140，基板110的內(nèi)側(cè)表面(即下表面)也以高溫粘合方式粘接有第二陶瓷圈150，第一陶瓷圈140和第二陶瓷圈150均位于極柱孔處，極柱120套在第一陶瓷圈140和第二陶瓷圈150中。此處的高溫，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，具體指的是超過100℃而低于陶瓷熔點(diǎn)的溫度，而高溫粘合方式指的是在粘合的過程中采用了高溫處理的方式，例如通過兩次不同溫度的烘烤。

具體的，螺母130、極柱120和基板110均為金屬件，極柱120和基板110之間可通過第一陶瓷圈140和第二陶瓷圈150相互絕緣。由于第一陶瓷圈140和第二陶瓷圈150中屬于無機(jī)材料，用其對(duì)極柱120進(jìn)行絕緣密封，可保證動(dòng)力電池在- 40°C～200°C的高低溫下均能正常運(yùn)作；同時(shí)，即使在動(dòng)力電池意外短路的情況下，第一陶瓷圈140和第二陶瓷圈150也能在800℃以上的高溫下不出現(xiàn)熔化，避免了動(dòng)力電池發(fā)生燃燒、爆炸的危險(xiǎn)；此外，第一陶瓷圈140和第二陶瓷圈150也不會(huì)產(chǎn)生老化現(xiàn)象，大大提高了動(dòng)力電池的使用壽命。

具體的，本文中的第一陶瓷圈140和第二陶瓷圈150采用的均是氣密型的致密性陶瓷圈，第一陶瓷圈140為一平面墊圈形狀，而第二陶瓷圈150的其中一端面沿其軸向延伸出一圈外徑較小的凸臺(tái)，裝配后凸臺(tái)部分延伸到第一陶瓷圈140的內(nèi)圈中，凸臺(tái)的外徑與第一陶瓷圈140的內(nèi)徑之間留有間隙；第一陶瓷圈140與基板110外表面相接觸的表面為第一陶瓷圈140的粘接面，第二陶瓷圈150與基板110內(nèi)表面相接觸的表面為第二陶瓷圈150的粘接面；在密封性方面，第二陶瓷圈150的下端面通過螺母130與極柱120鎖緊后貼緊極柱120的臺(tái)階面，第一陶瓷圈140的上端面也螺母130與極柱120鎖緊后貼緊螺母130的下端面。

具體的，第一陶瓷圈140的上端面即其內(nèi)端面，與該內(nèi)端面相對(duì)的端面稱為第一陶瓷圈140的外端面，凸臺(tái)的端面低于第一陶瓷圈140的外端面，以保證螺母130壓緊第一陶瓷圈140。

在本發(fā)明高溫粘合式蓋板組件的優(yōu)選實(shí)施方式中，第一陶瓷圈140和第二陶瓷圈150的粘接面在粘接前均涂覆有一層膠漿狀陶瓷粉末，在用螺母130擰緊的裝配情況下進(jìn)行兩次烘烤后自然冷卻形成粘接。

優(yōu)選地，在膠漿狀陶瓷粉末中混合有三氧化二鋁粉末，并用水調(diào)和形成膠漿狀，以提高第一陶瓷圈140和第二陶瓷圈150與基板110粘接后的牢固程度。

進(jìn)一步地，在膠漿狀陶瓷粉末中混合有用于降低陶瓷粉末熔點(diǎn)的催化劑粉末，因?yàn)樘沾煞勰┑娜埸c(diǎn)也很高，而基板110為降低成本通常都是采用熔點(diǎn)低于陶瓷的鋁板制作，適當(dāng)?shù)負(fù)近c(diǎn)這種陶瓷催化劑粉末，可明顯降低陶瓷粉末的熔點(diǎn)，有利于降低高溫處理的溫度，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，這只可降低陶瓷粉末熔點(diǎn)的催化劑粉末為本領(lǐng)域所熟知，也均可從市面上買得到，只是降低溫度的效果有所不同，其理化機(jī)理在此不再贅述。

優(yōu)選地，在第一陶瓷圈140和第二陶瓷圈150粘接面上涂抹這種膠漿狀陶瓷粉末并裝配后，極柱120處用螺母130擰緊的壓力在15~30牛之間，壓力太大會(huì)使得膠漿狀陶瓷粉末外溢，壓力太小會(huì)影響密封效果。

優(yōu)選地，烘烤前在用螺母130擰緊的裝配情況下將該蓋板組件靜置24小時(shí)±30分鐘，以利于膠漿狀陶瓷粉末中的水分揮發(fā)。

優(yōu)選地，進(jìn)行兩次不同溫度的高溫烘烤時(shí)，第一次烘烤的溫度為100±5℃，時(shí)間1小時(shí)±5分鐘；第二次烘烤的溫度在250~300℃之間，時(shí)間2小時(shí)±10分鐘，然后再自然冷卻。

優(yōu)選地，在經(jīng)過上述高溫烘烤之后，再將該蓋板組件放入模具注塑成型其塑膠部分(160a和160b)，以進(jìn)一步提高其連接的牢固程度和密封效果，并對(duì)極柱120處起到很好的保護(hù)的效果。

高低溫測(cè)試的結(jié)果表明，經(jīng)過上述工藝后的蓋板組件先在110℃的爐中加熱10分鐘以上，再丟入0℃的冰水混合物中，如此循環(huán)1000次之后，再進(jìn)行10公斤氣壓的測(cè)試，可保證不漏氣。

扭力測(cè)試的結(jié)果表明，用200個(gè)經(jīng)過上述工藝后的蓋板組件固定在臺(tái)虎鉗上，用扭力扳手旋轉(zhuǎn)，做7.5牛10次和15牛1次之后，再進(jìn)行10公斤氣壓的測(cè)試，也可保證不漏氣。

最大扭力測(cè)試的結(jié)果表明，將經(jīng)過上述工藝后的蓋板組件固定在臺(tái)虎鉗上，用扭力扳手旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行破壞性測(cè)試，最大破壞力在25~30?！っ字g。

震動(dòng)測(cè)試的結(jié)果表明，經(jīng)過上述工藝后的蓋板組件按照QTC743標(biāo)準(zhǔn)，震動(dòng)頻率10~55Hz之間，最大加速度3G，掃描循環(huán)10次，時(shí)間2小時(shí)之后，，再進(jìn)行10公斤氣壓的測(cè)試，仍可保證不漏氣。

電阻測(cè)試的結(jié)果表明，在室溫25℃下采用1000V，經(jīng)過上述工藝后的蓋板組件在65%RH的環(huán)境下，絕緣電阻均大于500 MΩ；在92% RH的高濕環(huán)境下，其絕緣電子在17~27 MΩ之間；而在外面靜置24小時(shí)，待水分自然蒸發(fā)后，再次測(cè)試其絕緣電阻，又大于200MΩ。

基于上述高溫粘合式蓋板組件，本發(fā)明還提出了一種動(dòng)力電池，包括蓋板組件和，其中，所述蓋板組件為上述中任一項(xiàng)實(shí)施例中所述的高溫粘合式蓋板組件，由此可將該動(dòng)力電池蓋板部分的使用壽命延長到8年以上，使用也更加安全，推動(dòng)新能源汽車整車的使用壽命提升。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不足以限制本發(fā)明的技術(shù)方案，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，例如，本發(fā)明高溫粘合式蓋板組件中的螺柱式極柱120還可替換成焊接式極柱(即外部形狀為平面形的極柱)上，可以根據(jù)上述說明加以增減、替換、變換或改進(jìn)，而所有這些增減、替換、變換或改進(jìn)后的技術(shù)方案，都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。