制造用于電能儲存裝置的電接頭的方法制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種制造用于電能儲存裝置（１０）的電接頭的方法，所述裝置包括至少一個放置在殼體（２０’）內部的電能儲存元件（７０），所述殼體具有殼體的主體（２０）中的包含電能儲存元件（７０）的蓋子（３０、４０），所述元件（７０）和所述蓋子（３０、４０）的每一個包括集流器器件，所述方法的特征在于，其至少包括：將鎵沉積到集流器器件中的一個或多個上的步驟，以及裝配被鎵涂覆分離開的兩個集流器器件的步驟，該涂覆的步驟之后是通過部署以及將加熱到給定溫度的塊壓制在由兩個集流器器件形成的裝置而實現的擴散釬焊步驟，所述裝置以給定時間被釬焊以制造用于電能存儲裝置的電接頭。本發明專利技術特別應用于制造諸如超級電容器、電池或發電機的電能存儲裝置。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及電能儲存裝置。更特別地應用于，但不限于，超級電容器(supercondenser)、電容器以及發電機或電池。更確切地說，本發 明涉及用于生產電能儲存裝置的電接頭(electrical connection)的方法。
技術介紹
近來提出了己知為高功率的相當數量的電能儲存裝置，諸如超級 電容器。然而，已知的設備的電源接頭并不能令人很滿意。在現有技術中，超級電容器包括放置在殼體中的線圈，殼體包括 在其兩端用可以裝配有電連接突出物的兩個蓋子封閉的主體。在下文 中，我們將平等地對待指明相同的部件的線圈或能量儲存線圈元件。為了制造此電能儲存裝置的電接頭，可以利用放置在線圈和每個 蓋子之間的電接頭的中間部件。一些其它的概念是直接利用蓋子作為具有集流器(current collector)的電接頭，集流器由在其兩端突出到線圈上方的集電邊緣形 成。這些集電邊緣或者中間電接頭部件，通過例如透明激光技術的焊 接方法的方式連接到諸如電連接突出物、蓋子自身或任何其它集流器 的外部端子。另一方面，根據所選擇的技術，這些設計也通常使用外部端子或部分壓制的電接頭的中間部件以形成焊接范圍，所述焊接范圍例如具有諸如窄帶或優選地朝著殼體的主體內部的凹陷。然后，在窄帶的水平上通過焊接來將線圈的集電邊緣電連接起來。 另一個例子利用外部端子或電接頭的中間部件，所述電接頭具有內部平的面和為外部凹陷形式的焊接范圍。在下文中將討論集電部件以平等地指定外部端子或電接頭的中間部件。此通過焊接其中集電部件由鋁或輕合金制成的電能儲存裝置來制 造電接頭的方法可以導致在焊接過程中將裝置暴露到高溫下，使得線 圈有熱降解的風險。另一方面，焊接有必要限制在舊焊接區域的事實限制了有效地焊 接在線圈的集電部件和集電邊緣之間的地帶的表面。結果，對于由于 所有的集電邊緣而言沒有完全連接到集電部件，電流沒有均勻地分布 在線圈中。此特性促成離子和電子集中在線圈的一些匝中，而在線圈的其它 匝中有損失，因此導致電能儲存裝置的串聯阻抗Rs加大。另外，在線圈運轉中輻射的大部分熱在延伸的集流器中軸向地擴 散，然后經由焊接區域或緊密接觸越過外部集電部件。熱交換到外部，然后通過線圈和蓋子之間的有限接觸來限制冷卻 線圈的重要部分，這有利于后者的再次加熱。另一方面，能量儲存裝置的電接頭的這種制造方法成本高而且復雜。實際上，透明激光焊接技術難以實現，因為其需要精確地調整待 組裝的部件，不好的調整會導致穿過集電部件的洞的增加，這首先造 成集電部件的緊密度的損失，其次是從電流能量儲存裝置產生弱能量。還有，對于僅有一些細微差別的鋁和鋁合金，諸如1000系(Series) 的鋁(包含至少99.9%的鋁的鋁合金)，利用激光焊接是有效地，但是 不是特別適用于超級電容器。實際上，這些細微差別是純粹的并且因 此更加具有延展性，在殼體的壓力上升的情況下，這造成它們有不太 好的機械阻抗，因此很少有好的老化特性。為了改善超級電容器的集電器和電極之間的接觸阻抗，文檔US 6,565,701提出了利用一種包括導電金屬基板的集流器，其表面施加有 非氧化層。因而在集電器和電極之間的導電變的容易而且限制了它們 的表面老化。文檔US 2004/0264110描述了電組件，該電組件包括裝配有穿孔的 集流器和電極，其中電極和集電器被中間層分離以防止在組件的運行 過程中電極的串聯阻抗增加。文檔DE 32 26 406也提出了一種由金屬薄膜形成的電容器，其包括蓋子和在接觸部分的釬焊(brazed)金屬接觸層。在將它們焊接之前， 需要用于將金屬顆粒沉積在接觸部分上的步驟。本專利技術的特定目的在于消除現有技術的缺點。本專利技術的一個目的在于提出一種通過低溫擴散釬焊(diffusion brazing)來制造電能儲存裝置的電接頭的方法，所述能量儲存裝置包 括固體部件，特別是由鋁制成的部件。本專利技術的又一個目的在于提出一種制造電能儲存裝置的電接頭的 方法，其減少了不同的集流器之間的電接觸阻抗，促使熱擴散，并且 在線圈的內部溫度上升的過程中進行冷卻。還提出一種電能儲存裝置的電接頭的簡單制造方法，其在制造裝 置方面提供了經濟性。本專利技術的又一個目的在于提供一種電能儲存裝置的電接頭的制造 方法，用于防止具有凸起和凹陷的集流器的使用，并且有利于電流的 均勻的分布。本專利技術的又一個目的在于允許使用有細微差別的鋁合金，而不是 最純凈的級數，諸如1000系。這是因為如下事實，在選擇合金時，擴 散釬焊不會像早期的激光焊接方法一樣造成相同的限制，因為沒有相 對于合金的擴散釬焊方法中的內含物(在不太純的合金中會出現)的 反應。擴散釬焊的另一個目的在于相比于根據現有技術的狀態，在激光 焊接方法中穿透收集部件的強大風險，限制了在低溫釬焊方法中穿透 收集部件的風險。擴散釬焊方法對于本領域技術人員來說是已知的。例如，文檔EP 0 123 382呈現了在70到80小時期間，在高壓(30-100MPa)下，覆 蓋在鎵層下的鋁表面的擴散釬焊過程，而文檔GB 2 386 578描述了在 用液態鎵摩擦接觸表面之后，在有利地200攝氏度以上，將由鋁制成 的兩個部件進行高壓(以20MPa的量級)擴散釬焊方法。最后，本專利技術的目的在于允許使用比激光悍接更容易進行工業化 的方法，而沒有與激光技術相關聯的安全問題，并且簡單而且以更少 的成本實現。
技術實現思路
根據本專利技術，這些目的通過一種制造電接頭的方法實現，所述電 接頭在電能儲存線圈和集電部件之間，電能儲存線圈具有在其端部的 集電邊緣，所述部件的結合形成了放置在殼體中的電能儲存裝置，其 特征在于，通過低溫擴散釬焊方法實現線圈的收集邊緣和集電部件的電連接，所述溫度小于400攝氏度。有利地，每個集電邊緣直接釬焊在集電部件上。執行溫度優選地選自150和400攝氏度之間，并且用被分配金屬 來完成擴散釬焊，所述被分配金屬選自鎵、銦、錫、鉈、鉛、鉍或者 其合金的具有低熔點的金屬。在支撐金屬是鎵的情況下，處理溫度選自150和250攝氏度之間。 實際上，高于218攝氏度，鎵在鋁中以兩種方式擴散在30和110攝 氏度之間的占有優勢的晶粒間方法，以及在110攝氏度和218攝氏度 之間的占有優勢的容量(晶粒內)方法。因此，在小于110攝氏度的 溫度，沒有對該材料的容納物有害的大量的晶粒間的鎵擴散，因為這 有脆化粒子節點的風險。超過218攝氏度后，鎵在合金中的擴散是全 容量的，這表示對于材料或接頭均沒有風險。優選地，在釬焊處的處理溫度將限制在250攝氏度，以便限制由 能量儲存線圈元件承受的溫度，以避免承擔超級電容器的性能或壽命 的材料的降解。根據本專利技術的電能儲存裝置的電接頭的制造方法，電能儲存裝置 包括至少一個要放置在殼體內部的電能儲存線圈元件，所述殼體要被 至少一個蓋子封閉，所述元件和所述蓋子的每一個包括集流器器件， 其特征在于，至少包括如下步驟-將鎵分布到集流器器件中的一個或其它集流器器件上的步驟； -裝配步驟，裝配被鎵沉積分離開的兩個集流器器件； -擴散釬焊步驟，通過應用在待裝配的材料中產生的限制為小于 10Mpa的力來實現擴散釬焊，按照制造電能存儲裝置的電接頭，裝置 被釬焊的時間少于1小時。附圖說明9通過如下以非受限實例給出的說明以及參照附圖，將更好地本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制造電接頭的方法，所述電接頭在電能儲存線圈（７０）和集電部件（３０、４０）之間，電能儲存線圈（７０）具有在其端部的集電邊緣（７１、７２），所述部件的結合形成了放置在殼體（２０）中的電能儲存裝置（１０），其特征在于，通過低溫擴散釬焊方法實現線圈（７０）的集電邊緣（７１、７２）和集電部件（３０、４０）的電連接，所述溫度小于４００攝氏度。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：O科蒙，P帕亞爾，G圣德雷男，
申請(專利權)人：巴茨卡普公司，南特大學綜合理工學院，
類型：發明
國別省市：FR[法國]