(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電ユニット用フィードスルー、特に電池用フィードスルー、好ましくはリチウムイオン電池用フィードスルー、リチウムイオン二次電池用フィードスルー又はコンデンサ用フィードスルーにおいて、前記フィードスルーは、少なくとも１つの開口を有する少なくとも１つの基体を有しており、前記開口を、少なくとも１つの導体、特に主にピン状の導体が、シーリングガラスを含むか又はこれからなる電気絶縁性材料中で貫通しており、その際、前記基体は、好ましくはアルミニウム、マグネシウム、チタン、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金又はＡｌＳｉＣから選択される軽金属及び／又は軽金属合金を含むか又はこれからなり、その際、前記基体及び／又は前記導体と前記シーリングガラスとは材料結合による接合を形成しており、その際、前記シーリングガラスはチタン酸塩ガラスを有するか又はこれからなり、かつ、前記チタン酸塩ガラスの形態の前記シーリングガラスが、酸化物換算で、質量％で以下の成分：
【化１】
0006469653.tif 000014
を含むか又はこれからなる、前記フィードスルー。
【請求項２】
請求項１に記載のフィードスルーにおいて、チタン酸塩ガラスの形態の前記シーリングガラスにおいて、酸化物換算で、質量％での以下の成分１以上の含分：
【化２】
0006469653.tif 000015
が適用されることを特徴とする、前記フィードスルー。
【請求項３】
請求項１に記載のフィードスルーにおいて、チタン酸塩ガラスの形態の前記シーリングガラスが、酸化物換算で、質量％で以下の成分：
【化３】
0006469653.tif 000016
を含むか又はこれからなることを特徴とする、前記フィードスルー。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載のフィードスルーにおいて、前記導体、特に主にピン状の導体が、
軽金属及び／又は軽金属合金、好ましくはアルミニウム又はアルミニウム合金を含むか又はこれからなるか、
又は、
銅、ＣｕＳｉＣ、銅合金、金、金合金、銀、銀合金、ＮｉＦｅ、銅コアを有するＮｉＦｅシェル、又はコバルト・鉄合金、好ましくは銅又は銅合金を含むか又はこれからなる
ことを特徴とする、前記フィードスルー。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項に記載のフィードスルーにおいて、前記シーリングガラスが、２０℃〜３００℃の範囲内で１７×１０-6／Ｋ〜２５×１０-6／Ｋの範囲内の膨張係数αを有し、かつ好ましくは３００〜５００℃の範囲内の変態温度Ｔgを有することを特徴とする、前記フィードスルー。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載のフィードスルーにおいて、前記軽金属及び／又は前記軽金属合金が、前記材料結合による接合の形成の前に、１つ以上の前処理法及び／又は被覆法、好ましくは表面処理、特に好ましくは、脱脂、表面に付着している酸化物皮膜の除去、クロム酸塩処理、リン酸塩処理、ケイ酸塩被覆、酸化チタン被覆又は酸化ジルコニウム被覆から選択される表面処理に供されていることを特徴とする、前記フィードスルー。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか１項に記載のフィードスルーにおいて、少なくとも１つの導体、特に主にピン状の導体が貫通している前記電気絶縁性材料が多層構造を有しており、その際、前記多層構造において、最上層及び／又は最下層、好ましくは双方の層が、請求項１から３までのいずれか１項に定義されているシーリングガラスを含むか又はこれからなることを特徴とする、前記フィードスルー。
【請求項８】
請求項７に記載のフィードスルーにおいて、少なくとも３層を有する多層構造が存在しており、その際、前記最上層及び／又は最下層が、請求項１から３までのいずれか１項に定義されているシーリングガラスを含むか又はこれからなり、かつ中間層がリン酸塩ガラスを有するか又はこれからなり、その際、前記リン酸塩ガラスが、好ましくはモル％で以下の成分：
【化４】
0006469653.tif 000017
を含むか又はこれからなることを特徴とする、前記フィードスルー。
【請求項９】
請求項１から６までのいずれか１項に記載のフィードスルーにおいて、少なくとも１つの導体、特に主にピン状の導体が貫通している前記電気絶縁性材料が、異なる膨張係数α（２０℃〜３００℃）を有する少なくとも２種のガラス又はガラスセラミックス材料である、第一のガラス又はガラスセラミックス材料と第二のガラス又はガラスセラミックス材料とを含んでおり、
その際、前記第一のガラス又はガラスセラミックス材料は、前記第一のガラス又はガラスセラミックス材料の膨張係数α1が前記基体の材料の膨張係数に適合するように選択されており、かつ、
前記第二のガラス又はガラスセラミックス材料は、前記第二のガラス又はガラスセラミックス材料の膨張係数α2（２０℃〜３００℃）が前記導体の材料の膨張係数に適合するように選択されており、
かつ、請求項１から３までのいずれか１項に定義されているシーリングガラスを含むか又はこれからなる最上層及び／又は最下層が設けられていることを特徴とする、前記フィードスルー。
【請求項１０】
請求項９に記載のフィードスルーにおいて、
前記第一のガラス又はガラスセラミックス材料の膨張係数α1が、２０℃〜３００℃の範囲内で（１６〜２５）×１０-6  Ｋ-1の範囲内であり、その際、前記第一のガラス又はガラスセラミックス材料が、好ましくは、以下のガラス材料：
ケイ酸チタン酸塩、
スルホリン酸塩、
テルル化物、
ホウ酸塩、
バナジン酸塩、
フッ化物、
リン酸塩、
ケイ酸塩
から選択されるガラス材料であり、
上記材料はいずれも、任意に、
延性を適合させるための充填剤、
アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属、
赤外線の発光極大の範囲内に存在するドーパント、特にＦｅ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｖ
を有することを特徴とする、前記フィードスルー。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載のフィードスルーにおいて、前記第二のガラス又はガラスセラミックス材料が、２０℃〜３００℃の範囲内で（１２〜１８）×１０-6  Ｋ-1の範囲内の膨張係数α2を有することを特徴とする、前記フィードスルー。
【請求項１２】
請求項９から１１までのいずれか１項に記載のフィードスルーにおいて、少なくとも１つの導体、特に主にピン状の導体が貫通している前記電気絶縁性材料が、少なくとも１つの第一のガラス又はガラスセラミックス材料と、第二のガラス又はガラスセラミックス材料と、請求項１から３までのいずれか１項に定義されているシーリングガラスを含むか又はこれからなる最上層及び／又は最下層とを有し、多成分系ガラス、特にガラス圧縮体であることを特徴とする、前記フィードスルー。
【請求項１３】
請求項１から１２までのいずれか１項に記載のフィードスルーを備えた、蓄電ユニット、特に電池、好ましくはリチウムイオン電池、リチウムイオン二次電池又はコンデンサ。
【請求項１４】
蓄電ユニット、特に電池、好ましくはリチウムイオン電池、リチウムイオン二次電池又はコンデンサにおける請求項１から１２までのいずれか１項に記載のフィードスルーにおけるシーリングガラスとしての、チタン酸塩ガラスの使用。
【請求項１５】
請求項１４に記載の使用であって、チタン酸塩ガラスの形態の前記シーリングガラスが、酸化物換算で、質量％で以下の成分：
【化５】
0006469653.tif 000018
を含むか又はこれからなることを特徴とする、前記使用。
【請求項１６】
以下の工程：
−  導体、特に主にピン状の導体及び基体を準備する工程、その際、前記基体は、好ましくはアルミニウム、マグネシウム、チタン、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金又はＡｌＳｉＣから選択される軽金属及び／又は軽金属合金を含むか又はこれからなるものとする；
−  チタン酸塩ガラスを有するか又はこれからなるシーリングガラスを準備し、前記シーリングガラスを粉砕及び造粒し、かつこれから、前記導体に適した開口を有する成形体を製造する工程；
−  任意に、得られた前記成形体を、任意に結合剤の添加下に熱処理する工程；
−  前記部材を組み立ててフィードスルーにする工程；及び
−  基体及び／又は導体、主にピン状の導体とシーリングガラスとの間で材料結合による接合を形成させながら熱処理する工程
を含む、フィードスルーの、特に請求項１から１２までのいずれか１項に記載のフィードスルーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電ユニット用フィードスルー、特に電池用フィードスルー、特にリチウムイオン電池用フィードスルー、リチウムイオン二次電池用フィードスルー又はコンデンサ用フィードスルー、及び蓄電ユニットのケーシングへ金属導体を通すためのシーリングガラスの使用に関する。
【０００２】
リチウムイオン電池及びリチウムイオン二次電池は、例えば可搬式電子機器、携帯電話、エンジン工具及び特に電気自動車といった多数の様々な利用が予定されている。特に自動車関連で使用するためのリチウムイオン電池は、通常は直列接続された多数の個々の電池セルを有する。直列接続された電池セルが集合していわゆる電池パックとなり、複数の電池パックが集合して、リチウムイオン電池とも称される電池モジュールとなる。それぞれの個々の電池セルは、前記電池セルのケーシングから突出する電極を有する。こうした電池は、例えば鉛蓄電池やニッケル・カドミウム電池やニッケル金属水素化物電池といった伝統的なエネルギー源に取って代わり得る。
【０００３】
特に所定の適用のために、とりわけ自動車工業分野において、また航空機においても、電池、特にリチウムイオン電池やリチウムイオン二次電池のために、しばしば軽金属又は軽金属合金、例えばアルミニウム合金が、電池のケーシング材料として、又は導電体として使用されている。こうした自動車分野における適用は、例えば耐腐食性や事故時の耐久性や振動耐久性といった様々な問題を提起している。もう一つの問題は、電池、特にリチウムイオン電池の長期間のハーメチックシールである。例えば電池の電極ないし電池の電極フィードスルーの範囲内での漏れや、電池寿命の短縮を招く電池短絡や温度変化によって、前記シールが損なわれうる。電池用フィードスルーのさらなる問題の一つに、攻撃性の電池電解質に対する、特に例えばリチウムイオン二次電池に使用されるような非水電解質に対する不安定性がある。
【０００４】
事故時のより良好な耐久性を保証するために、ＤＥ１０１０５８７７Ａ１では、例えばリチウムイオン電池用ケーシングであって、前記ケーシングが金属シェルを含んでおり、前記金属シェルの両側が開口しておりかつ密閉される前記ケーシングが提案されている。電気接続子はプラスチックにより絶縁されている。プラスチック絶縁の欠点は、温度安定性が制限されていることと、寿命の間にシール性が不安定であることである。
【０００５】
さらに、導体の電気的絶縁の他にハーメチックシール機能をも有しなければならない金属性の電気的フィードスルーに関して、いわゆるフリットガラス又はソルダガラスを使用することが知られている。従来技術においては、これに関する多数の可能な実施形態が記載されている：
例えば、ＵＳ６，０３７，５３９Ａ及びＵＳ５，９６５，４６９Ａには、高周波用フィードスルー（ＨＦフィードスルー）が開示されており、その際、鉄含有又は鉄不含の導体が、リン酸アルミニウムガラス組成物ないしリン酸アルカリ金属アルミニウムガラス組成物中で、アルミニウムを含むケーシング部材を貫通している。しかしながら、電池用フィードスルーは記載されていない。
【０００６】
さらに、ＷＯ０３／０６１０３４Ａ１（ＥＰ１４６４０８９Ａ１）は、耐薬品性金属を有する金属体と、耐薬品性を示す導電性金属ピンと、前記金属体と前記ピンとの間に配置されておりかつ両者とは電気的に絶縁されているガラス材料とを含む、リチウムイオン電解質との接続に使用するためのガラス・金属シールを有するアセンブリに関し、その際、前記ガラス材料は、例えばＡＬＳＧ−３２ガラスのようなリン酸塩リッチな組成を有する。
【０００７】
ＤＥ１０２０１１０１２４３０Ａ１及びＷＯ２０１２／１１０２４４Ａ１には、特に好ましくはディスク状金属部材の形態の基体を有するフィードスルーが記載されており、その際、前記基体は少なくとも１つの開口を有し、前記開口を、少なくとも１つの主にピン状の導体がガラス又はガラスセラミックス材料中で貫通しており、その際、前記基体は、低溶融材料、特に軽金属、好ましくはアルミニウム又はＡｌＳｉＣを含み、かつ、前記ガラス又はガラスセラミックス材料は、前記ガラス又はガラスセラミックス材料と前記低溶融材料との融合温度が前記低溶融基体の溶融温度を下回るように選択されている。前記ガラス又はガラスセラミックス材料は、例えば、ケイ酸チタン酸塩、スルホリン酸塩、テルル化物、ホウ酸塩、バナジン酸塩、フッ化物、リン酸塩又はケイ酸塩といったガラス系列から選択される。
【０００８】
ＷＯ２０１２／１１０２４２Ａ１及びＤＥ１０２００９０３０９５１にはそれぞれ、特にリチウムイオン電池用フィードスルーが記載されており、その際、主にピン状の導体が、基体中の開口をガラス又はガラスセラミックス材料中で貫通している。ガラス又はガラスセラミックス材料として、好ましくは高いリン酸塩含分を有する材料が使用されている。
【０００９】
ＤＥ１０４９０６３Ｂから、高い熱膨張を伴う金属及び合金と直接接合するための、４〜３０質量％のＴｉＯ2含分を含むガラスが知られており、その際、このＤＥ１０４９０６３Ｂから公知であるガラスは２〜８質量％のＳｒＯを必須に有する。ＳｒＯは、溶融温度及びガラス転移温度を低下させるために好ましく使用される。ＳｒＯ含分が比較的高いと、さらに熱膨張係数の増加が生じうる。しかしながらＳｒＯは高価な原料であり、また本発明者は、比較的高い含分のＳｒＯを使用すると、ガラスの耐薬品性、特に耐酸性に関して不利な特性が生じうることを見出した。
【００１０】
従って、上述の適用例に適したソルダーガラスとして、従来技術ではしばしば、比較的高いリン酸分、例えば＞３０質量％のリン酸塩分を有するガラス系が記載されている。こうしたリン酸塩を含有するソルダーガラスは、例えば、アルミニウム合金に類似した１５〜２５×１０-6／Ｋの範囲内の高いＣＴＥ（coefficient of thermal expansion、熱膨張係数）を有することが特徴的である。アルミニウム合金は、その組成に基づき例えば２０〜２６×１０-5／ＫのＣＴＥを有するが、しかしながらこれは主に、例えばＳｉ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｚｎといった合金主成分に依存する。
【００１１】
同時に、前記ガラス系はしばしば、アルミニウム合金の融点ないし溶融範囲を明らかに下回る比較的低い変態温度（Ｔg）を有する。これによって、前記ガラス系を特に予定された適用に使用することが可能となる。ここで典型的には、前記ソルダーガラスの変態温度（Ｔg）は３００〜４５０℃である。
【００１２】
従来技術ではリン酸塩含有ガラスがソルダーガラスとして使用されている。何故ならば、リン酸塩含有ガラスは非水電池電解質に対して極めて良好な耐久性を有するためである。前記電解質は例えば主にＬｉＰＦ6と有機炭酸塩との混合物からなる。電解質に対するソルダーガラスの耐久性、すなわちソルダーガラスのうちどれ位の量の材料が電解質により溶解されるかを調べるための試験は、いわゆるリーチングである。典型的なリーチング値は、例えばＷＯ２０１２／１１０２４２Ａ１の第１９頁、第１表に示されている。
【００１３】
しかしながら、そのような高いリン分を含むガラスの製造には、著しい困難を伴う。リン分及び／又はリン酸塩分は、例えば溶融工程の際に使用されるるつぼ材料及び／又は槽材料を損ねることがあり、それにより、一方では溶融されたガラスが汚染されることがあり、また他方ではガラス溶融ユニットの寿命も相当短縮される。さらに、リン分及び／又はリン酸塩分はガラス溶融物から容易に蒸発することができ、それにより、こうした成分が周囲の環境に達しないようにするためのコストをかけた空気ろ過装置が必要となる。これにより製造コストが著しく上昇する。さらに、ろ過残滓を環境に適した様式で廃棄する必要がある。
【００１４】
従って、上述の従来技術の欠点に端を発し、本発明の課題は、低下された製造コストでもってかつ環境に負荷をかけずに製造できるシーリングガラスを用いて製造することのできる上記の様式のフィードスルーを提供することである。
【００１５】
本発明によれば、前記課題は独立請求項の教示により解決される。
【００１６】
本発明の有利なさらなる実施形態は、従属請求項の対象である。
【００１７】
従って本発明の第一の態様によれば、蓄電ユニット用、例えば電気エネルギー発生ユニット用及び／又はエネルギー蓄電ユニット用、特に電池用のフィードスルー、好ましくはリチウムイオン電池用フィードスルー、リチウムイオン二次電池用フィードスルー又はコンデンサ用フィードスルーにおいて、前記フィードスルーは基体を含んでおり、その際、前記基体は少なくとも１つの開口を有しており、前記開口を、導体、特に主にピン状の導体が、シーリングガラスを含むか又はこれからなる電気絶縁性材料中で貫通しており、その際、前記基体は、好ましくはアルミニウム、マグネシウム、チタン、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金、例えばＴｉ６２４６、Ｔｉ６２４２、Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ及び／又はＴｉ６Ａｌ７Ｎｂ又はＡｌＳｉＣから選択される軽金属及び／又は軽金属合金を含むか又はこれからなり、その際、前記基体及び／又は前記導体と前記シーリングガラスとは材料結合による接合を形成しており、その際、前記シーリングガラスはチタン酸塩ガラスを有するか又はこれからなる前記フィードスルーが示される。
【００１８】
前記電気的フィードスルーは、本発明によれば、電気エネルギー発生ユニット及び／又は電気エネルギー蓄電ユニット、好ましくはリチウムイオン電池において使用されることが望ましい。ここで、本発明の意味では、その放電後に廃棄及び／又は再利用される使い捨ての電池のみならず二次電池も、電池と解釈される。
【００１９】
チタン酸塩ガラスは、本発明によれば好ましくは、５質量％以上の酸化チタン含分、特に好ましくは１３〜２８質量％の酸化チタン含分を有するガラスである。特に好ましいのは、ケイ酸チタン酸アルカリ金属ガラスである。極めて特に好ましいのは、本発明によれば、１３〜２８質量％の酸化チタン、２２〜５２質量％の範囲内のアルカリ金属含分及び２４〜４４質量％の範囲内のＳｉＯ2を有するケイ酸チタン酸アルカリ金属ガラスである。
【００２０】
本発明によれば好ましくは、前記導体が貫通しているチタン酸塩ガラスの形態の前記シーリングガラスは、以下の成分（質量％）を含むか又はこれからなる：
【化１】
0006469653.tif 000002
【００２１】
本発明の特に好ましい一実施形態によれば、前記チタン酸塩ガラス中のＢａＯの含分は、０〜４質量％、さらに好ましくは０〜＜０．５質量％の範囲内である。ＢａＯの好ましい上限は、（それぞれ酸化物に対する質量％で）例えば３．５％、３％、２．５％、２．０％、１．５％、１．０％及び／又は０．５％である。前記上限は、当然のことながら０質量％の下限との組合せが可能である。
【００２２】
本発明の特に好ましい一実施形態によれば、前記チタン酸塩ガラス中のＣｕＯの含分は、０〜＜６質量％、さらに好ましくは０〜＜０．５質量％の範囲内である。ＣｕＯの好ましい上限は、（それぞれ酸化物に対する質量％で）例えば５．５％、５．０％、４．５％、４．０％、３．５％、３．０％、２．５％、２．０％、１．５％、１．０％及び／又は０．５％である。前記上限は、当然のことながら０質量％の下限との組合せが可能である。
【００２３】
本発明の特に好ましい一実施形態によれば、前記チタン酸塩ガラス中のＦｅ2Ｏ3の含分は、０〜＜０．５質量％の範囲内である。Ｆｅ2Ｏ3の好ましい上限は、（それぞれ酸化物に対する質量％で）例えば０．４％、０．３％、０．２％及び／又は０．１％である。前記上限は、当然のことながら０質量％の下限との組合せが可能である。
【００２４】
本発明の特に好ましい一実施形態によれば、前記チタン酸塩ガラス中のＫ2Ｏの含分は、１０〜２０質量％、さらに好ましくは１０〜１４質量％の範囲内である。Ｋ2Ｏの好ましい上限は、（それぞれ酸化物に対する質量％で）例えば１９％、１８％、１７％、１６％、１５％、１４％、１３％、１２％及び／又は１１％である。前記上限は、当然のことながら１０質量％の下限との組合せが可能である。
【００２５】
本発明のさらなる特に好ましい一実施形態によれば、前記チタン酸塩ガラス中のＮａ2Ｏの含分は、１２〜２０質量％、特に好ましくは１２〜１８質量％の範囲内である。Ｎａ2Ｏの好ましい上限は、（それぞれ酸化物に対する質量％で）例えば１９％、１８％、１７％、１６％、１５％、１４％及び／又は１３％である。前記上限は、当然のことながら１２質量％の下限との組合せが可能である。
【００２６】
本発明の特に好ましい一実施形態によれば、前記チタン酸塩ガラス中のＳｂ2Ｏ3の含分は、０〜＜０．５質量％の範囲内であり、特に好ましくは０質量％である。Ｓｂ2Ｏ3の好ましい上限は、（それぞれ酸化物に対する質量％で）例えば０．４％、０．３％、０．２％及び／又は０．１％である。前記上限は、当然のことながら０質量％の下限との組合せが可能である。
【００２７】
本発明の特に好ましい一実施形態によれば、前記チタン酸塩ガラス中のＳｎＯ2の含分は、０〜＜０．５質量％の範囲内であり、特に好ましくは０質量％である。ＳｎＯ2の好ましい上限は、（それぞれ酸化物に対する質量％で）例えば０．４％、０．３％、０．２％及び／又は０．１％である。前記上限は、当然のことながら０質量％の下限との組合せが可能である。
【００２８】
本発明のさらなる特に好ましい一実施形態において、前記チタン酸塩ガラス中のＳｉＯ2の含分は、２８〜３７質量％、好ましくは２９〜３４質量％の範囲内である。ＳｉＯ2の好ましい上限は、（それぞれ酸化物に対する質量％で）例えば３６％、３５％、３４％、３３％、３２％、３１％、３０％及び／又は２９％である。前記上限は、当然のことながら２８質量％の下限との組合せが可能である。
【００２９】
本発明の特に好ましい一実施形態によれば、前記チタン酸塩ガラス中のＴｉＯ2の含分は、１３〜２８質量％、さらに好ましくは２０〜２５質量％の範囲内である。ＴｉＯ2の好ましい上限は、（それぞれ酸化物に対する質量％で）例えば２７％、２６％、２５％、２４％、２３％、２２％、２１％、２０％、１９％、１８％、１７％、１６％、１５％及び／又は１４％である。前記上限は、当然のことながら１３質量％の下限との組合せが可能であるが、＞２０質量％の上限に関しては２０質量％の下限との組合せも可能である。
【００３０】
本発明の特に好ましい一実施形態によれば、前記チタン酸塩ガラス中のＶ2Ｏ5の含分は、２〜１２質量％、さらに好ましくは２〜１０質量％の範囲内である。特に好ましくは、前記チタン酸塩ガラス中のＶ2Ｏ5の含分は、＞５〜１３質量％である。Ｖ2Ｏ5の好ましい上限は、（それぞれ酸化物に対する質量％で）例えば１２％、１１％、１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％及び／又は３％である。前記上限は、当然のことながら２質量％の下限との組合せが可能であるが、＞５質量％の上限に関しては＞５質量％の下限との組合せも可能である。
【００３１】
本発明の特に好ましい一実施形態によれば、前記チタン酸塩ガラス中のＺｒＯ2の含分は、０〜＜０．５質量％の範囲内であり、特に好ましくは０質量％である。ＺｒＯ2の好ましい上限は、（それぞれ酸化物に対する質量％で）例えば０．４％、０．３％、０．２％及び／又は０．１％である。前記上限は、当然のことながら０質量％の下限との組合せが可能である。
【００３２】
本発明のさらなる特に好ましい一実施形態によれば、本発明によるチタン酸塩ガラスの形態のシーリングガラスは、不純物を除いて、ＰｂＯ及び／又はＳＯ3及び／又はＢａＯ及び／又はＣｕＯ及び／又はＺｎＯを含有しない。
【００３３】
上述の特に好ましい実施形態及び／又は「特に」と示された実施形態は、いずれも互いに任意に組合せ可能であり、かつこれらの実施形態のうち一つ、複数又は全てと本発明による全般的な範囲の成分とを任意に組み合わせることも可能である。例えば、各々の相応する実施形態において、以下の成分の含分を互いに無関係に又は各々の任意の組合せで以下のように選択することが可能であり、かつ本発明の意味において好ましい：Ａｌ2Ｏ3  ０〜＜２質量％、ＳｒＯ  ０〜＜２  質量％、Ｖ2Ｏ5  ＞５〜１３質量％、Ｂｉ2Ｏ3  ０〜１８質量％。
【００３４】
（それぞれ酸化物に対する質量％で）例えば１．９％、１．８％、１．７％、１．６％、１．５％、１．４％、１．３％、１．２％、１．１％、１．０％、０．９％、０．８％、０．７％、０．６％、０．５％、０．４％、０．３％、０．２％及び／又は０．１％も、Ａｌ2Ｏ3の好ましい上限である。前記上限は、当然のことながら０質量％の下限との組合せが可能である。
【００３５】
（それぞれ酸化物に対する質量％で）例えば１．９％、１．８％、１．７％、１．６％、１．５％、１．４％、１．３％、１．２％、１．１％、１．０％、０．９％、０．８％、０．７％、０．６％、０．５％、０．４％、０．３％及び／又は０．２％も、ＳｒＯの好ましい上限である。前記上限は、当然のことながら０質量％の下限との組合せが可能である。
【００３６】
ＳｒＯ含分の低減にもかかわらず、本発明は、前記適用に好適なシーリングガラスの提供に成功した。その際特に、目的の矛盾、すなわち、ＳｒＯはガラスの溶融性及び流動性を改善しかつ熱膨張係数を増加させ、これは特に例えばアルミニウムのような軽金属との接合にとっては望ましいものであるが、しかし一方でこれによって耐薬品性、特に耐酸性が低下してしまうという目的の矛盾が解消された。本発明によるチタン酸塩ガラスの組成範囲によって、前述の利点を断念したにもかかわらず、例えば電池やコンデンサのようなエネルギー蓄電装置において使用されるような電解質に対してより安定であるという利点を有する好適なガラスを提供することに成功した。
【００３７】
好ましくは、本発明によるチタン酸塩ガラスはＳｒＯ不含であることが予定される。しかしながらしばしば、所望の成分中でのこうした物質の自然な分配に起因する、又はガラス製造における加工に起因するこうした成分での汚染を完全に回避することは、不可能であるか又はコスト上是認できるものではない。従って本実施形態においても、少量のＳｒＯが本発明による接合材料中にこうした汚染に基づき存在していてもよい。しかしながら特に好ましくは、ＳｒＯの総含分は０．２質量％を超えない。
【００３８】
もう一つの好ましい実施形態によれば、前記導体が貫通しているチタン酸塩ガラスの形態の前記シーリングガラスは、以下の成分（質量％）を含むか又はこれからなる：
【化２】
0006469653.tif 000003
【００３９】
上述のシーリングガラスは、従来技術から公知であるアルカリ金属リン酸塩ガラスよりも明らかに低いリン酸塩含分を有する、安定なアルカリ金属ケイ酸チタン酸塩組成物である。
【００４０】
驚くべきことに、本発明により使用されるシーリングガラスは公知のリン酸塩ガラスに取って代わり、その際、この本発明により使用されるシーリングガラスは、いくつかのリン酸塩ガラスよりも明らかに高い耐薬品性を示すことが判明した。
【００４１】
本発明によれば、前記基体のために好ましくは軽金属又は軽金属合金が使用される。軽金属とは、５．０ｋｇ／ｄｍ3未満の比重を有する金属である。好ましくは、軽金属の比重は１．０ｋｇ／ｄｍ3〜３．０ｋｇ／ｄｍ3の範囲内である。一般に、軽金属は低溶融金属であり、３５０℃〜８００℃の範囲内の溶融温度を示す。これは、例えばアルミニウム、マグネシウム又はチタンであり、軽金属合金は、例えばアルミニウム合金、マグネシウム合金又はチタン合金、例えばＴｉ６２４６、Ｔｉ６２４２、Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ及び／又はＴｉ６Ａｌ７Ｎｂである。ＡｌＳｉＣも使用可能である。ＡｌＳｉＣとは、Ａｌが含浸ないし拡散導入されているＳｉＣマトリクスである。Ａｌの割合により、特性、特に膨張係数を調整することができる。特に、ＡｌＳｉＣは純アルミニウムよりも低い熱膨張を示す。簡略化のために、ここではＡｌＳｉＣを軽金属合金として挙げる。
【００４２】
軽金属又は軽金属合金の上述の定義は、好ましくは、３５０℃〜７００℃の範囲内の融点ないし溶融温度、１０×１０6  Ｓ／ｍ〜４０×１０6  Ｓ／ｍの範囲内の導電率、１８×１０-6／Ｋ〜２６×１０-6／Ｋの範囲内の膨張係数並びに２．５ｋｇ／ｄｍ3〜２．９ｋｇ／ｄｍ3の範囲内の比重を有するアルミニウム又はアルミニウム合金と解釈されることができる。
【００４３】
前記少なくとも１つの導体、特に主にピン状の導体も、本発明によれば好ましくは同様に軽金属又は軽金属合金である。前記導体に使用される軽金属又は軽金属合金は、５×１０6  Ｓｍ-1〜５０×１０6  Ｓｍ-1の範囲内の導電率が特徴的である。
【００４４】
これに代えて、前記導体、主にピン状の導体は、銅又はＣｕＳｉＣ又は銅合金、金又は金合金、銀又は銀合金、ＮｉＦｅ、銅コアを有するＮｉＦｅシェル、並びにコバルト・鉄合金を含むか又はこれからなることもできる。
【００４５】
前記導体のためのアルミニウムないしアルミニウム合金として、好ましくは以下のものが使用される：
【化３】
0006469653.tif 000004
【００４６】
前記導体のための銅ないし銅合金として、好ましくは以下のものが使用される：
【化４】
0006469653.tif 000005
【００４７】
特に好ましくは、前記基体及び前記電気導体のために、アルミニウム又はアルミニウム合金が使用される。
【００４８】
前記導体、特に前記ピン状の導体の材料は前記基体の材料と同一であってよく、特に軽金属、例えばアルミニウム又は軽金属合金、例えばアルミニウム合金であってよい。このことは、基体の膨張係数と金属ピンの膨張係数が同一であるという利点を有する。使用されるシーリングガラスの線熱膨張係数αを１つの材料に適合させるだけでよい。この場合、αシーリングガラスはほぼα基体及び／又はα金属ピンとほぼ同一であり、これはいわゆる適合フィードスルーである。適合フィードスルーの場合、材料の膨張係数が実質的に同一であることに基づき、温度変化時に、前記絶縁体、特にシーリングガラスと前記基体ないし金属ピンとの間に応力は生じない。このような挙動が好ましい場合がある。いずれにせよ、本発明によれば、前記シーリングガラスと前記基体及び／又は前記金属ピンとの間に材料結合による接合が生じる。
【００４９】
圧力ガラスフィードスルーが提供されることが望ましい場合には、αシーリングガラスはα基体とは異なり、一般にはα基体よりも小さく、かつα金属ピンとほぼちょうど同じ大きさである。前記基体と前記金属ピンとが異なる材料を有する場合には、例えばα基体≧αシーリングガラス≒α金属ピンが成り立つ。材料の膨張係数が様々であることによって、またもシーリングガラスと周囲の材料、好ましくは軽金属との間に材料結合による接合がもたらされるような加圧ガラス接合が可能となる。
【００５０】
「材料結合による」接合とは、本発明の範囲内では、前記シーリングガラスと接合パートナー、ここでは前記基体又は前記金属ピン又はその双方とが、原子間力又は分子間力に基づく接合によって結束されることと解釈される。これは、接合手段の破壊によってしか分離し得ない解離不可能な接合である。
【００５１】
従って本発明によれば、特に、金属、好ましくは軽金属、例えばアルミニウム、特に純アルミニウム、マグネシウム若しくはチタン又は軽金属合金、例えばアルミニウム合金、マグネシウム合金若しくはチタン合金から選択される相応する材料と材料結合による接合を生じるのに適したシーリングガラスが提供される。これに関連して、当然のことながら、例えばリチウムイオン電池における使用に関する本発明による要求の充足に、任意の全てのガラス組成物が適しているわけではないことに留意すべきである。
【００５２】
本発明により使用されるシーリングガラスが、前記軽金属の溶融温度及び／又は変形に適合したできる限り低い溶融温度を達成するためには、例えば高い割合の酸化鉛を使用することができる。しかしながら毒性に基づき、今日では鉛不含系の使用が試みられているため、他の添加物の添加により低い溶融温度が達成される必要がある。例えば、望ましい低い溶融温度を、Ｌｉ2Ｏ及び／又はＢａＯ及び／又はＶ2Ｏ5及び／又はＢｉ2Ｏ3の添加によって得ることができる。特に好ましいのは、＞５〜１３質量％の範囲内のＶ2Ｏ5割合及び／又は０〜１８質量％、特に０〜１９質量％、好ましくは０〜＜１０質量％のＢｉ2Ｏ3割合を有するチタン酸塩ガラスである。
【００５３】
一般に、シーリングガラスと比較的高度に合金化されたアルミニウム合金との材料結合による接合を生じさせることは、純アルミニウム（アルミニウム少なくとも９９％）又は比較的低度に合金化されたアルミニウムとの材料結合による接合を生じさせることよりも困難であると考えられている。
【００５４】
マグネシウムは、アルミニウムにおいてしばしば使用される合金元素の一つである。何故ならば、マグネシウムは合金の強度に対して極めて好ましい影響を及ぼすためである。しかしながら＞０．５質量％のマグネシウム含分であっても、シーリングガラスの密着性に関して不利であることが判明した。往々にして、他の合金元素も表面へのシーリングガラスの密着性に関して妨害的に作用することが多い。
【００５５】
公知の通り、例えばマグネシウム、ケイ素、銅、亜鉛、ニッケル、鉄、クロム、マンガン等といった合金元素のわずかな添加物を有するアルミニウムであっても、純アルミニウムと比較して特に機械的特性が極めて強度に変化する。
【００５６】
従って、加圧ガラス接合を実現可能にするためには、通常４８０℃〜６００℃の温度で実施されるガラス接合工程の後になおも適した高い強度を有するアルミニウム合金を使用することが好ましい。
【００５７】
従って特に好ましくは、以下のアルミニウム合金が使用される：
【化５】
0006469653.tif 000006
【００５８】
シーリングガラスと前記アルミニウム合金との材料結合による接合の生成の際に、本発明による方法において特に良好な密着接合が生じる。こうした製造方法も同様に容易にかつ確実に実施可能である。
【００５９】
材料結合による接合を生じるシーリングガラスとアルミニウム合金との間には、様々な密着機構が想定される。しかしながら、刊行物には一般的に認められている機構は何ら開示されていない。特に、シーリングガラスの熱膨張とアルミニウムの熱膨張との相違に基づく機械的応力差が冷却の間にアルミニウムの塑性流動により相殺されて、シーリングガラスの破損が阻止されるものと推定される。
【００６０】
シーリングガラスと前記軽金属及び／又は軽金属合金、好ましくはアルミニウム及び／又はアルミニウム合金との接合を改善するために、１つ以上の前処理法及び／又は被覆処理（化成皮膜）を実施することができる。本発明によれば好ましくは、前記軽金属又は前記軽金属合金、特にアルミニウム及び／又はアルミニウム合金の表面処理が行われ、特に好ましくはマグネシウムリッチな表面皮膜の形成を阻止するクロム酸塩処理が行われる。同様に、酸化チタン、ケイ酸塩、酸化ジルコニウム又はリン酸塩をベースとする化成皮膜によっても、アルミニウムとシーリングガラスとの密着性が明らかに改善されうる。
【００６１】
本発明によれば、特に、軽金属又は軽金属合金、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金が、特に場合により表面の十分な前処理が行われた後に使用される場合に、使用されるシーリングガラスと前記軽金属、例えばアルミニウム及び／又は前記軽金属合金、例えばアルミニウム合金との材料結合による接合が得られる。こうした材料結合による接合によって、例えば前記基体中の前記開口からの押し出しに対する機械的耐久性に加えて、前記フィードスルーのハーメチックシールが促進される。
【００６２】
上述のシーリングガラスは、２０℃〜３５０℃の範囲内での熱膨張係数α（ＣＴＥ）が高く、２５×１０-6  ／Ｋまでであるため、軽金属及び軽金属合金、例えばアルミニウム及びアルミニウム合金の熱膨張係数の範囲内であることが特徴的である。アルミニウムは、室温で２３×１０-6  ／Ｋの熱膨張係数αを有する。
【００６３】
本発明によるシーリングガラスは、上記特性に基づき、温度に敏感な材料及び／又は部材との電気的フィードスルーの形態での接合に適している。これに関して、本発明により使用されるシーリングガラスの軟化点（Ｔg）は、典型的には３００〜５００℃の範囲内である。
【００６４】
前記接合を生じさせる際に、前記基体の軽金属／軽金属合金が、そして軽金属／軽金属合金が前記金属ピンにも使用されている場合には前記金属ピンの軽金属／軽金属合金もが、溶融又は変形されてしまうのを防ぐために、前記基体及び／又は導体の材料との材料結合による接合を生じさせる際の前記シーリングガラスの加工温度は、前記基体ないし導体の材料の溶融温度を下回る。前記加工温度に関する指標の一つが、変態温度Ｔgである。
【００６５】
本発明により使用されるようなシーリングガラスは、一般に粉末から出発して製造され、溶融、圧縮されて成形体となり、かつ熱作用下に、接合されるべき部材と材料結合による接合を生じる。
【００６６】
さらに，本発明は、以下の工程：
−  導体、特に主にピン状の導体及び基体を準備する工程、その際、前記基体は、軽金属及び／又は軽金属合金、好ましくはアルミニウム、マグネシウム、チタン、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金、例えばＴｉ６２４６、Ｔｉ６２４２、Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ及び／又はＴｉ６Ａｌ７Ｎｂ又はＡｌＳｉＣを含むか又はこれからなるものとする；
−  チタン酸塩ガラスを有するか又はこれからなるシーリングガラスを準備し、前記シーリングガラスを粉砕及び造粒し、かつこれから、前記導体に適した開口を有する成形体を製造する工程；
−  任意に、得られた前記成形体を、任意に結合剤の添加下に熱処理する工程；
−  前記部材を組み立ててフィードスルーにする工程；及び
−  基体及び／又は導体、主にピン状の導体とシーリングガラスとの間で材料結合による接合を形成させながら熱処理する工程
を含む、少なくとも１つの主にピン状の導体を有するフィードスルーの製造方法を提供する。
【００６７】
本発明による電気的フィードスルー、例えばリチウムイオン電池用フィードスルーの製造は、詳細には以下の通りに行われる：
まず、前記基体及び前記導体、特に主にピン状の導体が、所望の材料で調達又は入手される。前記基体は、軽金属及び／又は軽金属合金、好ましくはアルミニウム、マグネシウム、チタン、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金、例えばＴｉ６２４６、Ｔｉ６２４２、Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ及び／又はＴｉ６Ａｌ７Ｎｂ又はＡｌＳｉＣを含むか又はこれからなる。前記導体、特に主にピン状の導体は、好ましくはアルミニウム、マグネシウム、チタン、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金又はＡｌＳｉＣから選択される軽金属及び／又は軽金属合金を含むか又はこれからなることができる。これに代えて、前記導体、特に主にピン状の導体は、銅又はＣｕＳｉＣ若しくは銅合金、金若しくは金合金、銀若しくは銀合金、ＮｉＦｅ、銅コアを有するＮｉＦｅシェル、並びにコバルト・鉄合金を含むか又はこれからなることもできる。
【００６８】
前記基体と前記導体とは、すでに説明した通り、同一の材料から構成されていてもよいし、異なる材料から選択されてもよい。
【００６９】
さらに本発明による方法においては、チタン酸塩ガラスを有するか又はこれからなる前記シーリングガラスが、調達、特に製造又は入手される。調達された前記シーリングガラスは、粉砕及び造粒され、次いで機械的又は水力式（静水圧又は単軸）圧縮により成形体となる。前記成形体を適した熱処理（焼結）に供して圧縮成形体の「グリーン強度」を高めることが好ましい場合がある。温度は、約３００℃〜４５０℃の範囲内である。同様に、前記粉末を前記圧縮の前に有機結合剤と混合して圧縮性を向上させることが好ましい場合がある。有機結合剤として、例えばアルコールを使用することができる。
【００７０】
前記圧縮体は、一実施形態によれば円筒形を有しうる。軸方向に、本実施形態においては前記圧縮体は接点のためにすでに円筒状の開口を有している。
【００７１】
前記基体及び／又は好ましくはピン状の導体の相応する任意の前処理、特に表面処理、例えば脱脂及び／又は表面に付着している酸化物皮膜の除去（化学的及び／又は機械的）の後に、前記電気的フィードスルーのための部材の組立てが行われる。その後、熱処理が行われ、その際、シーリングガラスと金属部材との間に材料結合による接合が生じる。前記熱処理の際に、好ましくは４００℃〜６００℃の範囲内の温度が用いられる。アルミニウム又はアルミニウム合金の場合には、６５０℃の上限を超えるべきではない。
【００７２】
本発明によれば、フィードスルーを予め作製することが可能である。すなわち、前記ピン材料を、前記基体中に、シーリングガラス成形体を使用して、材料結合による接合の形成下に嵌め込み、次いでケーシング部材、特に電池セルに取り付けることができる。このことは製造方法の単純化及び経済性の向上を意味しうるものであり、その際、ケーシング部材の開口への前記フィードスルーの導入を低コストで行うことができる。
【００７３】
また、前記導体を、電池のケーシング部材の開口へ、前記シーリングガラス成形体と一緒に、材料結合による接合の形成下に直接嵌め込むこともできる。
【００７４】
好ましくは、前記基体はリング状の基体として形成されており、好ましくは円形で形成されていてよく、また楕円形に形成されていてもよい。特に、電池セルのケーシング部材、特に１つ以上の開口にフィードスルーが導入されている電池セルのカバー部材が、細長い形状を有しており、かつ、シーリングガラス材料であってこのシーリングガラス材料を伴ってピン状の導体が前記ケーシング部材の開口を貫通するところのシーリングガラス材料が完全に前記基体と前記ピン状の導体との間に導入されている場合には、楕円形が好ましい。このような実施形態によって、主にピン状の導体と主にリング状の基体とからなるフィードスルーを予め作製することが可能となる。
【００７５】
本発明による電池用フィードスルーは、ハーメチックシール及び低溶融基体との材料結合による接合が可能であることのみならず、電池電解質と外部環境条件に対する十分な耐久性がもたらされることも特徴的である。
【００７６】
特に、本発明により、通常は攻撃性の非水電池電解質に対する十分な耐薬品性がもたらされる。非水電池電解質は典型的には炭酸塩からなり、特に炭酸塩混合物から、例えばエチレンカーボネート又はジメチルカーボネートからの混合物からなり、その際、前記攻撃性の非水電池電解質は、導電性塩、例えば１Ｍ溶液の形態の導電性塩ＬｉＰＦ6を有している。本発明によれば、上述のシーリングガラスは、２５×１０-6  ／Ｋまで（２０℃〜３５０℃）のαの範囲内の高い熱膨張係数と低い融合温度ないし半球温度に加えて、上述の固体電池電解質に対する十分な耐久性をも示す。融合温度は、例えばR. Goerke, K.-J. Leers: Keram. Z.48(1996)300-305ないしＤＩＮ  ５１７３０、ＩＳＯ  ５４０又はＣＥＮ／ＴＳ  １５４０４及び１５３７０−１に記載されているように（ここで、その開示内容は完全に本願明細書に援用されるものとする）、半球温度によって求めることができる。半球温度の測定は、例えばＤＥ１０２００９０１１１８２Ａ１に詳説されており、ここで、その開示内容は完全に本願明細書に援用されるものとする。
【００７７】
前記電池用フィードスルーのための前記シーリングガラスは、特別な一実施形態においてはＬｉを有し、これは前記シーリングガラス構造中に組み込まれている。Ｌｉイオン蓄電ユニットに使用されているような電解質中にも同様にＬｉが含まれているため、この措置によって電池性能が損なわれることはない。
【００７８】
従って、本発明によるチタン酸塩ガラスの形態のシーリングガラスは特にその耐薬品性が顕著であり、従って、ＣＴＥが調整されていることに加えて、電池電解質に対する耐久性や空中水分に対する耐水性も高められている。
【００７９】
耐薬品性を測定するためには、主に２つの試験が考慮される。第一の試験においては、考えられるガス発生が、電解質とシーリングガラスとの反応として評価される。第二の試験は、シーリングガラスのうちどれ位の量の材料が電解質により溶解されるか（いわゆるリーチング）が試験される。
【００８０】
電池電解質に対する本発明による組成物の耐久性は、前記組成物をｄ５０＝１０μｍの粒度を有する粉末の形態に粉砕し、所定の時間にわたって、例えば１週間にわたって前記電解質中に貯蔵することによって調べることができる。非水電解質の場合には，例えば導電性塩としてのＬｉＰＦ6が添加されたエチレンカーボネートとジメチルカーボネートとからの炭酸塩混合物（質量比１：１）が使用される（１Ｍ溶液）。前記粉末が前記電解質に曝された後に、前記粉末をろ別し、かつ前記電解質を、前記シーリングガラスから浸出した成分について調べることができる（いわゆるリーチング）。
【００８１】
本発明により使用されるシーリングガラスの試験において、この場合にガス発生が認められないことが判明した。さらに、本発明による組成範囲内のシーリングガラスにおいては、ごくわずかなリーチングしか生じないことが判明した。溶融ガラスのうち１１質量％未満の質量損失が達成され、特別な場合には溶融ガラスのうちわずか１．５質量％のリーチングも達成される。
【００８２】
さらに、Ｌｉ含有及びＦ含有電解質に対する本発明によるシーリングガラスの耐久性は、リン酸塩ガラスの場合よりも高いことが判明した。さらに、水系電解質における本発明によるシーリングガラスの耐久性も十分に高いことが確認された。
【００８３】
１つ以上のピンを有する、特に軽金属及び／又は軽金属合金、好ましくはアルミニウム又はアルミニウム合金からの基体を有する電池用フィードスルーにおいて使用される本発明によるシーリングガラスのもう一つの利点は、前記シーリングガラスと、前記基体の軽金属及び／又は軽金属合金及び／又は、特に金属ピンの形態の前記導体の金属との接合が、ガス雰囲気下であっても可能であると認められることである。従って、真空は必須ではない。むしろ、このような接合は空気下でも行われることができる。場合により保護ガスが使用されてよい。接合のための前処理として、前記金属を清浄化しかつ／又はエッチング（酸洗い）し、必要な場合には意図的に酸化させるか又は被覆することができる。
【００８４】
上述のシーリングガラス組成物は、好ましくは非水電解質に対する高い耐薬品性と高い熱膨張係数とを同時に示す。このことは特に驚くべきことであり、それというのも、熱膨張係数が高いほど、もとになる材料は通常は不安定となると考えられるためである。従って、熱膨張係数が高くかつ加工温度が低いにもかかわらず上述のシーリングガラスが十分な耐薬品性を示すことは、驚くべきことである。
【００８５】
従って、本発明により、従来技術のフィードスルーに対して、例えばシール材料としてプラスチックを有するようなフィードスルーに対して、高い温度安定性、特に温度変化安定性が顕著であるフィードスルー、好ましくは電池用フィードスルーが提供される。さらに、温度変化時ないし温度切替時においても、液体、特に電池液が漏出し得ること及び／又は液体がケーシングに侵入することを防ぐハーメチックシールが提供される。さらに、水分に対する高い安定性にも基づき、前記接合のシール性及び長寿命が持続する。これに基づき、本発明によるフィードスルーは、例えば相応する適用において電池が破損又は故障により過熱された場合であっても故障しない。
【００８６】
ハーメチックシールとは、本発明の範囲内では、１ｂａｒの圧力差でヘリウムリーク速度が＜１×１０-8  ｍｂａｒＬｓ-1、好ましくは＜１×１０-9  ｍｂａｒＬｓ-1であることと解釈される。
【００８７】
前記導体、好ましくは主にピン状の導体が貫通している前記電気絶縁性材料は、本発明によるシーリングガラスを含むか又はこれからなる。前記材料がシーリングガラスからなる場合には他の材料は存在しておらず、その場合には本発明によるチタン酸塩ガラスからの層しか存在しない。前記電気絶縁性材料がシーリングガラスを含む場合には、前記シーリングガラス組成物の他に、好ましくはガラス又はガラスセラミックス組成物から選択される少なくとも１つの他の材料が存在する。極めて特に好ましくは、前記電気絶縁性材料は、完全に、本発明によるシーリングガラスの他にさらなる１種以上のガラス材料を含みうるガラス材料からなる。
【００８８】
本発明の一実施形態によれば、前記導体が通る前記電気絶縁性材料は、複数の層、例えば２層又は３層又はそれを上回る層からの層構造を有するか又はこれからなることができ、その際、好ましくは少なくとも、例えば電池のような蓄電ユニットの外側に配置されている最上層又はカバー層は、本発明によるチタン酸塩ガラスの形態のシーリングガラスを有するか又はこれからなる。
【００８９】
最上層及び／又は最下層が本発明により使用されるシーリングガラスを含むか又はこれからなる少なくとも３層からの層構造が存在することもできる。特に好ましくは、最上層及び最下層が上記組成範囲から選択されるシーリングガラスを含むか又はこれからなるサンドウィッチ構造が存在しうる。双方の層（最上層及び最下層）における前記シーリングガラスは、同一の組成のシーリングガラスであってもよいし異なる組成のシーリングガラスであってもよい。前記層状構造におけるその他の層は、その層が不利な影響を及ぼさない限り、さらなる制限はない。例えば、前記層構造中にはリン酸塩ガラスからの層が存在していてもよい。前記リン酸塩ガラスは、例えば以下の成分（モル％）を含むか又はこれからなる：
【化６】
0006469653.tif 000007
【００９０】
従って特に好ましいのは、最上層及び／又は最下層がそれぞれシーリングガラスを含むか又はこれからなり、かつ内層がリン酸塩ガラス、好ましくは上述のリン酸塩ガラスを含むか又はこれからなる、３層からの層構造（「サンドウィッチ」）である。前記シーリングガラスの材料結合による接合は、この３層系の場合には本発明によれば特に、基体及び導体、主にピン状の導体との間に生成される。
【００９１】
前記蓄電ユニットにおける前記フィードスルーの配向にかかわらず、本発明の範囲内では、「最上層」とは、前記層構造において、外部周囲と接触しており、かつその下に存在する層をこの外部周囲から保護する層と解釈される。従って前記層構造における「最下層」とは、上層から最も離れている層であって、その上に存在する層を蓄電ユニットの内部における材料から保護する層である。
【００９２】
チタン酸塩ガラスに加えてさらなるガラス又はガラスセラミックス材料を含む層構造が存在する場合には、前記ガラス又はガラスセラミックス材料の膨張係数は、前記シーリングガラスの膨張係数に好ましくは十分に適合されている。
【００９３】
特に好ましくは、前記シーリングガラス層は、１〜１０ｍｍ、好ましくは４〜９ｍｍ、特に５〜７ｍｍの厚さを有し、かつ２０ｍｍまでの好ましい直径を有する。層構造においては、例えばガラスやガラスセラミックスといったさらなる材料の可変厚を有するさらなる層が追加される。
【００９４】
本発明のもう一つの実施形態においては、上述の層構造に対する代替として、前記基体と前記金属ピンとが異なる材料を有する場合には以下のような構造も可能であり、すなわち、第一の膨張係数α1を有する第一のガラス又はガラスセラミックス材料と、第二の膨張係数α2を有する第二のガラス又はガラスセラミックス材料とが存在しており、その際、前記第一のガラス又はガラスセラミックス材料の膨張係数α1が前記基体の材料の膨張係数に適合されており、かつ前記膨張係数α2が前記導体の、主にピン状の導体の材料の膨張係数に適合されている構造も可能である。複数の異なるガラスからなるガラス部材は、例えば、複数のガラス材料からなるガラス成形部材として製造されることができる。これは、本発明によれば多成分系ガラスとも称される。これに関して、本発明によればまたも、前記シーリングガラスを含むか又はこれからなる、最下層（好ましくは前記多成分系ガラスの直下に配置されている）及び／又は最上層ないしカバー層（好ましくは前記多成分系ガラスの上方又は直上に配置されている）が設けられている。特に好ましくは、前記最下層及び／又は前記最上層は、それらの間に、本発明によるシーリングガラスを含むか又はこれからなる多成分系ガラスを有する。
【００９５】
特に好ましくは、前記第一の金属が軽金属、例えばアルミニウムである場合には、前記第一のガラス材料は、前記膨張係数αlが軽金属、例えばアルミニウムの膨張係数（２０℃で約α＝２３×１０-6  Ｋ-1）に適合されるように選択される。従って好ましくは、前記膨張係数αlの値は、２０℃〜３００℃の温度範囲内で（１６〜２５）×１０-6  Ｋ-1の範囲内である。
【００９６】
これに該当するこのような膨張係数αlを有するガラス材料は特に、ケイ酸チタン酸塩、スルホリン酸塩、テルル化物、ホウ酸塩、バナジン酸塩、フッ化物、リン酸塩及びケイ酸塩といったガラス系列から選択されるガラス材料である。こうしたガラス材料には、延性を適合させるために、すなわち膨張係数を適合させるために、さらに充填剤が施与されていてよい。膨張係数を調整するために、ガラスにアルカリ金属ないしアルカリ土類金属を添加することも可能である。
【００９７】
上記の通り、本発明のさらなる一実施形態において、前記ピン状の導体が２０℃で約α＝１６×１０-6  Ｋ-1の膨張係数を有する銅又は銅合金である場合、前記第二のガラス材料は、好ましくは、前記膨張係数α2が、前記金属ピンの膨張係数の範囲内、すなわち例示的には２０℃で１２〜１８×１０-6  Ｋ-1の範囲内となるように選択される。
【００９８】
このような膨張係数を提供するガラス又はガラスセラミックス材料は、例えばケイ酸チタン酸塩、スルホリン酸塩、テルル化物、ホウ酸塩、バナジン酸塩、フッ化物、リン酸塩及びケイ酸塩といったガラス系列である。延性を適合させるために、こうしたガラスにおいても、添加物、特にアルカリ金属ないしアルカリ土類金属が予定されてもよい。
【００９９】
本発明のさらに好ましい一実施形態によれば、少なくとも１つの導体、特に主にピン状の導体が貫通している前記電気絶縁性材料は、少なくとも１つの第一のガラス又はガラスセラミックス材料と、第二のガラス又はガラスセラミックス材料と、シーリングガラスを含むか又はこれからなる最上層及び／又は最下層とを有し、多成分系ガラス、特にガラス圧縮体である。
【０１００】
本発明によるフィードスルーを備えた、蓄電ユニット、特に電池、好ましくはリチウムイオン電池又はリチウムイオン二次電池又はコンデンサも、本発明の対象である。
【０１０１】
前記電池のケーシングは、好ましくは、前記基体と同一の材料、特に軽金属及び／又は軽金属合金からなる。前記基体は、電池セルの場合には好ましくは電池ケーシングの部材である。好ましくは、前記電池はリチウムイオン電池である。
【０１０２】
一実施形態においては、前記ピン状の導体はさらにヘッド部材ないし補強部材を含む。前記ヘッド部材は、前記ヘッド部材から突出した突起部を有することができる。前記突起部は、電極ないし電極接続部材のためのセンタリングを提供する役割を果たしうる。前記ヘッド部材を有する実施形態の場合には、ＷＯ２０１２／１１０２４２Ａ２及びＷＯ２０１２／１１０２４６に記載されているように（ここで、その開示内容は完全に本願明細書に援用されるものとする）、電池セルケーシングの内部に延びる前記ヘッド部材に、電極接続部材ないし電池電極が接続されてよい。
【０１０３】
前記電池は、好ましくは非水電解質を有し、特に炭酸塩ベースのもの、好ましくは炭酸塩混合物を有する。前記炭酸塩混合物は、エチレンカーボネートをジメチルカーボネートと混合して、導電性塩、例えばＬｉＰＦ6と共に含むことができる。
【０１０４】
本発明は、本発明によるフィードスルーが使用されているコンデンサにも関する。
【０１０５】
さらに本発明は、もう一つの態様によれば、前記フィードスルーのハーメチックシール及び電気的絶縁下でかつ基体及び／又は導体とシーリングガラスとの間の材料結合による接合の形成下での、蓄電ユニット、好ましくは電池、特にリチウムイオン電池、リチウムイオン二次電池又はコンデンサのケーシングへ導体を通すためのチタン酸塩ガラスの形態のシーリングガラスの使用を提供する。
【０１０６】
本発明により使用されるチタン酸塩ガラスの形態のシーリングガラスは、以下の成分（質量％）を含むか又はこれからなる：
【化７】
0006469653.tif 000008
【０１０７】
以下の成分（質量％）を含むか又はこれからなるシーリングガラスの使用が特に好ましい：
【化８】
0006469653.tif 000009
【０１０８】
好ましい一実施形態においては、前記蓄電ユニットの主にピン状の内部金属導体は、
軽金属及び／又は軽金属合金、好ましくはアルミニウム、マグネシウム、チタン、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金又はＡｌＳｉＣを含むか又はこれからなるか、
又は、
他の金属、例えば銅又はＣｕＳｉＣ又は銅合金、金又は金合金、銀又は銀合金、ＮｉＦｅ、銅コアを有するＮｉＦｅシェル、並びにコバルト・鉄合金を含むか又はこれからなる。前記基体並びに前記ケーシングは、好ましくは軽金属及び／又は軽金属合金から、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金から形成されている。極めて特に好ましくは、前記蓄電ユニットの全ての部材が、軽金属及び／又は軽金属合金から、特にアルミニウム又はアルミニウム合金から形成されている。
【０１０９】
前記シーリングガラスは、少なくとも１つの導体、特に主にピン状の導体が貫通している前記電気絶縁性材料の一部であるか、又は前記電気絶縁性材料である。前記電気絶縁性材料の好ましい層構造において、前記最上層及び／又は最下層は前記シーリングガラスを含むか又はこれからなる。以下のような前記電気絶縁性材料の構造が存在してもよく、すなわち、多成分系ガラスが予定されており、前記多成分系ガラスが、一方では前記基体の材料に適合された膨張係数を有しかつ他方では前記導体の材料に適合された膨張係数を有する少なくとも２種のガラスを有し、その際、前記多成分系ガラスがそれぞれシーリングガラスを有するか又はこれからなる最上層と最下層との間に配置されているものとする前記電気絶縁性材料の構造が存在してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明によるフィードスルーの一実施形態の概略図を示す。
【図２】本発明によるフィードスルーのもう一つの実施形態の概略図を示す。
【図３】本発明によるフィードスルーのもう一つの実施形態の概略図を示す。
【０１１１】
本発明を以下に図面及び実施例をもとに記載するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１１２】
図１に、本発明によるフィードスルーを示す。前記フィードスルー１は、導体として、特にピン状の導体として、好ましくは軽金属、例えばアルミニウム及び／又は軽金属合金、例えばアルミニウム合金又は他の金属又は他の金属合金、例えば銅又は銅合金からなる金属ピン３を含み、かつ基体５として、本発明によれば好ましくは軽金属、例えばアルミニウム、マグネシウム、チタン及び／又は軽金属合金、特にアルミニウム合金、マグネシウム合金又はチタン合金、好ましくはアルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属部材を有する。前記金属ピン３は、前記金属部材５を通る開口７を貫通している。一つの金属ピンが前記開口を貫通していることしか示されていないが、本発明から逸脱することなく、複数の金属ピンが前記開口を貫通することもできる。
【０１１３】
前記開口７の外形は、好ましくは円形に形成されていてよいが、楕円形に形成されていてもよい。前記開口７は、前記基体ないし金属部材５の全厚Ｄを通っている。前記金属ピン３は、本発明によるシーリングガラス１０により包囲されており、かつ本発明によるシーリングガラス１０中で前記開口７を通って前記基体５を貫通している。前記基体５において、前記開口７は、例えば分離工程、好ましくは打抜きにより導入される。前記開口７を通る前記金属ピン３のハーメチックフィードスルーを提供するために、前記金属ピン３は、本発明によるシーリングガラス材料からのシーリングガラス栓１０（ガラス圧縮体又はソルダガラスリング）と融合される。これにより、一方では金属ピン３とシーリングガラス栓１０との間に、そして他方では前記基体５と前記シーリングガラス栓１０との間に、材料結合による接合が生じる。前記製造様式の重要な利点の一つは、前記シーリングガラス栓１０に対する負荷が高められた状態であっても、例えば圧力負荷時であっても、前記栓が金属ピン３と共に前記開口７から押し出されてしまうということが起こりえないことである。本発明によるシーリングガラスと前記基体５との加工温度は、好ましくは、前記基体５及び／又は前記導体の、特に前記ピン状の導体３の材料の溶融温度を、好ましくは２０Ｋ〜１００Ｋ下回る。
【０１１４】
示されている実施形態においては、これに限定されるものではないが、前記シーリングガラス栓１０は、唯一の材料から、すなわち、示されているようなチタン酸塩ガラスの形態の選択されたシーリングガラス組成物からなる。特に好ましくは、示されている実施形態においては、前記基体５の材料と前記導体の、特に主にピン状の導体３の材料とは、同一の材料からなる。極めて特に好ましくは、このために、アルミニウム又はアルミニウム合金が使用される。
【０１１５】
本発明によるシーリングガラス１０と、アルミニウム又はアルミニウム合金からの部材３、５との間に、材料結合による接合が得られる。
【０１１６】
図２にも栓１０が詳細に示されている。前記栓１０は、本実施形態によれば層構造を有しており、その際、３層からなる構造が示されている。これよりも少ないか又はこれよりも多い層を有する他の実施形態も可能である。
【０１１７】
示されている層構造において、外層１０．１及び１０．２は、本発明により使用されるチタン酸塩ガラスの形態のシーリングガラスから構成されている。これら２つの層１０．１及び１０．２は、例えば同一のシーリングガラス組成物からなっていてもよいし、異なるシーリングガラス組成物からなっていてもよい。それによって、これらの外層はこれらの間に存在する１つ以上の層を保護する。
【０１１８】
内層２０は、適した材料から選択されることができる。特に好ましくは、前記材料はガラス又はガラスセラミックス材料である。好ましい一実施形態によれば、前記内層２０はリン酸塩ガラスから形成されている。特に好ましいリン酸塩ガラスについては、すでに記載されている。
【０１１９】
従って、合計で３つの層を含む圧縮体が製造され、その際、外層（最上層及び最下層）１０．１及び１０．２は、本発明によるシーリングガラスから選択されている。個々の層の膨張係数は、相応して選択される。
【０１２０】
前記シーリングガラス層１０．１及び１０．２は、それぞれ１〜１０ｍｍ、好ましくは４〜９ｍｍ、特に５〜７ｍｍの範囲内の厚さを有し、かつ２５ｍｍまでの好ましい直径を有する。
【０１２１】
図２に示される層構造は、本発明によるシーリングガラスからの外層１０．１及び１０．２がリン酸塩ガラスからの内部構造を包囲しているサンドウィッチ構造である。前記第一の外（最上）層１０．１（図では層構造において上方に配置されている）は、電気エネルギー発生ユニット及び／又はエネルギー蓄電ユニット、特に電池の、外側に対する、特に周囲に対する、例えば水分侵入に対する遮蔽及び保護としての役割を担う。前記第二の外（最下）層１０．２（図では層構造において下方に配置されている）は、電気エネルギー発生ユニット及び／又はエネルギー蓄電ユニット、特に電池の、内側に対する、特に電池内に含まれる電解質に対する遮蔽及び保護としての役割を担う。他の変形も考えられる。本実施形態においては、シーリングガラスと基体と金属ピンとが材料結合により接合している。
【０１２２】
図３には、本発明によるフィードスルー１に関するもう一つの実施形態が示されている。前記フィードスルー１は、示されている実施形態においては、ピン状の導体として、例えば銅からなる金属ピンを含んでいる。前記基体５は、示されている例においては、軽金属、特にアルミニウム、マグネシウム及び／又はチタン及び／又は軽金属合金、特にアルミニウム合金、チタン合金及び／又はマグネシウム合金からなる。前記軽金属の膨張係数α（２０℃〜３００℃）は、１８×１０-6／Ｋ〜３０×１０-6／Ｋの範囲内である。
【０１２３】
前記金属ピン３は、前記金属部材５を通る開口７を貫通しており、本発明から逸脱することなく、複数の金属ピンが前記開口を貫通することもできる。
【０１２４】
前記開口７の外形は、好ましくは円形に形成されていてよいが、楕円形に形成されていてもよい。前記開口７は、前記基体ないし金属部材５の全厚Ｄを通っている。前記金属ピン３は、ガラス又はガラスセラミックス材料からなる電気絶縁性材料と接合されており、かつ前記ガラス又はガラスセラミックス材料中で、例えば打抜きにより作製された前記開口７を通って前記基体５を貫通している。前記開口７を通る前記金属ピン３のハーメチックフィードスルーを提供するために、前記金属ピン３は、ガラス又はガラスセラミックス材料からのガラス栓（ガラス圧縮体又はソルダガラスリング）と融合される。
【０１２５】
示されている実施形態においては、これに限定されるものではないが、前記ガラス栓は単一の材料からではなく複数の材料からなるため、これは多成分系ガラスである。
【０１２６】
示されている実施形態においては銅からなる前記金属ピン３の膨張係数αCuは、２０℃で１６×１０-6  Ｋ-1の範囲内であり、かつ、ここではアルミニウムから製造されている前記基体ないし金属部材の膨張係数αAlは、２３×１０-6  Ｋ-1の範囲内であるため、前記ガラス栓は、前記ガラス栓の前記基体ないし前記金属部材５側の面に、膨張係数αlが前記金属部材５の膨張係数の範囲内である第一のガラス材料２０．１を有する。従って、前記金属部材５がアルミニウムから製造されている場合には、前記αlは１６〜２５×１０-6  Ｋ-1の範囲内である。
【０１２７】
前記多成分系ガラスの前記金属ピン３側の第二のガラス材料２０．２は、実質的に、前記金属ピン３の膨張係数α2を有する。前記金属ピン３が銅ピンである場合には、前記第二のガラス材料２０．２の前記膨張係数α2は１２〜１８×１０-6  Ｋ-1である。
【０１２８】
示されている実施形態においては、前記層１０．１及び１０．２は本発明により使用されるシーリングガラスから構成されている。前記層１０．１は、カバーガラスの形態で存在することができる。これらの層１０．１及び１０．２は、本実施形態においては本発明による同一のシーリングガラス組成物からなっていてもよいし、本発明による異なるシーリングガラス組成物からなっていてもよい。それにより、本発明によるシーリングガラスからのこれらの層は、その間に存在する多成分系ガラスを保護する。
【０１２９】
前記ガラス２０．１のための第一のガラス材料は、好ましくは、ケイ酸チタン酸塩、スルホリン酸塩、テルル化物、ホウ酸塩、バナジン酸塩、フッ化物、リン酸塩及びケイ酸塩から選択されることができ、その際、前記ガラスはさらに、延性を適合させるための充填剤又はアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属を含むことができる。前記金属ピン３に隣接している前記第二のガラス２０．２についても同様に、ケイ酸チタン酸塩、スルホリン酸塩、テルル化物、ホウ酸塩、バナジン酸塩、フッ化物、リン酸塩及びケイ酸塩が考慮され、その際ここでも、延性を適合させるための充填剤や、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が予定されていてもよい。従って、前記多成分系ガラスは、示されている実施形態においては異なる膨張係数α1及びα2を有する２種のガラスからなっており、これらのガラスは、チタン酸塩ガラスからの前記層１０．１及び１０．２により保護される。２種を上回るガラスを用いた他の実施形態も可能である。
【０１３０】
前記第一の外層１０．１（図では上方に配置されている）は、電気エネルギー発生ユニット及び／又はエネルギー蓄電ユニット、特に電池の、外側に対する、特に周囲に対する、例えば水分侵入に対する遮蔽及び保護としての役割を担う。前記第二の外層１０．２（図では下方に配置されている）は、電気エネルギー発生ユニット及び／又はエネルギー蓄電ユニット、特に電池の、内側に対する、特に電池内に含まれる電解質に対する遮蔽及び保護としての役割を担う。他の変形も考えられる。
【０１３１】
従って、前記電気絶縁性材料は全体として、本発明によるシーリングガラスからの上層と下層とによって包囲されている、それぞれ調節された膨張係数を有する２種のガラスからの多成分系ガラスを示す。
【０１３２】
本実施形態においては、シーリングガラスと基体と金属ピンとが材料結合により接合している。
【０１３３】
以下に、本発明により使用されるシーリングガラス組成物についての実施例を比較例と対比して示す。
【０１３４】
実施例：
以下の第１表及び第２表に、例示的な本発明によるシーリングガラス組成物を示す：
【表１】
0006469653.tif 000010
【０１３５】
【表２】
0006469653.tif 000011
【０１３６】
第２表に示されるシーリングガラス組成物のうち幾つかの耐久性を、すでに詳細に記載されたいわゆるリーチングによる質量損失に基づき評価した。結果を第３表にまとめる。
【０１３７】
【表３】
0006469653.tif 000012
【０１３８】
ＬＰ３０の組成は以下の通りであった：
ＬｉＰＦ6：１１．８質量％、
ＥＣ（エチレンジカーボネート）：４４．１質量％、
ＤＣ（ジメチルカーボネート）：４４．１質量％。
【０１３９】
上記結果は、本発明により選択されたシーリングガラス組成物Ａ１、Ｃ１及びＢ１が従来技術よりも優れていること、すなわち、従来技術よりもＬＰ３０電解質における耐久性が明らかに高いことを証明している。
【０１４０】
【表４】
0006469653.tif 000013
【０１４１】
第４表に、第２表のシーリングガラス組成物についての変態温度Ｔgを示す。前記変態温度Ｔgは、例えば“Schott Guide to Glass, second edition, 1996, Chapman&Hall, p.18-21”に定義されている。膨張係数αを、２０℃〜それぞれのＴgまで及び３００℃までの温度範囲内で、１０-6  Ｋ-1で示す。
【０１４２】
記載されたガラス組成物はいずれも、比較的低いＴgと比較的高い膨張係数αとを有している。このことは、軽金属及び／又は軽金属合金との接合における本発明によるシーリングガラスの特に良好な適性を証明している。本発明によれば、前記シーリングガラスは特にアルミニウム又はアルミニウム合金に適しており、すなわち、周囲のアルミニウム基体における導体としてのアルミニウムピンに適しており、その際、前記アルミニウムは、導体及び／又は基体の場合であってもアルミニウム合金と置き換えられていてよい。前記シーリングガラス組成物Ｃ３及びＤ１０は極めて高い熱膨張係数を示すことが特徴的であり、前記熱膨張係数は２０℃〜３５０℃の温度に関して２４．５×１０-6  Ｋ-1であり、従って例えばアルミニウムのような軽金属の熱膨張係数の範囲内である。例えば、アルミニウムは室温で２３×１０-6  ／Ｋの熱膨張係数αを有する。ガラスとの接合の際に前記基体の軽金属／軽金属合金が、そして場合により金属ピンもが溶融又は変形してしまうのを防ぐために、前記ガラス材料の溶融温度は、前記基体及び／又は導体の材料の溶融温度を下回る。それと同時に、前記ガラス組成物（Ｃ３及びＤ１０）は極めて低いＴgを有しており、このことは加工にとって有利である。何故ならば、加工のために比較的低い温度を用いることができるためである。示されているシーリングガラス組成物の融合温度は２５０℃〜６５０℃の範囲内である。前記主にピン状の導体及び前記基体とガラスとの接合は、好ましくは、前記フィードスルーを前記開口に嵌め込んだ後に、シーリングガラス又はシーリングガラスを含む多成分系材料からの予め作製しておいた成形体を、前記導体、特に前記ピン状の導体及び前記基体と共に熱処理に供することにより達成される。これによって、前記シーリングガラスと前記基体及び／又は前記導体との間に材料結合による接合が生じる。
【０１４３】
従って、本発明によって初めて、シーリングガラスの使用下に、軽金属、特にアルミニウム、マグネシウム及び／又はチタン及び／又は軽金属合金、例えばアルミニウム合金、マグネシウム合金及び／又はチタン合金からなる電池セルケーシングのケーシング部材における使用に適した、ケーシング用フィードスルー、特に電池セルケーシング用フィードスルー、好ましくはリチウムイオン電池用フィードスルーが示された。
【０１４４】
本発明によるフィードスルーによって、機械的及び／又は熱的負荷時に電池ケーシングが変形しても、亀裂を形成しやすいプラスチックフィードスルーとは対照的にハーメチックシールされている電池ケーシングを提供することができる。本発明によるフィードスルーにおいて使用されるシーリングガラスは耐薬品性を示し、特にＬｉ含有及びＦ含有電解質に対する耐久性を示す。これにより、本発明によるフィードスルーを有する電池ケーシングを有する電池において、標準運転状態において、また車両事故及び／又は誤操作時にも、特に高い長期温度安定性が提供される。このことは特に、自動車分野又は航空機において電池、好ましくはＬｉイオン電池が使用される場合に重要である。
【０１４５】
本発明による解決法により、特にリン酸塩含分の低減にも基づき、低コストの製造方法及び出発材料を用いることも可能となる。さらに、フィードスルー全体が、以下のように予め作製された部材として形成されていることができ、すなわち、金属ピンが固定材料、すなわち例えばシーリングガラス栓によって基体に溶着され、その後、これがケーシング部材に嵌め込まれるというように形成されていることができる。
【符号の説明】
【０１４６】
１  フィードスルー、  ３  金属ピン、  ５  金属部材、  ７  開口、  １０  シーリングガラス栓、  １０．１  最上層、  １０．２  最下層、  ２０  内層、  ２０．１  第一のガラス材料、  ２０．２  第二のガラス材料
【図１】
0006469653.tif 000019
【図２】
0006469653.tif 000020
【図３】
0006469653.tif 000021