DE102018220118A1 - execution - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Durchführung, insbesondere durch ein Gehäuseteil (1) eines Gehäuses, insbesondere einer Speichereinrichtung, bevorzugt einer Batterie oder eines Kondensators aus einem Metall, insbesondere einem Leichtmetall, bevorzugt Aluminium, eine Aluminiumlegierung, AlSiC, Magnesium, einer Magnesiumlegierung, KOVAR, Titan, Titanlegierungen, Stahl, rostfreier Stahl oder Edelstahl, wobei das Gehäuseteil wenigstens eine Öffnung aufweist, wobei die Öffnung ein leitendes Material in einem Glas- oder Glaskeramikmaterial (2) aufnimmt. Die Erfindung ist gekennzeichnet, dass das leitende Material ein kappenförmiges Element (3) ist.The invention relates to an implementation, in particular through a housing part (1) of a housing, in particular a storage device, preferably a battery or a capacitor made of a metal, in particular a light metal, preferably aluminum, an aluminum alloy, AlSiC, magnesium, a magnesium alloy, KOVAR, titanium , Titanium alloys, steel, stainless steel or stainless steel, the housing part having at least one opening, the opening receiving a conductive material in a glass or glass ceramic material (2). The invention is characterized in that the conductive material is a cap-shaped element (3).

Description

Die Erfindung betrifft eine Durchführung, insbesondere durch ein Gehäuseteil eines Gehäuses, insbesondere einer Speichereinrichtung, bevorzugt einer Batterie und/oder eines Kondensators aus Metall, insbesondere Eisen, Eisen-Legierungen, Eisen-Nickel-Legierungen, Eisen-Nickel-Cobalt-Legierungen, Stahl, rostfreier Stahl oder Edelstahl sowie ein Gehäuse für eine elektrische Speichereinrichtung, insbesondere eine Batterie oder einen Kondensator mit einer derartigen Durchführung sowie eine Speichereinrichtung, insbesondere Batterie und/oder Kondensator mit einem erfindungsgemäßen Gehäuse.The invention relates to an implementation, in particular through a housing part of a housing, in particular a storage device, preferably a battery and / or a capacitor made of metal, in particular iron, iron alloys, iron-nickel alloys, iron-nickel-cobalt alloys, steel , stainless steel or stainless steel and a housing for an electrical storage device, in particular a battery or a capacitor with such a bushing and a storage device, in particular battery and / or capacitor with a housing according to the invention.

Als Batterien im Sinne der Erfindung, werden sowohl eine Einwegbatterie, die nach ihrer Entladung entsorgt und/oder recycelt werden kann wie auch Akkumulatoren verstanden. Akkumulatoren, bevorzugt Lithium-Ionen-Batterien, sind für verschiedene Anwendungen vorgesehen wie beispielsweise tragbare elektronische Geräte, Mobiltelefone, Motorwerkzeuge sowie insbesondere Elektrofahrzeuge. Die Batterien können traditionelle Energiequellen wie beispielsweise Blei-Säure-Batterien, Nickel-Cadmium-Batterien oder Nickel-Metallhydrid-Batterien ersetzen. Auch der Einsatz der Batterie in Sensoren ist möglich oder im Internet der Dinge.Batteries in the sense of the invention are understood to be both a disposable battery which can be disposed of and / or recycled after it has been discharged, and also accumulators. Accumulators, preferably lithium-ion batteries, are provided for various applications, such as, for example, portable electronic devices, mobile telephones, motor tools and, in particular, electric vehicles. The batteries can replace traditional energy sources such as lead-acid batteries, nickel-cadmium batteries or nickel-metal hydride batteries. The battery can also be used in sensors or in the Internet of Things.

Unter Speichereinrichtungen im Sinne der Erfindung werden auch Kondensatoren, insbesondere auch Superkondensatoren, verstanden.Storage devices in the sense of the invention are also understood to mean capacitors, in particular also supercapacitors.

Superkondensatoren, auch Supercaps genannt, sind, wie allgemein bekannt ist, elektrochemische Energiespeicher mit besonders hoher Leistungsdichte. Superkondensatoren besitzen im Unterschied zu Keramik-, Folien- und Elektrolytkondensatoren kein Dielektrikum im herkömmlichen Sinne. In ihnen sind insbesondere die Speicherprinzipien der statischen Speicherung elektrischer Energie durch Ladungstrennung in einer Doppelschichtkapazität sowie die elektrochemische Speicherung elektrischer Energie durch Ladungstausch mit Hilfe von Redoxreaktionen in einer Pseudokapazität verwirklicht.As is generally known, supercapacitors, also called supercaps, are electrochemical energy stores with a particularly high power density. In contrast to ceramic, foil and electrolytic capacitors, supercapacitors have no dielectric in the conventional sense. In particular, the storage principles of static storage of electrical energy by charge separation in a double-layer capacity and the electrochemical storage of electrical energy by charge exchange with the aid of redox reactions in a pseudo-capacity are implemented in them.

Superkondensatoren umfassen insbesondere Hybridkondensatoren, dabei insbesondere Lithium-Ionen-Kondensatoren. Deren Elektrolyt umfasst üblicherweise ein Lösungsmittel, in dem leitfähige Salze gelöst sind, üblicherweise Lithiumsalze. Superkondensatoren werden vorzugsweise in Anwendungen eingesetzt, in denen eine hohe Zahl von Lade-/Enladezyklen benötigt wird. Superkondensatoren sind insbesondere vorteilhaft im Automobilbereich einsetzbar, insbesondere im Bereich der Rekuperation von Bremsenergie. Andere Anwendungen sind natürlich ebenso möglich und von der Erfindung umfasst.Supercapacitors include, in particular, hybrid capacitors, in particular lithium-ion capacitors. Their electrolyte usually comprises a solvent in which conductive salts are dissolved, usually lithium salts. Supercapacitors are preferably used in applications where a high number of charge / discharge cycles is required. Supercapacitors can be used particularly advantageously in the automotive sector, in particular in the field of recuperation of braking energy. Other applications are of course also possible and are encompassed by the invention.

Lithium-Ionen-Batterien als Speichereinrichtung sind seit vielen Jahren bekannt. Diesbezüglich wird beispielsweise auf „Handbook of Batteries“, David Linden, Herausgeber, 2. Auflage, McCrawhill, 1995, Kapitel 36 und 39 verwiesen.Lithium-ion batteries as a storage device have been known for many years. In this regard, reference is made, for example, to “Handbook of Batteries”, David Linden, editor, 2nd edition, McCrawhill, 1995, chapters 36 and 39.

Verschiedene Aspekte von Lithium-Ionen-Batterien sind in einer Vielzahl von Patenten beschrieben.Various aspects of lithium-ion batteries are described in a large number of patents.

Beispielsweise seien genannt:

  • US 961,672 , US 5,952,126 , US 5,900,183 , US 5,874,185 , US 5,849,434 , US 5,853,914 sowie US 5,773,959 .
Examples include:
  • US 961,672 , US 5,952,126 , US 5,900,183 , US 5,874,185 , US 5,849,434 , US 5,853,914 such as US 5,773,959 .

Lithium-Ionen-Batterien, insbesondere für Anwendungen in einer Automobilumgebung, weisen in der Regel eine Vielzahl von einzelnen Batteriezellen auf, die miteinander in Serie geschaltet werden. Die miteinander in Reihe bzw. in Serie geschalteten Batteriezellen werden zu sogenannten Batteriepacks zusammengefasst, mehrere Batteriepacks dann zu einem Batteriemodul, das auch als Lithium-Ionen-Batterie bezeichnet wird. Jede einzelne Batteriezelle besitzt Elektroden, die aus einem Gehäuse der Batteriezelle herausgeführt werden. Gleiches gilt für Gehäuse von Superkondensatoren.Lithium-ion batteries, in particular for applications in an automotive environment, generally have a large number of individual battery cells which are connected in series with one another. The battery cells connected in series or in series are combined to form so-called battery packs, and a plurality of battery packs are then combined to form a battery module, which is also referred to as a lithium-ion battery. Each individual battery cell has electrodes that are led out of a housing of the battery cell. The same applies to supercapacitor housings.

Insbesondere für die Anwendung von Lithium-Ionen-Batterien in der Automobilumgebung muss eine Vielzahl von Problemen wie Korrosionsbeständigkeit, Beständigkeit bei Unfall oder Schwingungsfestigkeit gelöst werden. Ein weiteres Problem ist die Dichtheit, insbesondere die hermetische Dichtheit, über einen langen Zeitraum.In particular for the use of lithium-ion batteries in the automotive environment, a variety of problems such as corrosion resistance, resistance to accidents or vibration resistance must be solved. Another problem is tightness, especially hermetic tightness, over a long period of time.

Die Dichtheit beeinträchtigen können z. B. Undichtigkeiten im Bereich der Elektrode der Batteriezelle bzw. der Elektrodendurchführung in der Batteriezelle und/oder des Gehäuses von Kondensatoren und/oder Superkondensatoren. Derartige Undichtigkeiten könnten beispielsweise hervorgerufen werden durch Temperaturwechselbelastungen und mechanische Wechselbelastungen wie beispielsweise Vibrationen im Fahrzeug oder die Alterung des Kunststoffes.The tightness can affect z. B. leaks in the area of the electrode of the battery cell or the electrode bushing in the battery cell and / or the housing of capacitors and / or supercapacitors. Such leaks could be caused, for example, by temperature changes and mechanical changes, such as vibrations in the vehicle or the aging of the plastic.

Ein Kurzschluss oder Temperaturänderung der Batterie bzw. Batteriezelle kann zu einer verminderten Lebensdauer der Batterie bzw. Batteriezelle führen. Ebenso wichtig ist die Dichtheit im Unfall- und/oder Not-Situationen.A short circuit or temperature change of the battery or battery cell can lead to a reduced service life of the battery or battery cell. Tightness is equally important in accident and / or emergency situations.

Um eine bessere Beständigkeit bei Unfall sicherzustellen, schlägt die DE 101 05 877 A1 beispielsweise ein Gehäuse für eine Lithium-Ionen-Batterie vor, wobei das Gehäuse einen Metallmantel umfasst, der auf beiden Seiten offen ist und verschlossen wird.To ensure better resistance in the event of an accident, the DE 101 05 877 A1 for example, a housing for a lithium-ion battery, the housing comprising a metal jacket which is open on both sides and is closed.

Der Stromanschluss bzw. die Elektrode sind durch einen Kunststoff isoliert. Nachteilig an den Kunststoffisolierungen sind die limitierte Temperaturbeständigkeit, die begrenzte mechanische Beständigkeit, die Alterung und die unsichere Dichtheit über die Lebensdauer. The power connection or the electrode are insulated by a plastic. A disadvantage of plastic insulation is the limited temperature resistance, the limited mechanical resistance, the aging and the unsafe tightness over the service life.

Die Stromdurchführungen sind bei den Lithium-Ionen-Batterien und Kondensatoren gemäß dem Stand der Technik somit nicht hermetisch dicht in beispielsweise das Deckelteil der Lithium-Ionen-Batterie eingebaut. So wird im Stand der Technik in der Regel bei einem Druckunterschied von 1 bar eine Helium-Leckrate von maximal 1 · 10-6 mbar I s-1, abhängig von den Prüfvorgaben, erreicht. Des Weiteren sind die Elektroden verquetscht und lasergeschweißte Verbindungsbauteile mit zusätzlichen Isolatoren sind im Raum der Batterie angeordnet.The current leadthroughs in the lithium-ion batteries and capacitors according to the prior art are therefore not hermetically sealed in, for example, the cover part of the lithium-ion battery. In the prior art, a helium leak rate of at most 1 · 10 -6 mbar I s -1 is usually achieved at a pressure difference of 1 bar, depending on the test specifications. Furthermore, the electrodes are squeezed and laser-welded connecting components with additional insulators are arranged in the battery compartment.

Aus der DE 27 33 948 A1 ist eine Alkalibatterie bekanntgeworden, bei der ein Isolator wie z. B. Glas oder Keramik unmittelbar durch eine Schmelzverbindung mit einem Metallteil verbunden ist.From the DE 27 33 948 A1 has become known an alkaline battery in which an insulator such. B. glass or ceramic is directly connected by a fusion with a metal part.

Eines der Metallteile ist elektrisch mit einer Anode der Alkalibatterie und das andere elektrisch mit einer Kathode der Alkalibatterie verbunden. Bei den in der DE 27 33 948 A1 verwandten Metallen handelt es sich um Eisen oder Stahl. Leichtmetalle wie Aluminium sind in der DE 27 33 948 A1 nicht beschrieben. Auch die Verschmelztemperatur des Glas- oder Keramikmaterials ist in der DE 27 33 948 A1 nicht angegeben. Bei der in der DE 27 33 948 A1 beschriebenen Alkalibatterie handelt es sich um eine Batterie mit einem alkalischen Elektrolyten, der gemäß der DE 27 33 948 A1 Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid enthält. Eine Erwähnung von Li-lonen-Batterie findet sich in der DE 27 33 948 A1 nicht.One of the metal parts is electrically connected to an anode of the alkaline battery and the other is electrically connected to a cathode of the alkaline battery. In the in the DE 27 33 948 A1 related metals are iron or steel. Light metals like aluminum are in the DE 27 33 948 A1 not described. The melting temperature of the glass or ceramic material is also in the DE 27 33 948 A1 not specified. At the in the DE 27 33 948 A1 Alkaline battery described is a battery with an alkaline electrolyte, which according to the DE 27 33 948 A1 Contains sodium hydroxide or potassium hydroxide. A mention of Li-ion battery can be found in the DE 27 33 948 A1 Not.

Aus der DE 698 04 378 T2 bzw. der EP 0 885 874 B1 ist ein Verfahren zur Herstellung von asymmetrischen organischen Karbonsäureestern und zur Herstellung von wasserfreien organischen Elektrolyten für Alkali-Ionen-Batterien bekanntgeworden. Auch Elektrolyte für wieder aufladbare Lithium-Ionenzellen sind in der DE 698 04 378 T2 bzw. EP 0 885 874 B1 beschrieben.From the DE 698 04 378 T2 or the EP 0 885 874 B1 A process for the production of asymmetric organic carboxylic acid esters and for the production of anhydrous organic electrolytes for alkali ion batteries has become known. Electrolytes for rechargeable lithium-ion cells are also in the DE 698 04 378 T2 respectively. EP 0 885 874 B1 described.

Materialien für den Zellsockel, der die Durchkontaktierung aufnimmt, sind nicht beschrieben, lediglich Materialien für den Anschlussstift, der aus Titan, Aluminium, einer Nickellegierung oder rostfreiem Stahl bestehen kann.Materials for the cell base that receives the via are not described, only materials for the connecting pin, which can be made of titanium, aluminum, a nickel alloy or stainless steel.

Die DE 699 23 805 T2 bzw. EP 0 954 045 B1 beschreibt eine RF-Durchführung mit verbesserter elektrischer Wirksamkeit. Bei den aus der EP 0 954 045 B1 bekannten Durchführungen handelt es sich nicht um eine Glas-Metall-Durchführung. In der EP 0 954 045 B1 werden Glas-Metall-Durchführungen, die unmittelbar innerhalb beispielsweise der Metallwand einer Verpackung ausgebildet werden, als nachteilig beschrieben, da derartige RF-Durchführungen auf Grund der Versprödung des Glases nicht dauerhaft sind.The DE 699 23 805 T2 respectively. EP 0 954 045 B1 describes an RF implementation with improved electrical effectiveness. With those from the EP 0 954 045 B1 known bushings is not a glass-metal bushing. In the EP 0 954 045 B1 glass-metal feedthroughs that are formed directly within, for example, the metal wall of a packaging are described as disadvantageous, since such RF feedthroughs are not permanent due to the embrittlement of the glass.

Die DE 690 230 71 T2 bzw. EP 0 412 655 B1 beschreibt eine Glas-Metall-Durchführung für Batterien oder andere elektrochemische Zellen, wobei als Gläser mit einem SiO2-Gehalt von ungefähr 45 Gew.-% verwandt werden und als Metalle, insbesondere Legierungen verwandt werden, die Molybdän und/oder Chrom und/oder Nickel umfassen. Die Verwendung von Leichtmetallen ist in der DE 690 23 071 T2 ebenso wenig beschrieben wie Verschmelztemperaturen bzw. Verschmelzungstemperaturen für die verwandten Gläser. Auch die Materialien für die stiftförmigen Leiter sind gemäß DE 690230 71 T2 bzw. EP 0 412 655 B1 Legierungen, die Molybdän, Niob oder Tantal umfassen.The DE 690 230 71 T2 respectively. EP 0 412 655 B1 describes a glass-metal feedthrough for batteries or other electrochemical cells, glasses being used with an SiO 2 content of approximately 45% by weight and metals, in particular alloys, being used which contain molybdenum and / or chromium and / or Include nickel. The use of light metals is in the DE 690 23 071 T2 just as little described as melting temperatures or melting temperatures for the related glasses. The materials for the pin-shaped conductors are also in accordance DE 690230 71 T2 respectively. EP 0 412 655 B1 Alloys that include molybdenum, niobium or tantalum.

Aus der US 7,687,200 ist eine Glas-Metall-Durchführung für Lithium-Ionen-Batterien bekannt geworden. Gemäß der US 7,687,200 war das Gehäuse aus Edelstahl und der stiftförmige Leiter aus Platin/Iridium. Als Glasmaterialien sind in der US 7,687,200 die Gläser TA23 und CABAL-12 angegeben. Gemäß der US 5,015,530 handelt es sich dabei um CaO-MgO-Al2O3-B2O3-Systeme mit Verschmelztemperaturen von 1025° C bzw. 800° C. Des Weiteren sind aus der US 5,015,530 Glaszusammensetzungen für Glas-Metall-Durchführungen für Lithium-Batterien bekannt geworden, die CaO, Al2O3, B2O3, SrO und BaO umfassen, deren Verschmelztemperaturen im Bereich 650° C - 750° C liegen und damit zu hoch sind für eine Verwendung zusammen mit Leichtmetallen.From the US 7,687,200 a glass-metal bushing for lithium-ion batteries has become known. According to the US 7,687,200 the housing was made of stainless steel and the pin-shaped conductor made of platinum / iridium. As glass materials are in the US 7,687,200 the glasses TA23 and CABAL-12 specified. According to the US 5,015,530 these are CaO-MgO-Al 2 O 3 -B 2 O 3 systems with melting temperatures of 1025 ° C and 800 ° C US 5,015,530 Glass compositions for glass-metal bushings for lithium batteries have become known which comprise CaO, Al 2 O 3 , B 2 O 3 , SrO and BaO, the melting temperatures of which are in the range from 650 ° C. to 750 ° C. and are therefore too high for use together with light metals.

Aus der US 4,841,101 ist eine Durchführung bekanntgeworden, bei der ein im wesentlicher stiftförmiger Leiter mit einem Glasmaterial in einen Metallring eingeglast wird. Der Metallring wird dann wiederum in eine Öffnung beziehungsweise Bohrung eines Gehäuses eingesetzt und durch Löten beispielsweise nach Einspringen eines Lötringes, mit der Innenwand beziehungsweise Bohrung verbunden, insbesondere stoffschlüssig. Der Metallring besteht aus einem Metall, das im Wesentlichen denselben beziehungsweise einen ähnlichen thermischen Ausdehnungskoeffizient aufweist wie das Glasmaterial, um den hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Aluminiums des Batteriegehäuses zu kompensieren. Bei der in der US 4,841,101 beschriebenen Ausführungsform ist die Länge des Metallringes stets kürzer als die Bohrung beziehungsweise Öffnung im Gehäuse.From the US 4,841,101 an implementation has become known in which an essentially pin-shaped conductor is glassed into a metal ring with a glass material. The metal ring is then in turn inserted into an opening or bore in a housing and connected to the inner wall or bore by soldering, for example after the soldering ring has jumped in, in particular in a material connection. The metal ring consists of a metal which has essentially the same or a similar thermal expansion coefficient as the glass material in order to compensate for the high thermal expansion coefficient of the aluminum of the battery housing. At the in the US 4,841,101 described embodiment, the length of the metal ring is always shorter than the bore or opening in the housing.

Aus der WO 2012/167921 , der WO 2012/110242 , der WO 2012/110246 , der WO 2012/110244 sind Durchführungen, die durch ein Gehäuseteil eines Gehäuses für eine Speichereinrichtung hindurchgeführt werden bekannt geworden. In den Durchführungen wird ein Querschnitt in einem Glas- oder Glaskeramikmaterial durch die Öffnung hindurchgeführt.From the WO 2012/167921 , the WO 2012/110242 , the WO 2012/110246 , the WO 2012/110244 Feedthroughs that are passed through a housing part of a housing for a storage device have become known. A cross section in a glass or glass ceramic material is passed through the opening in the bushings.

Nachteilig an all den bekannten Durchführungen für Speichereinrichtungen im Stand der Technik ist, dass die Leiter, die durch das Glas- oder Glaskeramikmaterial in der Öffnung des Gehäuses hindurch geführt wurden, massive Materialien, beispielsweise massive Stifte, die beispielsweise durch Abschneiden aus Draht erhalten wurden, waren.A disadvantage of all the known feedthroughs for storage devices in the prior art is that the conductors which were passed through the glass or glass ceramic material in the opening of the housing are solid materials, for example solid pins, which were obtained, for example, by cutting from wire, were.

Nachteilig an den massiven Stiften ist zum einen der hohe Materialeinsatz. Ein weiterer Nachteil der als Massivteil ausgebildeten Stifte ist deren starre Verbindung mit dem Glas sowie die Tatsache, dass sie im Falle des Gehäuses in einer Speichereinrichtung verwendet werden, relativ viel Bauraum beanspruchen, wodurch Bauraum, beispielsweise im Gehäuse der Speichereinrichtung, vorliegend im Batteriegehäuse, verloren geht. Insbesondere drückt der als Vollmaterial ausgebildete Stift im Falle von Querbelastungen auf das Glas die z.B. bei mechanischer und/oder Druckbelastung der Speichereinrichtung auftreten können, was dazu führen kann, dass das Glas bricht bzw. Risse entstehen.One disadvantage of the solid pens is the high use of materials. Another disadvantage of the pins designed as a solid part is their rigid connection to the glass and the fact that they are used in the case of the housing in a storage device, which requires a relatively large amount of installation space, as a result of which installation space, for example in the housing of the storage device, in the present case in the battery housing, is lost goes. In particular, the pin, designed as a solid material, presses on the glass in the event of transverse loads, e.g. can occur with mechanical and / or pressure loading of the storage device, which can lead to the glass breaking or cracks occurring.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Durchführung anzugeben, die die Nachteile des Standes der Technik vermeidet.The object of the invention is therefore to provide an implementation which avoids the disadvantages of the prior art.

Insbesondere soll eine Durchführung angegeben werden, die eine Kontaktierung eines Leiters ermöglicht, die möglichst viel Bauraum im Innern des Gehäuses ermöglicht, die hermetisch dicht ausgeführt werden kann und die insbesondere bei mechanischer und/oder Druckbelastung insbesondere im Bereich zwischen Kontakt und Dichtungsmaterial eine verbesserte Kompatibilität zum sprödbrüchigen Dichtungsmaterial aufweist. Die Durchführung soll Verwendung in einem Gehäuseteil, beispielsweise in einem Batterie- und/oder Kondensatordeckel finden. Die Vergrößerung des Bauraums kann insbesondere dazu beitragen, die Kapazität der Speichereinrichtung zu erhöhen.In particular, an implementation is to be specified which enables contacting of a conductor, which allows as much installation space as possible in the interior of the housing, which can be made hermetically sealed and which, particularly in the case of mechanical and / or pressure loads, in particular in the area between the contact and the sealing material, has an improved compatibility with has brittle fragile sealing material. The implementation should be used in a housing part, for example in a battery and / or capacitor cover. The enlargement of the installation space can in particular contribute to increasing the capacity of the storage device.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass bei einer Durchführung, insbesondere durch ein Gehäuseteil eines Gehäuses, wobei das Gehäuseteil wenigstens eine Öffnung aufweist, in die Öffnung ein leitendes Material sowie ein Glas- oder Glaskeramikmaterial als elektrisch isolierendes Dichtungsmaterial eingesetzt wird. Das leitende Material, das in das Glas- oder Glaskeramikmaterial eingesetzt wird ist erfindungsgemäß kein massives Bauteil, insbesondere kein massiver stiftförmiger Leiter, sondern lediglich ein kappenförmiges Element. Als Material für das kappenförmige Element kommt bevorzugt KOVAR, Titan, Titanlegierung, Stahl, rostfreier Stahl oder Edelstahl, Aluminium, eine Aluminiumlegierung, AlSiC, Magnesium sowie eine Magnesiumlegierung zum Einsatz.According to the invention, this object is achieved in that when it is passed through, in particular through a housing part of a housing, the housing part having at least one opening, a conductive material and a glass or glass ceramic material are used as the electrically insulating sealing material. According to the invention, the conductive material that is inserted into the glass or glass ceramic material is not a solid component, in particular not a solid pin-shaped conductor, but merely a cap-shaped element. The material for the cap-shaped element is preferably KOVAR, titanium, titanium alloy, steel, stainless steel or stainless steel, aluminum, an aluminum alloy, AlSiC, magnesium and a magnesium alloy.

Die Ausgestaltung als kappenförmiges Element, das in das Glas- oder Glaskeramikmaterial eingesetzt wird, hat den Vorteil, dass auf Grund der vergleichsweise dünnen Seitenwände des kappenförmigen Elementes, die Kombination dieses kappenförmigen Elements mit dem Glas- oder Glaskeramikmaterial beständiger gegenüber mechanischen Querbelastungen ist, die insbesondere bei thermischen Beanspruchungen auftreten, aber auch bei Druckbelastungen im Innern des Gehäuses. So kann das kappenförmige Element aufgrund seiner Elastizität Querbelastungen ausgleichen, so dass ein Druck auf das Glas- oder das Glaskeramikmaterial und damit ein Versagen des Dichtungsmaterials vermieden wird. Des Weiteren wird durch eine derartige Ausgestaltung eine wesentliche Materialeinsparung gegenüber einem massiven Stift erreicht. Durch die Ausgestaltung als kappenförmiges Element wird zusätzlicher Bauraum im Gehäuse, beispielsweise im Batteriegehäuse, geschaffen. Dies ermöglicht insbesondere größere Flächen des kappenförmigen Leiters und damit des Anschlussbereichs bei gleichzeitig vergrößertem verfügbaren Bauraum. Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird außerdem eine höhere thermische Beständigkeit gegenüber einer Ausgestaltung einer Durchführung mit einem massiven Stift erreicht. Des Weiteren wird der Gehäusebauraum erhöht, da die Leiterkontaktierung in dem kappenförmigen Element erfolgt. Hierdurch ist es möglich, eine höhere Batterieenergiedichte bei erhöhtem Gesamtvolumen bei gleichen Außenabmessungen zu erreichen.The design as a cap-shaped element which is inserted into the glass or glass ceramic material has the advantage that, due to the comparatively thin side walls of the cap-shaped element, the combination of this cap-shaped element with the glass or glass ceramic material is more resistant to mechanical transverse loads, in particular occur with thermal loads, but also with pressure loads inside the housing. The cap-shaped element can compensate for transverse loads due to its elasticity, so that pressure on the glass or glass ceramic material and thus failure of the sealing material is avoided. Furthermore, such a configuration achieves a substantial saving in material compared to a solid pin. The design as a cap-shaped element creates additional installation space in the housing, for example in the battery housing. This enables, in particular, larger areas of the cap-shaped conductor and thus of the connection area, while at the same time increasing the available installation space. With the design according to the invention, a higher thermal resistance compared to a design of a bushing with a solid pin is also achieved. Furthermore, the housing space is increased, since the conductor contact is made in the cap-shaped element. This makes it possible to achieve a higher battery energy density with an increased total volume with the same external dimensions.

Besonders bevorzugt weist das kappenförmige Element eine Anschlussfläche und Seitenwände, insbesondere dünne Seitenwände, sowie einen Kappenhohlraum auf.The cap-shaped element particularly preferably has a connection surface and side walls, in particular thin side walls, and a cap cavity.

Das kappenförmige Element gemäß der Erfindung kann insbesondere auch in Form eines gezogenen Bauteiles, d.h. eines Ziehteiles hergestellt werden. Bevorzugt wird das Ziehteil durch Tiefziehen hergestellt. Beim Tiefziehen handelt es sich um ein Zug-Druck-Umformen und ein bedeutendste Blech-Umform-Verfahren, was insbesondere in der Massenfertigung eingesetzt wird. Das Tiefziehen lässt sich mit Hilfe von Formwerkzeugen, Wirkmedien oder Wirkenergie erreichen. Das dadurch erzeugte kappenförmige Element ist insbesondere vorteilhaft einstückig.The cap-shaped element according to the invention can in particular also in the form of a drawn component, i.e. of a drawn part. The drawn part is preferably produced by deep drawing. Deep drawing is a train-compression process and a most important sheet metal forming process, which is used in particular in mass production. Deep drawing can be achieved with the help of molding tools, active media or active energy. The cap-shaped element produced in this way is particularly advantageously in one piece.

Auf Grund der Massenfertigung ist die durch Tiefziehen hergestellte Kappe besonders kostengünstig, materialsparend und damit rationell herstellbar.Due to mass production, the cap made by deep drawing is special cost-effective, material-saving and therefore economical to manufacture.

Um einen Leiter mit dem kappenförmigen Element elektrisch und/oder mechanisch zu verbinden, kann vorgesehen sein, dass die Kappe eine Zunge umfasst, die insbesondere mit der dem Kappenhohlraum zugewandten Anschlussfläche und/oder der Seitenwand verbunden ist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist es möglich, dass der Kappenhohlraum des kappenförmigen Elementes dazu dient, Sensoreinrichtungen, beispielsweise Temperatur- und/oder Druckfühler, aufzunehmen. Die Temperatur- und/oder Druckfühler können Teil von Sicherheitseinrichtungen sein.In order to electrically and / or mechanically connect a conductor to the cap-shaped element, it can be provided that the cap comprises a tongue which is connected in particular to the connection surface facing the cap cavity and / or the side wall. In a particularly preferred embodiment, it is possible that the cap cavity of the cap-shaped element serves to receive sensor devices, for example temperature and / or pressure sensors. The temperature and / or pressure sensors can be part of safety devices.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn das kappenförmige Element zumindest eine Bodenprägung, insbesondere zur Druckauslösung aufweist. Im Bereich der Bodenprägung ist die Materialstärke reduziert; die Wandstärke der Kappe ist im Bereich der Bodenprägung somit geringer als in den übrigen Bereichen. Im Belastungsfall fungiert die Bodenprägung sozusagen als Sollbruchstelle. Die Bodenprägung kann auf der dem Kappenhohlraum zugewandten oder abgewandten Seite des kappenförmigen Elements eingebracht sein. Auch Kombinationen dieser Anordnung sind möglich und von der Erfindung umfasst. Mit Hilfe der Bodenprägung kann dementsprechend ein Sicherheitsventil und/oder Sicherheitsauslass ausgebildet werden. Der Begriff Sicherheitsventil umfasst im Sinne der Beschreibung auch den Begriff eines Sicherheitsauslass. Durch die Wahl der Restwandstärke im Bereich der Bodenprägung kann eingestellt werden, ab welcher Belastung, insbesondere ab welchem Druck das Sicherheitsventil auslöst. So erfolgt bei großer Restwandstärke eine Auslösung bei hohen Drücken, bei geringer Restwandstärke erfolgt die Auslösung auch schon bei sehr geringen Drücken. Die Wandstärke bzw. Dicke der Kappe im Bereich außerhalb der Bodenprägung liegt bei den verwandten dünnen Blechen vorteilhaft im Bereich 0,1 mm bis 0,3 mm. Aufgrund der reduzierten Dicke im Bereich der Bodenprägung öffnet sich der Deckel aufgrund von Druckbelastungen insbesondere im Überlastungsfall sehr rasch, so dass das kappenförmige Element als Sicherheitsventil wirkt. Die Dicke der Kappe im Bereich der Bodenprägung, d.h die Restwandstärke oder Restmaterialstärke, liegt bevorzugt im Bereich µm, bevorzugt 10 µm bis 50 µm, abhängig davon, bei welchem Druck das Sicherheitsventil auslösen soll. Die Bodenprägung ist dementsprechend bevorzugt ein Sicherheitsauslass bei Drucküberlastung.Furthermore, it is advantageous if the cap-shaped element has at least one embossed base, in particular for triggering pressure. The material thickness is reduced in the area of the embossing; the wall thickness of the cap is therefore less in the area of the base embossing than in the other areas. In the event of a load, the embossed floor acts as a predetermined breaking point. The bottom embossing can be introduced on the side of the cap-shaped element facing or facing away from the cap cavity. Combinations of this arrangement are also possible and encompassed by the invention. Accordingly, a safety valve and / or safety outlet can be formed with the aid of the embossed base. The term safety valve also includes the term safety outlet in the sense of the description. By selecting the remaining wall thickness in the area of the floor embossing, it can be set at which load, in particular at which pressure, the safety valve is triggered. For example, if the remaining wall thickness is large, it is triggered at high pressures; if the remaining wall thickness is low, it is triggered even at very low pressures. The wall thickness or thickness of the cap in the area outside the embossed base is advantageously in the range 0.1 mm to 0.3 mm for the related thin sheets. Due to the reduced thickness in the area of the base embossing, the lid opens very quickly due to pressure loads, in particular in the event of an overload, so that the cap-shaped element acts as a safety valve. The thickness of the cap in the area of the base embossing, i.e. the residual wall thickness or residual material thickness, is preferably in the range of μm, preferably 10 μm to 50 μm, depending on the pressure at which the safety valve is to trigger. Accordingly, the embossed base is preferably a safety outlet in the event of pressure overload.

Alternativ zur Ausgestaltung der Bodenprägung als Sicherheitsventil ist es auch möglich, die Seitenwände der Kappen entsprechend auszugestalten, beispielsweise konisch auszubilden, damit diese im Versagensfall der Batterie und/oder des Kondensators zu einer Druckauslösung führen. Durch die Größe des Konus ist es möglich festzulegen, bei welchem Druck der Konus öffnet. As an alternative to designing the base embossing as a safety valve, it is also possible to design the side walls of the caps accordingly, for example conically, so that in the event of failure of the battery and / or the capacitor they lead to pressure release. The size of the cone makes it possible to determine the pressure at which the cone opens.

Generell gilt, dass dann, wenn der Konus in Öffnungsrichtung größer wird, der Öffnungsdruck geringer wird und umgekehrt.In general, if the cone increases in the opening direction, the opening pressure decreases and vice versa.

Das Vorhandensein des Sicherheitsventils hat den Vorteil, dass im Fall der Auslösung der Druck an einer definierten Stelle entweichen kann. Andernfalls kann das Gehäuse großflächig aufreißen und/oder explodieren und so in der Nähe befindliche Personen oder Gegenstände durch Schrapnellwirkung gefährden.The presence of the safety valve has the advantage that the pressure can escape at a defined point in the event of tripping. Otherwise, the housing can tear open and / or explode, thereby jeopardizing persons or objects in the vicinity by shrapnel.

Ebenso möglich ist es, dass durch das Umformen, insbesondere das Tiefziehen des kappenförmigen Elements der Übergangsbereich zwischen Anschlussfläche und Seitenwand eine Schwächung erfährt, so dass im Fall der Überbelastung ein Riss in diesem Übergangsbereich auftritt und so ebenfalls ein kontrollierter Druckaustritt mit reduziertem Gefährdungspotential ermöglicht wird.It is also possible that the reshaping area between the connecting surface and the side wall is weakened by the reshaping, in particular the deep-drawing, of the cap-shaped element, so that in the event of an overload, a crack occurs in this transition area and a controlled pressure escape with a reduced risk potential is also made possible.

Bevorzugt ist das kappenförmige Element ringförmig mit einem Durchmesser ausgebildet, wobei der Durchmesser bevorzugt im Bereich 1,5 mm bis 5 mm, insbesondere von 2,0 mm und 4,0 mm, liegt.The cap-shaped element is preferably designed in a ring shape with a diameter, the diameter preferably being in the range from 1.5 mm to 5 mm, in particular from 2.0 mm and 4.0 mm.

Bevorzugt handelt es sich bei der vorliegenden Durchführung um eine sogenannte angepasste Durchführung, das heißt, der thermische Ausdehnungskoeffizient des Gehäuses (α1) und des Glas- und/oder Glaskeramikmaterials (α2) sowie die kappenförmigen Elementes (α3) ist im Wesentlichen gleich. Bevorzugt liegt dieser bei Verwendung von KOVAR, Nickel-Eisen-Kobalt-Legierungen, wie beispielsweise NiCo 2918 mit einem Anteil von 29 % Ni und 18 % Co, im Bereich 3 bis 7*10 -6/K, bevorzugt bei 4,5 bis 5,5 * 10 -6/K. Alternative Materialien sind Eisen, Eisen-Legierungen, Eisen-Nickel-Legierungen, Eisen-Nickel-Kobalt-Legierungen, Stahl, rostfreier Stahl oder Edelstahl sowie Titan, Titanlegierungen, Aluminium, Aluminiumlegierungen, AlSiC, Magnesium, Magnesiumlegierungen.The present implementation is preferably a so-called adapted implementation, that is, the thermal expansion coefficient of the housing (α 1 ) and the glass and / or glass ceramic material (α 2 ) and the cap-shaped element (α 3 ) are essentially the same . When using KOVAR, nickel-iron-cobalt alloys, such as NiCo 2918 with a proportion of 29% Ni and 18% Co, this is preferably in the range 3 to 7 * 10 -6 / K, preferably 4.5 to 5.5 * 10 -6 / K. Alternative materials are iron, iron alloys, iron-nickel alloys, iron-nickel-cobalt alloys, steel, stainless steel or stainless steel as well as titanium, titanium alloys, aluminum, aluminum alloys, AlSiC, magnesium, magnesium alloys.

Neben der Durchführung stellt die Erfindung auch ein Gehäuse mit einer derartigen Durchführung, insbesondere ein Gehäuseteil mit einer derartigen Durchführung, zur Verfügung. Das Gehäuse ist insbesondere ein Gehäuse für eine elektrische Speichereinrichtung, die sowohl eine Batterie als auch ein Kondensator sein kann. Des Weiteren beansprucht die Erfindung auch eine Speichereinrichtung, insbesondere eine Batterie oder einen Kondensator, mit einem derartigen Gehäuse mit Durchführung.In addition to the implementation, the invention also provides a housing with such an implementation, in particular a housing part with such an implementation. The housing is in particular a housing for an electrical storage device, which can be both a battery and a capacitor. Furthermore, the invention also claims a storage device, in particular a battery or a capacitor, with such a housing with leadthrough.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Figuren und der Beschränkung hierauf eingehender beschrieben werden. The invention is to be described in more detail below with reference to the figures and the limitation thereto.

Es zeigen:

  • 1: einen Querschnitt durch ein Gehäuseteil, insbesondere einem Batteriedeckel mit einer erfindungsgemäßen Durchführung.
  • 2: ein Detail der erfindungsgemäßen Durchführung gemäß Ausschnitt X
  • 3: einen Teil des Batteriedeckels gemäß Ausschnitt Y
  • 4: eine dreidimensionale Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Durchführung
  • 5: eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Durchführung mit zwei sich kreuzenden Einprägungen
Show it:
  • 1 : a cross section through a housing part, in particular a battery cover with a bushing according to the invention.
  • 2nd : a detail of the implementation according to the invention according to section X
  • 3rd : part of the battery cover according to the cut-out Y
  • 4th : a three-dimensional top view of an implementation according to the invention
  • 5 : A top view of an implementation according to the invention with two intersecting impressions

In 1 ist im Schnitt eine erfindungsgemäße Durchführung dargestellt. Das Gehäuseteil, insbesondere der Batteriedeckel, trägt die Bezugsziffer 1. Der Batteriedeckel mit einer Breite D3 ist verformt, bzw. nach oben gezogen so dass eine Öffnung mit Rand ausgebildet wird. In die Öffnung mit Rand ist ein Glas- oder Glaskeramikmaterial eingebracht, das mit Bezugsziffer 2 belegt ist. Die StärkeT des Batteriedeckels beträgt bevorzugt lediglich 0,1 mm bis 0,3 mm. Der hochgezogene Rand mit Radius R stellt trotz der möglichen geringen Materialstärke des Deckels eine geeignete Einglasungslänge zur Verfügung. Der Deckel eines Kondensators kann im Wesentlichen genauso oder zumindest sehr ähnlich ausgebildet sein.In 1 an implementation according to the invention is shown in section. The housing part, in particular the battery cover, has the reference number 1 . The battery cover with a width D3 is deformed or pulled upwards so that an opening with a rim is formed. A glass or glass ceramic material is introduced into the opening with a rim, which is identified by the reference number 2nd is occupied. The strenght T the battery cover is preferably only 0.1 mm to 0.3 mm. The raised edge with radius R provides a suitable glazing length despite the possible low material thickness of the cover. The cover of a capacitor can be essentially the same or at least very similar.

Die im Wesentlichen ringförmige Öffnung mit Rand besitzt einen Durchmesser, der in 1 mit D2 bezeichnet ist. In die Öffnung mit Durchmesser D2 ist zum einen das Glas- oder Glaskeramikmaterial eingesetzt, zum andern das erfindungsgemäße, kappenförmige Element, das mit Bezugsziffer 3 bezeichnet ist. Das erfindungsgemäße kappenförmige Element ist in das Glasmaterial eingesetzt und bevorzugt ein Element, dass durch Tiefziehen erhalten wird. Das Material des Elementes 3 ist bevorzugt eine Nickel-Eisen-Legierung, insbesondere eine Nickel-Eisen-Cobalt-Legierung.The substantially annular opening with a rim has a diameter which is in 1 With D2 is designated. In the opening with diameter D2 is used on the one hand the glass or glass ceramic material, on the other hand, the cap-shaped element according to the invention, which has the reference number 3rd is designated. The cap-shaped element according to the invention is inserted into the glass material and preferably an element that is obtained by deep drawing. The material of the element 3rd is preferably a nickel-iron alloy, in particular a nickel-iron-cobalt alloy.

Wie die Öffnung ist auch das kappenförmige Element 3 in dieser Ausführungsform im Wesentlichen rund und weist einen Durchmesser D1 auf. Wie in 1 dargestellt, verfügt das kappenförmige Element 3 über dünne Seitenwände 10 mit beispielsweise einer Dicke im Bereich 0,1 bis 0,3 mm sowie über einen Kappenhohlraum, der üblicherweise dem Innern des Gehäuses zugewandt ist. Die Seitenwände des kappenförmigen Elements und Anschlussfläche weisen bevorzugt eine im Wesentlichen gleiche Materialstärke wie der Deckel 1 auf.The cap-shaped element is like the opening 3rd in this embodiment essentially round and has a diameter D1 on. As in 1 shown, has the cap-shaped element 3rd over thin side walls 10th with a thickness in the range 0.1 to 0.3 mm, for example, and via a cap cavity which usually faces the inside of the housing. The side walls of the cap-shaped element and connection surface preferably have an essentially the same material thickness as the cover 1 on.

Die dünnen Seitenwände 10 des kappenförmigen Elementes 3, deren Dicke auf die Dicke des Deckels 1 abgestimmt sind, bevorzugt eine Dicke im Bereich 0,1 bis 0,3 mm aufweisen, haben den Vorteil, dass sie mechanische Querbelastungen, die insbesondere bei thermischen Beanspruchungen auftreten, aufnehmen können, im Gegensatz zu massiven Stiften. So gibt im Gegensatz zu einem massiven Stift das vergleichsweise dünne Blech bei Querbelastungen nach, besonders vorteilhaft elastisch federnd, wohingegen ein massiver PIN auf das Glas drückt und dort zu Beschädigungen führen kann. Eine weitere Reduzierung der Belastung auf das Glas wird bevorzugt erreicht, indem sämtliche Teile, nämlich das Gehäuseteil mit der Öffnung, das Glasmaterial und das kappenförmige Element im wesentlichen den gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, nämlich im Bereich 3 bis 7 * 10 -6/K, aufweisen.The thin side walls 10th of the cap-shaped element 3rd whose thickness depends on the thickness of the lid 1 are matched, preferably have a thickness in the range 0.1 to 0.3 mm, have the advantage that they can absorb mechanical transverse loads, which occur in particular under thermal stress, in contrast to solid pins. In contrast to a solid pin, the comparatively thin sheet gives way in the event of transverse loads, particularly advantageously elastically springy, whereas a solid PIN presses on the glass and can cause damage there. A further reduction in the load on the glass is preferably achieved in that all parts, namely the housing part with the opening, the glass material and the cap-shaped element have essentially the same thermal expansion coefficient, namely in the range 3 to 7 * 10 -6 / K .

Materialien der Kappe sind bevorzugt KOVAR, Nickel-Eisen-Kobalt-Legierungen aber auch Eisen, Eisen-Legierungen, Eisen-Nickel-Legierungen, Eisen-Nickel-Kobalt-Legierungen, Titan, Titanlegierungen, Stahl, rostfreier Stahl oder Edelstahl, Magnesium, Magnesiumlegierungen, Aluminium, Aluminiumlegierungen, AlSiC.Materials of the cap are preferably KOVAR, nickel-iron-cobalt alloys but also iron, iron alloys, iron-nickel alloys, iron-nickel-cobalt alloys, titanium, titanium alloys, steel, stainless steel or stainless steel, magnesium, magnesium alloys , Aluminum, aluminum alloys, AlSiC.

Des Weiteren gut zu erkennen ist in 1 der Kappenhohlraum der erfindungsgemäßen Kappe. Der Kappenhohlraum kann zur Aufnahme verschiedener Sicherheitseinrichtungen dienen, wie beispielsweise Temperatur- und/oder Druckfühlern. Diese sind somit mit der erfindungsgemäßen Lösung besonders gut in das Gehäuse integrierbar. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Kappe 3 mit einer beschriebenen Bodenprägung versehen ist, mittels der die Druckauslösung im Belastungsfall, insbesondere Versagensfall der Batterie eingestellt werden kann.It is also clearly visible in 1 the cap cavity of the cap according to the invention. The cap cavity can be used to hold various safety devices, such as temperature and / or pressure sensors. These can therefore be integrated particularly well into the housing using the solution according to the invention. It is particularly preferred if the cap 3rd is provided with a floor embossment described, by means of which the pressure release in the event of load, in particular failure of the battery, can be set.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die Kontaktierung eines Leiters im Innern des Gehäuses mit der Kappe über Zungen erfolgt, die insbesondere mit der Kappe 3 im Bereich des Kappenhohlraums flächig verbunden sind. Die Kontaktierung mittels Zungen hat den Vorteil gegenüber einer Kontaktierung mittels Stift, dass die Kontaktflächen größer sind und damit einhergehend ein geringerer Übergangswiderstand vorliegt. Darüber hinaus kann die Verbindung mit Zungen dauerhaft widerstandsfähiger gegenüber Scherbelastungen sein.It is particularly preferred if the contacting of a conductor in the interior of the housing with the cap takes place via tongues, in particular with the cap 3rd are connected flat in the area of the cap cavity. Contacting by means of tongues has the advantage over contacting by means of a pin that the contact areas are larger and the associated contact resistance is lower. In addition, the connection with tongues can be permanently more resistant to shear loads.

In der dargestellten Ausführungsform ist die Kappe 3 bevorzugt rund ausgebildet mit einem Durchmesser D1. Der Durchmesser D1 der Kappe liegt beispielhaft im Bereich 1,5 mm bis 5 mm, bevorzugt zwischen 2,0 mm und 4,0 mm. Der beispielhafte Durchmesser D2 der Öffnung ist wesentlich größer und liegt im Bereich zwischen 8 mm und 4,0 mm, insbesondere bei 5 mm. Die Einglasungslänge H der erfindungsgemäßen Kappe in die Öffnung beträgt bevorzugt zwischen 0,4 mm und 1 mm, bevorzugt 0,6 mm. Alle Maßangaben sind beispielhaft und stellen keine Beschränkung dar.In the illustrated embodiment, the cap is 3rd preferably round with a diameter D1 . The diameter D1 the cap is, for example, in the range from 1.5 mm to 5 mm, preferably between 2.0 mm and 4.0 mm. The exemplary diameter D2 the opening is significantly larger and is in the range between 8 mm and 4.0 mm, in particular 5 mm. The glazing length H the cap according to the invention in the opening is preferably between 0.4 mm and 1 mm, preferably 0.6 mm. All dimensions are exemplary and are not a limitation.

In 2 ist ein Ausschnitt X aus 1 gezeigt, hier in der Ausführungsform mit einer Bodenprägung 50. Deutlich zu erkennen ist der gebogenen Deckel 1, der zur Öffnung mit Rand führt, die erfindungsgemäße Kappe 3 sowie das Glas- oder Glaskeramikmaterial 2. Alle drei Teile bilden bevorzugt miteinander eine sogenannte angepasste Durchführung aus, bei der der thermische Ausdehnungskoeffizient sowohl des Gehäuseteils wie des Glas- und/oder Glaskeramikmaterials und die Kappe im Wesentlichen gleich ist.In 2nd is a cutout X out 1 shown, here in the embodiment with a bottom embossing 50 . The curved lid is clearly visible 1 , which leads to the opening with a rim, the cap according to the invention 3rd as well as the glass or glass ceramic material 2nd . All three parts preferably form a so-called adapted feedthrough, in which the thermal expansion coefficient of both the housing part and the glass and / or glass ceramic material and the cap are essentially the same.

Des Weiteren in 2 gezeigt ist die Bodenprägung 50, die in das Blech 40 der Kappe 3 eingebracht ist. Die Stärke bzw. Dicke des kappenförmigen Elements 3 liegt in dieser Ausführung im Bereich 0,1 bis 0,3 mm.Furthermore in 2nd the embossing is shown 50 that in the sheet 40 the cap 3rd is introduced. The thickness of the cap-shaped element 3rd in this version is in the range 0.1 to 0.3 mm.

Im Bereich der Prägung 50 ist die Materialstärke stark reduziert und liegt vorteilhaft im µm-Bereich, abhängig von den Anforderungen, ab welchem Druck eine Druckauslösung erfolgen soll. Beispielhafte Materialstärken, d.h. Dicken des Bleches im Bereich der Prägung liegen ohne Beschränkung hierauf im Bereich 10 µm bis 50 µm, so wie in dieser Ausführungsform verwendet. Die Materialstärken im Bereich der Prägung sind somit Restmaterialstärken.In the field of embossing 50 the material thickness is greatly reduced and is advantageously in the µm range, depending on the requirements at which pressure should be triggered. Exemplary material thicknesses, ie thicknesses of the sheet in the area of the embossing are, without limitation, in the range from 10 μm to 50 μm, as used in this embodiment. The material thicknesses in the area of the embossing are thus residual material thicknesses.

In 3 ist das Detail Y des Deckels 1 gezeigt. Der beispielhafte Deckel 1 selbst hat eine Stufung, mit der er an andere Gehäuseteile beispielsweise angeschweißt oder angelötet werden kann. Eine derartige Stufung ist vorteilhaft, aber nicht notwendig. Auch Ausgestaltungen ohne Stufe sind denkbar.In 3rd is the detail Y of the lid 1 shown. The exemplary lid 1 itself has a gradation with which it can be welded or soldered to other housing parts, for example. Such a grading is advantageous, but not necessary. Designs without a step are also conceivable.

In 4 ist eine dreidimensionale Ansicht einer erfindungsgemäßen Durchführung in runder Außenform gezeigt. Gleiche Bauteile wie in den 1 bis 3 sind mit denselben Bezugsziffern belegt. 4 zeigt den gesamten Deckel 1 in einem Glasmaterial 2, eingebrachter Kappe 3.In 4th a three-dimensional view of a bushing according to the invention is shown in a round outer shape. Same components as in the 1 to 3rd are given the same reference numbers. 4th shows the entire lid 1 in a glass material 2nd , inserted cap 3rd .

5 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Kappe 3 in einem Glasmaterial 2. Gleiche Bauteile sind wiederrum mit den selben Bezugsziffern belegt. Deutlich in 5 zu erkennen sind die beiden Bodenprägungen 50.1, 50.2, die in das Blech der Kappe eingebracht sind. Die Bodenprägungen 50.1, 50.2 verlaufen über den gesamten Durchmesser der Kappe 3. Im Beispiel ohne Beschränkung hierauf sind zwei Bodenprägungen 50.1, 50.2 gezeigt, die sich rechtwinklig schneiden, insbesondere kreuzförmig ausgebildet sind. 5 shows a plan view of a cap according to the invention 3rd in a glass material 2nd . The same components are in turn assigned the same reference numbers. Clearly in 5 you can see the two embossed floors 50.1 , 50.2 which are inserted into the sheet metal of the cap. The floor embossing 50.1 , 50.2 run over the entire diameter of the cap 3rd . In the example without limitation there are two embossments on the bottom 50.1 , 50.2 shown that intersect at right angles, in particular cross-shaped.

Mit der Erfindung wird erstmals eine Durchführung zur Verfügung gestellt, die sich durch eine höhere Beständigkeit gegenüber mechanischen und/oder druckbedingten Querbelastungen auszeichnet. Weiterhin hat die erfindungsgemäße Durchführung den Vorteil, dass sie rationell herzustellen ist, dass sie ein erhöhtes Gehäuseinnenvolumen und somit höhere Batterie- oder Kondensatorkapazitäten ermöglicht und gleichzeitig durch den Verzicht auf Material zur Gewichtsreduktion beiträgt.With the invention, a bushing is made available for the first time, which is characterized by a higher resistance to mechanical and / or pressure-related transverse loads. Furthermore, the implementation according to the invention has the advantage that it can be produced efficiently, that it enables an increased internal volume of the housing and thus higher battery or capacitor capacities, and at the same time contributes to weight reduction by dispensing with material.

Des Weiteren kann die Durchführung so ausgebildet werden, dass die Kappe eine Sicherheitsfunktion, insbesondere bezüglich des Batterie- oder Kondensatorinnendrucks ausbildet.Furthermore, the feedthrough can be designed such that the cap forms a safety function, in particular with regard to the internal pressure of the battery or condenser.

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Claims (11)

Durchführung, insbesondere durch ein Gehäuseteil (1) eines Gehäuses, insbesondere einer Speichereinrichtung, bevorzugt einer Batterie oder eines Kondensators, aus einem Metall, insbesondere Eisen, Eisen-Legierungen, Eisen-Nickel-Legierungen, Eisen-Nickel-Kobalt-Legierungen, KOVAR, Stahl, rostfreier Stahl, Edelstahl, Aluminium, eine Aluminiumlegierung, AlSiC, Magnesium, eine Magnesiumlegierung oder Titan oder eine Titanlegierung, wobei das Gehäuseteil wenigstens eine Öffnung aufweist, wobei die Öffnung ein leitendes Material in einem Glas- oder Glaskeramikmaterial (2) aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Material ein kappenförmiges Element (3), insbesondere mit einer Dicke oder Wandstärke im Bereich 0,1 mm bis 0,3 mm ist.Implementation, in particular through a housing part (1) of a housing, in particular a storage device, preferably a battery or a capacitor, made of a metal, in particular iron, iron alloys, iron-nickel alloys, iron-nickel-cobalt alloys, KOVAR, Steel, stainless steel, stainless steel, aluminum, an aluminum alloy, AlSiC, magnesium, a magnesium alloy or titanium or a titanium alloy, wherein the housing part has at least one opening, the opening receiving a conductive material in a glass or glass ceramic material (2), thereby characterized in that the conductive material is a cap-shaped element (3), in particular with a thickness or wall thickness in the range 0.1 mm to 0.3 mm. Durchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das kappenförmige Element (3) Seitenwände (10), bevorzugt dünne Seitenwände, und/oder einen Kappenhohlraum umfasst.Implementation after Claim 1 , characterized in that the cap-shaped element (3) comprises side walls (10), preferably thin side walls, and / or a cap cavity. Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das kappenförmige Element (3) ein Ziehteil ist.Implementation according to one of the Claims 1 to 2nd , characterized in that the cap-shaped element (3) is a drawn part. Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchführung des Weiteren zumindest einen Leiter, insbesondere in Form einer Zunge umfasst, der mit dem kappenförmigen Element (3) elektrisch und/oder mechanisch, bevorzugt im kappenförmigen Element (3), bevorzugt im Kappenhohlraum, verbunden ist.Implementation according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that the bushing further comprises at least one conductor, in particular in the form of a tongue, which is electrically and / or mechanically connected to the cap-shaped element (3), preferably in the cap-shaped element (3), preferably in the cap cavity. Durchführung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Kappenhohlraum des kappenförmigen Elementes (3) Sensoreinrichtungen, insbesondere Temperatur- und/oder Druckfühler angeordnet sind.Implementation after Claim 3 , characterized in that sensor devices, in particular temperature and / or pressure sensors, are arranged in the cap cavity of the cap-shaped element (3). Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das kappenförmige Element (3) zumindest einen Bereich mit lokal reduzierter Dicke aufweist, insbesondere eine Bodenprägung (50), insbesondere mit einer Dicke im Bereich 10 µm bis 50 µm, als Sicherheitsauslass bei Drucküberlastung.Implementation according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the cap-shaped element (3) has at least one area with a locally reduced thickness, in particular a bottom embossing (50), in particular with a thickness in the range from 10 µm to 50 µm, as a safety outlet in the event of pressure overload. Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand des kappenförmigen Elementes (3) konisch ausgebildet ist.Implementation according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the side wall of the cap-shaped element (3) is conical. Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das kappenförmige Element (3), bevorzugt rund, mit einem Durchmesser ausgebildet ist, insbesondere einem Durchmesser im Bereich 1,5 mm bis 5,0 mm, bevorzugt 2,0 mm bis 4,0 mm.Implementation according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that the cap-shaped element (3), preferably round, is formed with a diameter, in particular a diameter in the range 1.5 mm to 5.0 mm, preferably 2.0 mm to 4.0 mm. Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) einen ersten thermischen Ausdehnungskoeffizienten α1, das Glas- und/oder Glaskeramikmaterial (2) einen zweiten thermischen Ausdehnungskoeffizienten α2 und das kappenförmige Element (3) einen dritten thermischen Ausdehnungskoeffizienten α3 aufweist und die thermischen Ausdehnungskoeffizienten α1, α2 und α3 im Wesentlichen gleich sind und bevorzugt im Bereich 3 bis 7 * 10 -6 1/K, bevorzugt 4,5 bis 5,5 * 10 -6 1/K liegen.Implementation according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the housing (1) has a first coefficient of thermal expansion α 1 , the glass and / or glass ceramic material (2) has a second coefficient of thermal expansion α 2 and the cap-shaped element (3) has a third coefficient of thermal expansion α 3 and the thermal Expansion coefficients α 1 , α 2 and α 3 are essentially the same and are preferably in the range 3 to 7 * 10 -6 1 / K, preferably 4.5 to 5.5 * 10 -6 1 / K. Gehäuse, insbesondere Gehäuse für eine elektrische Speichereinrichtung, insbesondere eine Batterie oder Kondensator, mit einer Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Housing, in particular housing for an electrical storage device, in particular a battery or capacitor, with a bushing according to one of the Claims 1 to 9 . Speichereinrichtung, insbesondere Batterie oder Kondensator, mit einem Gehäuse oder Gehäuseteil nach Anspruch 10.Storage device, in particular battery or capacitor, with a housing or housing part Claim 10 .
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