用于馈通导体的基体以及壳体的、尤其具有这种基体的电池壳体的壳体部件的制作方法
本发明涉及一种用于功能元件的基体，以及一种壳体的、尤其具有这种基体的电池壳体的壳体部件，其中，壳体部件具有至少一个用于容纳基体的开口。至少一个导体、尤其大致销状的导体在玻璃或玻璃陶瓷材料中穿过基体。
背景技术：
根据本发明的基体可应用在多种壳体、尤其壳体材料中。优选地，基体被应用在壳体中、尤其在电池单元壳体或用于电容器和/或超级电容器的壳体中。
根据本发明意义的电池理解为在其放电之后被处理和/或被回收的一次性电池以及蓄电池。
如众所周知的，也称为超级电容的超级电容器是具有特别高的功率密度的电化学蓄能装置。与陶瓷、薄膜和电解电容器不同，超级电容器没有传统意义上的电介质。在其内部，尤其电能的静态能量存储的存储原理通过双层电容中的电荷分离来实现，以及通过借助于在赝电容中的氧化还原反应的电荷交换来实现电能的电化学存储。
超级电容器尤其包括混合电容器、在此尤其是锂离子电容器。其电解质通常包括溶剂，在其中溶解导电性盐，通常为锂盐。超级电容器优选用于需要大量能量用于相对短的时间或用于非常大量的充电/放电循环的应用中。超级电容器可特别有利地应用于汽车方面，特别是在制动能量的回收领域。其他应用当然同样是可行的，并且包含在本发明中。
蓄电池、优选锂离子电池用于多种应用，例如可便携式电子设备、移动电话、电动工具，尤其是电动车辆。电池可以取代传统能源，如铅酸电池、镍镉电池或镍氢电池。
长期以来锂离子电池是已知的。对此，例如参考“handbookofbatteries,davidlinden,herausgeber,第二版，mcgrawhill，1995，第36和39章”。
已经在多个专利中描述了锂离子电池的各个方面。例如，在us961,672、us5,952,126、us5,900,183、us5,874,185、us5,849,434、us5,853,914以及us5,773,959中。
尤其用于汽车领域的锂离子电池组通常具有多个彼此串联的单个电池单元。彼此成排的或彼此串联的电池单元组成所谓的电池组，多个电池组然后组成电池模块，电池模块也称为锂离子电池。每个单个电池单元具有如下电极，该电极从电池单元的壳体中被引出。这同样适用于超级电容器的壳体。
尤其对于锂离子电池和/或电容器和/或超级电容器优选在汽车领域中的应用，必须解决多种问题，例如耐腐蚀性、抗事故的能力或抗震性。另一问题是电池单元的和/或电容器的壳体和/或超级电容器的壳体的长期密封性、尤其气密密封性。密封性例如会影响在电池单元的电极的区域中或电池单元的电极馈通件和/或电容器和/或超级电容器的壳体的区域中的泄露。这种泄露例如会由于温度变化负荷和机械变化负荷、例如在车辆中的振动或塑料老化而造成。电池组或电池单元的短路或温度变化会导致电池组或电池单元的使用寿命降低。同样重要的是在事故和/或紧急情况下的密封性。
为了确保在事故中更好的耐受性，de10105877a1提出了例如一种用于锂离子电池的壳体，其中，该壳体包括金属外罩，金属外罩在两侧打开以及封闭。电流接头或电极通过塑料绝缘。塑料绝缘部的缺点是，耐热性有限，机械耐受性有限、在使用寿命期间老化和不可靠的密封性。由此在根据现有技术的锂离子电池中的电流馈通件不足够密封，尤其不是气密地密封在例如安装罩部件的锂离子电池中。此外，电极是被挤压并激光焊接的连接构件，其在电池内部具有额外的绝缘体。
现有技术中的锂离子电池的另一问题是，电池单元具有大的空间，并且由于高的电流通过电阻的损耗而非常快速地变热从而发生温度改变。
由de2733948a1已知一种碱性电池，其中绝缘体、诸如玻璃或陶瓷通过熔化连接与金属部件直接连接。
金属部件之一与碱性电池的阳极电连接，并且另一个与碱性电池的阴极电连接。de2733948a1中使用的金属是铁或钢。在de2733948a1中没有描述诸如铝这样的轻金属。在de2733948a1中没有规定玻璃或陶瓷材料的熔化温度。de2733948a1中描述的碱性电池是具有碱性电解质的电池，根据de2733948a1该碱性电解质含有氢氧化钠或氢氧化钾。在de2733948a1中没有提到锂离子电池。
de69804378t2或ep0885874b1公开了一种制造不对称的有机羧酸酯和制造用于碱性离子电池的无水有机电解质的方法。用于可充电的锂离子电池的电解质也在de69804378t2和ep0885874b1中进行了描述。
没有描述用于容纳贯通接触部的电池插座的材料，仅描述了用于连接销的材料，该连接销可以由钛、铝、镍合金或不锈钢构成。
de69923805t2或ep0954045b1描述了一种具有改进的电效率的rf馈通件。由ep0954045b1已知的馈通件不是玻璃-金属馈通件。在ep0954045b1中，直接构造在例如封装的金属壁内的玻璃-金属馈通件被描述为不利的，因为这种rf馈通件由于玻璃的脆化而不是永久性的。
de69023071t2或ep0412655b1描述了一种用于电池或其他电化学电池的玻璃-金属馈通件，其中，使用sio2含量为约45重量％的玻璃并且作为金属使用尤其包括钼和/或铬和/或镍的合金。在de69023071t2中同样没有描述轻金属的使用，以及相关玻璃的融化温度或熔化温度。根据de69023071t2和ep0412655b1用于销状导体的材料是包括钼、铌或钽的合金。
从us7,687,200中已知一种用于锂离子电池的玻璃-金属馈通件。根据us7,687,200，壳体由不锈钢制成，并且销状导体由铂/铱制成。在us7,687,200中给出玻璃ta23和cabal-12作为玻璃材料。根据us5,015,530，这些是融化温度为1025℃或800℃的cao-mgo-al2o3–b2o3体系。此外，从us5,015,530中已知用于锂电池的玻璃-金属馈通件的玻璃组合物，其包含cao、al2o3、b2o3、sro和bao，其融化温度在650℃-750℃的范围内，因此该温度对于与轻金属一起使用来说太高。
us4,841,101公开了一种馈通件，在该馈通件中大致销状的导体以及玻璃材料被镶嵌金属环中。然后又将金属环插入到壳体的开口或孔中，并通过钎焊来连接，例如在插入焊环之后与内壁或孔连接，特别是粘合地(stoffschlüssig)连接。金属环由具有与玻璃材料基本上相同或相似的热膨胀系数的金属制成，以便补偿电池壳体的铝的高的热膨胀系数。在us4,841,101中描述的实施例中，金属环的长度通常短于壳体中的孔或开口。关于玻璃组合物的信息在us4,841,101中没有提及，例如用于电池，特别是锂离子电池的馈通件的特殊用途没有被描述。
由wo2012/110242a4中已知一种馈通件，特别是穿过壳体的、特别是电池壳体的壳体部件，优选地由金属、特别是轻金属、优选铝、铝合金、alsic、镁、镁合金、钛、钛合金、钢、不锈钢或优质钢制成，其中，例如利用玻璃或玻璃陶瓷材料将导体镶嵌到基体中，并且基体与镶嵌的导体一起插入壳体部件的开口中。wo2012/110242a4描述了如何通过激光焊接将具有镶嵌的导体的基体与壳体构件连接。在wo2012/110242a4中为此将基体激光焊接在壳体部件的壳体罩盖上。
在wo2012/110242a4中还示出了一种基体，该基体具有释放装置(entlastungseinrichtungen)，例如凹槽。然而，这种设有凹槽的基体被镶嵌到开口中并与开口的侧壁连接。由wo2012/11242a4已知，通过焊接工艺将这种基体与作为释放装置的环绕凹槽在整个厚度上与壳体部件连接。此外，wo2012/110242a4仅示出了唯一的环绕凹槽作为基体的释放装置。
根据wo2012/110242a4的实施方案的缺点在于，在激光焊接期间，必须沿着基体和壳体部件的界面进行焊接。该过程难以控制，因为激光束必须非常精确地跟随壳体构件的和/或基体的凹口的轮廓。特别是，当使用轻金属作为壳体构件的材料并且还作为基体的材料时，已经表明，不精确的过程控制和/或激光束的能量变化会在焊接中出现误差。激光束的功率导致高的热量输入玻璃和/或玻璃陶瓷材料中。此外，热的焊接区产生应力。因此，基体通过热输入而膨胀，而玻璃和/或玻璃陶瓷材料基本上保持不变。所得到的基体的拉伸应力抵抗玻璃和/或玻璃陶瓷材料的压应力而作用到基体上并导致玻璃和/或玻璃陶瓷材料的泄露。通常，焊接、特别是基体与由轻金属、特别是铝制成的壳体构件的激光焊接是有问题的。这在以压力玻璃镶嵌(druckeinglasung)的形式完成镶嵌基体的情况下尤其如此。发明人已经认识到，当焊接铝部件、例如铝基体与玻璃和/或玻璃陶瓷馈通件时，可能出现另外的问题。特别地，如上所述形成压力玻璃镶嵌。当玻璃和/或玻璃陶瓷材料和周围的金属的膨胀系数不同并且金属、例如铝在玻璃材料上施加压力并因此施加张力时，会发生这种情况。通过焊接，围绕玻璃材料的铝失去其强度或者其强度可被至少降低，使得不再足以在玻璃材料上施加足够高的压力。因此馈通件是非密封的。这是因为在高温影响下，铝软化并失去强度，从而不能在玻璃材料上建立所必要的压力。
技术实现要素：
本发明的目的是，提供一种基体和一种构件，尤其是具有这种基体的壳体部件，借助于其可避免现有技术中的问题以及已知的问题。
在本发明的第一方面，本发明已经发现，为了将玻璃和/或玻璃陶瓷材料镶嵌到至少部分地由轻金属、尤其铝构成的基体中，轻金属必须具有特定的性能、尤其是强度。在此非常重要的性能是主体的材料的、尤其在其中进行镶嵌的基体的屈服极限。该屈服极限是材料特征值并且是指利用单轴和无力矩的拉伸应力材料没有显示出永久塑性变形的应力。在低于屈服极限时，材料在释放之后弹性地返回其原来的形状，而在超过时保留形状的改变，试样为拉长的情况。代替屈服极限，也可为材料给出0.2％的延伸极限或弹性极限rp0.2。相对于屈服极限，弹性极限始终可由额定应力-总拉伸-图唯一地获得。0.2％的延伸极限是在释放之后相对于试样的起始长度剩余的应变刚好为0.2％时的(单轴的)机械应力。在绝对纯的铝中，屈服极限为17n/mm2，在市场上常见的铝中，屈服极限提高到34n/mm2。对于铝合金，取决于合金元素屈服极限可直达400n/mm2。屈服极限可通过已知的方法测得。屈服极限可借助于拉伸测试容易地获得。这种拉伸测试是拉伸测试iso6892，借助于其得出屈服极限或延伸极限rp0.2。根据iso6892对金属的拉伸测试通常在通用测试机/拉伸测试机上进行。必须区分铝或铝合金在初始状态下在室温下的屈服极限和在温度处理之后的屈服极限，温度处理例如在镶嵌时和/或如所述在焊接时的加热。因此，本发明包括用于构造馈通件、尤其玻璃和/或玻璃陶瓷馈通件的壳体构件和/或基体，其中，壳体构件和/或基体包括金属、尤其轻金属，其在加热之后仍还具有足够高的屈服极限。在镶嵌时优选加热到450℃至600℃、尤其520℃至560℃的范围内的温度。优选地，在镶嵌时加热到大约540℃。
所述的基体可与构件、尤其壳体部件连接。构件、尤其壳体部件可由轻金属构成，并且与基体、例如利用焊接连接进行连接。发明人认识到，在本发明的第二方面中，焊接连接有利地具有确定的材料组成，以便实现可靠的焊接。尤其有利地，焊接连接具有与待焊接的单个构件不同的材料组成。因此本发明包括特定的、下面详细描述的用于基体的材料、基体几何结构和构件的、尤其壳体部件的对应的几何结构和材料。该认知通常可转用在轻金属构件的焊接连接上。
在焊接基体与壳体部件时，可由于热引起的机械负荷而破坏镶嵌。根据本发明的第三方面，本发明包括基体，基体包括器件、尤其几何器件，所述器件在将基体焊接到壳体部件中时至少使镶嵌的机械负荷降低，使得即使在建立焊接连接之后也存在可靠的玻璃。
在本发明的另一方面中，如此构造用于容纳基体的壳体部件，使得其最佳地与前述基体和/或所述材料共同作用。尤其该实施方案在用于容纳基体的壳体部件的区域中包括合适的几何结构。
本发明的所有这些单个方面在各个组合中或特别有利地也在总体上相互作用，以便通过由轻金属构成的壳体部件提供可靠地、密封地且合理地制造的馈通件。
根据本发明，本发明的第一方面通过一种具有至少一个开口的基体实现，至少一个功能元件被引导穿过该开口。功能元件通常是电导体，尤其大致销状的导体。但是功能元件也可为机械保持件、热敏元件、光导体等。功能元件被保持在基体的开口中的玻璃和/或玻璃陶瓷材料中，并且穿过该开口。
根据本发明，主体、尤其根据本发明的第一方面的基体包括轻金属、尤其在加热到优选大于520℃直至最大560℃的温度经过1至60、优选5至30分钟之后屈服极限大于40n/mm2、优选大于50n/mm2、尤其大于80n/mm2、优选在80n/mm2至150n/mm2的范围内的铝合金。发明人已经惊奇地发现，轻金属、尤其铝、优选铝合金仅在其具有上述特性时提供足够收缩用于密封的、尤其气密密封的压力玻璃镶嵌。基于屈服极限特别优选的是具有mg含量大于0.5重量％、优选大于1重量％、尤其大于2.5重量％直至最大8重量％、优选直至最大5.0重量％的铝合金。非常特别优选的是具有4.0-4.9重量％的mg、0.4-1重量％的mn和0.05-0.25重量％的cr的铝合金。在由轻金属构成的基体中进行镶嵌，然后将基体插入壳体的开口中。替代性地，可使导体直接镶嵌到壳体的开口中。在这种情况下，此时优选壳体由轻金属、尤其铝或铝合金构成。
借助于所选的具有所述高mg含量的铝合金，在温度处理之后在镶嵌时也提供足够牢固的材料，其也在冷却之后、例如在镶嵌之后没有过度软化并且为压力玻璃镶嵌提供足够高的压缩，从而获得持久气密密封的馈通件。在本发明中，气密密封理解为在压差为1bar时氦泄漏率小于1·10-8mbar·l/sec。
在压力玻璃镶嵌中，基体的材料将压应力施加到玻璃或玻璃陶瓷材料上。为了确保这一点，轻金属的热膨胀系数、尤其基体的铝合金的热膨胀系数选择为大于玻璃和/或玻璃陶瓷材料的热膨胀系数，在该玻璃和/或玻璃陶瓷材料中镶嵌功能元件、尤其导体。
压力玻璃镶嵌具有以下优点，提供高的机械强度、尤其具有气密密封性的机械稳固的镶嵌。本发明意义下的密封性、尤其气密密封性在本申请中理解为，在压差为1bar时氦泄漏率小于10-8mbar·l/sec。尤其借助于本发明可提供气密密封的镶嵌，借助于其实现了上述氦泄漏率。为了获得压力玻璃镶嵌，使玻璃或玻璃陶瓷材料的热膨胀系数与基体的热膨胀系数有差异。用于所述基体的材料的热膨胀系数例如在18·10-6/k直至30·10-6/k的范围内，并且对于玻璃或玻璃陶瓷材料而言则处于15·10-6/k直至25·10-6/k之间，其中，所述基体的材料的热膨胀系数选择为大于玻璃和/或玻璃陶瓷材料的热膨胀系数。
除了压力玻璃镶嵌之外，一方面所述基体的金属的化学兼容性以及另一方面玻璃和/或玻璃陶瓷材料的化学兼容性对于形成持久稳固和可负荷的馈通件是至关重要的。在某些馈通件中假设，边界面区域中的在基体的金属和馈通件的玻璃和/或玻璃陶瓷材料之间的化学键合力有助于镶嵌的以及整个馈通件的稳定性。原则上，基体的金属的成分至少在边界面区域中扩散到馈通件的玻璃和/或玻璃陶瓷材料中。扩散进入的成分可降低化学键合力和/或甚至使玻璃结构不稳定，从而可出现馈通件的断裂。
特别优选的是，作为用于基体的铝合金而使用包含mn和/或mg和/或si和/或zr作为添加剂的铝合金。
特别优选的是，合金、尤其铝合金包含的添加剂总量为2至10重量％、尤其3至8重量％、非常优选4至6重量％。最特别优选作为铝合金的是al5083，其包括4.5重量％的mg以及0.7重量％的mn。铝中的添加剂、尤其mg和mn负责确保即使在高温的温度下作用较长时间也没有使合金变软，而是铝合金具有足够的强度。这确保，在镶嵌玻璃时即使在加热之后仍可将足够的压缩施加到玻璃材料上并且由此确保馈通件的密封性。发明人已经发现，在上述意义下该材料还对于通常使用的玻璃和/或玻璃陶瓷材料而言也是兼容的。
如果容纳功能元件的前述基体应与周围的壳体尤其通过焊接连接而连接，则在具有由铝或铝合金构成的镶嵌的基体需要被焊接到由铝或铝合金构成的壳体中并且铝合金包括如mg等不同的添加剂时产生问题。不同铝合金的焊接通常导致裂纹。很难实现无裂纹以及由此高的气密密封性。发明人已经发现，在合金中mg含量或si含量降低并且低于1.5重量％时，裂纹形成的可能性明显升高。裂纹形成是由于在焊接时具有不同组分的不同固化温度的固化过程。为了避免这种情况，如si、mn、mg或zr这样的填料可至少被引入壳体和/或基体的需要被焊接的区域中。由此可使焊接区的裂纹形成最小化。特别优选地，为了良好的可焊接性，铝合金具有大于3重量％的高的mg含量。作为满足高强度以及良好的可焊接性要求的铝合金，发明人发现具有4.5重量％的mg和0.7重量％的mn的铝合金al5083，但是不限于此。填料也可被称为焊接促进物质。对于至少部分地由包括添加剂或焊接促进物质(优选呈合金组分的形式、尤其包含mg和/或si和/或zr和/或mn的铝合金)的轻金属构成的基体，根据本发明的第二方面发现，对于这些材料实现了与轻金属、优选铝、尤其纯铝的良好焊接性。在铝合金的mg含量在2至10重量％、尤其3至8重量％、非常优选4至6重量％的范围内时，实现了特别好的可焊接性。
如果由轻金属、例如铝构成的第一主体与由具有添加剂或焊接促进物质的轻金属构成的第二主体连接，则第一材料与第二材料在连接区域中熔化，从而产生由第一材料和第二材料构成的混合物。优选地，此时在连接区域中焊接促进物质的含量相对于第二主体中的含量更低。在连接区域中的材料组成与单个连接配对物的材料组成不同。这在连接由轻金属构成的两个主体时是优选的，其中，第一主体是轻金属并且第二主体是具有焊接促进物质、尤其呈合金组分的形式的轻金属，从而在第一和第二主体之间构成焊接连接时，第一主体的在焊接连接中熔化的材料和第二主体的在焊接连接中熔化的材料产生混合物，并且在混合物中的焊接促进物质的含量小于在第二构件中的焊接促进物质的含量。
特别优选的是，基体包括具有厚度的至少一个法兰，并且法兰中的添加剂或焊接促进物质的含量、尤其mg含量尤其可根据法兰的厚度进行调节。相反也可能的是，法兰的厚度可根据添加剂或焊接促进物质的含量进行调节。
令人惊奇的是，由于使用具有焊接促进物质或添加剂的轻金属、例如具有mn和/或mg和/或si和/或zr的铝合金确保两种不同的构件、例如铝和另一由包括mn和/或mg和/或si和/或zr的铝合金构成的构件可无裂纹地彼此焊接在一起。无裂纹焊接提供具有小于1·10-8mbar·l/sec的氦泄漏率的气密密封连接。
此外已经发现，令人惊奇的是，在mn含量和/或mg含量和/或si含量和/或zr含量大于1.5重量％、优选大于2重量％时，实现了铝与铝合金的无微裂纹的连接。如果mn含量和/或mg含量和/或si含量和/或zr含量低于1.5重量％，则微裂纹形成明显提高。微裂纹形成归因于在焊接时具有不同构件的不同固化温度的固化过程，特别优选的是，在焊接区域中如此设定mg和/或mn和/或si和/或zr的含量，从而没有出现微裂纹。添加剂或焊接促进物质的上限为10重量％、优选8重量％、尤其6重量％。在连接两个构件、例如分别由轻金属构成的基体和壳体时，在基体中或向其中插入有基体的壳体中可存在添加剂或焊接促进物质。
上述良好的可焊接性尤其在优选由轻金属、尤其铝、优选纯铝构成的构件、尤其壳体部件在开口中容纳基体时是有意义的，其中，基体与镶嵌有利地封闭开口。对于基体与构件、尤其壳体部件的连接而言特别有利的是，壳体部件具有用于容纳基体的一部分、尤其突出部、优选法兰的凹口或配对法兰。优选地，配对法兰具有的厚度相对于壳体部件的厚度减小。壳体部件的配对法兰优选实施成阶梯孔的形式。该几何结构也可通过壳体部件的压制和/或其他的合适方法来产生。相应方法的组合同样是可能的。在一种实施方式中，该配对法兰具有基本上垂直于导体延伸的第一边界面，并且基体的一部分、尤其突出部或法兰具有基本上垂直于导体延伸的第二边界面。第一和第二边界面彼此直接对置和/或彼此连接，其中优选地，壳体部件的配对法兰优选l形地镶嵌到基体的突出部或法兰中。优选地，第一和第二边界面连接、优选固定连接、尤其气密密封地连接。例如通过焊接、优选激光焊接进行连接。结果是在壳体部件和基体之间形成焊接连接。根据基体和壳体部件的边界面的实施方案，焊接、尤其激光焊接是搭接焊接和/或对接焊接。通过使用具有mg和/或mn和/或si和/或zr含量为2至10重量％的铝合金，提供基体和壳体部件的无微裂纹的焊接连接。通过构件、尤其具有用于容纳基体的一部分、例如基体的法兰或突出部的配对法兰或凹口的壳体部件的设计方案，能够使基体以合理且可靠的方式接入到壳体部件中，无需如在wo2012/110242a4中的过盈配合。此外，借助于容纳基体的突出部或法兰的配对法兰或凹口的给定布置能够使所述面无间隙地彼此连接。基体和壳体部件的区域重叠，并且通过壳体部件的材料和/或通过基体的材料进行焊接。相对于如由wo2012/110242a4中已知的对接焊接，基体和壳体部件可以用较低的激光能量彼此连接，其中也可实现更窄的激光焊缝和/或激光焊缝的痕迹无需特别精确的定位。激光能量大小在此主要受焊接穿过的材料以及该材料厚度的影响。
如果用于容纳基体的壳体部件和基体与壳体部件在焊接区域中通过对接焊接连接，则焊接区域在位置(p1、p2)中包括基体的第一部分和壳体部件的第二部分。特别优选的是，焊接区域的位置(p1、p2)根据基体的和/或壳体部件的铝合金的mg和/或si和/或zr的含量进行选择。此外，焊接区域也通过深度(t1、t2)进行表征，其中，焊接区域的深度(t1、t2)根据铝合金的mg和/或si和/或zr的含量进行选择。
如果基体具有法兰或突出部，并且壳体部件具有凹口或配对法兰，则基体与壳体部件在第一焊接区域中可通过搭接焊接并且在第二焊接区域中通过对接焊接进行连接。在这种情况下，第二焊接区域在对接焊接时具有取决于基体和/或壳体部件的铝合金的mg含量的位置(p1、p2)。
特别优选的是，壳体部件的凹口或配对法兰具有基本上垂直于导体延伸的第一边界面，且基体的一部分、尤其法兰或突出部具有基本上垂直于导体延伸的第二边界面，并且第一和第二边界面彼此对置。这尤其可通过在壳体部件中的阶梯孔实现。对此，术语“阶梯孔”并不意味着，为了制造而真实切削加工地钻孔，而甚至优选的是制造期望结构的无切削的方法，例如压制和/或变形。
尤其有利地，阶梯孔的深度和基体的突出部或法兰的材料厚度可以如此选择，使得基体和壳体部件的表面彼此对齐。法兰或突出部的厚度和基体借助于法兰与其连接的壳体部件的凹口或配对法兰的厚度尤其确定所需的能量以及引入基体中的热量。法兰的厚度与配对法兰的厚度的厚度比除了确定所述选择的材料之外也确定焊接参数。特别优选的是，基体上的法兰的厚度为配对法兰的厚度的50％和100％之间、优选70％至80％之间。在一种特别优选的实施方式中，法兰的厚度为配对法兰的厚度的100％，即基体上的法兰和壳体的配对法兰或凹口具有相同的厚度。优选地，用于壳体和基体的材料可以不同。尤其可行的是，法兰或配对法兰的厚度适用于材料(例如基体的材料)的添加剂或焊接促进物质。相反地，也可使材料的添加剂或焊接促进物质适用于法兰或配对法兰的厚度。
为了排出在焊接过程中出现的热量并且以热和机械的方式释放基体以及壳体部件，根据本发明的第三方面，基体具有至少两个凹槽或凹陷部、尤其两个环绕的彼此带有间距a的凹槽或凹陷部。通过凹槽降低了通过基体的热流和/或避免基体在垂直于导体轴线的方向上的机械负荷，因为基体可在垂直于导体轴线的方向上变形，优选可逆地变形。代替凹槽，也可设置多个孔，所述孔优选彼此并排构造。
通过构造具有至少两个彼此带有间距a的凹槽的基体，尤其降低、甚至几乎完全中断了例如从基体的外侧至内侧的热流。由此在一定程度上避免了由于激光焊接在基体的外侧至在其上进行镶嵌的内侧的热输入。这又使得，在玻璃和/或玻璃陶瓷材料中没有引入应力、尤其没有引入作用到镶嵌上的拉应力并且由此降低了玻璃材料上的压缩。因为压缩没有通过拉应力减小，所以确保了镶嵌的密封性。此外，两个凹槽使得基体能够变形。由此可有效地拦截传递到玻璃或玻璃陶瓷材料上的机械负荷。
特别优选的是，至少两个凹槽或凹陷部如此设计，从而避免了基体在垂直于销的轴线方向上的机械负荷，并且销的轴线基本上没有倾斜。
为了能够简单连接基体与例如壳体，将基体构造成阶梯状，其在基体的突出部或法兰的区域中具有厚度d3，其中，优选在法兰的区域中有至少一个第一凹槽或凹陷部。特别优选的是，基体具有两个环绕的彼此带有间距a的凹槽或凹陷部，通过其降低了通过基体的热流。优选地，该间距a在0.1mm和1mm之间、优选在0.1mm和0.5mm之间。通过选择间距a可调节从外侧至内侧通过基体的热流的大小，并且有利地同样调节凹槽的机械卸荷功能。由此可调节热输入。另一额外的组合方案和/或替代性的设置用于调节热输入的方案是选择环绕的凹槽或凹陷部的深度t1、t2。
代替凹槽也可设置多个彼此并排的孔。
优选的是，第一和第二凹槽或第一和第二系列并排布置的孔具有深度t1、t2，所述深度t1、t2大于基体在法兰或突出部的区域中的厚度d3的一半。
在凹槽或一系列并排的孔构造在相对侧上、即法兰的表面上时，有利的是，在基体的对置面上开设的第一和第二凹槽或凹陷部的深度t1、t2如此选择，使得凹槽和/或孔的最大深度在基体的横截面中重叠。这尤其是指，至少一个凹槽和/或一系列孔比法兰厚度的一半更深。对此至少一个凹槽和/或一系列孔布置在法兰的区域中。优选地，至少两个凹槽和/或系列的孔比法兰的厚度的一半更深。当在横截面中观察基体时，在该布置方式中示出，由此形成弹簧状结构，其有效地拦截在焊接时作用到玻璃和/或玻璃陶瓷材料上的由于热膨胀引起的力。
如前所述，基体包括至少两个凹槽或凹陷部、尤其环绕的凹槽。环绕的凹槽优选连续地环绕基体。通过凹槽由此使基体释放，在基体中材料有针对性地被弱化。为了使基体在正交于馈通件的方向上可变形并且可表现为弹簧状，本发明的基体包括两个环绕的凹槽，其中，第一凹槽被引入到第一基体面中，并且第二凹槽被引入到第二基体面中，并且第一和第二基体面彼此对置。这尤其具有的优点是，在所述基体的材料如在制造根据本发明的壳体时在激光焊接时可出现的热膨胀的情况下以及在完成的构件的运行期间，基体有利地以可逆的方式可弹簧状地、尤其折叠地变形。通过该弹簧状的、尤其折叠式变形可特别有效地拦截在绝缘材料、尤其玻璃和/或玻璃陶瓷材料上的机械负荷。特别有利地，通过该形状的变形还尽可能地避免了导体轴线的倾斜。
代替形成凹槽，作为释放装置也可设置一系列并排布置的孔。孔是在所述基体的材料中的所谓焊口，在其中所述基体的材料被弱化。特别地，孔可为焊口状、圆柱状、金字塔形或以这些形状的任意中间形状和/或其组合的形式。针对凹槽所述的所有实施方式和/或效果也适用于一系列孔。
特别优选的是，第一凹槽和第二凹槽彼此间隔开并且具有间距a。优选地，间距a在0.1mm至1.0mm、优选0.1mm至0.5mm的范围内。
如果将通常也可称为凹陷部的两个凹槽设置在基体中，则第二凹槽如此布置在基体中，使得其与焊接区域间隔开，即优选其位于基体的如下区域中，在该区域中镶嵌导体，而第一凹槽更靠近焊接区域。在壳体中气密密封的馈通件尤其在本发明的所有三个方面中都涉及时才提供，即，首先如此选择基体的材料，从而提供足够的强度，这根据材料选择以在一定范围内呈现屈服极限，然后基体借助于焊接以特定的材料组合与壳体连接，其中，避免裂纹形成，并且通过环绕的凹槽避免在焊接时不期望的热输入。
在壳体部件的厚度比基体中的镶嵌长度明显更薄时，获得气密密封的馈通件的其他优点。在这种情况下可实现非常轻的且薄的壳体、例如由铝、尤其纯铝制成的壳体。同时为导体材料提供足够的镶嵌长度。特别优选的是，壳体部件具有厚度d1，并且基体具有厚度d2，其中，基体的厚度d2基本上等于镶嵌长度，并且对于厚度d1适用的是，其在厚度d2的20％至80％的范围内。厚度d1和d2分别在法兰或配对法兰之外的区域中测得。
在借助于额外的镶嵌导体、尤其销状的导体的基体构造通过壳体部件的馈通件时可预制馈通件。这尤其意味着，销材料被镶嵌基体中，并且然后被构造到壳体部件中、尤其电池单元中。基体此时可基于馈通件的相应制造技术和形状以及壳体部件的制造技术和形状最佳地设计。尤其可通过预制可使用比在壳体部件中直接镶嵌玻璃时明显更少的加热装置，因为不是整个壳体部件例如都必须在炉中被加热，而是基体仅以明显更小的尺寸被加热。此外，由基体和导体、尤其大致销状的导体预制馈通件的这种设计方案使得能够成本有利地将馈通件镶嵌壳体部件的开口中、例如在一个阶段的过程中、例如在使用壳体部件的冷固方案的情况下。这具体是指，首先例如通过冲压在壳体部件中、例如在罩盖中引入开口。壳体是冷固的，因为其未被加热。与此相反，基体是软的，因为其在借助于玻璃或玻璃陶瓷材料镶嵌销状的导体时被加热。以这种方式可尤其在馈通件的区域中制造结构固定的电池单元壳体，因为例如与在壳体部件中直接镶嵌相对没有出现壳体部件、尤其罩盖部件的冷固损耗。另一优点是，壳体部件的材料厚度相对于进行镶嵌的基体可选择得明显更低。例如壳体部件的材料厚度为1.5mm以及更小，而基体由于强度具有2.0mm、尤其3.0mm或更厚的厚度。壳体或壳体部件的材料厚度d1优选在1mm和3mm之间、优选在1.5mm和3mm之间，基体的厚度d2在2mm和6mm、优选2.5mm和5mm之间。对此基体的厚度d2始终根据壳体或壳体部件、尤其置入馈通件的电池或电容器罩盖的材料厚度来选择。而在直接镶嵌的情况下无需大的材料厚度。厚度d2此时等于镶嵌长度el。
馈通件与基体一起构造的另一优点是，基体和壳体部件的材料可选择为不同，尤其在材料质量和合金选择方面。由此通过为壳体部件使用材料组合铝、尤其纯铝实现尽可能无裂纹的焊接，在壳体部件中引入mg和/或si和/或zr含量优选为2至10重量％的铝合金。馈通件可在壳体部件中与基体气密密封地通过焊接、钎焊、压入、翻边或收缩而连接。在例如通过焊接连接馈通件与壳体部件时需要注意，温度引入尽可能得低，以便避免对玻璃或玻璃陶瓷材料的损坏。在此,如前所述有利的是，所述基体的材料是mn和/或mg和/或si和/或zr含量优选为2至10重量％的铝合金。由此避免裂纹并且实现气密密封。气密密封在本申请中是指氦泄漏率小于1·10-8mbar·l/sec。相对于需要在多级过程中为馈通件提供塑料密封部的现有技术，可在唯一的简单的方法步骤中建立根据本发明的馈通件构件与壳体部件的气密密封连接。
此外，也可参考壳体部件的材料选择基体，这涉及边缘设计以及材料厚度,并且尤其也涉及用于封闭壳体的方法。如果电池单元的壳体例如由铝、尤其纯铝构成，则为了避免裂纹形成优选的是，选择具有mn和/或mg和/或si和/或zr的铝合金作为用于基体的材料。
此外可能的是，除了电池单元的壳体的壳体部件中的馈通件，也可引入其他的功能，例如安全阀和/或电池填充开口。
除了所述的具有mg和/或si和/或zr的铝合金，壳体部件和/或基体、优选基本上为环形的基体也可包括金属、尤其轻金属、如钛、钛合金、镁、镁合金、alsic、以及钢、不锈钢或优质钢作为材料。作为钛合金例如可使用ti6246和/或ti6242。钛是生物相容材料，从而用于医疗领域、例如弥补术。同样由于特别高的强度、耐受性和低的重量而用于特殊应用，例如在化学分析或合成中、在发电厂中、在赛车运动中以及用于航空和航天飞行领域。
在销状的导体连接在电化学电池或电池单元的负极上时，对于销状的导体尤其使用铜(cu)或铜合金，在导体、尤其销状的导体连接到正极上时，使用铝(al)或铝合金。用于销状的导体的其他材料可为镁、镁合金、铜合金、cusic、alsic、nife、铜芯(即具有铜内件的nife外套)、银、银合金、金、金合金以及钴铁合金。
作为铝或铝合金也考虑使用具有mn含量和/或mg和/或si和/或zr含量在2至10重量％、尤其3至8重量％、优选4至6重量％的铝合金。具有mg和/或si和/或zr的铝合金尤其用于基体。对于壳体优选使用没有这些元素的铝。没有这些元素的铝的缺点是，材料在加热时变软，因此对于镶嵌金属销的基体是不适合的。通过在镶嵌时加热会发生变软，包围玻璃材料的金属、尤其铝不再施加必需的压缩到玻璃材料上，从而提供密封的馈通件。在镶嵌时，优选加热到520℃至560℃范围内的温度经过长时间段、优选大于1分钟至60分钟。
具有屈服极限在40n/mm2和50n/mm2范围内以及足够高含量的焊接促进物质、以便可靠地避免裂纹形成的可行的铝合金在下面图表1a和1b中给出：
表格1a
用于镶嵌的铝合金和可焊接性
表格1b
用于镶嵌的铝合金
在表格1a和1b中得出的所有屈服极限的值都通过拉伸测试得出。
本发明人已经令人惊奇地发现铝合金5083作为可在其中进行镶嵌并且在没有裂纹形成的情况下确保可焊接性的基体的特别优选的材料。该铝合金的特征不仅在于良好的可焊接性而没有裂纹形成，而且也在于合金在镶嵌时加热到540℃之后具有用于压缩镶嵌的充足强度。
作为铜、尤其用于导体的铜考虑：
cu-phc2.0070；
cu-of2.0070；
cu-etp2.0065；
cu-hcp2.0070；
cu-dhp2.0090。
在该申请中，轻金属理解为其具有的比重小于5.0kg/dm3的金属。特别地，轻金属的比重在1.0kg/dm3至3.0kg/dm3的范围内。
此外，如果使用轻金属作为用于导体的材料、用于例如销状的导体或电极连接构件的材料，则轻金属此外还具有的特征是比电导率在5·106s/m至50·106s/m的范围内。此外，在应用在压力玻璃镶嵌馈通件中时对于20℃至300℃的范围的热膨胀系数α在18·10-6/k至30·10-6/k的范围内。
通常，轻金属具有的熔化温度在350℃至800℃的范围内。
优选地，将基体构造成环形的基体，优选圆形和椭圆形。尤其在其开口引入馈通件的壳体部件、尤其电池单元的罩盖部件具有细长形状，并且销状的导体用于穿过开口中的壳体部件的玻璃或玻璃陶瓷材料完全引入基体和销状的导体之间时，椭圆形是优选的。这种设计方案允许预先制造由大致销状的导体和大致环形的基体构成的馈通件。
优选地，在一种实施方案中选择这种材料作为玻璃或玻璃陶瓷材料，其具有这样的熔化温度，该熔化温度低于基体的熔化温度和/或大致销状的导体的熔化温度。特别优选地，在此玻璃或玻璃陶瓷材料具有低的熔化温度。具有这种特性的组合物例如包括以下组分：
尤其优选的组合物包括以下组分：
前面给出的玻璃组分的特征不仅在于低的熔化温度和低的tg，而且也在于，其相对于电池电解质具有足够高的耐受性并且确保所需的长期耐受性。这种玻璃组分特别有利地至少引入馈通件的芯部区域中。
看作优选的玻璃材料是稳定的磷酸盐玻璃，其比已知的碱性磷酸盐玻璃具有明显更低的总碱含量。
由于磷酸盐玻璃通常具有高结晶稳定性，因此确保在通常<600℃的温度下也不会妨碍玻璃的熔化。这使得给定的玻璃组分可用作玻璃焊料，因为即使在通常<600℃的温度下玻璃组分的熔化也不会受到阻碍。
前述玻璃组分优选具有li，其被构造到玻璃结构中。由此该玻璃组分尤其适用于锂离子蓄能装置，其具有基于li的电解质，基于例如包括碳酸亚乙酯和碳酸二甲酯的1:1混合物的1mlipf6溶剂的电解质。
特别优选的是低钠或无钠玻璃组分，因为碱离子的扩散以na+>k+>cs+的顺序发生，因此低钠或无钠玻璃相对于电解质特别耐受，特别是用于锂离子蓄能装置的电解质。
此外，这种玻璃组分显示出的热膨胀系数α在20℃至300℃的范围内＞14·10-6/k、尤其在15·10-6/k和25·10-6/k之间。前面给出的玻璃组分的另一优点在于，玻璃与周围轻金属或导体的金属、尤其呈金属销状式的导体金属的融化即使在没有保护气氛的情况下也是可能的。与先前方法相反，al融化无需真空。而是也可在空气下进行这种融化。对于两种融化可使用n2或ar作为保护气体。作为用于融化的预处理，对金属、尤其轻金属进行清洁和/或腐蚀，如果需要则有针对性地进行氧化或涂层。在该过程期间，使用在300℃和600℃之间的温度，其中，加热速率为0.1至30k/min以及保持时间为1至60min。
融化温度例如可经由例如在r.
特别优选的是，电池壳体或电池单元壳体的壳体部件具有外侧和内侧，并且馈通件的基体尤其例如通过焊接连接与壳体部件的内侧或外侧连接。
对此，根据本发明规定，基体具有突出部或法兰，其镶嵌到壳体部件的凹口或配对法兰中。在凹口或配对法兰的区域中，基体而后可与壳体部件通过焊接连接。
法兰具有的厚度可根据在焊接区域中的法兰材料的mg和/或si和/或zr含量予以调节。
对于在基体和壳体部件之间的焊接连接有多种选择。如果壳体部件没有突出部，则基体和壳体部件可通过对接焊接彼此连接。
如果存在突出部，则可通过搭接焊接使基体和壳体部件连接。在突出部的情况下也可能的是，进行搭接焊接以及对接焊接。
优选地，激光焊接区域的位置可根据适合用于连接的合金、尤其铝合金予以调节，这尤其涉及在焊接区域中的mg和/或si和/或zr含量和/或mn含量。基体中的焊接深度也能够可变地予以调节，例如根据焊接区域中的mg和/或si和/或zr含量和/或mn含量和/或突出部的厚度予以调节。如前所述，mg和/或si和/或zr含量和/或mn含量主要确定在熔焊或焊接过程中的裂纹形成。本发明除了壳体部件之外也提供了电气装置、尤其蓄能装置、优选电池单元。替代性地，电气装置也可为电容器，尤其超级电容器。壳体包括具有至少一个开口的至少一个壳体部件，并且其特征在于，壳体部件的开口容纳具有至少一个销状的导体的馈通件，该导体被镶嵌到基体中。
更优选地，提供壳体以供其使用的电池单元是用于锂离子电池组的电池单元。
在轻金属壳体中的馈通件可应用在多种领域中。可考虑例如用于电池或电容器或超级电容器的轻金属壳体。但是根据本发明的馈通件也可应用在航空和航天飞行技术或医疗技术中。在航空和航天飞行技术中，这尤其涉及用于轻型结构应用的馈通件。同样可应用在医疗技术中、尤其弥补术和/或植入物中。
此外，本发明提供一种用于制造具有至少一个大致销状的导体的馈通件的方法，其中，该方法包括以下步骤：
–提供导体、尤其大致销状的导体和基体；
–将导体、尤其大致销状的导体在玻璃或玻璃陶瓷材料中镶嵌基体中；
–使基体与壳体的一部分、尤其突出部、优选法兰、与壳体部件的凹口通过激光焊接连接。
优选地，基体在突出部的区域中、优选法兰的区域中在激光焊接之前优选借助于保持装置压入到壳体部件的凹口或配对法兰中，以避免在基体和壳体部件之间的间隙。
特别优选的是，激光焊接通过壳体部件进入到基体中。
附图说明
下面根据实施例和附图详细描述本发明，但是并不限于此。
其中：
图1a-1d示出了基体的详细视图；
图2示出了根据本发明的壳体部件的第一实施方案，该壳体部件具有金属销和基体，其中，基体被引入到壳体部件的凹口中；
图3示出了基体/壳体部件的连接的详细视图；
图4示出了基体/壳体部件的连接的详细视图，其中，基体和壳体部件通过对接焊接连接；
图5示出了基体/壳体部件的连接的详细视图，其中，基体和壳体部件通过搭接焊接连接；
图6示出了基体/壳体部件的连接的另一详细视图，其中，基体和壳体部件通过对接焊接以及搭接焊接连接；
图7示出了根据本发明的壳体部件的替代性的实施方案，该壳体部件具有金属销和基体，其中，基体被引入到壳体的凹口中。
具体实施方式
在图1a-1d中示出了通过冲压工艺获得的用于在玻璃或玻璃陶瓷材料中容纳金属销的根据本发明的基体的一种实施方式，将基体构造成环。基体10在图1a的剖视图中、在图1b的俯视图中以及在图1c的三维视图中示出。基体包括开口13，在玻璃材料或玻璃陶瓷材料中导体穿过开口。开口13优选可通过冲压被引入到基体中。此外，基体10包括法兰或突出部30，其可与壳体部件的凹口或配对法兰接触。在这种情况下，法兰尤其理解为基体的具有较小厚度的环状加宽部。法兰是基体的用于与其他部分、在此与基体连接的部分。因此，法兰30是连接元件。法兰的目的尤其是使有待连接的部件相对彼此定位。此外，基体的法兰用于使基体经由配对法兰与壳体连接。可以清楚看出两个环绕的凹槽或被引入基体中的一系列孔100、102，从而提供所述灵活性和热解耦。
尤其图1d详细示出了两个环绕的凹槽100、102。两个凹槽100、102在相对而置的基体面104、106上优选构造在基体10的突出部或法兰30的区域中。凹槽具有不同的深度t1、t2。凹槽100具有深度t1，凹槽102具有深度t2。在该实施例中但不限于此，深度t1大于t2。凹槽100的最深点p1的平面与凹槽102的最高点p2有间距a。表示在凹槽100和凹槽102之间的间距a例如为0.1至1mm、优选0.1至0.5mm。凹槽100的深度t1例如在0.1至4mm，优选1mm至3mm，凹槽的深度t2尤其为0.1至4mm、优选1mm至2mm。
在示出的示例中，第一凹槽100构造在突出部的或法兰30的区域中，第二凹槽102构造在基体本身中。第一凹槽100和第二凹槽102之间的间距a如前所述优选为0.1mm至1.0mm、优选为0.1mm至0.5mm。
基体具有厚度d2，该厚度基本上相当于镶嵌长度el。基体的突出部或法兰30具有厚度d3，该厚度小于基体的厚度d2。优选地，d3仅为厚度d2的10％至50％、优选20％至40％。优选地，厚度d2在3mm至7mm、优选4mm至6mm的范围内。厚度d3为0.5mm至2.5mm，优选1.0mm至2.0mm。基体的直径d为30至40mm，法兰30的长度在0.5mm和5mm之间。
在开口13中，在玻璃或玻璃陶瓷材料中镶嵌导体、优选销状的导体。这仅在图2和图7中示出。本领域技术人员可轻松地将在图2和图7中示出的导体在玻璃或玻璃材料中被镶嵌开口13转用到根据图1a-6的其他实施方式中。特别优选的是，基体和玻璃或玻璃陶瓷材料的热膨胀系数不同。基体的热膨胀系数在18·10-6/k至30·10-6/k的范围内，玻璃或玻璃陶瓷材料的热膨胀系数在15·10-6/k至25·10-6/k的范围内。如果基体的材料的热膨胀系数大于玻璃或玻璃陶瓷材料的热膨胀系数，则存在压力玻璃镶嵌。
图2和图3示出了本发明的一种实施方案，在其中基体10与在基体10中在玻璃或玻璃陶瓷材料14中镶嵌的金属销12一起被引入壳体部件20中。在此，图2示出了具有基体的整个壳体部件，图3详细地示出了基体和壳体部件的连接。镶嵌玻璃是所谓的压力玻璃。在玻璃或玻璃陶瓷材料和周围的所述基体的材料的热膨胀系数不同时获得压力玻璃镶嵌。尤其在基体的热膨胀系数大于在基体的贯穿开口中的玻璃和/或玻璃陶瓷材料的热膨胀系数时产生压力玻璃镶嵌。压力玻璃提供在压力差为1bar时氦泄漏率小于10-8mbar·l/sec的热密玻璃。基体10被置入壳体20的一部分中并且与壳体牢固连接，例如通过焊接连接、尤其激光焊接连接、通过激光焊接方法产生。为了在焊接基体10和壳体20时避免形成裂纹，有利的是，使基体和壳体包括不同的材料。优选地，壳体由铝、尤其纯铝或超纯铝构成并且基体由具有mg、mn、si、zr的铝合金构成，其中，mg、mn、si、zr的份额优选在2至10重量％的范围内。根据本发明，壳体部件具有配对法兰25，在配对法兰中引入基体的突出部或法兰30。区域25也称为与基体的法兰30的配对法兰。突出部或法兰30的表面32此时与壳体部件的配对法兰25的表面28相对而置。基体的法兰以及壳体部件的配对法兰的两个相对而置的表面26和28以很小的间隙形成贴靠并且基体与壳体部件在法兰和配对法兰的相对而置的表面的区域中借助于激光焊接方法以一个或多个焊接点50连接。连接类型也可称为搭接焊接。根据本发明进行激光焊接，通过壳体部件在区域52中进入基体30中。在搭接焊接时焊接深度可变地调节，确切地说根据材料进行调节以及在铝合金的情况下调节材料的mg和/或si和/或zr含量和/或mn含量以及突出部的厚度。由于突出部或法兰30和配对法兰25的侧部26、28是相对而置的侧部的事实，带有非常小的间隙尺寸的激光焊接是可能的。由此需要比在对接连接中更小的激光能量并且比在对接连接中更窄的激光焊缝、如例如在wo2012/110242a4中公开那样也是可能的。另一方面基体和壳体也可通过对接焊接连接，尤其在基体没有突出部或法兰的情况下。但是如果基体具有法兰，则在壳体部件中的凹口或配对法兰的厚度选择为，使得壳体部件的厚度d4在配对法兰的区域中比整个壳体部件的厚度d2明显更薄并且为激光焊接工艺提供最佳的焊接厚度。由于重量原因，壳体部件的厚度d1减至最小并且约为1.5mm，基体在镶嵌的区域中必须至少提供镶嵌长度el。镶嵌长度el在3mm至7mm的范围内。
其中有导体12镶嵌玻璃或玻璃陶瓷材料14中的基体10优选作为冲压件由铝环制成。在制造流程中，首先冲制出基体10，然后进行镶嵌、尤其是导体12的压力镶嵌。然后将基体以突起部或法兰压入壳体部件的凹口或配对法兰中，以避免需要通过激光焊接连接的部分的间隙。在突出部在凹口区域中牢固彼此压紧之后，激光焊接穿过壳体部件或配对法兰的厚度d4。
基体还具有两个环绕的凹槽100和102，其也称为孔。基体中的凹槽或孔远离基体与壳体部件进行焊接的部位布置。
通过优选构造成环绕的凹槽的两个凹槽100、102实现了提供弹性，以便对尤其镶嵌的区域中的馈通件进行保护或减轻负荷。此外，孔或环绕的凹槽形成热屏障，该热屏障防止在镶嵌时热输入在有待通过焊接连接而连接的部位的区域中受到阻碍。
特别优选的是如示出地具有两个环绕的凹槽、即被引入第一基体面104中的环绕的凹槽100和被引入第二基体面106中的环绕的凹槽102的实施方案，其中，第一基体面104和第二基体面106在突出部的区域中彼此对置。优选地，在两个凹槽100和102之间的间距a为0.1至1.0mm、尤其0.1至0.5mm。
两个凹槽使得基体可构造成弹簧状，即可与馈通件的方向正交地变形。尤其由此可避免在激光焊接时引入的应力，其否则在镶嵌中导致裂开和断裂。这尤其通过以下方式防止，即，通过凹槽的间距a进行热输入。
具有两个环绕的凹槽的设计的另一优点是，也可在运行中在加热时使构件吸收应力并且没有传导到玻璃馈通件中。如所述，基体与壳体部件激光焊接的区域远离两个环绕的凹槽。
作为用于镶嵌的材料而考虑玻璃或玻璃陶瓷材料，其包括下面以mol％为单位的成分：
该玻璃组分的特征在于低的融化温度和低的tg，并且在于其具有足够高的耐受性，例如相对于电池电解质具有高的耐受性，以及具有高的长期耐受性。
在图2和3中示出了工件10与壳体部件20连接的详细示意图以及如何构造其中进行镶嵌的基体。图2再次详细示出基体10与壳体部件20的连接，其中，在图2示出的实施方案中，基体具有突出部30。与图2中相同的构件设有相同的附图标记。在开口的区域中进行镶嵌的基体10具有厚度d2，该厚度相当于镶嵌长度el。基体的厚度d2明显大于壳体部件的厚度d1。一般来说，厚度d1在厚度d2的20％至80％的范围内。可在图2中清楚看出，在壳体部件中形成的具有面28的区段25或配对法兰25，其中，在面28上贴靠基体10的突出部或法兰30的面26。在面28和26的区域中，基体和壳体部件可通过搭接焊接彼此焊接。基体包括两个环绕的凹槽100、102，其中，凹槽100、102构造在基体的相对而置的侧部上、尤其法兰的区域中。此外，凹槽本身彼此间隔开。凹槽100、102提供与馈通件的方向正交的可变形性并且提供基体的一定的弹性作用。厚度d3表示基体的法兰的厚度，d4表示壳体的配对法兰的厚度。
在图4至图6中示出了基体和壳体部件的不同的连接方式。
图4示出了基体10的连接，该基体与壳体部件20通过对接焊接连接。与在图1至图3中相同的构件设有相同的附图标记。根据本发明，基体10具有两个凹槽100和102，凹槽也已经在图1至图3中示出。相比于图1至图3中的实施方式，基体没有法兰或突出部，因此基体10和壳体部件20仅可通过对接焊接彼此连接。对于对接焊接示出了两个可能的焊接区域，其借助于附图标记200和202标出。焊接区域202处于基体10中，焊接区域200处于壳体部件的区域中，例如罩盖20的区域中。可根据基体10或壳体部件20的材料组分调节焊接区域200、202的位置p1、p2。尤其可根据基体10的铝合金的mg含量和/或si含量和/或zr含量和/或mn含量调节位置p1、p2。除了位置p1、p2，每个焊接区域也通过深度ts1和ts2表征。也可根据不同的材料、尤其根据基体和壳体部件的不同的铝合金调节深度ts1和ts2。
图5示出了基体10和壳体部件20的连接的替代性的实施方案，其中，在此基体10包括法兰30。壳体具有配对法兰25。法兰30的配对法兰25和26的面28彼此对置。此外，壳体部件20和基体10通过搭接焊接彼此连接。在搭接焊接中仅有一个焊接区域210。配对法兰25的厚度用d4表示。在搭接焊接中如示出地进行焊接，使得穿过配对法兰的厚度d4。根据材料、尤其配对法兰的材料中的mg含量调节配对法兰的厚度d4。壳体部件20的材料优选为铝或铝合金。两个凹槽100、102被镶嵌基体中，如在图1至图3中所示。
图6示出了基体10和壳体部件20的连接的替代性的实施方案。而基体10又具有法兰30并且壳体部件20具有配对法兰25。但是与图5相反，配对法兰25没有完全地与基体的整个长度la重叠。这使得基体10在区域50中对接地与具有面的配对法兰25相对而置。因此这种配置方式形成如下方案，基体10和壳体部件20不仅通过搭接焊接300在法兰和配对法兰相对而置的区域中连接，而且也通过对接焊接310连接。对于搭接焊接300以及对于对接焊接310的不同焊接区域的位置p1和p2可如同焊接区域的深度ts1和ts2一样根据焊接区的材料来调节。此外，将凹槽100、102镶嵌到基体中。
图7示出了壳体部件1255的替代性的实施方式，该壳体部件容纳基体1259。根据本发明，基体和壳体部件彼此连接、尤其焊接。根据本发明，基体和壳体部件的材料可设置为轻金属或在根据图7的实施方式中设置为卸荷凹槽，虽然没有示出。壳体部件1255具有第一高度或厚度da1。基体1259具有第二厚度da2和第三厚度da3。第二厚度d2表示基体的厚度并且等于镶嵌长度el，而厚度da3是基体在其碰撞到壳体部件上的区域的厚度。厚度da3等于壳体部件的厚度da1。如果壳体部件的厚度da1等于厚度da3，则基体和壳体部件彼此对准。由此可为壳体中的电子构件或连接提供更多空间。
此外，通过相同的厚度确保壳体部件与基体更好地钎焊和/或焊接连接。这尤其归因于，不是两个厚度不同的部件、而是厚度基本上相同的两个部件，即壳体部件和基体在其角部彼此连接。这具有以下优点，在激光焊接时焊接线无需位于不同厚度的部件的棱边的区域中，由此激光焊接过程更有效。
基体1259的厚度da2等于在基体1259的开口1270中的玻璃材料1262的镶嵌长度el。导体、尤其销导体1261被引导通过基体1259的开口1270。导体1261在玻璃或玻璃陶瓷材料1262中镶嵌长度el。基体在镶嵌长度的中间的厚度da2如此选择，使得提供压力密封，这是指基体1259将压力沿着镶嵌长度el施加到玻璃或玻璃陶瓷材料1262上。因此如前所述涉及压力密封。因为基体的厚度da3明显小于厚度da2，可降低由于焊接出现的热和机械应力。通过相应地选择da2和da3，一方面可调节由于不同的热膨胀系数引起的到玻璃或玻璃陶瓷材料上的压力以及平衡由于激光焊接过程而引起的热和机械应力。
具有法兰1260的基体1259可通过冷成型或制造成有阶梯的孔。法兰的厚度da3在基体1259的厚度da2的10％和80％之间，优选在30和70％之间。厚度da2可选择在3mm和8mm之间、优选4mm至6mm之间，并且厚度da3可选择在0.5mm和3mm之间、优选1mm和3mm之间。除了法兰1260与基体1259通过焊接连接以外，也还可想到在区域1280中压入或收缩到壳体1255上。如果使用激光焊接作为连接工艺，则实现氦泄漏率小于10-8mbar·l/sec的气密密封连接。
借助于本发明首先提供壳体的、尤其电池壳体的馈通件和壳体部件，其中，馈通件包括基体以及在基体中镶嵌的导体。如此构造的馈通件的特征是，特别简单的可制造性和高度的灵活性，因为由于凹槽，基体构造成可弹簧状地压缩，这尤其在焊接时吸收镶嵌的应力。此外可通过选择用于基体和壳体部件的材料使基体和壳体部件在没有形成裂纹的情况下彼此连接。
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