[发明专利]二次电池过温过流防护用正温度系数热敏电阻器

说明书

技术领域

本发明涉及以高分子聚合物复合材料为主要原料的热敏电阻器及其制造方法，尤其涉及一种二次电池过温过流防护用正温度系数热敏电阻器及其制造方法，制得的热敏电阻器成品的阻值具有随温度升高而增大的特质。 

背景技术

正温度系数(positive temperature coefficient)材料指其电阻率随温度的升高而增大。一些高分子与导电填料共混可制得具有较低的室温电阻率，随温度升高电阻率增加，且在某个温度点电阻率急剧升高的现象。具有正温度系数特性的这类材料已制成热敏电阻器，应用于电路的过流保护设置。通常状态下，电路中的电流相对较小，热敏电阻器温度较低，而当由电路故障引起的大电流通过此自恢复保险丝时，其温度会突然升高到“关断”温度，导致其电阻值变得很大，这样就使电路处于一种近似“开路”状态，从而保护了电路中其它元件。而当故障排除后，热敏电阻器的温度下降，其电阻值又可恢复到低阻值状态，因此也被称为可恢复保险丝。众所周知，高密度聚乙烯因其良好的温阻效应而被广泛用作高分子热敏电阻器的高分子基材使用，但是由于二次电池特别是锂离子电池的安全温度较低，普遍为75～95℃，而高密度聚乙烯熔点普遍为130℃左右，高于此安全温度，因此，只能作为过流保护元件，无法起到过温保护的功能；采用普通的低密度聚乙烯或乙烯基的共聚物作为热敏电阻的高分子基材使用 时，开关温度可降低，但是由于高分子的支化程度增加，因此结晶度下降，其温阻效应也随之下降，无法起到正常的过流保护的目的。炭黑常被用作导电粒子使用，但其缺点是无法达到理想的低室温电阻率；镍粉用作导电粒子使用时可制得低室温电阻率，高正温度系数效应的材料，但是，存在的问题是其结构不如炭黑发达，与聚合物的相容性较差。 

与先有文献相比，本发明引入特殊结构的高分子聚合物做基材，导电粒子采用炭黑和镍粉的混合物，制得的正温度系数热敏电阻器具有室温电阻率低、过温保护温度(热关断温度)低、过流防护可靠性优异的热敏电阻，能用于二次电池特别适合于锂离子电池的过温、过流双重防护。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种二次电池(特别是锂离子电池)过温过流保护用正温度系数热敏电阻器，引入特殊结构的高分子聚合物做基材，成品具有室温电阻率低、过温保护温度(热关断温度)低、过流防护可靠性优异的特点。 

本发明还包括上述正温度系数热敏电阻器的制作方法。 

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是：一种二次电池过温过流防护用正温度系数热敏电阻器，由高分子复合材料芯层，复合于芯层两面的导电金属箔片以及经回流焊接于导电金属箔片外表面的导电引脚组成，高分子复合材料芯层包括高分子聚合物、导电填料、无机填料和加工助剂混合制备而成，所述的高分子聚合物的主链中包含氧原子，为一种或以上结构式A化合物与一种或以上结构式B化合物的共混物，其中， 

结构式A为： 

式中，R为C4～C10的饱和碳链，R’为Si或C1～C10的饱和链； 

结构式B为： 

式中，R为H或C1～C3的饱和碳链。 

在上述方案的基础上，导电填料与高分子聚合物的比值越高，产品电阻率越低，当然，温阻效应越低，耐流失效的几率就会越大，但如果导电填料比列过高，产品在更高的电压下容易失效，所述高分子复合材料芯层各组分按重量百分比组成如下： 

高分子聚合物    22～50％ 

导电填料        40～76％ 

无机填料        0～10％ 

加工助剂        0.05～3％， 

其中，高分子聚合物中结构式A与结构式B的重量比为1∶1.4～1.6。 

具体的，高分子聚合物的用量可以为22，24，25，28，30，32，35，38，40，42，45，48或50％； 

导电填料的用量可以为40，42，45，48，50，52，55，58，60，62，65，68，70，72，74或76％； 

无机填料的用量可以为0，2，4，6，8或10％； 

加工助剂的用量可以为0.05，0.08，0.1，0.2，0.5，0.8，1，1.2，1.5，1.8，2，2.2，2.5，2.8或3％； 

高分子聚合物中结构式A与结构式B的重量比为1∶1.4、1.5或1.6。