[发明专利]锂电池电芯涂层测温传感器及制造工艺方法

说明书

本发明公开了一种锂电池电芯涂层测温传感器及制造工艺方法，包括第一绝缘层、第二绝缘层、薄膜热敏电阻层、电极引脚，所述第一绝缘层覆盖于锂电池电芯的表面，所述薄膜热敏电阻层覆盖于第一绝缘层的表面，所述第二绝缘层覆盖于薄膜热敏电阻层的表面，所述薄膜热敏电阻层的材料为PTC或NTC，所述薄膜热敏电阻层引出电极引脚。本发明使用涂层制造工艺，在电芯或电池组散热板上制作了薄膜型热敏电阻传感器，同时使用了绝缘层避免了传感器与电芯间的导电风险；传感器覆盖或贴合电芯表面，解决了传感器在电池内部占用空间的问题；传感器使用双引脚或多引脚，可以监测整个电芯温度变化或电芯局部区域的温度变化。

技术领域

本发明涉及一种测温传感器，尤其涉及一种锂电池电芯涂层测温传感器及制造工艺方法，属于传感器技术领域。

背景技术

目前锂电池已经被广泛的应用，特别是锂离子电池由于具有高能量密度和较高的循环使用寿命等优越性，逐渐被用作各种移动电池、储能电池和动力电源，是最具有发展潜力和竞争力的电池种类之一。由于大单体锂离子电池都存在机械强度差、一致性差、存在安全隐患等问题，在锂离子电池的使用过程中往往将小单体电池作为“电芯”，串、并联后组成电池组使用。

但是，由于锂离子电芯的充电效率不能达到100％，充电过程中，部分未被用于活性物质转化的电能转化为热能，同时电芯工作时，内部产热不均匀，有的部位温升较快，热量如果不能及时散发，会造成局部温度过高。如果长时间维持上述状态，电芯温度高的地方，充放电循环性能变差，将会导致整个电芯的电性能失效，甚至会产生热失控而引发火灾。因此检测电池内部单个电芯温度的变化对安全使用电池尤为重要。现有技术的电池电芯和用于测温的热敏电阻被单独制作，再将制造和封装好的PTC或NTC热敏电阻作为电池组内的温度传感器，但该类传感器形态主要是贴片或颗粒形式，这种形态造成这种类型的传感器测温面积小，只能对电池进行单点温度测量，实现较大面积的温度测量存在困难。如图1所示，图中10为单个电池电芯，如图2所示，图中11为置于电池壳体外部的表面测温电阻，如图3所示，图中12为由电池壳体外部伸入到电池内部的测温柱。如果将现有形式的PTC、NTC热敏电阻用于电池组内部，测量多个电芯的温度，就需要在每个电芯处布置温度传感器，这样不仅会增加电池组的体积，降低电池的能量密度，同时存在如何固定传感器和接线的技术难题。因此，现有技术的PTC或NTC热敏电阻针对电池温度的检测，只能获得电池表面或者电池壳体内单个点的温度值。如果某个电芯的单个点上出现较大温升，温度的变化不能很快的被电池表面或检测点上的测温电阻检测到，会造成电池实际工作温度和监测数值出现偏差，如果电池温度上升迅速，就可能发生发热甚至燃烧的危险；同时由于现有传感器封装形态的限制，若将较多传感器布置在电池组内部，会造成电池组的体积增加、能量密度下降。因此，如果能完成电芯壳体和传感器的集成制造，缩小传感器体积，在多个或所有电芯表面布置测温元件，而不减小电池组的能量密度，实现全面监控电芯的各部位温度变化的功能，对于电池的安全使用以及提高电池的使用寿命具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂电池电芯涂层测温传感器及制造工艺方法，解决温度传感器与电芯壳体的集成制造问题，解决电池内部温度传感器体积较大占用电池内部空间降低能量密度的问题，解决电芯表面使用单个温度传感器进行分区域测量，不能全面反映电芯整体温度的问题，从而增加锂离子电池的使用寿命、提高使用安全性和可靠性。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种锂电池电芯涂层测温传感器，包括第一绝缘层1、第二绝缘层2、薄膜热敏电阻层3、电极引脚4，所述第一绝缘层1覆盖于锂电池电芯5的表面，所述薄膜热敏电阻层3覆盖于第一绝缘层1的表面，所述第二绝缘层2覆盖于薄膜热敏电阻层3的表面，所述薄膜热敏电阻层3的材料为PTC或NTC，所述薄膜热敏电阻层3引出电极引脚4。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：

前述锂电池电芯涂层测温传感器，其中第一绝缘层1、第二绝缘层2为氧化铝涂层。