一种电阻式温度传感器及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供一种电阻式温度传感器及其制备方法和用途。本发明专利技术提供一种柔性电极，所述柔性电极包括电极和电极基底，所述电极设于所述电极基底上，且具有微纳结构。本发明专利技术中申请人构建了一种微纳结构的电阻式温度传感器，用于原位测量电池局部温度及整体温度，具有灵敏度高、由于测量温度为电池电芯各处的温度，能够很好的对电池整体热稳定性进行评估。够很好的对电池整体热稳定性进行评估。

【技术实现步骤摘要】
一种电阻式温度传感器及其制备方法和用途


[0001]本专利技术涉及一种能源器件领域，特别是涉及一种电阻式温度检测器及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]安全性对锂电池十分重要，其中，由电池内部短路所引发的热失控最为普遍，一方面电池内部短路会导致局域的温度上升，另一方面温度上升会导致进一步的电池热失效，因此检测电池内部的温度十分重要。
[0003]通常电池发生热失控初期，电池内部短路区域极小，对整体温度影响有限，无法通过传统宏观温度传感器进行检测。
[0004]如何有效的实时检测电池的局部温度变化，如何对电池整体热稳定性进行评估是解决问题的关键。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种电阻式温度传感器及其制备方法和用途，用于解决现有技术中电池安全性无法有效监测、电池整体热稳定的评估缺乏有效、精确方法的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术是通过以下技术方案获得的。
[0007]本专利技术提供一种柔性电极，所述柔性电极包括电极和电极基底；所述电极设于所述电极基底上且具有微纳结构。
[0008]优选地，所述电极基底为聚酰亚胺基底。聚酰亚胺聚合物作为基底材料，具有热稳定好、耐弯折、耐高温和轻薄等的优点。在本申请中用于测试锂电池温度时，聚酰亚胺材料也具有耐电解液的效果。
[0009]优选地，所述电极为金属材料，所述金属材料的电阻率在0～500℃内呈线性变化。
[0010]优选地，微纳结构的电极的尺寸为不超过100μm。优选为不超过50μm。电极尺寸越小则温度传感器在测量时所能提供的空间分辨率越高，而越小的电极尺寸对光刻工艺要求越高，选用3μm的线宽可将传感器电极大小控制在50μm以内，既可以保证较高的探测精度，又方便工艺加工。
[0011]优选地，所述电极基底层的厚度为不超过20μm。
[0012]本专利技术还提供了如上述所述的柔性电极的制备方法，采用微纳加工技术，利用曝光和显影在光刻胶上刻画微纳结构，然后通过沉积金属工艺形成具有微纳结构的电极；最后形成用于承载所述电极的电极基底。
[0013]本专利技术提供一种电阻式温度传感器，包括上述所述柔性电极、连接导线及显示仪表。所述柔性电极、连接导线及显示仪表形成一个电回路。
[0014]电阻式温度传感器的主要原理为：传感器的电阻随着温度的变化而随之变化。更优选地，所述金属材料为选自金、银、铂、铜和镍中的一种或多种。更优选地，所述金属材料
为选自金、银、铂、铜和镍中的一种。最优选地，所述金属材料为金或铂。
[0015]优选地，所述电阻温度检测器的电阻为150～300Ω。电阻较大，则需要高的电阻温度检测器驱动电压，而高的电阻温度检测器驱动电压可能与电池电路发生串扰；电阻温度检测器的电阻过小则会放大电路其余部分干扰，影响温度检测精度。
[0016]本专利技术还公开了如上述所述电阻式温度传感器用于测试电池温度的用途。
[0017]本专利技术还提供了一种电池，所述电池电芯上设有若干个如上述所述的电阻式温度传感器。如设置在电池电芯的正极集流体的外表面、负极集流体外表面或电芯外包装内侧。正极集流体的外表面、负极集流体外表面为不接触电解液的面。
[0018]本专利技术技术方案具有以下有益效果：
[0019]本专利技术中申请人构建了一种微纳结构的电阻式温度传感器，用于原位测量电池局部温度及整体温度，具有灵敏度高、由于测量温度为电池电芯各处的温度，能够很好的对电池整体热稳定性进行评估。
附图说明
[0020]图1显示为本专利技术实施例中的光刻图案。
[0021]图2显示为实施例中负载了电阻式温度传感器的玻璃板的结构示意图之一。
[0022]图3显示为实施例中负载了电阻式温度传感器的玻璃板的结构示意图之二。
[0023]图4显示为实施例中复合电阻式温度传感器的铜负极。
[0024]图5显示为实施例中电阻R随温度t的变化曲线。
[0025]图6显示为实施例中在对应电极位置制作微米圆孔的示意图。
[0026]图7显示为实施例中封装后电池。
[0027]图8显示为实施例中电池微区的温度和电压随时间的变化曲线。
具体实施方式
[0028]以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。
[0029]在进一步描述本专利技术具体实施方式之前，应理解，本专利技术的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本专利技术实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本专利技术的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
[0030]当实施例给出数值范围时，应理解，除非本专利技术另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本专利技术中使用的所有技术和科学术语与本
技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本
的技术人员对现有技术的掌握及本专利技术的记载，还可以使用与本专利技术实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本专利技术。
[0031]本申请中申请人构建了微纳结构的柔性电极，然后形成一个或多个电阻式温度传感器，设于电池电芯上，用于原位测量电池局部温度及整体温度分布情况。这种技术方案形成的电阻式温度传感器能够对电池电芯一个或多个局部的温度分布情况进行实时有效反
馈，敏感性高、准确性好。采用本申请中技术构思，也可以用于比较在短路情况下，电池中不同材料的温度情况，或者同一材料各个位置的温度情况，从而对电池整体热稳定性进行评估。
[0032]具体来说，本申请提供一种柔性电极，所述柔性电极包括电极和电极基底；所述电极设于所述电极基底上，且具有微纳结构。
[0033]在一个优选的实施方式中，所述电极基底为聚酰亚胺基底。聚酰亚胺聚合物作为基底材料，具有热稳定好、耐弯折、耐高温和轻薄等的优点。在本申请中构建的柔性电极用于形成电阻式温度传感器测试锂电池温度时，聚酰亚胺材料设置与电池电芯附近，其也具有良好的耐电解液的效果。这种柔性的电极基底层的设置能够很好的作为保护层隔离电池电路和电阻式温度传感器电路，隔离电解液等；其次，柔性聚合物基底层容易形成，且非常容易控制厚度，避免了由于电极基底层的厚度过厚而影响温度传感的精确性和有效性；再者，这种柔性电极基底层能够很好的贴合和组装形成于电池电芯表面，具有易组装的特性，从而能够使得电阻式温度传感器实时测量电池电芯各处的温度。
[0034]所述电极要满足电阻式温度传感器的要求，在一个优选的实施方式中，所述电极为金属材料，所述金属材料的电阻率在0～500℃内呈线性变化。这个温度范围内呈现出线性变化趋势就可以满足电池热稳定性评估的需要。
[0035]本申请中的电极为微纳结构的电极，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性电极，其特征在于，所述柔性电极包括电极和电极基底；所述电极设于所述电极基底上，且具有微纳结构。2.根据权利要求1所述的柔性电极，其特征在于，所述电极基底为聚酰亚胺基底。3.根据权利要求1所述的柔性电极，其特征在于，所述电极为金属材料，所述金属材料的电阻率在0～500℃内呈线性变化。4.根据权利要求1所述的柔性电极，其特征在于，微纳结构的电极的尺寸为不超过100μm。5.根据权利要求1所述的柔性电极，其特征在于，所述电极基底层的厚度为不超过20μm。6.一种如权利要求1～5任一项所述的柔...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢琎，赵连企，
申请(专利权)人：权利要求书一页说明书五页附图四页，
类型：发明
国别省市：