本发明专利技术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由包括高分子聚合物、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。本发明专利技术通过将结构Ａ和结构Ｂ的高聚物共混，可制得室温电阻率较低、耐流冲击性能好、动作温度低的热敏电阻；进一步导电填料采用镍粉和炭黑共混，可得到同时具有室温电阻率＜０．１ｏｈｍ．ｃｍ、热关断温度低于８５℃、耐电流冲击性能优异的成品。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术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。
技术介绍
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°C，而高密度聚乙烯熔点普遍为130°C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，本专利技术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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术还包括上述正温度系数热敏电阻器的制作方法。本专利技术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 ClO的饱和碳链，R’为Si或Cl ClO的饱和链 结构式B为 式中，R为H或Cl 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 50% ； 76% ； 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。在上述方案的基础上，所述高分子聚合物的重均分子量为20000 500000g/mol， 重均分子量与数均分子量的比值小于10，密度不小于0. 9g/cm3。在上述方案的基础上，所述高分子聚合物的示差扫描量热法熔点峰值温度与其软 化点温度的差值不超过10°c，其中示差扫描量热法熔点峰值温度为60°C 100°C。在上述方案的基础上，所述任意两种高分子量聚合物的熔点差值为5 40°C。在上述方案的基础上，所述结构式A的高分子聚合物为聚己内酯、聚丙交酯、聚戊 内酯中的一种或多种，或为聚己内酯、聚丙交酯、聚戊内酯中的一种或多种与氧化乙烯或多 羟基硅醇的均聚物或二元或三元的共聚物。在上述方案的基础上，所述结构式B的高分子聚合物为聚氧化乙烯、聚环氧乙烷、 聚环氧丙烷、聚四亚甲基氧化物中的一种或多种。在上述方案的基础上，所述的导电填料至少包括炭黑和镍粉的混合物，炭黑与镍 粉的混合比为1 0.8 4，具体的，炭黑与镍粉的混合比为1 0.8、1、2、3或4。在上述方案的基础上，所述炭黑的粒径为29 95纳米，邻苯二甲酸二丁酯(DBP) 吸收值为Iio 150cc/100g，氮气吸收法(BET)的比表面积< 50m2/g，炭黑经硅烷类或铝 酸酯类偶联剂处理；在上述方案的基础上，所述镍粉的粒径为0. 1 3微米，先经200 300°C惰性气 体处理3 5h，然后用硅烷类或钛酸酯类偶联剂处理。在上述方案的基础上，所述的导电填料还包括石墨、碳纤维、金属粉末、金属氧化 物粉末、陶瓷粉中的一种或多种。在上述方案的基础上，所述的加工助剂包括抗氧剂、交联促进剂和偶联剂，其中， 抗氧剂为酚类或胺类化合物，如酚类抗氧剂AN0X20 ；交联促进剂为多官能团不饱和化合 物，如三烯丙基异氰尿酸酯(TAIC)；偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯或钛酸酯类有机化合物 中的一种或多种的混合物。针对上述二次电池过温过流防护用正温度系数热敏电阻器的制造方法，将芯层 的各组分通过球磨机研磨制粉并预先混合，再通过双螺杆熔融混合均勻挤出造粒，再通过 单螺杆挤出的同时用一体化机把导电金属箔片复合于芯层的上下两个表面制成尺寸长 200mm,宽150mm，厚度为0. 1 0. 5mm的板材，将板材裁切成合适大小的芯片，在芯片上焊接 金属导电引脚得到半成品，对半成品进行辐照交联，剂量为5 lOOMrad，制得成品。本专利技术的有益效果是本专利技术通过将结构A和结构B的高聚物共混，可制得室温电阻率较低、耐流冲击性 能好、动作温度低的热敏电阻；进一步采用镍粉和炭黑共混制备高分子热敏电阻的高分子复合材料的芯层，可得 到同时具有室温电阻率低(< 0. lohm. cm)、热关断温度低于85度、耐电流冲击性能优异的 成品。)具体实施例方式表1配方 其中，结构C为 式中，R为H或Cl C6的饱和碳链，其中10 > χ 乙烯基共聚物；本实施例为乙烯基共聚物，生产厂商陶氏。结构A为 y > 1，优选为茂金属催化的式中，R为C4 ClO的饱和碳链，R，为Si或Cl 内酯(PCL)，生产厂商大本文档来自技高网...
【技术保护点】
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由包括高分子聚合物、导电填料、无机填料和加工助剂混合制备而成，其特征在于：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。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙天举，王群林，刘正平，王军，
申请(专利权)人：上海长园维安电子线路保护股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。