本发明专利技术公开了一种高维持电流PPTC过流保护器，包括PPTC导电材料层及贴覆在所述PPTC材料层上下两表面的金属箔片，所述两个金属箔片的表面都焊接有金属电极。所述PPTC导电材料层具有低于0.05Ω.cm的体积电阻率，由结晶性聚合物、界面相容剂、导电陶瓷粉和导电炭黑混合而成，质量百分比为：4～20%：0.5～10%：75～95%：0.1～5%；所述金属电极的体积电阻率小于2.0μΩ.cm。本发明专利技术的PPTC过流保护器具有小尺寸、低阻值、高维持电流以及良好的耐压能力和电阻稳定性，可以用于大功率锂离子电池组、电源等大电流放电的电子设备的过流与过热保护。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种高维持电流PPTC过流保护器，包括PPTC导电材料层及贴覆在所述PPTC材料层上下两表面的金属箔片，所述两个金属箔片的表面都焊接有金属电极。所述PPTC导电材料层具有低于0.05Ω.cm的体积电阻率，由结晶性聚合物、界面相容剂、导电陶瓷粉和导电炭黑混合而成，质量百分比为：4～20%：0.5～10%：75～95%：0.1～5%；所述金属电极的体积电阻率小于2.0μΩ.cm。本专利技术的PPTC过流保护器具有小尺寸、低阻值、高维持电流以及良好的耐压能力和电阻稳定性，可以用于大功率锂离子电池组、电源等大电流放电的电子设备的过流与过热保护。【专利说明】高维持电流PPTC过流保护器及其制造方法
本专利技术涉及正温度系数(Positive temperature coefficient, PTC)过流保护元件
，具体是指一种高维持电流PPTC过流保护器及其制造方法。
技术介绍
高分子热敏电阻，是指利用通过热膨胀而使导电性变化的导电性聚合物的正电阻温度特性，即PTC (Positive temperature coefficient)特性,来接通与断开电路的元件，简称PPTC热敏电阻。PPTC器件一般由导电填料填充于结晶的聚烯烃材料而制成。PPTC器件能在电流过大、温度过高时对电路起保护作用。PPTC器件串接在电路中，正常情况下，其阻值很小，损耗也很小，不影响电路正常工作；但当有过流(短路)发生，其温度升高，其阻值也随之急剧升高，达到限制电流的作用，避免损坏电路中的其他元器件。而当故障排除后，PPTC器件温度下降，其电阻值重新恢复到低阻值状态。基于PPTC器件优异的过电流保护特性，使得其在家电、计算机、通信、消费电子、电池、汽车微电机等领域获得广泛的应用。随着用于无线电动工具、电动自行车和备用电源等应用的高倍率放电锂离子电池或电池组市场的快速发展，对于电池系统的电路保护的要求逐渐提高。目前，对于大容量高倍率放电电源的保护大多是采用控制IC集成电路加FET场效应晶体管再加上过流保护元件熔断器的方法。熔断器虽然能对大电流电池起到过流保护的作用，但是其无法提供过温保护且不可恢复，因此很多电池厂商将熔断器更换为可恢复的PPTC过流保护器。然而，目前的PPTC过流保护器虽然具有过流与过温双重保护功能且可自恢复，但其芯片材料一般采用炭黑做导电填料，炭黑本身的电阻率(大于0.1 Ω.cm)限制了 PPTC器件很难做到很低的电阻值，从而导致PPTC器件很难达到较高的的维持电流。目前常规PPTC元件的规格中最高维持电流是15A，但其具有非常大的尺寸。若要达到上述电源保护所求的维持电流15A以上甚至30A，按传统PPTC器件的制造方法，需要继续增加芯片面积，但由于芯片尺寸太大，造成PPTC的过电流保护能力大大降低而且存在安装空间的限制，因而无法满足使用要求。而大电流、快动作、小尺寸是PPTC器件当前主要的发展方向。因此，为了使PPTC热敏电阻器件能够满足高倍率放电电源等对过电流保护的要求，需要开发一种新型的具有小尺寸、高维持电流且电阻稳定性优良的PPTC器件。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高维持电流PPTC过流保护器及其制造方法，使PPTC过流保护器具有超低的电阻值、与常规PPTC器件相比较小的芯片尺寸，并具有超过15A最高30A的维持电流，以及良好的电阻稳定性，从而可以用于大功率锂离子电池组、备用电源等大电流放电的电子电气设备的过流与过热保护。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为一种高维持电流PPTC过流保护器，包括两个金属箔片及一叠设于所述两个金属箔片中间的PPTC导电材料层，所述两个金属箔片外表面都焊接有金属电极；所述PPTC导电材料层具有低于0.05 Ω.Cm的体积电阻率；所述金属电极的体积电阻率小于2.0 μ Ω.cm ;所述PPTC导电材料层包括结晶性聚合物、界面相容剂、导电陶瓷粉和导电炭黑，各组分的比例，按照质量百分比为，4~20%的有机聚合物，0.5~10%的接枝改性聚合物，75~95%的导电陶瓷粉，0.1~5%的导电炭黑，所述PPTC导电材料层中各材料的组分之和为100%。进一步地，所述结晶性聚合物为结晶性烯烃聚合物，该结晶性烯烃聚合物选自高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)及聚偏氟乙烯(PVDF)中一种或多种。进一步地，所述界面相容剂为马来酸酐接枝烯烃聚合物，选自马来酸酐接枝高密度聚乙烯、马来酸酐接枝低密度聚乙烯和马来酸酐接枝线型低密度聚乙烯中的一种。马来酸酐接枝率大于1.0%。 进一步地，所述导电陶瓷粉的粒径大小介于0.1~50 μ m，所述导电陶瓷粉为无氧导电陶瓷粉。进一步地，所述导电陶瓷粉的粒径大小介于0.1~30 μ m。进一步地，所述导电陶瓷粉的粒径大小介于0.1~ΙΟ μ m0进一步地，所述导电陶瓷粉的体积电阻率小于100 μ Ω.cm。进一步地，所述导电陶瓷粉选自碳化钛、碳化钨、碳化锆、碳化钒、硼化钛、氮化钛中一种或多种。进一步地，所述导电炭黑的平均粒径为2(Tl20nm，吸油值为40cm3/100g~200cm3/100g。进一步地，所述导电炭黑的平均粒径为3(Tl00nm，吸油值为6(Tl50cm3/100g之间。进一步地，所述金属箔片厚度介于0.15~0.35 μ m。进一步地，所述金属箔片选自铜箔、镍箔、镀镍铜箔中的一种。进一步地，为改善金属箔片与所述有机聚合物间的附着强度，所述金属箔片的其中一面经过粗化处理。进一步地，为使PPTC器件具有较低的电阻值及高维持电流，要求PPTC过流保护器的金属电极具有较低的电阻率，因此，所述金属电极材质选用金属铜或镀锡铜。进一步地，为使PPTC过流保护器具有较高的维持电流，要求金属电极的截面积要与器件的维持电流相适应，从而使流经器件与电极的电流产生的焦耳热与散热的平衡，因此，所述金属电极的截面积介于0.7~3.0mm2。进一步地，两个金属箔片和中间的PPTC导电材料层共同构成PPTC芯片，所述PPTC芯片的面积小于300 mm2。本专利技术的另一种技术方案提供了一种高维持电流PPTC过流保护器的制造方法，包括以下步骤: 1)将所述结晶性聚合物、界面相容剂、导电陶瓷粉和导电炭黑按照4~20%:0.5~10%:75~95%:0.1~5%的重量比加入到密炼机中，在所述结晶性聚合物的熔点以上1(T60°C下密炼l(T30min，得到PPTC导电材料，再经开炼机拉片，热压机模压，得到厚度为0.35~0.40mm的PPTC导电材料层； 2)将上述PPTC导电材料层放入模具，同时两张金属箔片分别放在PPTC材料层的上表面和下表面，经热压机压合，得到PPTC导电材料与金属箔片的复合体； 3)将所述PPTC材料与金属箔的复合体冲压成PPTC芯片，将PPTC芯片在所述结晶性聚合物的熔点以上10?60°C放置60分钟，然后缓慢冷却到室温； 4)热处理后的所述PPTC芯片通过高能电子束或Y射线辐照进行交联，辐照剂量为5到 IOOMrads。进一步地，在在焊锡炉或者回流焊设备中将辐照好的PPTC芯片上下表面焊接两个金属电极，然后经超声波清洗，制成PPTC热敏电阻元件。进一步地，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李大军，徐行涛，朱建娟，
申请(专利权)人：深圳市慧瑞电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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。