專利名稱：外置鋰電池保護(hù)ptc器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有正溫度系數(shù)(positive temperature coefficient,簡稱PTC)導(dǎo)電聚合體的電子器件，特別是用作鋰電池保護(hù)的PTC器件。
背景技術(shù)：
PTC表現(xiàn)出一種在相對較小的溫度范圍內(nèi)由于溫度升高引起電阻值迅速升高的性質(zhì)。具有PTC性質(zhì)的高分子物質(zhì)通常用于防止電流過載的保護(hù)裝置，電路保護(hù)單元，加熱器以及類似的裝置。PTC器件是內(nèi)裝在電池組中起保護(hù)作用的器件。當(dāng)單元電池中流過大電流或電池 溫度上升時，與電池串聯(lián)連接的PTC器件的電阻急驟增大，大幅減少流經(jīng)電池中的電流，以保護(hù)電池。目前，公知的鋰電池保護(hù)或者采用復(fù)雜的檢測判斷電路來進(jìn)行保護(hù)，或者僅適用于AAA型電池。電池檢測芯片(I)和單片機(jī)(3)，電池檢測芯片(I)設(shè)有用于測量鋰離子電池(2)的溫度傳感器、電流傳感器及電壓傳感器，所述電池檢測芯片(I)通過所述的溫度傳感器、電流傳感器及電壓傳感器與鋰離子電池(2)相連；單片機(jī)(3)的電流信號輸入端和溫度信號輸入端直接與前述的電池檢測芯片(I)對應(yīng)的輸出端相連，所述單片機(jī)(3)的電壓信號輸入端通過一電平轉(zhuǎn)換電路(5)與電池檢測芯片(I)的電壓信號輸出端相連，單片機(jī)
(3)的輸出與充電電路⑷的控制輸入端相連，充電電路⑷的輸出與鋰離子電池⑵的充電接口相連對于前者例如專利CN201425959記述了一種鋰離子電池保護(hù)裝置，由電池檢測芯片和單片機(jī)組成，通過溫度傳感器、電流傳感器及電壓傳感器檢測鋰離子電池工作狀態(tài)，控制進(jìn)出鋰離子電池的電流及鋰離子電池端電壓，從而達(dá)到保護(hù)鋰離子電池的目的。這種鋰電池保護(hù)電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，占用體積大，可靠性低。對于后者在專利CNl 197534、CN1278366中各有記載，僅適用于AAA電池橫向，平行配置，安裝有PTC器件的電池組，但又不能適用于電池直線配置的電池組。特別是上述專利需要改變現(xiàn)有設(shè)備使用的電池，或電池盒結(jié)構(gòu)才能裝入鋰電池保護(hù)電路，給實際使用帶來很大麻煩。含有多個電池的電池組通常用于電(或電子)裝置，如照相機(jī)，攝影機(jī)，工具，便攜式電話，便攜式計算機(jī)，電動汽車。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于鋰電池中起保護(hù)作用的PTC器件，可在不改變原有電氣或電子裝置、電池盒結(jié)構(gòu)的情況下，方便快捷地將電池與本發(fā)明PTC器件安裝于電池盒中，對電池起到保護(hù)作用，并確保小的有效空間占有，同時能有效杜絕可能的短路。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明提供的電池保護(hù)PTC器件與電池串聯(lián)安裝在用電設(shè)備的電池盒內(nèi)，所述PTC器件由PTC材料，第一電極，第二電極，絕緣層組成。PTC材料由PTC導(dǎo)電聚合物構(gòu)成,并且位于第一電極和第二電極之間。第一導(dǎo)電引線包括第一電極在內(nèi)由良導(dǎo)電金屬簿層組成并能與電池某一電極端子或電池盒相應(yīng)電極簧片電連接。第二導(dǎo)電引線包括第二電極在內(nèi)由良導(dǎo)電金屬簿層組成，并能與電池某一電極端子或電池盒相應(yīng)電極簧片實現(xiàn)電連接。絕緣層處在第一導(dǎo)電引線和第二導(dǎo)電引線之間，從而在PTC器件一端彎頭延伸處構(gòu)成三明治簿層，用來隔離第一導(dǎo)電引線和第二導(dǎo)電引線。由第一導(dǎo)電引線、第二導(dǎo)電引線和絕緣層構(gòu)成的三明治簿層厚度小于0.5毫米，與電池串聯(lián)后幾乎不影響對原來電池的安裝使用。


圖I是本發(fā)明的鋰電池保護(hù)PTC器件的示意平面2是用于本發(fā)明的鋰電池保護(hù)PTC器件(圖I)的A-A剖視圖
附圖中，標(biāo)號如下所示IPTC元件，2三明治簿層，3第一電極，4第二電極，5PTC材料，6絕緣層，7保護(hù)涂層，8第一導(dǎo)電引線，9第二導(dǎo)電引線，10PTC元件邊緣
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。圖I是本發(fā)明優(yōu)選PTC器件的一個實施例的示意平面圖，圖2是用于本發(fā)明的PTC器件(圖I)的A-A剖視圖。其中鋰電池保護(hù)PTC器件包括PTC材料5，第一導(dǎo)電引線8和第二導(dǎo)電引線9及絕緣層6，在所示實施例中，絕緣層6處在第一導(dǎo)電引線8和第二導(dǎo)電引線9之間，從而構(gòu)成三明治簿層2，用來隔離第一導(dǎo)電引線8和第二導(dǎo)電引線9。第一導(dǎo)電引線8中的第一電極3與第二導(dǎo)電引線9中的第二電極4相互相對并附著于PTC材料5的上、下兩個表面上,構(gòu)成PTC元件。由圖I和圖2可見，本實施例鋰電池保護(hù)PTC器件I呈扁平狀矩形，但PTC器件I的外形除可以是扁平狀矩形外，還可以是例如圓形或多邊形，或者是圓形，矩形或多邊形的組合。但無論那種外形均以不超出鋰電池平面尺寸為限。PTC器件I的外形邊緣涂有保護(hù)簿層7。所述的PTC器件具有下述特征(I)PTC保護(hù)器由兩部分組成，一部分是由PTC材料5上表面覆蓋有第一電極3，下表面覆蓋有第二電極4組成的PTC元件I ;一部分是由第一導(dǎo)電引線8、絕緣層6，第二導(dǎo)電引線9組成的三明治薄層2 ;第一導(dǎo)電電引線8由第一電極3延伸形成。第二導(dǎo)電引線9由第二電極4延伸形成，從而使PTC保護(hù)器的PTC元件I與三明治薄層2間無縫連接成一個整體。(2)絕緣層6，它覆蓋在第一導(dǎo)電引線8和第二導(dǎo)電引線9之間，從而在PTC元件I一端彎頭延伸處構(gòu)成三明治簿層2，用來隔離第一導(dǎo)電引線8和第二導(dǎo)電引線9，三明治簿層2的厚度小于I毫米，優(yōu)選小于0. 5毫米，與電池聯(lián)接后不影響對原來電池的安裝使用，三明治簿層2用來實現(xiàn)在電池與電池盒簧片之間插入PTC器件時的電連接。(3)在PTC元件I過渡到三明治薄層2處，用逐漸收窄收薄的絕緣層取代PTC材料5,由第一電極3延伸并收窄形成第一導(dǎo)電引線8,第二電極4延伸并收窄形成第二導(dǎo)電引線9。(4)根椐權(quán)利要求1、2、3所說的電池保護(hù)PTC器件，其特征在于PTC元件I平面與三明治薄層2平面彎折后互呈90度角，三明治薄層2平面的寬度及長度以能恰好覆蓋鋰電池某一電極端子及電池盒相應(yīng)電極簧片為準(zhǔn)。視鋰電池種類不同而裁取不同寬度及長度。(5)三明治薄層2距PTC元件I邊距10以鋰電池某一電極端子距鋰電池寬度邊距為參考，三明治薄層2能恰好覆蓋鋰電池某一電極端子。(6)PTC元件I的寬度與鋰電池的寬度相同，以使三明治薄層2在寬度方向定位恰好與鋰電池負(fù)極對準(zhǔn)。PTC元件I的長度可小于鋰電池長度尺寸，視鋰電池額定電流裁取適當(dāng)長度。PTC元件I的厚度以電池盒能夠容納為限。(7)第一導(dǎo)電引線8包括第一電極3在內(nèi)由良導(dǎo)電金屬簿層組成，第二導(dǎo)電引線9包括第二電極4在內(nèi)由良導(dǎo)電金屬簿層組成，并分別能與電池某一電極端子或電池盒相應(yīng)
電極簧片電連接。(8) PTC材料5由PTC導(dǎo)電聚合物構(gòu)成，第一電極3與第二電極4相互相對并附著于PTC材料5的上、下兩個表面上。(9)PTC元件I的外形除可以是扁平狀矩形外，還可以是圓形或多邊形，或者是圓形，矩形或多邊形的組合，但無論那種外形均以不超出鋰電池平面尺寸為限。(IO)PTC元件I的外形邊緣涂有保護(hù)涂層7，以保護(hù)PTC導(dǎo)電聚合物與第一二電極結(jié)合部免受潮氣及有害氣體的侵蝕。在PTC器件I中，PTC材料5由導(dǎo)電聚合物成分制成。第一導(dǎo)電引線8包含第一電極3和第二導(dǎo)電引線9包含第二電極4是呈箔或薄片狀的良導(dǎo)體金屬。特別優(yōu)選的是，當(dāng)金屬箔用于電極時，通過任何適當(dāng)方法，例如，通過使用導(dǎo)電粘合劑，通過溶化時使電極與PTC材料接觸，或通過壓力作用實現(xiàn)電極和PTC材料之間的接合。絕緣層6的厚度足以電隔離第一導(dǎo)電引線與第二導(dǎo)電引線，確保不在第一導(dǎo)電引線與第二導(dǎo)電引線之間形成短路，但又應(yīng)當(dāng)足夠薄以使PTC器件固定在電池電極端子或電池盒電極簧片上時所需的空間減至最小。絕緣層6可使用聚合物，可以是熱固性材料也可是熱塑性材料。當(dāng)絕緣材料是熱塑性材料時，其熔點應(yīng)當(dāng)高于PTC導(dǎo)電聚合物的熔點，從而保證當(dāng)PTC器件作用并且溫度升高時防止絕緣層變形。并要求絕緣層熱膨脹系數(shù)與PTC導(dǎo)電聚合物相近。從圖1、2可見，當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明的電路保護(hù)器時，能最有效利用電池組件中的空間，也就是說，PTC器件使電池沿長度方向稍微延長三明治薄層2的厚度。也就是說，為電池或電池組(無論串聯(lián)或并聯(lián))加裝PTC保護(hù)器件，只增加了一個三明治薄層的厚度，而三明治薄層的厚度小于0. 5毫米。PTC器件I的外形邊緣涂有保護(hù)涂層7，以保護(hù)PTC導(dǎo)電聚合物與第一二電極結(jié)合部免受潮氣及有害氣體的侵蝕。如上述的本發(fā)明的PTC器件可在各種電路和電池組件中用作電路保護(hù)器。通過本發(fā)明的PTC器件實現(xiàn)電池間的電連接，而不用改動電池盒的任何結(jié)構(gòu)。采用本器件的電池除鋰電池外還可以是其它任何類型的電池，例如鎳鎘、鎳氫、堿性電池。只要外形及電極結(jié)構(gòu)與手機(jī)電池相仿即可。本發(fā)明提供的鋰電池保護(hù)PTC器件，可在不改變原有電氣或電子裝置、電池盒結(jié)構(gòu)的情況下，方便地將電池與本發(fā)明PTC器件安裝于電池盒中，對電池起到保護(hù)作用，以杜絕由于故障或短路造成的大電流過熱導(dǎo)致電池?fù)p壞甚至破裂爆炸等危險的發(fā)生。權(quán)利要求
1.一種外置鋰電池保護(hù)PTC器件，由PTC材料(5)，第一導(dǎo)電引線(8)和第二導(dǎo)電引線(9)及絕緣層(6)構(gòu)成，其特征在于PTC保護(hù)器由兩部分組成，一部分是由PTC材料(5)上表面覆蓋有第一電極(3)，下表面覆蓋有第二電極(4)組成的PTC元件(I);一部分是由第一導(dǎo)電引線(8)、絕緣層(6)，第二導(dǎo)電引線(9)組成的三明治薄層(2);第一導(dǎo)電電引線(8)由第一電極(3)延伸形成，第二導(dǎo)電引線(9)由第二電極⑷延伸形成，從而使PTC保護(hù)器的PTC元件(I)與三明治薄層(2)間無縫連接成一個整體。
2.根椐權(quán)利要求I所說的鋰電池保護(hù)PTC器件，其特征在于絕緣層(6)，它處在第一導(dǎo)電引線(8)和第二導(dǎo)電引線(9)之間，從而在PTC元件(I) 一端彎頭延伸處構(gòu)成三明治簿層(2)，用來隔離第一導(dǎo)電引線⑶和第二導(dǎo)電引線(9)，三明治簿層⑵的厚度小于I毫米，優(yōu)選小于0.5毫米，與電池聯(lián)接后不影響對原來電池的安裝使用，三明治簿層(2)用來實現(xiàn)在電池與電池盒簧片之間插入PTC器件時的電連接。
3.根椐權(quán)利要求I或2所說的鋰電池保護(hù)PTC器件，其特征在于在PTC元件(I)過渡到三明治薄層(2)處，用逐漸收窄收薄的絕緣層取代PTC材料(5)，由第一電極(3)延伸并收窄形成第一導(dǎo)電引線(8)，第二電極(4)延伸并收窄形成第二導(dǎo)電引線(9)。
4.根椐權(quán)利要求I或2所說的鋰電池保護(hù)PTC器件，其特征在于PTC元件(I)平面與三明治薄層(2)平面彎折后互呈90度角，三明治薄層(2)平面的寬度及長度以能恰好覆蓋鋰電池某一電極端子及電池盒相應(yīng)電極簧片為準(zhǔn)，視鋰電池種類不同裁取不同寬度及長度。
5.根椐權(quán)利要求I或2所說的鋰電池保護(hù)PTC器件，其特征在于三明治薄層(2)距PTC元件(I)邊距(10)以鋰電池某一電極端子距鋰電池寬度邊距為準(zhǔn)，使三明治薄層(2)能恰好覆蓋鋰電池某一電極端子。
6.根椐權(quán)利要求I或2所說的鋰電池保護(hù)PTC器件，其特征在于PTC元件(I)的寬度與鋰電池的寬度相同，以使三明治薄層(2)在寬度方向定位恰好與鋰電池負(fù)極對準(zhǔn)，PTC元件(I)的長度可小于鋰電池長度尺寸，視鋰電池額定電流裁取適當(dāng)長度，PTC元件(I)的厚度以電池盒能夠容納為限。
7.根椐權(quán)利要求I或2所說的鋰電池保護(hù)PTC器件，其特征在于第一導(dǎo)電引線(8)包括第一電極(3)在內(nèi)由良導(dǎo)電金屬簿層組成，第二導(dǎo)電引線(9)包括第二電極(4)在內(nèi)由良導(dǎo)電金屬簿層組成，并分別能與電池某一電極端子或電池盒相應(yīng)電極簧片電連接。
8.根椐權(quán)利要求I所說的鋰電池保護(hù)PTC器件，其特征在于PTC材料(5)由PTC導(dǎo)電聚合物構(gòu)成，第一電極(3)與第二電極(4)相互相對并附著于PTC材料(5)的上、下兩個表面上。
9.根椐權(quán)利要求I所說的鋰電池保護(hù)PTC器件，其特征在于PTC元件(I)的外形除可以是扁平狀矩形外，還可以是圓形或多邊形，或者是圓形，矩形或多邊形的組合，但無論那種外形均以不超出鋰電池平面尺寸為限。
10.根椐權(quán)利要求I所說的鋰電池保護(hù)PTC器件，其特征在于PTC元件(I)的外形邊緣涂有保護(hù)涂層(7)，以保護(hù)PTC材料與第一二電極結(jié)合部免受潮氣及有害氣體的侵蝕。
全文摘要
一種外置鋰電池保護(hù)PTC器件，由PTC材料，第一導(dǎo)電引線和第二導(dǎo)電引線及絕緣層構(gòu)成。PTC材料上表面覆蓋有第一電極，下表面覆蓋有第二電極組成的PTC元件；第一導(dǎo)電引線、絕緣層，第二導(dǎo)電引線組成三明治薄層；第一導(dǎo)電電引線由第一電極延伸形成。第二導(dǎo)電引線由第二電極延伸形成，三明治簿層的厚度小于1毫米，與電池聯(lián)接后不影響對原來電池的安裝使用，有效的保護(hù)鋰電池，以杜絕由于故障或短路造成的大電流過熱導(dǎo)致電池?fù)p壞甚至破裂爆炸等危險的發(fā)生。
文檔編號H01C7/02GK102737797SQ201110083098
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月2日
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