[发明专利]一种PTC薄膜及其制备方法和热敏电阻器

说明书

本发明涉及一种热敏电阻器及其制造方法领域，具体涉及一种PTC薄膜及其制备方法和热敏电阻器。一种PTC薄膜，其制备原料包括高分子聚合物，所述高分子聚合物按照重量份计，包括：聚苯乙烯HIPS 30‑40份，聚乙烯HDPE、聚丙烯PP、聚苯乙烯PS或聚偏二氟乙烯PVDF中的一种或几种10‑20份。本发明采用两种或三种熔点不同的有机物作为基体，当锂电池温度升高时，使PTC材料发生双逾渗行为，该过程可以提高PTC材料电阻的重复性，减弱NTC效应。当锂电池发生短路或者过充等热失控时，其PTC材料电阻值随温度升高而一直增大，直到完全阻断内部电流通过，以此避免引发着火、爆炸等安全事故。

技术领域

本发明涉及一种热敏电阻器及其制造方法领域，具体涉及一种PTC薄膜及其制备方法和热敏电阻器。

背景技术

随着新能源汽车快速发展，整个行业对锂电池能量密度提升要求越来越高，然而，伴随能量密度的提升，锂电池的安全问题也越发被人们重视。锂电池一旦在滥用的情况下操作，比如短路、过充等，电池内部会发生一系列副反应，同时产生大量热量，进而引发安全问题。

为防止电池在发生过充和短路情况下短时间内产生大量热量，很多电池厂需要在电池内部或者外部安装热敏器件(PTC)，目前常见的PTC材料主要以有机物为基体，向其中掺杂导电炭黑、石墨、CNT、石墨烯等导电材料。然而，市场上大多数PTC薄膜存在NTC(负温度系数)效应，并且导电炭表面存在不同程度的极性基团，内聚能比较强，加之炭黑比表面积较大，在有机物基体中难分散、易团聚，导致PTC薄膜NTC效应变强，影响使用。

由于锂电池使用过程中，温度超过100℃时内部会连续发生很多副反应，所以用于锂电池的PTC转变温度必须低于100℃。目前，用于锂电池的PTC材料主要以单一聚乙烯高分子聚合物为基体，向其中添加炭黑为导电剂，其制作工艺简单，PTC转变温度较高(大多数超过120℃)，尤其是其NTC效应明显(即超过一定温度后，其阻值随温度升高而降低)，该类PTC材料无法对锂电池起到良好的保护作用。

发明内容

基于上述缺陷，本发明提出一种全新的PTC薄膜，其制备原料包括高分子聚合物，所述高分子聚合物按照重量份计，包括：

聚苯乙烯HIPS 30-40份，

聚乙烯HDPE、聚丙烯PP、聚苯乙烯PS或聚偏二氟乙烯PVDF中的一种或几种 10-20份。

优选地，所述高分子聚合物还包括：

聚甲基丙烯甲酯PMMA 10-15份。

更优选地，所述高分子聚合物由聚苯乙烯HIPS、聚乙烯HDPE、聚丙烯PP、聚苯乙烯PS或聚偏二氟乙烯PVDF中的一种或几种，和聚甲基丙烯甲酯PMMA组成。

本发明采用两种或三种熔点不同的有机物作为基体，当锂电池温度升高时，使PTC材料发生双逾渗行为(即导电剂在一个连续相中的逾渗过程和该连续相在另一聚合物中的逾渗过程)，该过程可以提高PTC材料电阻的重复性，减弱NTC效应。当锂电池发生短路或者过充等热失控时，其PTC材料电阻值随温度升高而一直增大，直到完全阻断内部电流通过，以此避免引发着火、爆炸等安全事故。

本发明所述的PTC薄膜，其制备原料包括：

优选地，所述偶联剂优选为钛酸酯；

优选地，所述接枝反应剂优选为马来酸酐。

优选地，所述陶瓷基底为氧化铝。

本发明所述的PTC薄膜，所述的导电填料优选选自炭黑、镍粉中的一种或几种；

更优选地，所述导电填料由炭黑和镍粉按照(2-3)：1的比例组成。