專利名稱：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(jiǎn)稱PTC)導(dǎo)電聚合體的電子器件，特別是用作電路保護(hù)器的PTC器件和使用這種器件的單個(gè)電池或電池組。
背景技術(shù)：
PTC表現(xiàn)出一種在相對(duì)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(guò)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(guò)大電流或電池溫度上升時(shí)，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，公知的電池保護(hù)用PTC器件或者僅適用于電池直線配置的電池組，或者僅適用于電池橫向，平行配置的電池組。對(duì)于前者這種構(gòu)造適用于電池直線配置的電池組中安裝PTC器件。然而，在電池橫向，平行排列的電池組中，PTC器件不可能滿意連接。對(duì)于后者電池橫向，平行配置，并安裝有PTC器件的電池組在專利CN1197534、CN1278366中各有記載，但又不能適用于電池直線配置的電池組。上述專利同樣不能適用于單個(gè)電池的保護(hù)，并且未經(jīng)改造不能用于現(xiàn)有設(shè)備使用的電池組。含有多個(gè)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(jì)算機(jī)，電動(dòng)汽車。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于單個(gè)電池或電池組中起保護(hù)作用的PTC器件，它能適用于現(xiàn)有各種設(shè)備使用的單個(gè)電池或由多個(gè)電池組成的電池組，而且不改變現(xiàn)有設(shè)備結(jié)構(gòu)就能方便快捷地安裝，并確保小的有效空間占有，同時(shí)能有效杜絕可能的短路。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)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。該器件特征在于PTC材料由PTC導(dǎo)電聚合物構(gòu)成，一端開(kāi)口呈凹槽狀，并且位于第一電極和第二電極之間。第一導(dǎo)電引線由包括第一電極在內(nèi)的良導(dǎo)電金屬簿層組成并能與電池的負(fù)極或電池盒正極簧片或其它電元件電連接。第二導(dǎo)電引線由包括第二電極在內(nèi)的中間有開(kāi)放式凹槽的良導(dǎo)電金屬簿層組成，凹槽的寬度與深度以能容納電池正極端子或電池盒負(fù)極簧片為準(zhǔn)，并能與電池正極端子或電池盒負(fù)極簧片或其它電元件實(shí)現(xiàn)電連接。絕緣層覆蓋在第一導(dǎo)電引線中部和第二導(dǎo)電引線凹槽之間，以及PTC材料的半環(huán)狀內(nèi)側(cè)，從而在PTC器件中部構(gòu)成三明治簿層，用來(lái)隔離第一導(dǎo)電引線和第二導(dǎo)電引線。在凹槽部分，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(duì)原來(lái)電池的安裝使用。開(kāi)口呈凹槽狀PTC材料充分利用正極端子或電池盒負(fù)極簧片以外空間布置，不占用電池安裝有效空間。


圖I是本發(fā)明的PTC器件的示意平面2是用于本發(fā)明的PTC器件(圖I)的A-A剖視圖附圖中，標(biāo)號(hào)如下所示IPTC器件，2三明治簿層，3第一電極，4第二電極，5PTC材料，6絕緣層，7凹槽，8第一導(dǎo)電引線，9第二導(dǎo)電引線，10保護(hù)涂層
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。圖I是本發(fā)明優(yōu)選PTC器件的一個(gè)實(shí)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PTC器件I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(shí)施例中，絕緣層6覆蓋在第一導(dǎo)電引線中部和第二導(dǎo)電引線凹槽7之間，以及PTC材料5的半環(huán)狀內(nèi)側(cè)，從而在PTC器件中部構(gòu)成三明治簿層2，用來(lái)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(duì)并附著于PTC材料5的上、下兩個(gè)表面上，構(gòu)成PTC元件。由圖I和圖2可見(jiàn)，本實(shí)施例PTC器件I呈錢幣狀扁平圓形，一端開(kāi)口呈凹槽狀。但PTC器件I的外形除可以是扁平狀圓形外，還可以是例如矩形或多邊形，或者是圓形，矩形或多邊形的組合。但無(wú)論那種外形均以不超出電池底部面積為限。PTC器件I的外形邊緣涂有保護(hù)簿層10。所述的PTC器件I具有下述特征(I)PTC器件I呈錢幣狀扁平形，一端開(kāi)口呈凹槽狀，凹槽中由第一導(dǎo)電引線8、絕緣層6、和第二導(dǎo)電引線9構(gòu)成三明治簿層2，三明治簿層2的厚度小于I毫米，優(yōu)選小于
0.5毫米，與電池串聯(lián)后幾乎不影響對(duì)原來(lái)電池的安裝使用。(2)絕緣層6，它處在第一導(dǎo)電引線8中部和第二導(dǎo)電引線9凹槽之間，以及PTC材料5的半環(huán)狀內(nèi)側(cè)，從而在PTC器件I中部凹槽底部構(gòu)成三明治簿層2，用來(lái)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用來(lái)實(shí)現(xiàn)在電池與電池之間，電池與電池盒簧片之間插入PTC器件時(shí)的電連接。(3)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，第二導(dǎo)電引線9中部凹槽的寬度與深度以能容納電池正極端子或電池盒負(fù)極簧片為準(zhǔn)，并能與電池正極端子或電池盒負(fù)極簧片或其它電元件實(shí)現(xiàn)電連接。(4)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,并能與電池的負(fù)極或電池盒正極簧片或其它電元件電連接電連接。(5) PTC材料5由PTC導(dǎo)電聚合物構(gòu)成，一端開(kāi)口呈凹槽狀，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(duì)并附著于PTC材料5的上、下兩個(gè)表面上。
(6)開(kāi)口呈凹槽狀PTC材料5充分利用正極端子或電池盒負(fù)極簧片以外空間布置，不占用電池安裝有效空間。(7)PTC器件I的外形除可以是扁平狀圓形外，還可以是矩形或多邊形，或者是圓形，矩形或多邊形的組合，但無(wú)論那種外形均以不超出電池底部面積為限。(S)PTC器件I的外形邊緣涂有保護(hù)涂層10，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(shí)，通過(guò)任何適當(dāng)方法，例如，通過(guò)使用導(dǎo)電粘合劑，通過(guò)溶化時(shí)使電極與PTC材料接觸，或通過(guò)壓力作用實(shí)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器件固定在電池正極端子或電池盒負(fù)極簧片上時(shí)所需的空間減至最小。以確保PTC器件緊湊配合在電池的正極端子或電池盒負(fù)極的簧片上。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(shí)，其熔點(diǎn)應(yīng)當(dāng)高于PTC導(dǎo)電聚合物的熔點(diǎn)，從而保證當(dāng)PTC器件作用并且溫度升高時(shí)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(jiàn)，當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明的電路保護(hù)器時(shí)，能最有效利用電池組件中的空間，也就是說(shuō)，PTC器件I使電池組件的長(zhǎng)度沿電池正極端子的高度方向稍微延長(zhǎng)三明治薄層2的厚度。也就是說(shuō)，為原來(lái)的單個(gè)電池或電池組(無(wú)論串聯(lián)或并聯(lián))加裝PTC保護(hù)器件，只增加了一個(gè)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10，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。在這種組件中，電池正極或電池盒負(fù)極簧片設(shè)置在PTC器件的凹槽內(nèi)。本發(fā)明的電池組可以是有一個(gè)或多個(gè)電池，如果電池組具有多個(gè)電池，它們可以串聯(lián)或并聯(lián)連接。這樣通過(guò)本發(fā)明的PTC器件實(shí)現(xiàn)電池間的電連接，而不用改動(dòng)電池盒的任何結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明，PTC器件的凹槽安放電池端子或電池盒簧片，有效利用了凹槽空間，因此，能使安裝PTC器件后的電池組件的尺寸減至最小。采用本器件的電池可是任何類型的電池，例如鎳鎘、鎳氫、堿性或鋰電池。本發(fā)明的PTC器件用于單個(gè)電池或電池組件時(shí)，該器件能最有效利用電池正極端子或電池盒負(fù)極簧片周圍空間，電池組的尺寸基本沒(méi)擴(kuò)大(僅增加約0. I至0. 5毫米)。本發(fā)明提供的PTC器件，可在不改變?cè)须姎饣螂娮友b置、電池盒結(jié)構(gòu)的情況下，像放置一節(jié)電池一樣方便地將電池與本發(fā)明PTC器件安裝于電池盒中，對(duì)電池起到保護(hù)作用，而不論是單個(gè)電池或縱向串聯(lián)電池組或橫向并排串聯(lián)電池組均能進(jìn)行有效的保護(hù)，以杜絕由于故障或短路造成的大電流過(guò)熱導(dǎo)致電池?fù)p壞甚至破裂爆炸等危險(xiǎn)的發(fā)生。
權(quán)利要求
1.一種電池保護(hù)PTC器件，由PTC材料(5)，第一導(dǎo)電引線⑶和第二導(dǎo)電引線(9)及絕緣層(6)構(gòu)成，其特征在于PTC器件(I)呈錢幣狀扁平形，一端開(kāi)口呈凹槽狀，凹槽中由第一導(dǎo)電引線(8)、絕緣層(6)、和第二導(dǎo)電引線(9)構(gòu)成三明治簿層(2)，三明治簿層(2)的厚度小于I毫米，優(yōu)選小于0. 5毫米，與電池串聯(lián)后幾乎不影響對(duì)原來(lái)電池的安裝使用。
2.根椐權(quán)利要求I所說(shuō)的電池保護(hù)PTC器件，其特征在于絕緣層(6)，它處在第一導(dǎo)電引線⑶和第二導(dǎo)電引線(9)之間，以及PTC材料(5)的半環(huán)狀內(nèi)側(cè)，從而在PTC器件I中部凹槽底部構(gòu)成三明治簿層(2)，用來(lái)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)用來(lái)實(shí)現(xiàn)在電池與電池之間，電池與電池盒簧片之間插入PTC器件時(shí)的電連接。
3.根椐權(quán)利要求I所說(shuō)的電池保護(hù)PTC器件，其特征在于第二導(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，第二導(dǎo)電引線(9)中部凹槽的寬度與深度以能容納電池正極端子或電池盒負(fù)極簧片為準(zhǔn)，并能與電池正極端子或電池盒負(fù)極簧片或其它電元件實(shí)現(xiàn)電連接。
4.根椐權(quán)利要求I所說(shuō)的電池保護(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，并能與電池的負(fù)極或電池盒正極簧片或其它電元件實(shí)現(xiàn)電連接。
5.根椐權(quán)利要求I所說(shuō)的電池保護(hù)PTC器件，其特征在于PTC材料(5)由PTC導(dǎo)電聚合物構(gòu)成，一端開(kāi)口呈凹槽狀，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(duì)并附著于PTC材料(5)的上、下兩個(gè)表面上。
6.根椐權(quán)利要求I所說(shuō)的電池保護(hù)PTC器件，其特征在于開(kāi)口呈凹槽狀PTC材料(5)充分利用正極端子或電池盒負(fù)極簧片以外空間布置，不占用電池安裝有效空間。
7.根椐權(quán)利要求I所說(shuō)的電池保護(hù)PTC器件，其特征在于PTC器件(I)的外形除可以是扁平狀圓形外，還可以是矩形或多邊形，或者是圓形，矩形或多邊形的組合，但無(wú)論那種外形均以不超出電池底部面積為限。
8.根椐權(quán)利要求I所說(shuō)的電池保護(hù)PTC器件，其特征在于PTC器件(I)的外形邊緣涂有保護(hù)涂層(10)，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。
全文摘要
一種電池保護(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材料一端開(kāi)口呈凹槽狀，凹槽中由第一導(dǎo)電引線、絕緣層、和第二導(dǎo)電引線構(gòu)成三明治簿層，三明治簿層的厚度小于1毫米，三明治簿層用來(lái)實(shí)現(xiàn)在電池與電池之間，電池與電池盒簧片之間插入PTC器件時(shí)的電連接。
文檔編號(hào)H01M2/34GK102737798SQ201110083100
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月2日
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