[發(fā)明專利]過電流保護(hù)組件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610149601.4
• 申請日: 2006-10-10
• 公開（公告）號: CN101162632A
• 公開（公告）日: 2008-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王紹裘;游志明
• 申請（專利權(quán)）人: 聚鼎科技股份有限公司
• 主分類號: H01C7/13
• 分類號: H01C7/13;H01C7/02
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 王允方;劉國偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于一種過電流保護(hù)組件，更具體說來，是關(guān)于一種具有高維持電流(holdcurrent)的過電流保護(hù)組件。

背景技術(shù)

由于具有正溫度系數(shù)(Positive?Temperature?Coefficient；PTC)特性的導(dǎo)電復(fù)合材料的電阻具有對溫度變化反應(yīng)敏銳的特性，可作為電流感測組件的材料，且目前已被廣泛應(yīng)用于過電流保護(hù)組件或電路組件上。由于PTC導(dǎo)電復(fù)合材料在正常溫度下的電阻可維持極低值，使電路或電池得以正常運(yùn)作。但是，當(dāng)電路或電池發(fā)生過電流(over-current)或過高溫(over-temperature)的現(xiàn)象時，其電阻值會瞬間提高至一高電阻狀態(tài)(至少10⁴ohm以上)，即所謂的觸發(fā)(trip)，而將過量的電流反向抵銷，以達(dá)到保護(hù)電池或電路組件的目的。

應(yīng)用于高溫環(huán)境的過電流保護(hù)組件通常需符合以下兩種特性：(1)至觸發(fā)時間(timeto?trip)不能太快，例如于30安培、80℃的情況下必須大于2秒；以及(2)在室溫25℃、12安培的情況下必須能夠觸發(fā)。一般說來，所述過電流保護(hù)組件的尺寸較小，常規(guī)使用碳黑作為導(dǎo)電填料的PTC組件不易達(dá)到上述需求。也曾有人使用鎳粉作為導(dǎo)電填料進(jìn)行試驗(yàn)，但是鎳粉與含氟的聚合物混合時在高溫時易產(chǎn)生氫氟酸，而無法采用。

舉例而言，應(yīng)用于汽車的過電流保護(hù)組件因?yàn)槌Ｆ貢裼趶?qiáng)烈陽光下，故需具備良好的散熱特性。傳統(tǒng)使用碳黑為導(dǎo)電填料的組件的電阻較高，其維持電流I_hold較小，(維持電流為在不觸發(fā)情況下的最大電流)，故無法有效增加散熱效率。

綜上可知，如何增加過電流保護(hù)組件的散熱效率，而得以符合上述兩種特性，是亟需突破的，以符合應(yīng)用于例如汽車等高溫環(huán)境的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是提供一種過電流保護(hù)組件，通過含氟的結(jié)晶性高分子聚合物及導(dǎo)電陶瓷填料的加入，可有效增加過電流保護(hù)組件的維持電流(即在所述維持電流下，不會有觸發(fā)(trip)發(fā)生)，進(jìn)而增加組件的散熱效率。因此，本發(fā)明的具有高維持電流的過電流保護(hù)組件可應(yīng)用于汽車等易處于高溫的環(huán)境。

本發(fā)明揭示一種過電流保護(hù)組件，其包含二金屬箔片、一疊設(shè)于所述二金屬箔片間的PTC材料層。所述PTC材料層包含：(1)一高分子聚合物基材，其所占體積百分比介于35-60％，且包含一熔點(diǎn)高于150℃的含氟的結(jié)晶性高分子聚合物(例如聚氟化亞乙烯(polyvinylidine?fluoride；PVDF)，其熔點(diǎn)約165℃)；以及(2)一導(dǎo)電陶瓷填料(例如碳化鈦(TiC))，其是散布于所述高分子聚合物基材中。所述導(dǎo)電陶瓷填料所占體積百分比介于40-65％，且其體積電阻值小于500μΩ-cm。所述PTC材料層的體積電阻值小于0.1Ω-cm，且25℃時的維持電流對PTC材料層面積的比率為介于0.05至0.2A/mm²之間。

因?yàn)閷?dǎo)電陶瓷填料的電阻遠(yuǎn)小于碳黑，故可有效提供組件較高的維持電流。另外，所述含氟的結(jié)晶性高分子聚合物因?yàn)橄噍^于聚乙烯(PE)具有較高熔點(diǎn)，因此包含所述含氟的結(jié)晶性高分子聚合物的組件處于高溫環(huán)境時(例如車內(nèi)溫度約80℃時)仍可維持足夠的維持電流，而具有迅速散熱的特性

附圖說明

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的過電流保護(hù)組件的示意圖；

圖2是圖1的過電流保護(hù)組件的上視圖；

圖3是本發(fā)明另一實(shí)施例的過電流保護(hù)組件的示意圖；以及

圖4是本發(fā)明又一實(shí)施例的過電流保護(hù)組件的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將就添加不同比例的PVDF為例，用以說明本發(fā)明的導(dǎo)電性聚合物和由其組成的過電流保護(hù)組件的特性。

表一顯示各實(shí)驗(yàn)組(Ex.1至Ex.6)和對照組(Comp.1及Comp.2)以體積百分比顯示的配方成份，其中作為導(dǎo)電填料的碳黑是選用哥倫比亞化學(xué)公司(Columbian?ChemicalCompany)所生產(chǎn)的型號RAVEN?430?ULTRA產(chǎn)品，作為導(dǎo)電填料的碳化鈦陶瓷粉是選用Micron?Metals，Inc.所生產(chǎn)的型號TI-302產(chǎn)品；聚烯類聚合物基材的高密度聚乙烯(HDPE)選用臺塑化學(xué)公司(Formosa?Plastics，Inc)所生產(chǎn)的型號TAISOX?HDPE-8010產(chǎn)品，PVDF則選自ATOFINA化學(xué)公司的型號KYNAR741及KYNAR761產(chǎn)品。

表一