[發明專利]等離子體噴涂高分子復合PTC粉體制備鋰電池集流體的方法

有效

• 申請號: 201410038861.9
• 申請日: 2014-01-27
• 公開（公告）號: CN103794801A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 張迎晨;張夏楠;吳紅艷
• 申請（專利權）人: 中原工學院
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 張紹琳;孫詩雨

技術領域

本發明涉及鋰電池集流體的制備領域，尤其涉及一種等離子體噴涂高分子復合PTC粉體制備鋰電池集流體的方法。

背景技術

鋰電池應用過程中，當電池內部發生短路如針刺、劇烈碰撞等情況時，瞬間電流急劇增大，造成電池發熱，由此引起一系列的連鎖反應，最終引起鋰電池起火爆炸，為應對這一現象，有人用PTC傳感器在電池的連接電路或電池的殼體黏貼進行預防，由于這些裝置及部件是在鋰電池的外部，并不能及時獲得鋰電池內部升溫信息并及時作出反應，造成預防滯后，不能滿足鋰電池安全防護的目的。

隨著科學技術的飛速發展，社會各行業特別是復合材料、電子材料，裝飾性材料等對功能性鋰電池集流體的需求量日益增加。功能性鋰電池集流體目前已經成為在功能性能源及電子整機產品中起到支撐、互連元器件作用的PCB的關鍵材料，它被喻為電子產品信號與電力傳輸、溝通的“神經網絡”。鋰電池集流體作為電子工業的基礎材料，其發展一直追隨著PCB技術的發展，而PCB技術則隨著電子產品的日新月異不斷提高。IT產品技術的發展促進了PCB朝著多層化、薄型化、高密度化、高速化、高可靠化、功能化方向發展，因此開發更加具有高性能、高質量、高可靠性、功能化的鋰電池集流體市場前景非常廣闊。

????自1950年荷蘭菲力浦公司的海曼等人發現BaTiO3系陶瓷半導化后可獲得正溫度系數（PTC）特性以來，人們對它的了解越來越深刻。與此同時，在其應用方面也正日益廣泛，滲透到日常生活、工農業技術、軍事科學、通訊、宇航等各個領域。PTC熱敏電阻發熱元件是現代以至將來高科技尖端之產品。它被廣泛應用于輕工、住宅、交通、航天、農業、醫療、環保、采礦、民用器械等，它與鎳、鉻絲或遠紅外等發熱元件相比，具有卓越的優點。當在PTC元件施加交流或直流電壓升溫時，在居里點溫度以下，電阻率很低；當一旦超越居里點溫度，電阻率突然增大，使其電流下降至穩定值，達到自動控制溫度、恒溫目的。PTC元件發熱時不發紅，無明火（電阻絲發紅且有明火），不易燃燒。PTC元件周圍溫度超越限值時，其功率自動下降至平衡值，不會產生燃燒危險。PTC元件的能量輸入采用比例式，有限流作用，比鎳鉻絲等發熱元件的開關式能量輸入還節省電力。PTC材料有高分子材料類與陶瓷類兩種，陶瓷類PTC元件本身為氧化物，無鎳鉻絲之高溫氧化弊端，也沒有紅外線管易碎現象，壽命長。并且多孔型比無孔型壽命更長。PTC元件本身自動控溫，不需另加自動控制溫度線路裝置。多孔型PTC更不需要其他散熱裝置，也不需用導電膠。PTC元件在低壓（6-36伏）和高壓（110-240伏）下都能正常使用。低壓PTC元件適用于各類低電壓加熱器，儀器低溫補償，汽車上和電腦周邊設備上的加熱器。?高壓PTC元件適用于下列電氣設備的加熱：電熱保溫碟、烘鞋器、熱熔膠槍、電飯煲、電熱靴、電熱驅蚊器、靜脈注射加熱、輕便塑料封口機、蒸氣發梳、蒸氣發生器、加濕器、卷發器、錄象機、復印機、自動售貨機、熱風簾、暖手器、茶葉烘干機、水管加熱器、旅行干衣機、汽車烤漆房、液化氣瓶加熱器、沐浴器、美容器、電熱餐桌、奶瓶恒溫器、電熱炙療器、電熱水瓶、電熱毯等。

????PTC材料的出現，可以解決傳統開關的速度不夠快和容量不夠大這兩方面的問題。隨著科學技術的發展和工藝的不斷改進，PTC元件的特性將越來越完善，其常態可通電流將得到進一步的提高，在交、直流領域可能導致傳統開關的一場技術革命，對于二次控制設備也有著廣泛的應用前景，它將大大降低電子設備的制造成本，提高電子系統運行的經濟性、可靠性。

????PTC材料加工由于鈦酸鋇陶瓷材料的特點，傳統加工均一性控制較難，限制了PTC材料的應用。

????傳統制備PTC元器件由于工藝的限制，PTC元器件與電極分別加工，然后與極板焊接或膠結成器件，以小型元器件為主，未見有巨幅超薄功能鋰電池集流體加工的報道。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種等離子體噴涂高分子復合PTC粉體制備鋰電池集流體的方法，該方法加工過程簡便，可提高生產效率及優良品率。

為實現上述發明目的，本發明采用以下技術方案：

一種等離子體噴涂高分子復合PTC粉體制備鋰電池集流體的方法，包括以下步驟：（1）制備高分子復合PTC粉體；（2）通過加熱裝置將鋰電池集流體加熱至100-300℃，利用等離子體噴涂設備在鋰電池集流體上涂覆步驟（1）制得的高分子復合PTC粉體，在鋰電池集流體上形成高分子復合PTC粉體涂層；（3）烘烤步驟（2）涂覆過高分子復合PTC粉體涂層的鋰電池集流體，經過再結晶工藝得到帶有高分子復合PTC粉體涂層的鋰電池集流體。