[發(fā)明專利]一種正溫度系數(shù)熱敏材料及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710675716.5 | 申請日： | 2017-08-09 |
| 公開（公告）號： | CN107633930B | 公開（公告）日： | 2019-06-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 楊陽;李亞南;趙永鋒;許飛;羅傳軍;劉興福;李小濤;李莉;仲啟方 | 申請（專利權(quán)）人： | 多氟多新能源科技有限公司 |
| 主分類號： | H01C7/02 | 分類號： | H01C7/02;H01M10/637 |
| 代理公司： | 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119 | 代理人： | 胡云飛 |
| 地址： | 454191 河南省焦作市工*** | 國省代碼： | 河南;41 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 溫度 系數(shù) 熱敏 材料 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種正溫度系數(shù)熱敏材料及其制備方法，屬于熱敏材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的正溫度系數(shù)熱敏材料由包括如下組分的原料制成：鍶源和鉛源中的一種、鈦源、錳源、金屬氧化物、助燒劑；所述鍶源或鉛源與鈦源、錳源、金屬氧化物、助燒劑的摩爾比為99?99.5:100.85?100.95:0.04?0.05:0.2?0.5:0.1?0.2；所述金屬氧化物為Nb、Ta、Bi、Sb、Y、La中任意一種的氧化物或氧化物的組合。本發(fā)明的正溫度系數(shù)熱敏材料在超過一定的溫度(居里溫度)時，其電阻值隨著溫度的升高呈階躍性的增高，該材料在居里溫度以下具有小電阻；該材料使得PTC層具有溫度敏感性。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種正溫度系數(shù)熱敏材料及其制備方法，屬于熱敏材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
鋰離子電池作為一種新興技術(shù)，與傳統(tǒng)電池相比有著諸多優(yōu)勢。現(xiàn)有技術(shù)中，鋰離子電池已經(jīng)廣泛的應用于各行各業(yè)，最突出的代表為手機采用單塊鋰離子電池作為動力源，而新能源電動汽車基本采用鋰離子電池組作為動力源。國內(nèi)外基于鋰離子電池自身的優(yōu)點，近年來在理論與工程方面重點研究并不斷突破，基本掌握了該電池的應用特性。鋰離子電池組雖然可以很好的滿足電動產(chǎn)品的發(fā)展需求，卻一直潛藏著不安全的因素。現(xiàn)有技術(shù)中的鋰離子電池在發(fā)生短路、燃燒進而導致爆炸的幾率遠高于其它傳統(tǒng)電池。
鋰離子電池發(fā)生爆炸的原因可歸納為電池芯外部短路與電池芯內(nèi)部短路兩方面。在電池短路時，電池內(nèi)部會放出大量的熱，致使溫度升高，電池內(nèi)部會發(fā)生多種副反應，特別是在鋁箔集流體與滿電狀態(tài)下的負極短路接觸時，更容易使鋰離子電池發(fā)生熱失控反應，致使鋰離子電池的安全性能大大降低。因此電池芯內(nèi)部的防護措施，如何從根源上阻斷電池發(fā)生熱失控的可能性是十分重要的。
正溫度系數(shù)熱敏材料(PTC)具有在較低溫度系數(shù)時電阻較低，而溫度上升到一定程度時電阻急劇上升的特性。這種材料使用在鋰離子電池上，高溫狀態(tài)下能阻斷電池內(nèi)部短路反應，對提高鋰離子電池的安全性具有重要意義。但是，這種熱敏材料的結(jié)構(gòu)大多類似與陶瓷材料，使用在鋰離子電池中時，會對電池的內(nèi)阻造成一定影響。因此在使用時，需要限制這種材料的使用量，而使用量太小時，對電池安全性的提升則非常有限。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)︿囯x子電池安全性有較大提升的正溫度系數(shù)熱敏材料。
本發(fā)明的目的還在于提供上述正溫度系數(shù)熱敏材料的制備方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的正溫度系數(shù)熱敏材料的技術(shù)方案是：
一種正溫度系數(shù)熱敏材料，由包括如下組分的原料制成：鍶源和鉛源中的一種、鈦源、錳源、金屬氧化物、助燒劑；所述鍶源或鉛源與鈦源、錳源、金屬氧化物、助燒劑的摩爾比為0.9915:1.0095:0.0004:0.002:0.001；所述金屬氧化物為Nb、Ta、Bi、Sb、Y、La中任意一種的氧化物或氧化物的組合。
本發(fā)明的正溫度系數(shù)熱敏材料是一種典型具有溫度敏感性的半導體電阻，超過一定的溫度(居里溫度)時，其電阻值隨著溫度的升高呈階躍性的增高，該材料在居里溫度以下具有小電阻；該材料使得PTC層具有溫度敏感性。
特別的，本發(fā)明的正溫度系數(shù)熱敏材料為鋰離子電池用正溫度系數(shù)熱敏材料。
所述助燒劑為氧化鋁、二氧化硅二氧化鋯按照摩爾比為0.03：0.03：0.62組成的混合物。本發(fā)明采用多種氧化物的混合物作為助燒劑，能夠使制得的正溫度系數(shù)材料的結(jié)構(gòu)更加均一穩(wěn)定，材料更加致密，強度更大。
鈦源可以選擇鈦鹽或者鈦的氧化物，為了方便燒結(jié)反應，一般的，所述鈦源為二氧化鈦。
鍶源和鉛源采用常用的燒結(jié)原料，所述鍶源為鈦酸鍶，所述鉛源為鈦酸鉛。
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