[發明專利]一種可以耐受高壓的自控制型保護器及其制備方法

在審

• 申請號: 201710800772.7
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN107393784A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 胡志明;錢朝勇;吳國臣
• 申請（專利權）人: 上海長園維安電子線路保護有限公司
• 主分類號: H01H85/02
• 分類號: H01H85/02;H01H85/046;H01H69/02
• 代理公司: 上海東亞專利商標代理有限公司31208
• 代理人: 董梅

技術領域

本發明涉及一種可以耐受高壓的自控制型保護器及其制備方法，屬電子產品用自控制型保護元器件，特別適用于鋰離子電池保護用的自控制型保護元器件。

背景技術

鋰離子電池自問世以來，在手機、筆記本、平板電腦、數碼相機等便攜式移動設備中已得到大量地應用，并且正在電動汽車、電動自行車、無人機、掃地機、電動平衡車等諸多新的領域中應用起來。鋰離子電池具有諸多優越性能的同時，卻依然有著容易起火燃燒、爆炸等缺點，特別是在電動車上應用時，因為其使用鋰離子電池的數量或體積非常巨大，一旦發生燃燒或爆炸，甚至會有危及到生命的危險。

目前鋰離子電池廣泛采用兩級或以上的充放電保護回路。一級保護大多采用IC加MOSFET，基本上能起到正常的過流、過壓、防反充等各項保護。但一旦一級保護失效（雖然這種概率很小，但也還是有這種可能性），就需要二級保護起到必要的保護作用。二級保護多采用PTC、Breaker、SMD Fuse、溫度保險絲、IC加MOSFET、自控制型保護器等多種元器件。上述元器件基本只有自控制型保護器具有過壓防護功能。

目前市場上的自控制型保護器，通過對應其保護的鋰離子電池的電芯數量來確定其型號，不同的應用場景有不同大小的保護電壓需求，導致自控制保護器的型號特別繁雜（從1串到14串等等），在實際使用中物料容易出錯。市面上已有廠家采用低串數的自控制型保護器應用于高壓場景，減小物料采購型號。根據公式P= U²/R，電壓越大發熱功率越大，越有利于主導電回路（6）熔斷保護電芯，但實際應用中卻發現發熱層在高發熱功率下出現阻值上升的PTC效應。

所以市場需要一種可以耐受高壓的自控制型保護器，即可以實現過壓保護功能又能以低串數型號用于高壓場景，減少物料型號。

發明內容

本發明目的在于提供一種可以耐受高壓的自控制型保護器，

本發明的再一目的在于：提供所述一種可以耐受高壓的自控制型保護器的制備。

本發明目的通過下述方案實現：一種可以耐受高壓的自控制型保護器，包括陶瓷基板、電極、絕緣層和主導電回路，其中：所述的陶瓷基板的為矩形，在該陶瓷基板的四個邊上對稱設有電極一、二、三和四，其中一對相對的電極至少連接一個發熱層，在該發熱層上設有絕緣層，在絕緣層上覆有電極層；至少在另一對電極上設有阻擋層，在電極層與阻擋層之間通過焊接或印刷并燒結的方式連接主導電回路，在該主導電回路上涂覆助熔劑后將上蓋粘結在所述的陶瓷基板上方。

本發明有常規大電流保險絲的功能，同時有自主控制主導電回路熔斷的功能。特別是發熱層的設計采用并排的并聯、串聯或者疊層的并聯等等方式，在保證整體阻值不變的情況下，增加某一電阻層的阻值或者降低電阻層每單元的承受電壓，達到降低通電時電阻層的表面最高溫度，從而提升產品的總的耐受電壓，進而實現自控制型保護器的低串數型號通用于高電壓保護場景。

本發明所述的陶瓷基板厚度不大于0.5mm。可用薄型陶瓷基板材料加工而成，可以是氧化鋁、氧化鋯等為主要原料的基材經沖壓或激光切割等工藝加工成厚度在0.5mm以下的陶瓷基板。

所述的陶瓷基板上可以設有二個或者兩個以上的發熱層以并聯、串聯或疊層并聯的形式，如：可以是兩個電阻層并排的并聯組成，或者兩個以上的電阻層并排的串聯組成，或者兩個以上的電阻層疊層并聯組成形式連接在同一對相對電極上。

所述的陶瓷基板設第一發熱層，所述的上蓋上設第二發熱層，在所述上蓋的對邊上設有一對電極，第二發熱層連接在該對電極上，然后覆上第二絕緣層后粘結在所述的陶瓷基板上方。以保護內部器件。

本發明提供一種根據上述的可以耐受高壓的自控制型保護器的制備方法，依下述步驟：

1）陶瓷基板的表面沿四個邊上對稱印刷導體漿料，經高溫燒結后形成電極一、二、三和四；

2）在電極三和四之間印刷電阻漿料，經高溫燒結后形成發熱層；

3）在發熱層上方印刷介質漿料，經過高溫燒結形成絕緣層；

4）在絕緣層上方印刷導體漿料，經過高溫燒結形成電極層；

5）在電極一和二上印刷或者濺射或者噴涂絕緣材料，根據絕緣材料種類采用高溫燒結或低溫固化形成阻擋層一、二；

6）在電極層與阻擋層一、二之間通過焊接或印刷并燒結的方式連接主導電回路，在主導電回路上方添加助熔劑或不添加助熔劑；

7）在陶瓷基板上方粘結上蓋。

電極可采用絲印工藝將導體漿料印刷在陶瓷基板后經高溫燒結后形成，導體漿料可以由銀、鉑、鈀、金、銅、鋅、鋁等導電性良好的金屬及其氧化物的一種或多種構成