鋰離子電池溫度感應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋰離子電池溫度感應(yīng)器，包括撓性印刷電路板和熱電阻，熱電阻固定并電連接于撓性印刷電路板，設(shè)有兩根架橋?qū)Ь€，撓性印刷電路板通過(guò)兩根架橋?qū)Ь€與外部?jī)x表連接導(dǎo)通，本發(fā)明的鋰離子電池溫度感應(yīng)器能夠用于檢測(cè)鋰離子電池各層鋁箔包間溫度，從而在整個(gè)的充電和放電周期獲得精確的溫度指示，提高系統(tǒng)工作的可靠性，且體積小、內(nèi)部無(wú)空氣隙、熱慣性小、測(cè)量滯后小、機(jī)械性能好、耐振、抗沖擊、能彎曲、便于安裝且使用壽命長(zhǎng)。
【專利說(shuō)明】鋰離子電池溫度感應(yīng)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)鋰離子電池各層鋁箔包間溫度的電池溫度感應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池自1991年問(wèn)世以來(lái)，由于具有高電壓、高比能量、高比功率的優(yōu)點(diǎn)而備受人們的青睞，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種便攜式電子設(shè)備。隨著世界能源的日趨緊張，國(guó)際油價(jià)的不斷攀升，電動(dòng)車及混合動(dòng)力車將成為未來(lái)的重要交通工具，鋰離子電池作為候選動(dòng)力電源而備受關(guān)注。與鋰電池相比，鋰離子電池采用石墨負(fù)極替代了金屬鋰，安全性大大提高，然而在機(jī)械沖擊、高溫、過(guò)充等條件下鋰離子電池仍然可能出現(xiàn)爆炸、燃燒現(xiàn)象。一方面，鋰離子電池采用有機(jī)溶液電解質(zhì)，當(dāng)電池處于過(guò)充狀態(tài)時(shí)有機(jī)溶劑容易在正極表面產(chǎn)生不可逆的氧化分解，在放出大量熱量的同時(shí)伴隨著大量可燃性氣體的產(chǎn)生，導(dǎo)致電池內(nèi)部溫度及壓力急劇上升，從而給電池帶來(lái)爆炸、燃燒的危險(xiǎn)。另一方面，鋰離子電池內(nèi)部自身存在一系列潛在的放熱反應(yīng)，當(dāng)電池在使用過(guò)程中因各種原因內(nèi)外部短路而引起內(nèi)部溫升較大時(shí)，容易被引發(fā)。通過(guò)化學(xué)反應(yīng)存儲(chǔ)能量的鋰離子充電電池如果因外部壓力等導(dǎo)致無(wú)法控制內(nèi)部反應(yīng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)因高溫造成熱失控的危險(xiǎn)狀態(tài)。這種狀態(tài)進(jìn)一步嚴(yán)重的話就有可能起火。而且，隨著容量不斷增大，也即隨著存儲(chǔ)的能量不斷增加，出現(xiàn)這種狀態(tài)的危險(xiǎn)性也越來(lái)越高。因此安全性問(wèn)題已經(jīng)成為鋰離子電池大型化的關(guān)鍵問(wèn)題之一。
[0003]過(guò)充是鋰離子電池在使用過(guò)程中可能碰到的安全問(wèn)題之一，尤其是在鋰離子電池組工作的過(guò)程中。目前鋰離子電池的過(guò)充保護(hù)方法主要有物理方法和化學(xué)方法。物理方法主要是通過(guò)引入正溫度系數(shù)電阻器(PTC)、使用外部監(jiān)測(cè)裝置、采用安全閥等，化學(xué)方法主要是從電池的內(nèi)部材料進(jìn)行改進(jìn)。
[0004]溫度監(jiān)測(cè)是鋰離子電池過(guò)充保護(hù)最直接有效的方式。鋰離子電池在單個(gè)使用時(shí)，安全性可以得到有效保證，但是對(duì)于組合使用的電池組，情況就會(huì)變得比較復(fù)雜，電池組將會(huì)因?yàn)槠渲腥魏我还?jié)電池因過(guò)充或過(guò)放引起的失配而截止。目前業(yè)界僅能檢測(cè)鋰電池包外表溫度，各層鋁箔包間溫度無(wú)法檢測(cè)與控制，而內(nèi)層溫度往往高于外表溫度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池溫度感應(yīng)器，本發(fā)明的鋰離子電池溫度感應(yīng)器能夠用于檢測(cè)鋰離子電池各層鋁箔包間溫度，從而在整個(gè)的充電和放電周期獲得精確的溫度指示，提高系統(tǒng)工作的可靠性。
[0006]本發(fā)明為了解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種鋰離子電池溫度感應(yīng)器，包括撓性印刷電路板和熱電阻，所述熱電阻固定并電連接于所述撓性印刷電路板，設(shè)有兩根架橋?qū)Ь€，所述撓性印刷電路板通過(guò)所述兩根架橋?qū)Ь€與外部?jī)x表連接導(dǎo)通。
[0008]本發(fā)明所采用的進(jìn)一步技術(shù)方案是:
[0009]所述撓性印刷電路板包括無(wú)膠單面覆銅基板、覆蓋膜和補(bǔ)強(qiáng)板，所述無(wú)膠單面覆銅基板夾置于所述覆蓋膜和所述補(bǔ)強(qiáng)板之間。
[0010]所述無(wú)膠單面覆銅基板由一層銅箔和一層聚酰亞胺膜構(gòu)成。
[0011]所述銅箔為壓延銅箔且厚度在12微米以下，所述聚酰亞胺膜為液態(tài)聚酰亞胺膜且厚度在8微米以下。
[0012]所述覆蓋膜為包括聚酰胺-酰亞胺覆蓋膜和聚苯硫醚覆蓋膜在內(nèi)的熱固型覆蓋膜中的任意一種且厚度在5-8微米之間。
[0013]所述補(bǔ)強(qiáng)板為一層聚酰亞胺膜或若干層通過(guò)樹脂粘接的聚酰亞胺膜，且補(bǔ)強(qiáng)板的厚度為3-9密耳。
[0014]設(shè)有接著劑層，所述補(bǔ)強(qiáng)板通過(guò)所述接著劑層粘接于所述撓性印刷電路板，所述接著劑層為熱硬化接著劑層且厚度為25-35微米。
[0015]所述熱電阻為金屬導(dǎo)體。
[0016]所述兩根架橋?qū)Ь€為兩根平行的導(dǎo)線，且每根導(dǎo)線外表包覆有聚乙烯材料層。
[0017]所述熱電阻與所述撓性印刷電路板之間以及所述架橋?qū)Ь€與所述撓性印刷電路板之間通過(guò)無(wú)鉛焊錫焊接并以黑色油墨覆蓋。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的鋰離子電池溫度感應(yīng)器包括撓性印刷電路板和熱電阻，熱電阻固定并電連接于撓性印刷電路板，設(shè)有兩根架橋?qū)Ь€，撓性印刷電路板通過(guò)兩根架橋?qū)Ь€與外部?jī)x表連接導(dǎo)通，本發(fā)明的鋰離子電池溫度感應(yīng)器能夠用于檢測(cè)鋰離子電池各層鋁箔包間溫度，從而在整個(gè)的充電和放電周期獲得精確的溫度指示，提高系統(tǒng)工作的可靠性，且體積小、內(nèi)部無(wú)空氣隙、熱慣性小、測(cè)量滯后小、機(jī)械性能好、耐振、抗沖擊、能彎曲、便于安裝且使用壽命長(zhǎng)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明的鋰離子電池溫度感應(yīng)器的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明的鋰離子電池溫度感應(yīng)器的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為本發(fā)明的鋰離子電池溫度感應(yīng)器的撓性印刷電路板的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下通過(guò)特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及功效。本發(fā)明也可以其它不同的方式實(shí)施，即，在不背離本發(fā)明所揭示的范圍內(nèi)進(jìn)行不同的修改與改變。
[0023]實(shí)施例:一種鋰離子電池溫度感應(yīng)器，包括撓性印刷電路板I和熱電阻2，所述熱電阻固定并電連接于所述撓性印刷電路板，設(shè)有兩根架橋?qū)Ь€3，所述撓性印刷電路板通過(guò)所述兩根架橋?qū)Ь€與外部?jī)x表連接導(dǎo)通。
[0024]所述撓性印刷電路板包括無(wú)膠單面覆銅基板、覆蓋膜13和補(bǔ)強(qiáng)板14，所述無(wú)膠單面覆銅基板夾置于所述覆蓋膜和所述補(bǔ)強(qiáng)板之間。
[0025]撓性印刷電路板(FPC)結(jié)構(gòu)中的無(wú)膠單面覆銅箔基板(21ayer-S)，其在高溫下具有優(yōu)越的尺寸安定性，穩(wěn)定的剝離強(qiáng)度以及極佳的擾曲性能，其結(jié)構(gòu)包括一層銅箔11及一層液態(tài)聚酰亞胺薄膜(PI )12，其中銅箔要求選取壓延銅，厚度在12um以下，PI厚度在8um以下。覆蓋銅箔裸露處的覆蓋膜為聚酰胺-酰亞胺(PAI)或聚苯硫醚(PPS)等耐高溫?zé)峁绦捅∧?，厚度要求?lum之間。補(bǔ)強(qiáng)板為厚度為3?9mil的聚酰亞胺薄膜，也可以厚度為
l、2mil的聚酰亞胺薄膜搭配環(huán)氧樹脂復(fù)合成厚度為3?9mil的補(bǔ)強(qiáng)板。補(bǔ)強(qiáng)板貼合用的接著劑為熱硬化性接著劑15，厚度在25?35um。
[0026]熱電阻是利用物質(zhì)在溫度變化時(shí)，其電阻也隨著發(fā)生變化的特征來(lái)測(cè)量溫度的。當(dāng)阻值變化時(shí)，工作儀表便顯示出阻值所對(duì)應(yīng)的溫度值。熱電阻測(cè)溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的。熱電阻大都由純金屬材料制成，作為熱電阻的金屬材料一般要求:盡可能大而穩(wěn)定的溫度系數(shù)、電阻率要大(在同樣靈敏度下減小傳感器的尺寸)、在使用的溫度范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的化學(xué)物理性能、材料的復(fù)制性好、電阻值隨溫度變化要有間值函數(shù)關(guān)系(最好呈線性關(guān)系)。目前應(yīng)用最多的是鉬和銅，此外，現(xiàn)在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。熱電阻主要是利用電阻值隨溫度變化而變化這一特性來(lái)測(cè)量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù)，在溫度檢測(cè)精度要求比較高的場(chǎng)合比較適用。本發(fā)明選用的熱電阻材料為鉬、銅或鎳皆可，它們具有電阻溫度系數(shù)大、線性好、性能穩(wěn)定、使用溫度范圍寬、加工容易等特點(diǎn)。測(cè)量溫度范圍在_200°C至+500°C內(nèi)。
[0027]兩根架橋?qū)Ь€為兩平行導(dǎo)線，是外表以聚乙烯材料包覆的架橋聚乙烯導(dǎo)線。
[0028]熱電阻搭配撓性印刷電路板(FPC), —端置于電池內(nèi)部,通過(guò)架橋?qū)Ь€與外部?jī)x表接通，檢測(cè)電池內(nèi)部溫度，當(dāng)電池過(guò)充，溫度上升達(dá)到危險(xiǎn)值時(shí)，斷開充電電流。各部件要求采用無(wú)鉛焊錫4連接，并在連接處以黑色液態(tài)油墨樹脂5覆蓋，起保護(hù)作用。
[0029]本發(fā)明可用于檢測(cè)鋰電池包各層鋁箔包間溫度，從而在整個(gè)的充電和放電周期獲得精確的溫度指示，提高系統(tǒng)工作的可靠性。
[0030]上述實(shí)施例僅為例示性說(shuō)明本發(fā)明原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如權(quán)利要求書所列。
【權(quán)利要求】
1.一種鋰離子電池溫度感應(yīng)器，其特征在于:包括撓性印刷電路板和熱電阻，所述熱電阻固定并電連接于所述撓性印刷電路板，設(shè)有兩根架橋?qū)Ь€，所述撓性印刷電路板通過(guò)所述兩根架橋?qū)Ь€與外部?jī)x表連接導(dǎo)通。
2.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池溫度感應(yīng)器，其特征在于:所述撓性印刷電路板包括無(wú)膠單面覆銅基板、覆蓋膜和補(bǔ)強(qiáng)板，所述無(wú)膠單面覆銅基板夾置于所述覆蓋膜和所述補(bǔ)強(qiáng)板之間。
3.如權(quán)利要求2所述的鋰離子電池溫度感應(yīng)器，其特征在于:所述無(wú)膠單面覆銅基板由一層銅箔和一層聚酰亞胺膜構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求3所述的鋰離子電池溫度感應(yīng)器，其特征在于:所述銅箔為壓延銅箔且厚度在12微米以下，所述聚酰亞胺膜為液態(tài)聚酰亞胺膜且厚度在8微米以下。
5.如權(quán)利要求2所述的鋰離子電池溫度感應(yīng)器，其特征在于:所述覆蓋膜為包括聚酰胺-酰亞胺覆蓋膜和聚苯硫醚覆蓋膜在內(nèi)的熱固型覆蓋膜中的任意一種且厚度在5-8微米之間。
6.如權(quán)利要求2所述的鋰離子電池溫度感應(yīng)器，其特征在于:所述補(bǔ)強(qiáng)板為一層聚酰亞胺膜或若干層通過(guò)樹脂粘接的聚酰亞胺膜，且補(bǔ)強(qiáng)板的厚度為3-9密耳。
7.如權(quán)利要求6所述的鋰離子電池溫度感應(yīng)器，其特征在于:設(shè)有接著劑層，所述補(bǔ)強(qiáng)板通過(guò)所述接著劑層粘接于所述撓性印刷電路板，所述接著劑層為熱硬化接著劑層且厚度為25-35微米。
8.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池溫度感應(yīng)器，其特征在于:所述熱電阻為金屬導(dǎo)體。
9.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池溫度感應(yīng)器，其特征在于:所述兩根架橋?qū)Ь€為兩根平行的導(dǎo)線，且每根導(dǎo)線外表包覆有聚乙烯材料層。
10.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池溫度感應(yīng)器，其特征在于:所述熱電阻與所述撓性印刷電路板之間以及所述架橋?qū)Ь€與所述撓性印刷電路板之間通過(guò)無(wú)鉛焊錫焊接并以黑色油墨覆蓋。
【文檔編號(hào)】H01M10/48GK103542955SQ201210246782
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月17日
【發(fā)明者】李建輝, 金進(jìn)興, 林志銘, 張孟浩, 王羽芳 申請(qǐng)人:昆山雅森電子材料科技有限公司