CN110791000A - 一种新型的双基体锂电池用pptc的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型的双基体锂电池用PPTC的制备方法，涉及PPTC制造技术领域，包括原材料的混合、密炼、复合成型等步骤，本发明的低温型锂电池用PPTC，在材料上采用低密度聚乙烯和高密度聚乙烯双基体形式，低密度聚乙烯的熔点较低(70‑80℃)，但低密度聚乙烯的耐压性能不好，所以必须采用双基体的形式，既能保证锂电池在过载状态下温度低于95℃，又能保证产品耐压。这两种基体在一定比例下配置后，通过混炼工艺充分融合在一起，再配以合适比例的炭黑，做出的PPTC成品可以保证锂电池温度在90℃以下，满足锂电池行业过载温度的要求。

Description

一种新型的双基体锂电池用PPTC的制备方法
技术领域
本发明属于PPTC制造技术领域，具体涉及一种新型的双基体锂电池用PPTC的制备方法。
背景技术
目前国内外市场上的锂电池用PPTC主要为环形PPTC或条型PPTC，主要使用在手机电池、笔记本电池等消费电器上，这些PPTC的材料主要由高密度聚乙烯(HDPE)和炭黑组成，在使用中，一旦PPTC受到异常电流冲击，会提高自身阻值而起到断开电流保护电器的作用，这个过程中因为材料中高密度聚乙烯的熔融温度较高(125℃以上)，所以PPTC的温度也有可能达到这个温度，但在大部分的锂电池行业标准中，锂电池在受到异常电流过载后，温度不得超过95℃。这种情况下只能通过挑选内阻较高的PPTC安装在锂电池上，才有可能解决这个温度过高的问题，但内阻过大也会影响锂电池的其他性能。因此，有必要研发出一种既能满足锂电池过载温度的要求、又能保证产品的耐压性能的PPTC产品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型的双基体锂电池用PPTC的制备方法，以解决现有技术中导致的上述缺陷。
一种新型的双基体锂电池用PPTC的制备方法，包括如下步骤：
(1)将低密度聚乙烯与高密度聚乙烯按照2:3的比例配置，在配比一定量的导电炭黑，将这三种材料高速搅拌，混合均匀，获得混合料A；
(2)取混合料A放入密炼机中密炼，加热密炼机至220℃，进行25分钟混炼，混炼后通过破碎机造粒，再使用单螺杆复合设备进行电极复合，将铜箔复合在条状的挤出料的上下两面；
(3)将复合后的芯材进行冲制和辐照，即可获得所需产品；
上述低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、导电炭黑的配比如下(按质量百分比计)：低密度聚乙烯13％-20％、高密度聚乙烯20％-30％、导电炭黑55％-65％。
优选的，所述低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、导电炭黑的配比如下(按质量百分比计)：低密度聚乙烯20％、高密度聚乙烯30％、导电炭黑50％。
优选的，所述步骤(3)中的辐照工艺如下：
辐照剂量为360KGY，每45KGY一圈，总共8圈，辐照时将芯片基板码成14层一摞，每圈出来时将14层基板重新排列，使每一层辐照剂量均匀。
优选的，所述单螺杆复合设备包括单螺杆挤出机、复合机构以及送料机构，所述复合机构属于单螺杆挤出机的出料端一侧，所述送料机构用于向复合机构内输送铜箔，所述复合机构用于将单螺杆挤出机挤出的条状的挤出料与铜箔进行复合。
优选的，所述复合机构具体包括机架、上导料辊、下导料辊以及驱动电机，所述上导料辊、下导料辊均转动连接于机架上且上下并列设置，上导料辊、下导料辊的一端分别连接有两个所述的驱动电机的输出端。
优选的，所述送料机构包括送料架和放线辊轴，所述放线辊轴转动连接于送料架上。
本发明有益效果：本发明的低温型锂电池用PPTC，在材料上采用低密度聚乙烯和高密度聚乙烯双基体形式，低密度聚乙烯的熔点较低(70-80℃)，但低密度聚乙烯的耐压性能不好，所以必须采用双基体的形式，既能保证锂电池在过载状态下温度低于95℃，又能保证产品耐压。这两种基体在一定比例下配置后，通过混炼工艺充分融合在一起，再配以合适比例的炭黑，做出的PPTC成品可以保证锂电池温度在90℃以下，满足锂电池行业过载温度的要求。
附图说明
图1为本发明中的PPTC产品过载温度检测结果。
图2为本发明中单螺杆复合设备的组成示意图。
图3为本发明中PPTC产品复合时的原理图。
其中，1-单螺杆挤出机，2-复合机构，21-机架，22-上导料辊，23-下导料辊，24-驱动电机，3-送料机构，31-送料架，32-放线辊轴。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
一种新型的双基体锂电池用PPTC的制备方法，包括如下步骤：
(1)将低密度聚乙烯与高密度聚乙烯按照2:3的比例配置，在配比一定量的导电炭黑，将这三种材料高速搅拌，混合均匀，获得混合料A；
(2)取混合料A放入密炼机中密炼，加热密炼机至220℃，进行25分钟混炼，混炼后通过破碎机造粒，再使用单螺杆复合设备进行电极复合，将铜箔复合在条状的挤出料的上下两面；
(3)将复合后的芯材进行冲制和辐照，即可获得所需产品；
上述低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、导电炭黑的配比如下(按质量百分比计)：低密度聚乙烯20％、高密度聚乙烯30％、导电炭黑50％。
在本实施例中，所述步骤(3)中的辐照工艺如下：
辐照剂量为360KGY，每45KGY一圈，总共8圈，辐照时将芯片基板码成14层一摞，每圈出来时将14层基板重新排列，使每一层辐照剂量均匀。
实施例2
一种新型的双基体锂电池用PPTC的制备方法，包括如下步骤：
(1)将低密度聚乙烯与高密度聚乙烯按照2:3的比例配置，在配比一定量的导电炭黑，将这三种材料高速搅拌，混合均匀，获得混合料A；
(2)取混合料A放入密炼机中密炼，加热密炼机至220℃，进行25分钟混炼，混炼后通过破碎机造粒，再使用单螺杆复合设备进行电极复合，将铜箔复合在条状的挤出料的上下两面；
(3)将复合后的芯材进行冲制和辐照，即可获得所需产品；
上述低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、导电炭黑的配比如下(按质量百分比计)：低密度聚乙烯14％、高密度聚乙烯21％、导电炭黑65％。
在本实施例中，所述步骤(3)中的辐照工艺如下：
辐照剂量为360KGY，每45KGY一圈，总共8圈，辐照时将芯片基板码成14层一摞，每圈出来时将14层基板重新排列，使每一层辐照剂量均匀。
实施例3
一种新型的双基体锂电池用PPTC的制备方法，包括如下步骤：
(1)将低密度聚乙烯与高密度聚乙烯按照2:3的比例配置，在配比一定量的导电炭黑，将这三种材料高速搅拌，混合均匀，获得混合料A；
(2)取混合料A放入密炼机中密炼，加热密炼机至220℃，进行25分钟混炼，混炼后通过破碎机造粒，再使用单螺杆复合设备进行电极复合，将铜箔复合在条状的挤出料的上下两面；
(3)将复合后的芯材进行冲制和辐照，即可获得所需产品；
上述低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、导电炭黑的配比如下(按质量百分比计)：低密度聚乙烯18％、高密度聚乙烯27％、导电炭黑55％。
在本实施例中，所述步骤(3)中的辐照工艺如下：
辐照剂量为360KGY，每45KGY一圈，总共8圈，辐照时将芯片基板码成14层一摞，每圈出来时将14层基板重新排列，使每一层辐照剂量均匀。
性能测试：
将上述实施例中辐照后的PPTC焊接到锂电池上进行过载温度检测，过载时间为120分钟，其中每1分钟检测一次温度，120组数据中没有一组超过90℃。
如图1所示，经测试，加装双基体材料PPTC的锂电池，在过载时最高温度为78℃。
如图2和图3所示，本发明还公开了用于上述产品制作的单螺杆复合设备，具体包括单螺杆挤出机1、复合机构2以及送料机构3，所述复合机构2属于单螺杆挤出机1的出料端一侧，所述送料机构3用于向复合机构2内输送铜箔，所述复合机构2用于将单螺杆挤出机1挤出的条状的挤出料与铜箔进行复合。
在本实施例中，所述复合机构2具体包括机架21、上导料辊22、下导料辊23以及驱动电机24，所述上导料辊22、下导料辊23均转动连接于机架21上且上下并列设置，上导料辊22、下导料辊23的一端分别连接有两个所述的驱动电机24的输出端。
在本实施例中，所述送料机构3包括送料架31和放线辊轴32，所述放线辊轴32转动连接于送料架31上。
基于上述，本发明的低温型锂电池用PPTC，在材料上采用低密度聚乙烯和高密度聚乙烯双基体形式，低密度聚乙烯的熔点较低70-80℃，但低密度聚乙烯的耐压性能不好，所以必须采用双基体的形式，既能保证锂电池在过载状态下温度低于95℃，又能保证产品耐压。这两种基体在一定比例下配置后，通过混炼工艺充分融合在一起，再配以合适比例的炭黑，做出的PPTC成品可以保证锂电池温度在90℃以下，满足锂电池行业过载温度的要求。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (6)

1.一种新型的双基体锂电池用PPTC的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将低密度聚乙烯与高密度聚乙烯按照2:3的比例配置，在配比一定量的导电炭黑，将这三种材料高速搅拌，混合均匀，获得混合料A；
(2)取混合料A放入密炼机中密炼，加热密炼机至220℃，进行25分钟混炼，混炼后通过破碎机造粒，再使用单螺杆复合设备进行电极复合，将铜箔复合在条状的挤出料的上下两面；
(3)将复合后的芯材进行冲制和辐照，即可获得所需产品；
上述低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、导电炭黑的配比如下(按质量百分比计)：低密度聚乙烯13％-20％、高密度聚乙烯20％-30％、导电炭黑55％-65％。
2.根据权利要求1所述的一种新型的双基体锂电池用PPTC的制备方法，其特征在于：所述低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、导电炭黑的配比如下(按质量百分比计)：低密度聚乙烯20％、高密度聚乙烯30％、导电炭黑50％。
3.根据权利要求1所述的一种新型的双基体锂电池用PPTC的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的辐照工艺如下：
辐照剂量为360KGY，每45KGY一圈，总共8圈，辐照时将芯片基板码成14层一摞，每圈出来时将14层基板重新排列，使每一层辐照剂量均匀。
4.根据权利要求1所述的一种新型的双基体锂电池用PPTC的制备方法，其特征在于：所述单螺杆复合设备包括单螺杆挤出机(1)、复合机构(2)以及送料机构(3)，所述复合机构(2)属于单螺杆挤出机(1)的出料端一侧，所述送料机构(3)用于向复合机构(2)内输送铜箔，所述复合机构(2)用于将单螺杆挤出机(1)挤出的条状的挤出料与铜箔进行复合。
5.根据权利要求4所述的一种新型的双基体锂电池用PPTC的制备方法，其特征在于：所述复合机构(2)具体包括机架(21)、上导料辊(22)、下导料辊(23)以及驱动电机(24)，所述上导料辊(22)、下导料辊(23)均转动连接于机架(21)上且上下并列设置，上导料辊(22)、下导料辊(23)的一端分别连接有两个所述的驱动电机(24)的输出端。
6.根据权利要求5所述的一种新型的双基体锂电池用PPTC的制备方法，其特征在于：所述送料机构(3)包括送料架(31)和放线辊轴(32)，所述放线辊轴(32)转动连接于送料架(31)上。
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