CN114872335B - 汽车电池可变电阻保护元件及制备方法 - Google Patents

汽车电池可变电阻保护元件及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种汽车电池可变电阻保护元件及制备方法，其中汽车电池可变电阻保护元件包括可变电阻基体，内含金属离子介质，该可变电阻基体为蜂窝状，至少一组内部电极，置于可变电阻基体的内部，至少一组外部电极，置于可变电阻基体的外部与内部电极对应设置；所述可变电阻基体由无机树脂与陶瓷材料混合后加入金属离子介质烧结后由模具压制而成。一种汽车电池可变电阻保护元件的制备方法，包括如下步骤：将无机树脂、陶瓷材料、金属离子混合后烧结熔融由模具压制而成。本发明通过对汽车电池加入可变电阻保护元件，当温度变化、压力变化以及湿度变化时，电阻率降低，可以明显形成阻断，保护汽车电池。

Description

汽车电池可变电阻保护元件及制备方法
技术领域
本发明提供了一种可变电阻保护元件技术领域，具体是一种汽车电池可变电阻保护元件及制备方法。
背景技术
目前汽车电池起火都是起火、碰撞、入水等因素引起的，为了防止出现起火、碰撞、入水等因素，汽车电池在制造时对密封要求非常高，但是现有的技术却无法克服。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了汽车电池可变电阻保护元件及制备方法。
本发明采用的技术方案为：
汽车电池可变电阻保护元件，包括
可变电阻基体，内含金属离子介质，该可变电阻基体为蜂窝状，
至少一组内部电极，置于可变电阻基体的内部，
至少一组外部电极，置于可变电阻基体的外部与内部电极对应设置；
所述可变电阻基体由无机树脂与陶瓷材料混合后加入金属离子介质烧结后由模具压制而成。
进一步地，所述金属离子介质在可变电阻基体内部均匀布设。
进一步地，所述模具包括上模以及下模，所述下模内设置有凹模，所述上模上设置有与凹模匹配的凸模，所述凹模的底板设置有均匀排列的通孔，该底板与设置在下部的漏斗形蜂窝块对接，漏斗形蜂窝块内部接入通气接口；
在下模的一侧设置有针板组件，该针板组件包括针板气缸，针板气缸上设置有针板推板，在针板推板上设置有多个钢针，所述钢针由下模一侧的钢针通孔伸入至凹模内；
所述凸模为蜂窝状，内设置有加热元件，以及在上模上部设置有由凸模位置向上模上部延伸的蜂窝柱，蜂窝柱与凸模同轴线设置；
所述下模上设置有向上顶出上模的顶杆。
本发明还提供了一种汽车电池可变电阻保护元件的制备方法，包括如下步骤：
将无机树脂与陶瓷材料混合后加入金属离子介质放入加热炉中加热至熔融状形成可变电阻复合材料，加热过程中匀速搅拌，使可变电阻复合材料均匀混合；
针板气缸将钢针推入至凹模内，同时由通气接口通入氮气，
凸模内的加热元件加热，使得凸模温度预热至200～1000℃，
将熔融好的可变电阻复合材料倒入至凹模，将凸模和凹模对接后压制，待可变电阻复合材料被预压成块状时，加热元件停止加热，冷却至成型后钢针由针板气缸拉动退出形成可变电阻基体。
进一步地，通气接口通入氮气由漏斗形蜂窝块经均匀排列的通孔进入凹模，使得可变电阻复合材料在压制过程中形成蜂窝孔，氮气经可变电阻复合材料由凸模经蜂窝柱一侧排出。
进一步地，所述可变电阻基体包括如下质量百分比的组分：
无机树脂10-50%；
金属离子1-10%；
陶瓷材料10-40%。
本发明通过对汽车电池加入可变电阻保护元件，当温度变化、压力变化以及湿度变化引起起火、碰撞、入水等情况时，电阻率降低，可以明显形成阻断，保护汽车电池。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中模具的结构示意图；
图3为本发明中单体材料电导率与场强的关系；
图4为本发明中不同温度下复合材料的导电率与场强关系曲线；
图5为本发明中不同压力下复合材料的导电率与场强关系曲线。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
参照图1至图2，本发明提供了汽车电池可变电阻保护元件，包括
可变电阻基体1，内含金属离子介质，该可变电阻基体为蜂窝状，
至少一组内部电极2，置于可变电阻基体的内部，
至少一组外部电极3，置于可变电阻基体的外部与内部电极对应设置；
所述可变电阻基体由无机树脂与陶瓷材料混合后加入金属离子介质烧结后由模具压制而成。
进一步地，所述金属离子介质在可变电阻基体内部均匀布设。
进一步地，所述模具包括上模200以及下模100，所述下模内设置有凹模105，所述上模上设置有与凹模匹配的凸模203，所述凹模的底板设置有均匀排列的通孔，该底板与设置在下部的漏斗形蜂窝块104对接，漏斗形蜂窝块内部接入通气接口103；
在下模200的一侧设置有针板组件，该针板组件包括针板气缸，针板气缸101上设置有针板推板，在针板推板上设置有多个钢针102，所述钢针由下模一侧的钢针通孔伸入至凹模内；
所述凸模203为蜂窝状，内设置有加热元件202，以及在上模200上部设置有由凸模位置向上模上部延伸的蜂窝柱201，蜂窝柱与凸模同轴线设置；
所述下模上设置有向上顶出上模的顶杆106。
本发明还提供了一种汽车电池可变电阻保护元件的制备方法，包括如下步骤：
将无机树脂与陶瓷材料混合后加入金属离子介质放入加热炉中加热至熔融状形成可变电阻复合材料，加热过程中匀速搅拌，使可变电阻复合材料均匀混合；
针板气缸将钢针推入至凹模内，同时由通气接口通入氮气，
凸模内的加热元件加热，使得凸模温度预热至200～1000℃，
将熔融好的可变电阻复合材料倒入至凹模，将凸模和凹模对接后压制，待可变电阻复合材料被预压成块状时，加热元件停止加热，冷却至成型后钢针由针板气缸拉动退出形成可变电阻基体。
进一步地，通气接口通入氮气由漏斗形蜂窝块经均匀排列的通孔进入凹模，使得可变电阻复合材料在压制过程中形成蜂窝孔，氮气经可变电阻复合材料由凸模经蜂窝柱一侧排出。
进一步地，所述可变电阻基体包括如下质量百分比的组分：
无机树脂10-70%；
金属离子5-20%；
陶瓷材料25-40%。
实施例1
一种汽车电池可变电阻保护元件的制备方法，包括如下步骤：
将无机树脂、陶瓷材料、金属离子按照如下质量百分比进行混合：
无机树脂50%；
金属离子10%；
陶瓷材料40%，
混合后放入加热炉中加热至熔融状形成可变电阻复合材料，加热过程中匀速搅拌，使可变电阻复合材料均匀混合；
针板气缸将钢针推入至凹模内，同时由通气接口通入氮气，
凸模内的加热元件加热，使得凸模温度预热至200～1000℃，
将熔融好的可变电阻复合材料倒入至凹模，将凸模和凹模对接后压制，待可变电阻复合材料被预压成块状时，加热元件停止加热，冷却至成型后钢针由针板气缸拉动退出，顶杆顶出上模，对表面进行处理形成可变电阻基体。
通气接口通入氮气由漏斗形蜂窝块经均匀排列的通孔进入凹模，使得可变电阻复合材料在压制过程中形成蜂窝孔，氮气经可变电阻复合材料由凸模经蜂窝柱一侧排出。
得到的可变电阻基体电阻率1. 48 ×107 ~ 1×1015 可调节
非线性系数 β≈17。
实施例2
一种汽车电池可变电阻保护元件的制备方法，包括如下步骤：
将无机树脂、陶瓷材料、金属离子按照如下质量百分比进行混合：
无机树脂70%；
金属离子5%；
陶瓷材料25%，
混合后放入加热炉中加热至熔融状形成可变电阻复合材料，加热过程中匀速搅拌，使可变电阻复合材料均匀混合；
针板气缸将钢针推入至凹模内，同时由通气接口通入氮气，
凸模内的加热元件加热，使得凸模温度预热至200～1000℃，
将熔融好的可变电阻复合材料倒入至凹模，将凸模和凹模对接后压制，待可变电阻复合材料被预压成块状时，加热元件停止加热，冷却至成型后钢针由针板气缸拉动退出，顶杆顶出上模，对表面进行处理形成可变电阻基体。
通气接口通入氮气由漏斗形蜂窝块经均匀排列的通孔进入凹模，使得可变电阻复合材料在压制过程中形成蜂窝孔，氮气经可变电阻复合材料由凸模经蜂窝柱一侧排出。
得到的可变电阻基体电阻率1. 48 ×107 ~ 1×1015 可调节
非线性系数 β≈17。
实施例3
一种汽车电池可变电阻保护元件的制备方法，包括如下步骤：
将无机树脂、陶瓷材料、金属离子按照如下质量百分比进行混合：
无机树脂60%；
金属离子10%；
陶瓷材料30%，
混合后放入加热炉中加热至熔融状形成可变电阻复合材料，加热过程中匀速搅拌，使可变电阻复合材料均匀混合；
针板气缸将钢针推入至凹模内，同时由通气接口通入氮气，
凸模内的加热元件加热，使得凸模温度预热至200～1000℃，
将熔融好的可变电阻复合材料倒入至凹模，将凸模和凹模对接后压制，待可变电阻复合材料被预压成块状时，加热元件停止加热，冷却至成型后钢针由针板气缸拉动退出，顶杆顶出上模，对表面进行处理形成可变电阻基体。
通气接口通入氮气由漏斗形蜂窝块经均匀排列的通孔进入凹模，使得可变电阻复合材料在压制过程中形成蜂窝孔，氮气经可变电阻复合材料由凸模经蜂窝柱一侧排出。
得到的可变电阻基体电阻率1. 48 ×107 ~ 1×1015 可调节
非线性系数 β≈17。
实施例4
一种汽车电池可变电阻保护元件的制备方法，包括如下步骤：
将无机树脂、陶瓷材料、金属离子按照如下质量百分比进行混合：
无机树脂40%；
金属离子20%；
陶瓷材料40%，
混合后放入加热炉中加热至熔融状形成可变电阻复合材料，加热过程中匀速搅拌，使可变电阻复合材料均匀混合；
针板气缸将钢针推入至凹模内，同时由通气接口通入氮气，
凸模内的加热元件加热，使得凸模温度预热至200～1000℃，
将熔融好的可变电阻复合材料倒入至凹模，将凸模和凹模对接后压制，待可变电阻复合材料被预压成块状时，加热元件停止加热，冷却至成型后钢针由针板气缸拉动退出，顶杆顶出上模，对表面进行处理形成可变电阻基体。
通气接口通入氮气由漏斗形蜂窝块经均匀排列的通孔进入凹模，使得可变电阻复合材料在压制过程中形成蜂窝孔，氮气经可变电阻复合材料由凸模经蜂窝柱一侧排出。
得到的可变电阻基体电阻率1. 48 ×107 ~ 1×1015 可调节
非线性系数 β≈17。
图3为本发明中单体材料电导率与场强的关系；当场强增大时，电阻率会降低。
图4为本发明中不同温度下复合材料的导电率与场强关系曲线；当温度升高时，在不同的场强下电阻率明显降低，且非线性系数越大，变化越大，电阻降低越明显。
图5为本发明中不同压力下复合材料的导电率与场强关系曲线。当压力升高时，在不同的场强下电阻率明显降低。且非线性系数越大，变化越大，电阻降低越明显。
以上对本发明实施例所公开的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.汽车电池可变电阻保护元件，其特征在于，包括
可变电阻基体，内含金属离子介质，该可变电阻基体为蜂窝状，
至少一组内部电极，置于可变电阻基体的内部，
至少一组外部电极，置于可变电阻基体的外部与内部电极对应设置；
所述可变电阻基体由无机树脂与陶瓷材料混合后加入金属离子介质烧结后由模具压制而成；
所述模具包括上模以及下模，所述下模内设置有凹模，所述上模上设置有与凹模匹配的凸模，所述凹模的底板设置有均匀排列的通孔，该底板与设置在下部的漏斗形蜂窝块对接，漏斗形蜂窝块内部接入通气接口；
在下模的一侧设置有针板组件，该针板组件包括针板气缸，针板气缸上设置有针板推板，在针板推板上设置有多个钢针，所述钢针由下模一侧的钢针通孔伸入至凹模内；
所述凸模为蜂窝状，内设置有加热元件，以及在上模上部设置有由凸模位置向上模上部延伸的蜂窝柱，蜂窝柱与凸模同轴线设置；
所述下模上设置有向上顶出上模的顶杆。
2.根据权利要求1所述的汽车电池可变电阻保护元件，其特征在于，所述金属离子介质在可变电阻基体内部均匀布设。
3.一种汽车电池可变电阻保护元件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将无机树脂与陶瓷材料混合后加入金属离子介质放入加热炉中加热至熔融状形成可变电阻复合材料，加热过程中匀速搅拌，使可变电阻复合材料均匀混合；
针板气缸将钢针推入至凹模内，同时由通气接口通入氮气，
凸模内的加热元件加热，使得凸模温度预热至200～1000℃，
将熔融好的可变电阻复合材料倒入至凹模，将凸模和凹模对接后压制，待可变电阻复合材料被预压成块状时，加热元件停止加热，冷却至成型后钢针由针板气缸拉动退出形成可变电阻基体；
通气接口通入氮气由漏斗形蜂窝块经均匀排列的通孔进入凹模，使得可变电阻复合材料在压制过程中形成蜂窝孔，氮气经可变电阻复合材料由凸模经蜂窝柱一侧排出。
4.根据权利要求3所述的汽车电池可变电阻保护元件的制备方法，其特征在于，所述可变电阻基体包括如下质量百分比的组分：
无机树脂10-50％；
金属离子1-10％；
陶瓷材料10-40％。
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