KR101037836B1 - 고용량 2차전지 보호용 폴리머 피티씨 써미스터 소자 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명인 고용량 2차전지 보호용 폴리머 피티씨 써미스터 소자는,
부품 실장시 외부와 연결시켜주기 위하여 형성되며, 구리 재질로 구성되되, 니켈 도금처리되어 있는 외부단자와;
상기 외부단자와 접촉되어 전도성중합체에 전류가 통할 수 있도록 형성된 2개의 전극과;
상기 2개의 전극 사이에 위치하며, 결정성 고분자 물질과 전도성 충진재로 구성되는 전도성중합체와;
상기 전극 및 전도성중합체를 둘러싸도록 절연층;이 형성되되, 상기 외부단자 일부가 절연층의 외측으로 돌출되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 통해 휴대폰이나 노트북에 사용되는 저용량 배터리 보호용으로 보편적으로 사용되는 피티씨 써미스터가, 상대적으로 용량이 크기 때문에 더욱더 안전성이 요구되는 Care Robot이나 E-bike등에 사용되는 고용량 리튬 이온 배터리에는 적용되지 못했던 것을 해결하여 고용량의 리튬 이온 배터리에도 적용이 가능하여 배터리의 안전성을 높일 수 있는 효과를 제공한다.
특히, 15A이상 전류 사용이 가능하도록 비저항을 낮추면서, 동시에 리튬 이온 배터리 이상시 내부 온도 상승이 피티씨 써미스터 소자에 전달이 용이하게 하여 과열 발생시에도 피티씨가 동작하여 배터리를 보호해 줄 수 있게 된다.
Description
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고용량 2차전지 보호용 폴리머 피티씨 써미스터 소자의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고용량 2차전지 보호용 폴리머 피티씨 써미스터 소자 제조 방법을 나타낸 공정도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고용량 2차전지 보호용 폴리머 피티씨 써미스터 소자의 실시예에 따른 실험 결과값을 나타낸 도표이다.
No | 종류 | 고분자 HDPE | 전도성 첨가제 |
난연제 Mg(OH)2 |
가교조제 TAIC |
가공조제 스테아린산 |
1 | 실시예1 | 10 | 10 | 0.7 | 0.1 | 0.05 |
2 | 실시예2 | 10 | 11 | 0.7 | 0.1 | 0.05 |
3 | 실시예3 | 10 | 12 | 0.7 | 0.1 | 0.05 |
No | 종류 |
소자size (mm) |
두께 (mm) |
Ri (mΩ) |
ρ (Ωcm) |
홀드커런트 (A) |
1 | 실시예1 | 35.0*20.0 | 0.35 | 7.25 | 1.45 | 11.0 |
2 | 실시예2 | 35.0*20.0 | 0.35 | 4.80 | 0.96 | 16.5 |
3 | 실시예3 | 35.0*20.0 | 0.35 | 3.65 | 0.73 | 20.5 |
No | 종류 | 조성 | 소자size (mm) |
Ri (mΩ) |
인가 전류 (A) |
oven 온도 (℃) |
동작시간 (sec) |
1 | 실시예4 | 실시예3의 조성조건 | 25.0*20.0 | 6.91 | 30 | 70 | 29.0 |
2 | 실시예5 | 실시예2의 조성조건 | 30.0*20.0 | 7.05 | 30 | 70 | 25.5 |
3 | 실시예6 | 실시예1의 조성조건 | 35.0*20.0 | 7.25 | 30 | 70 | 20.5 |
110 : 외부단자
120 : 전도성 중합체
130 : 전극
140 : 절연층
Claims (17)
- 부품 실장시 외부와 연결시켜주기 위하여 형성되며, 구리 재질로 구성되되, 니켈 도금처리되어 있는 외부단자와;
상기 외부단자와 접촉되어 전도성중합체에 전류가 통할 수 있도록 형성된 2개의 전극과;
상기 2개의 전극 사이에 위치하며, 결정성 고분자 물질과 전도성 충진재로 구성되는 전도성중합체와;
상기 전극 및 전도성중합체를 둘러싸도록 절연층;이 형성되되, 상기 외부단자 일부가 절연층의 외측으로 돌출되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 고용량 2차전지 보호용 폴리머 피티씨 써미스터 소자.
- 제 1항에 있어서,
상기 전극과 전도성중합체의 면적은,
600mm2 내지 1200mm2 사이인 것을 특징으로 하며, 상기 면적으로 형성된 고용량 2차전지 보호용 폴리머 피티씨 써미스터 소자는 사용전류가 상온에서 15A이상을 갖는 것을 특징으로 하는 고용량 2차전지 보호용 폴리머 피티씨 써미스터 소자.
- 제 1항에 있어서,
상기 전도성 충진재는,
도전성을 부여하기 위하여 전도성을 갖는 카본 블랙인 것을 특징으로 하는 고용량 2차전지 보호용 폴리머 피티씨 써미스터 소자.
- 제 1항에 있어서,
상기 결정성 고분자는,
폴리올레핀계 결정성 고분자인 것을 특징으로 하는 고용량 2차전지 보호용 폴리머 피티씨 써미스터 소자.
- 제 1항에 있어서,
상기 전극은,
18㎛ 내지 72㎛ 이하의 구리박에 1 ㎛ 내지 3 ㎛의 니켈이 도금되는 것을 특징으로 하는 고용량 2차전지 보호용 폴리머 피티씨 써미스터 소자.
- 제 1항에 있어서,
상기 외부단자에,
니켈이 5 ㎛ 이상 도금 처리되며, 두께가 0.3mm 내지 0.9mm 인 것을 특징으로 하는 고용량 2차전지 보호용 폴리머 피티씨 써미스터 소자.
- 제 1항에 있어서,
상기 절연층은,
절연저항이 1012~1017Ω의 절연특성을 갖는 에폭시 절연물질을 사용하는 것을 특징으로 하는 고용량 2차전지 보호용 폴리머 피티씨 써미스터 소자.
- 제 1항에 있어서,
상기 전도성 충진재를 구성하고 있는 전도성 물질로 카본블랙이 100phr이상 사용될 경우에, 전도성중합체의 비저항은 1.0Ω㎝이하인 것을 특징으로 하는 고용량 2차전지 보호용 폴리머 피티씨 써미스터 소자.
- 제 1항에 있어서,
상기 외부단자는,
어느 일측이 절곡되어 있으며, 절곡면에 전지팩과 결합하기 위한 홀이 형성되어 있는 제1외부단자와,
어느 일측에 적어도 두 개 이상의 돌출부가 형성되어 있는 제2외부단자로 구성되는 것을 특징으로 하는 고용량 2차전지 보호용 폴리머 피티씨 써미스터 소자.
- 제 1항에 있어서,
상기 고용량 2차전지 보호용 폴리머 피티씨 써미스터 소자는,
사용전류가 상온에서 15A이상을 갖는 것을 특징으로 하는 고용량 2차전지 보호용 폴리머 피티씨 써미스터 소자.
- 폴리올레핀계 결정성 고분자와 전도성 충진재와 첨가제를 혼련한 전도성중합체를 분쇄하는 혼련분쇄단계와;
상기 분쇄된 전도성중합체를 압출하여 원하는 두께로 시트를 형성하며 전극을 열압착하는 시트형성단계와;
상기 압착된 시트의 전도성중합체를 안정화시켜주기 위하여 고온에서 열처리하는 1차열처리단계와;
상기 고온 열처리된 시트를 PTC 특성을 나타내는 크기로 펀칭하는 펀칭단계와;
상기 펀칭된 소자를 전자빔을 사용하여 가교하여 PTC 특성을 나타내는 소자로 형성하는 PTC특성형성단계와;
외부단자를 솔더링으로 부착하고 절연층을 코팅하는 절연층코팅단계와;
절연 코팅된 소자의 저항을 안정화하여 최종 완제품으로 완성시키기 위하여 고온에서 열처리한 후, 다시 저온에서 열처리하는 2차열처리단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고용량 2차전지 보호용 폴리머 피티씨 써미스터 소자 제조 방법.
- 제 11항에 있어서,
상기 혼련분쇄단계에서,
전도성 충진재를 형성하기 위한 카본블랙이 100phr이상 사용되며 전도성중합체의 비저항(ρ=R*S/t, R=저항, S=면적, t=두께)은 1.0Ω㎝이하를 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 고용량 2차전지 보호용 폴리머 피티씨 써미스터 소자 제조 방법.
- 제 11항에 있어서,
상기 혼련분쇄단계에서,
혼련시, 결정성 고분자가 멜팅(melting)될 수 있는 온도인 165℃에서 폴리올레핀계 결정성 고분자와 전도성 충진재와 첨가제를 혼련하는 것을 특징으로 하는 고용량 2차전지 보호용 폴리머 피티씨 써미스터 소자 제조 방법.
- 제 11항에 있어서,
상기 시트형성단계에서,
형성하는 시트의 두께는 0.35mm 이하인 것을 특징으로 하는 고용량 2차전지 보호용 폴리머 피티씨 써미스터 소자 제조 방법.
- 제 11항에 있어서,
상기 1차열처리단계의,
열처리 온도는 110℃ 이하인 것을 특징으로 하는 고용량 2차전지 보호용 폴리머 피티씨 써미스터 소자 제조 방법.
- 제 11항에 있어서,
상기 외부단자는,
구리 재질로 구성되되, 니켈이 5 ㎛ 이상 도금 처리되며, 두께가 0.3mm 내지 0.9mm 인 것을 특징으로 하는 고용량 2차전지 보호용 폴리머 피티씨 써미스터 소자 제조 방법. - 제 11항에 있어서,
상기 2차열처리단계는,
고온의 열처리 온도는 110℃ 이하이며, 저온의 열처리 온도는 -30℃ 이상인 것을 특징으로 하는 고용량 2차전지 보호용 폴리머 피티씨 써미스터 소자 제조 방법.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020110012541A KR101037836B1 (ko) | 2011-02-11 | 2011-02-11 | 고용량 2차전지 보호용 폴리머 피티씨 써미스터 소자 및 그 제조방법 |
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KR1020110012541A KR101037836B1 (ko) | 2011-02-11 | 2011-02-11 | 고용량 2차전지 보호용 폴리머 피티씨 써미스터 소자 및 그 제조방법 |
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CN108198991A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-06-22 | 惠州Tcl金能电池有限公司 | 电池及其热敏极耳 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100841142B1 (ko) | 2007-02-16 | 2008-06-24 | 엘에스전선 주식회사 | 안전성이 향상된 ptc 소자 및 그 제조방법 |
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2011
- 2011-02-11 KR KR1020110012541A patent/KR101037836B1/ko active IP Right Grant
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