专利名称：电池保护ptc器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有正温度系数(positive temperature coefficient,简称PTC)导电聚合体的电子器件，特别是用作电路保护器的PTC器件和使用这种器件的单个电池或电池组。
背景技术：
PTC表现出一种在相对较小的温度范围内由于温度升高引起电阻值迅速升高的性质。具有PTC性质的高分子物质通常用于防止电流过载的保护装置，电路保护单元，加热器以及类似的装置。
PTC器件是内装在电池组中起保护作用的器件。当单元电池中流过大电流或电池温度上升时，与电池串联连接的PTC器件的电阻急骤增大，大幅减少流经电池中的电流，以保护电池。目前，公知的电池保护用PTC器件或者仅适用于电池直线配置的电池组，或者仅适用于电池横向，平行配置的电池组。对于前者这种构造适用于电池直线配置的电池组中安装PTC器件。然而，在电池横向，平行排列的电池组中，PTC器件不可能满意连接。对于后者电池横向，平行配置，并安装有PTC器件的电池组在专利CN1197534、CN1278366中各有记载，但又不能适用于电池直线配置的电池组。上述专利同样不能适用于单个电池的保护，并且未经改造不能用于现有设备使用的电池组。含有多个电池的电池组通常用于电(或电子)装置，如照相机，摄影机，工具，便携式电话，便携式计算机，电动汽车。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于单个电池或电池组中起保护作用的PTC器件，它能适用于现有各种设备使用的单个电池或由多个电池组成的电池组，而且不改变现有设备结构就能方便快捷地安装，并确保小的有效空间占有，同时能有效杜绝可能的短路。本发明的目的是这样实现的本发明提供的电池保护PTC器件与电池串联安装在用电设备的电池盒内，所述PTC器件由PTC材料，第一电极，第二电极，绝缘层组成。该器件特征在于PTC材料由PTC导电聚合物构成，一端开口呈凹槽状，并且位于第一电极和第二电极之间。第一导电引线由包括第一电极在内的良导电金属簿层组成并能与电池的负极或电池盒正极簧片或其它电元件电连接。第二导电引线由包括第二电极在内的中间有开放式凹槽的良导电金属簿层组成，凹槽的宽度与深度以能容纳电池正极端子或电池盒负极簧片为准，并能与电池正极端子或电池盒负极簧片或其它电元件实现电连接。绝缘层覆盖在第一导电引线中部和第二导电引线凹槽之间，以及PTC材料的半环状内侧，从而在PTC器件中部构成三明治簿层，用来隔离第一导电引线和第二导电引线。在凹槽部分，由第一导电引线、第二导电引线和绝缘层构成的三明治簿层厚度小于0. 5毫米，与电池串联后几乎不影响对原来电池的安装使用。开口呈凹槽状PTC材料充分利用正极端子或电池盒负极簧片以外空间布置，不占用电池安装有效空间。
图I是本发明的PTC器件的示意平面2是用于本发明的PTC器件(图I)的A-A剖视图附图中，标号如下所示IPTC器件，2三明治簿层，3第一电极，4第二电极，5PTC材料，6绝缘层，7凹槽，8第一导电引线，9第二导电引线，10保护涂层
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图I是本发明优选PTC器件的一个实施例的示意平面图，图2是用于本发明的PTC器件(图I)的A-A剖视图。其中PTC器件I包括PTC材料5，第一导电引线8和第二导电引线9及绝缘层6，在所示实施例中，绝缘层6覆盖在第一导电引线中部和第二导电引线凹槽7之间，以及PTC材料5的半环状内侧，从而在PTC器件中部构成三明治簿层2，用来隔离第一导电引线8和第二导电引线9。第一导电引线8中的第一电极3与第二导电引线9中的第二电极4相互相对并附着于PTC材料5的上、下两个表面上，构成PTC元件。由图I和图2可见，本实施例PTC器件I呈钱币状扁平圆形，一端开口呈凹槽状。但PTC器件I的外形除可以是扁平状圆形外，还可以是例如矩形或多边形，或者是圆形，矩形或多边形的组合。但无论那种外形均以不超出电池底部面积为限。PTC器件I的外形边缘涂有保护簿层10。所述的PTC器件I具有下述特征(I)PTC器件I呈钱币状扁平形，一端开口呈凹槽状，凹槽中由第一导电引线8、绝缘层6、和第二导电引线9构成三明治簿层2，三明治簿层2的厚度小于I毫米，优选小于
0.5毫米，与电池串联后几乎不影响对原来电池的安装使用。(2)绝缘层6，它处在第一导电引线8中部和第二导电引线9凹槽之间，以及PTC材料5的半环状内侧，从而在PTC器件I中部凹槽底部构成三明治簿层2，用来隔离第一导电引线8和第二导电引线9，三明治簿层2用来实现在电池与电池之间，电池与电池盒簧片之间插入PTC器件时的电连接。(3)第二导电引线9包括第二电极4在内由良导电金属簿层组成，第二导电引线9中部凹槽的宽度与深度以能容纳电池正极端子或电池盒负极簧片为准，并能与电池正极端子或电池盒负极簧片或其它电元件实现电连接。(4)第一导电引线8包括第一电极3在内由良导电金属簿层组成,并能与电池的负极或电池盒正极簧片或其它电元件电连接电连接。(5) PTC材料5由PTC导电聚合物构成，一端开口呈凹槽状，第一导电引线8中的第一电极3与第二导电引线9中的第二电极4相互相对并附着于PTC材料5的上、下两个表面上。
(6)开口呈凹槽状PTC材料5充分利用正极端子或电池盒负极簧片以外空间布置，不占用电池安装有效空间。(7)PTC器件I的外形除可以是扁平状圆形外，还可以是矩形或多边形，或者是圆形，矩形或多边形的组合，但无论那种外形均以不超出电池底部面积为限。(S)PTC器件I的外形边缘涂有保护涂层10，以保护PTC导电聚合物与第一二电极结合部免受潮气及有害气体的侵蚀。在PTC器件I中，PTC材料5由导电聚合物成分制成。第一导电引线8包含第一电极3和第二导电引线9包含第二电极4是呈箔或薄片状的良导体金属。特别优选的是，当金
属箔用于电极时，通过任何适当方法，例如，通过使用导电粘合剂，通过溶化时使电极与PTC材料接触，或通过压力作用实现电极和PTC材料之间的接合。绝缘层6的厚度足以电隔离第一导电引线与第二导电引线，确保不在第一导电引线与第二导电引线之间形成短路，但又应当足够薄以使PTC器件固定在电池正极端子或电池盒负极簧片上时所需的空间减至最小。以确保PTC器件紧凑配合在电池的正极端子或电池盒负极的簧片上。绝缘层6可使用聚合物，可以是热固性材料也可是热塑性材料。当绝缘材料是热塑性材料时，其熔点应当高于PTC导电聚合物的熔点，从而保证当PTC器件作用并且温度升高时防止绝缘层变形。并要求绝缘层热膨胀系数与PTC导电聚合物相近。从图1、2可见，当使用根据本发明的电路保护器时，能最有效利用电池组件中的空间，也就是说，PTC器件I使电池组件的长度沿电池正极端子的高度方向稍微延长三明治薄层2的厚度。也就是说，为原来的单个电池或电池组(无论串联或并联)加装PTC保护器件，只增加了一个三明治薄层的厚度，而三明治薄层的厚度小于0. 5毫米。PTC器件I的外形边缘涂有保护涂层10，以保护PTC导电聚合物与第一二电极结合部免受潮气及有害气体的侵蚀。如上述的本发明的PTC器件可在各种电路和电池组件中用作电路保护器。在这种组件中，电池正极或电池盒负极簧片设置在PTC器件的凹槽内。本发明的电池组可以是有一个或多个电池，如果电池组具有多个电池，它们可以串联或并联连接。这样通过本发明的PTC器件实现电池间的电连接，而不用改动电池盒的任何结构。根据本发明，PTC器件的凹槽安放电池端子或电池盒簧片，有效利用了凹槽空间，因此，能使安装PTC器件后的电池组件的尺寸减至最小。采用本器件的电池可是任何类型的电池，例如镍镉、镍氢、碱性或锂电池。本发明的PTC器件用于单个电池或电池组件时，该器件能最有效利用电池正极端子或电池盒负极簧片周围空间，电池组的尺寸基本没扩大(仅增加约0. I至0. 5毫米)。本发明提供的PTC器件，可在不改变原有电气或电子装置、电池盒结构的情况下，像放置一节电池一样方便地将电池与本发明PTC器件安装于电池盒中，对电池起到保护作用，而不论是单个电池或纵向串联电池组或横向并排串联电池组均能进行有效的保护，以杜绝由于故障或短路造成的大电流过热导致电池损坏甚至破裂爆炸等危险的发生。
权利要求
1.一种电池保护PTC器件，由PTC材料(5)，第一导电引线⑶和第二导电引线(9)及绝缘层(6)构成，其特征在于PTC器件(I)呈钱币状扁平形，一端开口呈凹槽状，凹槽中由第一导电引线(8)、绝缘层(6)、和第二导电引线(9)构成三明治簿层(2)，三明治簿层(2)的厚度小于I毫米，优选小于0. 5毫米，与电池串联后几乎不影响对原来电池的安装使用。
2.根椐权利要求I所说的电池保护PTC器件，其特征在于绝缘层(6)，它处在第一导电引线⑶和第二导电引线(9)之间，以及PTC材料(5)的半环状内侧，从而在PTC器件I中部凹槽底部构成三明治簿层(2)，用来隔离第一导电引线(8)和第二导电引线(9)，三明治簿层(2)用来实现在电池与电池之间，电池与电池盒簧片之间插入PTC器件时的电连接。
3.根椐权利要求I所说的电池保护PTC器件，其特征在于第二导电引线(9)包括第二电极(4)在内由良导电金属簿层组成，第二导电引线(9)中部凹槽的宽度与深度以能容纳电池正极端子或电池盒负极簧片为准，并能与电池正极端子或电池盒负极簧片或其它电元件实现电连接。
4.根椐权利要求I所说的电池保护PTC器件，其特征在于第一导电引线(8)包括第一电极(3)在内由良导电金属簿层组成，并能与电池的负极或电池盒正极簧片或其它电元件实现电连接。
5.根椐权利要求I所说的电池保护PTC器件，其特征在于PTC材料(5)由PTC导电聚合物构成，一端开口呈凹槽状，第一导电引线(8)中的第一电极(3)与第二导电引线(9)中的第二电极(4)相互相对并附着于PTC材料(5)的上、下两个表面上。
6.根椐权利要求I所说的电池保护PTC器件，其特征在于开口呈凹槽状PTC材料(5)充分利用正极端子或电池盒负极簧片以外空间布置，不占用电池安装有效空间。
7.根椐权利要求I所说的电池保护PTC器件，其特征在于PTC器件(I)的外形除可以是扁平状圆形外，还可以是矩形或多边形，或者是圆形，矩形或多边形的组合，但无论那种外形均以不超出电池底部面积为限。
8.根椐权利要求I所说的电池保护PTC器件，其特征在于PTC器件(I)的外形边缘涂有保护涂层(10)，以保护PTC导电聚合物与第一二电极结合部免受潮气及有害气体的侵蚀。
全文摘要
一种电池保护PTC器件，由PTC材料，第一导电引线和第二导电引线及绝缘层构成。PTC材料一端开口呈凹槽状，凹槽中由第一导电引线、绝缘层、和第二导电引线构成三明治簿层，三明治簿层的厚度小于1毫米，三明治簿层用来实现在电池与电池之间，电池与电池盒簧片之间插入PTC器件时的电连接。
文档编号H01M2/34GK102737798SQ201110083100
公开日2012年10月17日 申请日期2011年4月2日 优先权日2011年4月2日
发明者谢维 申请人:谢维