本发明涉及锂电池技术领域，具体而言，涉及一种导电复合物及其制备方法与保护装置和应用。
背景技术：
在当代，锂电池被广泛应用于生活中，锂电池的安全性能备受关注。当锂电池遇上电路过流或电池过热时，若能及时切断电池与外部电路的连接，则可保护电池内部不受外部电路的影响，起到保护电池的作用，提高电池的使用寿命和安全性能。
相关技术中，为了保护电池组不受在反复充放电过程中产生的过电流和过温度等的影响，而使用电路保护器件来连接电池。但相关电路保护器件本身结构比较复杂，体积和重量较大，只能设置在锂电池外部，再与锂电池进行连接，额外增加了锂电池的体积和重量，限制了锂电池进一步的实际应用。
有鉴于此，特提出本发明。
技术实现要素：
本发明的第一目的在于提供一种导电复合物，所述的导电复合物具有电阻正温度效应，能够有效防止锂电池出现过流和过温的情况，充分提高锂电池的安全性和使用寿命。
本发明的第二目的在于提供一种所述的导电复合物的制备方法，该方法工艺简单，适于大规模生产。
本发明的第三目的在于提供一种含有所述的导电复合物的保护装置，所述的保护装置以所述的导电复合物作为导电复合物层，结构简单，体积小，重量轻，工作可靠，能够与锂电池组装成一体，有效防止锂电池出现过流和过温的情况，充分提高锂电池的安全性和使用寿命。
本发明的第四目的在于提供一种所述的保护装置的应用，所述的保护装置能够用作锂电池保护器件，能够有效防止锂电池出现过流和过温的情况，充分提高锂电池的安全性和使用寿命。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种导电复合物，所述导电复合物主要由以下体积份数的成分制备得到：
基材3-7份和导电填料3-7份；
所述导电填料的平均粒径为2-50μm。
本发明导电复合物主要由特定平均粒径的导电填料和基材以特定用量比例制备得到，所述的导电复合物具有电阻正温度效应，能够有效防止锂电池出现过流和过温的情况，充分提高锂电池的安全性和使用寿命。
可选地，所述导电复合物主要由以下体积份数的成分制备得到：
基材4-6份和导电填料4-6份。
可选地，所述导电复合物主要由以下体积份数的成分制备得到：
基材5份和导电填料5份。
可选地，所述基材包括高分子基材中的一种或多种，优选包括聚乙烯、聚丙烯、环氧树脂、乙烯-α烯烃共聚物中的一种或多种。
可选地，所述导电填料包括碳化物、硼化物、氮化物和硅化物中的一种或多种。
可选地，所述碳化物包括碳化钨、碳化钒、碳化锆、碳化钛和碳化二钼中的一种或多种。
可选地，所述硼化物包括硼化二钨、硼化钨、硼化钽和硼化铌中的一种或多种。
可选地，所述氮化物包括氮化钽、氮化钒、氮化锆、氮化钛和氮化铌中的一种或多种。
可选地，所述硅化物包括二硅化钒、二硅化锆、二硅化钛、二硅化铌、二硅化钼、二硅化铪和二硅化钨中的一种或多种。
可选地，所述导电填料的平均粒径为2-10μm，优选为5μm。
上述的一种导电复合物的制备方法，按比例将基材和导电填料充分混合均匀，成型，得到导电复合物。
本发明导电复合物的制备方法工艺简单，适于大规模生产。
可选地，按比例将高分子基材和导电填料充分混合均匀，模压成型，得到导电复合物。
一种保护装置，包括：以上述的导电复合物作为导电复合物层，所述导电复合物层的两侧分别与至少一块极片电连接。
本发明保护装置以本发明导电复合物作为导电复合物层，结构简单，体积小，重量轻，工作可靠，能够与锂电池组装成一体，有效防止锂电池出现过流和过温的情况，充分提高锂电池的安全性和使用寿命。
上述的一种保护装置的应用，所述保护装置用作锂电池保护器件。
本发明保护装置能够用作锂电池保护器件，能够有效防止锂电池出现过流和过温的情况，充分提高锂电池的安全性和使用寿命。
可选地，与导电复合物层中一侧电连接的至少一块极片与锂电池极耳电连接。
可选地，与导电复合物层中另一侧电连接的至少一块极片与外电路电连接。
可选地，与导电复合物层中一侧电连接的至少一块极片通过螺接和/或铆接的方式与锂电池极耳串接于被保护电路中形成导电通路。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明导电复合物主要由特定平均粒径的导电填料和基材以特定用量比例制备得到，所述的导电复合物具有电阻正温度效应，能够有效防止锂电池出现过流和过温的情况，充分提高锂电池的安全性和使用寿命。本发明导电复合物的制备方法工艺简单，适于大规模生产。本发明保护装置以本发明导电复合物作为导电复合物层，结构简单，体积小，重量轻，工作可靠，能够与锂电池组装成一体，能够用作锂电池保护器件，有效防止锂电池出现过流和过温的情况，充分提高锂电池的安全性和使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明一种具体实施方式提供的保护器件与锂电池极耳连接结构示意图。
附图标记：
1-极片；2-导电复合物层；3-锂电池极耳。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
一种导电复合物，所述导电复合物主要由以下体积份数的成分制备得到：
基材3-7份和导电填料3-7份；
所述导电填料的平均粒径为2-50μm。
本发明导电复合物主要由特定平均粒径的导电填料和基材以特定用量比例制备得到，所述的导电复合物具有电阻正温度效应，能够有效防止锂电池出现过流和过温的情况，充分提高锂电池的安全性和使用寿命。
本发明导电复合物具有电阻正温度效应，在锂电池的正常使用温度下具有较低的电阻，能够保证锂电池的正常工作，当锂电池的温度升到某一温度(转折温度)以上时，本发明导电复合物的电阻会显著提高，显著降低锂电池系统的电流强度，对锂电池进行保护，防止出现过流和过温的情况。
本发明一种可选的具体实施方式中，所述导电复合物主要由以下体积份数的成分制备得到：
基材4-6份和导电填料4-6份。
本发明一种可选的具体实施方式中，所述导电复合物主要由以下体积份数的成分制备得到：
基材5份和导电填料5份。
选择不同的基材和导电填料用量比例，能够得到具有不同转折温度的导电复合物。
本发明一种可选的具体实施方式中，所述基材包括高分子基材中的一种或多种，优选包括聚乙烯、聚丙烯、环氧树脂、乙烯-α烯烃共聚物中的一种或多种。
本发明一种可选的具体实施方式中，所述导电填料包括碳化物、硼化物、氮化物和硅化物中的一种或多种。
本发明一种可选的具体实施方式中，所述碳化物包括碳化钨、碳化钒、碳化锆、碳化钛和碳化二钼中的一种或多种。
本发明一种可选的具体实施方式中，所述硼化物包括硼化二钨、硼化钨、硼化钽和硼化铌中的一种或多种。
本发明一种可选的具体实施方式中，所述氮化物包括氮化钽、氮化钒、氮化锆、氮化钛和氮化铌中的一种或多种。
本发明一种可选的具体实施方式中，所述硅化物包括二硅化钒、二硅化锆、二硅化钛、二硅化铌、二硅化钼、二硅化铪和二硅化钨中的一种或多种。
采用不同的基材和导电填料，能够得到具有不同转折温度的导电复合物。
本发明一种可选的具体实施方式中，所述导电填料的平均粒径为2-10μm，优选为5μm。
通过调整导电填料的平均粒径，能够得到具有不同转折温度的导电复合物。
上述的一种导电复合物的制备方法，按比例将基材和导电填料充分混合均匀，成型，得到导电复合物。
本发明导电复合物的制备方法工艺简单，适于大规模生产。
本发明一种可选的具体实施方式中，在基材和导电填料混合过程中，可加入部分挥发性液体助剂(比如水、乙醇等)，促进基材和导电填料充分混合均匀，升温除去挥发性液体助剂，成型得到导电复合物。
本发明一种可选的具体实施方式中，按比例将高分子基材和导电填料充分混合均匀，模压成型，得到导电复合物。
本发明一种可选的具体实施方式中，当采用两种以上高分子基材时，可先将高分子基材混合挤出，得到高分子基材混合原料，再与导电填料充分混合均匀，模压成型，得到导电复合物。
本发明一种可选的具体实施方式中，所述高分子基材与导电填料的混合采用熔融共混方式，之后挤出，模压成型，得到导电复合物。
一种保护装置，包括：以上述的导电复合物作为导电复合物层，所述导电复合物层的两侧分别与至少一块极片电连接。
本发明保护装置以本发明导电复合物作为导电复合物层，结构简单，体积小，重量轻，工作可靠，能够与锂电池组装成一体，有效防止锂电池出现过流和过温的情况，充分提高锂电池的安全性和使用寿命。
本发明导电复合物具有特殊的电阻正温度效应，这是本发明导电复合物本身的性质，与其形状、体积无关，因此可以采用很少量的本发明导电复合物制备成体积很小的导电复合物层，依靠其电阻正温度效应，对锂电池进行有效过流和过温保护。
本发明一种可选的具体实施方式中，所述极片包括金属极片，如铜极片。
上述的一种保护装置的应用，所述保护装置用作锂电池保护器件。
本发明保护装置能够用作锂电池保护器件，能够有效防止锂电池出现过流和过温的情况，充分提高锂电池的安全性和使用寿命。
由于本发明导电复合物的特殊电阻正温度效应，可以以很少量的本发明导电复合物制备得到锂电池保护器件，所得保护器件体积小、重量轻，能够直接与锂电池封装在一起，不需要设置外部保护电路，能够有效缩小锂离子动力电池组的质量和体积，促进其更广泛的应用。
本发明一种可选的具体实施方式中，与导电复合物层中一侧电连接的至少一块极片与锂电池极耳电连接。
本发明一种可选的具体实施方式中，与导电复合物层中另一侧电连接的至少一块极片与外电路电连接。
本发明一种可选的具体实施方式中，与导电复合物层中一侧电连接的至少一块极片通过螺接和/或铆接的方式与锂电池极耳串接于被保护电路中形成导电通路。
本发明保护器件可作为锂电池极耳的一部分，或其延伸部分，串接与电路中，对锂电池进行有效过流和过温保护。
实施例1
一种保护装置的制备，包括：
选择基材为高密度聚乙烯(型号为17450n，生产商为陶氏化学公司)，其密度为0.945g/cm3；
选择碳化二钼为导电填料，其粒径为5μm；
基材与导电填料的体积比为4：6；
将基材与导电填料充分熔融共混(135℃以上)，挤出，模压成型，得到导电复合物；
如图1所示，将上述导电复合物作为保护装置的导电复合物层2，导电复合物层2上下两侧分别与1块极片1接触相连，得到一种保护装置。
将所得保护装置的其中1块极片1与锂电池极耳3接触相连，将所得保护装置作为锂电池过流和过温保护器件。
实施例2
一种保护装置的制备，包括：
选择基材为环氧树脂(牌号为604，生产商为莱州市百辰绝缘材料有限公司)；
选择硼化二钨为导电填料，其粒径为2μm；
基材与导电填料的体积比为3：7；
将基材与导电填料充分熔融共混(100℃以上)，挤出，模压成型，得到导电复合物；
如图1所示，将上述导电复合物作为保护装置的导电复合物层2，导电复合物层2上下两侧分别与1块极片1接触相连，得到一种保护装置。
将所得保护装置的其中1块极片1与锂电池极耳3接触相连，将所得保护装置作为锂电池过流和过温保护器件。
实施例3
一种保护装置的制备，包括：
选择基材为聚丙烯(牌号为k8303，生产商为中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司)；
选择氮化钽为导电填料，其粒径为50；
基材与导电填料的体积比为7：3；
将基材与导电填料充分熔融共混(100℃以上)，挤出，模压成型，得到导电复合物；
如图1所示，将上述导电复合物作为保护装置的导电复合物层2，导电复合物层2上下两侧分别与1块极片1接触相连，得到一种保护装置。
将所得保护装置的其中1块极片1与锂电池极耳3接触相连，将所得保护装置作为锂电池过流和过温保护器件。
实施例4
一种保护装置的制备，包括：
选择基材为高密度聚乙烯(型号为17450n，生产商为陶氏化学公司)，其密度为0.945g/cm3；
选择二硅化钨为导电填料，其粒径为10μm；
基材与导电填料的体积比为6：4；
将基材与导电填料充分熔融共混(135℃以上)，挤出，模压成型，得到导电复合物；
如图1所示，将上述导电复合物作为保护装置的导电复合物层2，导电复合物层2上下两侧分别与1块极片1接触相连，得到一种保护装置。
将所得保护装置的其中1块极片1与锂电池极耳3接触相连，将所得保护装置作为锂电池过流和过温保护器件。
实施例5
一种保护装置的制备，包括：
选择基材为环氧树脂(牌号为604，生产商为莱州市百辰绝缘材料有限公司)；
选择硼化钽为导电填料，其粒径为5μm；
基材与导电填料的体积比为5：5；
将基材与导电填料充分熔融共混(100℃以上)，挤出，模压成型，得到导电复合物；
如图1所示，将上述导电复合物作为保护装置的导电复合物层2，导电复合物层2上下两侧分别与1块极片1接触相连，得到一种保护装置。
将所得保护装置的其中1块极片1与锂电池极耳3接触相连，将所得保护装置作为锂电池过流和过温保护器件。
实施例6
一种保护装置的制备，包括：
选择基材为高密度聚乙烯(型号为17450n，生产商为陶氏化学公司)，其密度为0.945g/cm3；
选择碳化二钼为导电填料，其粒径为5μm；
基材与导电填料的体积比为54：46；
将基材与导电填料充分熔融共混(135℃以上)，挤出，模压成型，得到导电复合物；
如图1所示，将上述导电复合物作为保护装置的导电复合物层2，导电复合物层2上下两侧分别与1块极片1接触相连，得到一种保护装置。
将所得保护装置的其中1块极片1与锂电池极耳3接触相连，将所得保护装置作为锂电池过流和过温保护器件。
实施例7
一种保护装置的制备，包括：
选择基材为高密度聚乙烯(型号为17450n，生产商为陶氏化学公司)，其密度为0.945g/cm3；
选择碳化二钼为导电填料，其粒径为5μm；
基材与导电填料的体积比为65：35；
将基材与导电填料充分熔融共混(135℃以上)，挤出，模压成型，得到导电复合物；
如图1所示，将上述导电复合物作为保护装置的导电复合物层2，导电复合物层2上下两侧分别与1块极片1接触相连，得到一种保护装置。
将所得保护装置的其中1块极片1与锂电池极耳3接触相连，将所得保护装置作为锂电池过流和过温保护器件。
将本发明所得保护装置与锂离子电池连接好后，接入电路中，在25℃的条件下对锂离子电池分别在32a，36a，40a，50a，60a电流下进行放电测试，在曲线上读取所得保护装置阻值突变的转折温度值(℃)，记录所得保护装置装置电流降低至1c时所需时间，结果如表1和表2所示：
表1本发明保护装置转折温度测试结果
表2本发明保护装置电流降低至1c时所需时间测试结果
通过表1和表2可以看出，采用本发明导电复合物制备保护装置，分别能够在锂电池达到不同温度时发生阻值突变，其本身电阻显著提高，使流经锂电池的电流显著降低，在过流和过温情况下，有效保护锂电池的使用安全性和使用寿命；此外，采用本发明导电复合物所制备的保护装置结构简单，体积小，重量轻，工作可靠，能够与锂电池组装成一体，充分扩展了锂电池的应用前景。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些替换和修改。