鋰離子電池溫度感應器的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種鋰離子電池溫度感應器，包括撓性印刷電路板和熱電阻，熱電阻固定并電連接于撓性印刷電路板，設有兩根架橋導線，撓性印刷電路板通過兩根架橋導線與外部儀表連接導通，本發明的鋰離子電池溫度感應器能夠用于檢測鋰離子電池各層鋁箔包間溫度，從而在整個的充電和放電周期獲得精確的溫度指示，提高系統工作的可靠性，且體積小、內部無空氣隙、熱慣性小、測量滯后小、機械性能好、耐振、抗沖擊、能彎曲、便于安裝且使用壽命長。
【專利說明】鋰離子電池溫度感應器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于檢測鋰離子電池各層鋁箔包間溫度的電池溫度感應器。
【背景技術】
[0002]鋰離子電池自1991年問世以來，由于具有高電壓、高比能量、高比功率的優點而備受人們的青睞，目前已經廣泛應用于各種便攜式電子設備。隨著世界能源的日趨緊張，國際油價的不斷攀升，電動車及混合動力車將成為未來的重要交通工具，鋰離子電池作為候選動力電源而備受關注。與鋰電池相比，鋰離子電池采用石墨負極替代了金屬鋰，安全性大大提高，然而在機械沖擊、高溫、過充等條件下鋰離子電池仍然可能出現爆炸、燃燒現象。一方面，鋰離子電池采用有機溶液電解質，當電池處于過充狀態時有機溶劑容易在正極表面產生不可逆的氧化分解，在放出大量熱量的同時伴隨著大量可燃性氣體的產生，導致電池內部溫度及壓力急劇上升，從而給電池帶來爆炸、燃燒的危險。另一方面，鋰離子電池內部自身存在一系列潛在的放熱反應，當電池在使用過程中因各種原因內外部短路而引起內部溫升較大時，容易被引發。通過化學反應存儲能量的鋰離子充電電池如果因外部壓力等導致無法控制內部反應時，會出現因高溫造成熱失控的危險狀態。這種狀態進一步嚴重的話就有可能起火。而且，隨著容量不斷增大，也即隨著存儲的能量不斷增加，出現這種狀態的危險性也越來越高。因此安全性問題已經成為鋰離子電池大型化的關鍵問題之一。
[0003]過充是鋰離子電池在使用過程中可能碰到的安全問題之一，尤其是在鋰離子電池組工作的過程中。目前鋰離子電池的過充保護方法主要有物理方法和化學方法。物理方法主要是通過引入正溫度系數電阻器(PTC)、使用外部監測裝置、采用安全閥等，化學方法主要是從電池的內部材料進行改進。
[0004]溫度監測是鋰離子電池過充保護最直接有效的方式。鋰離子電池在單個使用時，安全性可以得到有效保證，但是對于組合使用的電池組，情況就會變得比較復雜，電池組將會因為其中任何一節電池因過充或過放引起的失配而截止。目前業界僅能檢測鋰電池包外表溫度，各層鋁箔包間溫度無法檢測與控制，而內層溫度往往高于外表溫度。

【發明內容】

[0005]為了克服上述缺陷，本發明提供了一種鋰離子電池溫度感應器，本發明的鋰離子電池溫度感應器能夠用于檢測鋰離子電池各層鋁箔包間溫度，從而在整個的充電和放電周期獲得精確的溫度指示，提高系統工作的可靠性。
[0006]本發明為了解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0007]—種鋰離子電池溫度感應器，包括撓性印刷電路板和熱電阻，所述熱電阻固定并電連接于所述撓性印刷電路板，設有兩根架橋導線，所述撓性印刷電路板通過所述兩根架橋導線與外部儀表連接導通。
[0008]本發明所采用的進一步技術方案是:
[0009]所述撓性印刷電路板包括無膠單面覆銅基板、覆蓋膜和補強板，所述無膠單面覆銅基板夾置于所述覆蓋膜和所述補強板之間。
[0010]所述無膠單面覆銅基板由一層銅箔和一層聚酰亞胺膜構成。
[0011]所述銅箔為壓延銅箔且厚度在12微米以下，所述聚酰亞胺膜為液態聚酰亞胺膜且厚度在8微米以下。
[0012]所述覆蓋膜為包括聚酰胺-酰亞胺覆蓋膜和聚苯硫醚覆蓋膜在內的熱固型覆蓋膜中的任意一種且厚度在5-8微米之間。
[0013]所述補強板為一層聚酰亞胺膜或若干層通過樹脂粘接的聚酰亞胺膜，且補強板的厚度為3-9密耳。
[0014]設有接著劑層，所述補強板通過所述接著劑層粘接于所述撓性印刷電路板，所述接著劑層為熱硬化接著劑層且厚度為25-35微米。
[0015]所述熱電阻為金屬導體。
[0016]所述兩根架橋導線為兩根平行的導線，且每根導線外表包覆有聚乙烯材料層。
[0017]所述熱電阻與所述撓性印刷電路板之間以及所述架橋導線與所述撓性印刷電路板之間通過無鉛焊錫焊接并以黑色油墨覆蓋。
[0018]本發明的有益效果是:本發明的鋰離子電池溫度感應器包括撓性印刷電路板和熱電阻，熱電阻固定并電連接于撓性印刷電路板，設有兩根架橋導線，撓性印刷電路板通過兩根架橋導線與外部儀表連接導通，本發明的鋰離子電池溫度感應器能夠用于檢測鋰離子電池各層鋁箔包間溫度，從而在整個的充電和放電周期獲得精確的溫度指示，提高系統工作的可靠性，且體積小、內部無空氣隙、熱慣性小、測量滯后小、機械性能好、耐振、抗沖擊、能彎曲、便于安裝且使用壽命長。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發明的鋰離子電池溫度感應器的正面結構示意圖；
[0020]圖2為本發明的鋰離子電池溫度感應器的截面結構示意圖；
[0021]圖3為本發明的鋰離子電池溫度感應器的撓性印刷電路板的截面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]以下通過特定的具體實施例說明本發明的的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭示的內容輕易地了解本發明的優點及功效。本發明也可以其它不同的方式實施，即，在不背離本發明所揭示的范圍內進行不同的修改與改變。
[0023]實施例:一種鋰離子電池溫度感應器，包括撓性印刷電路板I和熱電阻2，所述熱電阻固定并電連接于所述撓性印刷電路板，設有兩根架橋導線3，所述撓性印刷電路板通過所述兩根架橋導線與外部儀表連接導通。
[0024]所述撓性印刷電路板包括無膠單面覆銅基板、覆蓋膜13和補強板14，所述無膠單面覆銅基板夾置于所述覆蓋膜和所述補強板之間。
[0025]撓性印刷電路板(FPC)結構中的無膠單面覆銅箔基板(21ayer-S)，其在高溫下具有優越的尺寸安定性，穩定的剝離強度以及極佳的擾曲性能，其結構包括一層銅箔11及一層液態聚酰亞胺薄膜(PI )12，其中銅箔要求選取壓延銅，厚度在12um以下，PI厚度在8um以下。覆蓋銅箔裸露處的覆蓋膜為聚酰胺-酰亞胺(PAI)或聚苯硫醚(PPS)等耐高溫熱固型薄膜，厚度要求在5lum之間。補強板為厚度為3?9mil的聚酰亞胺薄膜，也可以厚度為
l、2mil的聚酰亞胺薄膜搭配環氧樹脂復合成厚度為3?9mil的補強板。補強板貼合用的接著劑為熱硬化性接著劑15，厚度在25?35um。
[0026]熱電阻是利用物質在溫度變化時，其電阻也隨著發生變化的特征來測量溫度的。當阻值變化時，工作儀表便顯示出阻值所對應的溫度值。熱電阻測溫是基于金屬導體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。熱電阻大都由純金屬材料制成，作為熱電阻的金屬材料一般要求:盡可能大而穩定的溫度系數、電阻率要大(在同樣靈敏度下減小傳感器的尺寸)、在使用的溫度范圍內具有穩定的化學物理性能、材料的復制性好、電阻值隨溫度變化要有間值函數關系(最好呈線性關系)。目前應用最多的是鉬和銅，此外，現在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。熱電阻主要是利用電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度及與溫度有關的參數，在溫度檢測精度要求比較高的場合比較適用。本發明選用的熱電阻材料為鉬、銅或鎳皆可，它們具有電阻溫度系數大、線性好、性能穩定、使用溫度范圍寬、加工容易等特點。測量溫度范圍在_200°C至+500°C內。
[0027]兩根架橋導線為兩平行導線，是外表以聚乙烯材料包覆的架橋聚乙烯導線。
[0028]熱電阻搭配撓性印刷電路板(FPC), —端置于電池內部,通過架橋導線與外部儀表接通，檢測電池內部溫度，當電池過充，溫度上升達到危險值時，斷開充電電流。各部件要求采用無鉛焊錫4連接，并在連接處以黑色液態油墨樹脂5覆蓋，起保護作用。
[0029]本發明可用于檢測鋰電池包各層鋁箔包間溫度，從而在整個的充電和放電周期獲得精確的溫度指示，提高系統工作的可靠性。
[0030]上述實施例僅為例示性說明本發明原理及其功效，而非用于限制本發明。本發明的權利保護范圍，應如權利要求書所列。
【權利要求】
1.一種鋰離子電池溫度感應器，其特征在于:包括撓性印刷電路板和熱電阻，所述熱電阻固定并電連接于所述撓性印刷電路板，設有兩根架橋導線，所述撓性印刷電路板通過所述兩根架橋導線與外部儀表連接導通。
2.如權利要求1所述的鋰離子電池溫度感應器，其特征在于:所述撓性印刷電路板包括無膠單面覆銅基板、覆蓋膜和補強板，所述無膠單面覆銅基板夾置于所述覆蓋膜和所述補強板之間。
3.如權利要求2所述的鋰離子電池溫度感應器，其特征在于:所述無膠單面覆銅基板由一層銅箔和一層聚酰亞胺膜構成。
4.如權利要求3所述的鋰離子電池溫度感應器，其特征在于:所述銅箔為壓延銅箔且厚度在12微米以下，所述聚酰亞胺膜為液態聚酰亞胺膜且厚度在8微米以下。
5.如權利要求2所述的鋰離子電池溫度感應器，其特征在于:所述覆蓋膜為包括聚酰胺-酰亞胺覆蓋膜和聚苯硫醚覆蓋膜在內的熱固型覆蓋膜中的任意一種且厚度在5-8微米之間。
6.如權利要求2所述的鋰離子電池溫度感應器，其特征在于:所述補強板為一層聚酰亞胺膜或若干層通過樹脂粘接的聚酰亞胺膜，且補強板的厚度為3-9密耳。
7.如權利要求6所述的鋰離子電池溫度感應器，其特征在于:設有接著劑層，所述補強板通過所述接著劑層粘接于所述撓性印刷電路板，所述接著劑層為熱硬化接著劑層且厚度為25-35微米。
8.如權利要求1所述的鋰離子電池溫度感應器，其特征在于:所述熱電阻為金屬導體。
9.如權利要求1所述的鋰離子電池溫度感應器，其特征在于:所述兩根架橋導線為兩根平行的導線，且每根導線外表包覆有聚乙烯材料層。
10.如權利要求1所述的鋰離子電池溫度感應器，其特征在于:所述熱電阻與所述撓性印刷電路板之間以及所述架橋導線與所述撓性印刷電路板之間通過無鉛焊錫焊接并以黑色油墨覆蓋。
【文檔編號】H01M10/48GK103542955SQ201210246782
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年7月17日 優先權日:2012年7月17日
【發明者】李建輝, 金進興, 林志銘, 張孟浩, 王羽芳 申請人:昆山雅森電子材料科技有限公司