1.本發(fā)明涉及加熱膜材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及用于自限溫加熱領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

2.作為新能源汽車的核心部件，鋰電池的充放電性能對使用環(huán)境溫度的要求非?？量?，尤其在低溫環(huán)境下，鋰電池組供電能的電動(dòng)車則會(huì)出現(xiàn)電池?zé)o法充電和放電或是充電和放電容量極低，影響車輛無法正常啟動(dòng)，因此汽車電池模組通常會(huì)配置電加熱裝置。傳統(tǒng)加熱裝置為電熱絲加熱，配合溫控傳感器控制，對傳感器可靠性要求極高，失效直接早曾高溫電池燃燒。

3.聚合物基ptc復(fù)合材料(pptc)由聚合物為基體和其中的導(dǎo)電填料制構(gòu)成，導(dǎo)電填料含量超過滲流閾值，在常溫下可維持較低的電阻值，當(dāng)溫度升高，在特定溫度區(qū)間電阻變化反應(yīng)敏銳，急劇升高。利用pptc特性可作為自限溫發(fā)熱材料，當(dāng)電源接通時(shí)，內(nèi)部ptc高分子材料受熱膨脹，電阻變大，減小發(fā)熱功率，使溫度降低；當(dāng)溫度降低時(shí)，內(nèi)部ptc高分子材料遇冷收縮，電阻變小，增大發(fā)熱功率，使溫度上升，從而達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度的作用。通常汽車的起動(dòng)機(jī)隨著溫度越低而需要的啟動(dòng)電流越大，pptc可以適應(yīng)低溫下具有更高的發(fā)熱功率，良好適應(yīng)汽車動(dòng)力電池的溫控需求。

4.對于車用鋰離子電池加熱膜，需要極高的系統(tǒng)可靠性，現(xiàn)有技術(shù)采用ldpe填充炭黑的吹膜貼附在電極上作為pptc發(fā)熱膜，膜層和電極界面容易產(chǎn)生接觸不良，阻燃等級不高，同時(shí)工藝方法復(fù)雜，因此，進(jìn)行針對性改善料實(shí)屬必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

5.鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種自限溫加熱膜及其制作方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中加熱膜穩(wěn)定性，可靠性和阻燃的問題。

6.為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種自限溫加熱膜，由導(dǎo)線、金屬電極、ptc膜層以及絕緣層構(gòu)成，所述金屬電極為插指狀附著在所述ptc膜層上，所述絕緣層貼覆在所述電極和ptc膜層外側(cè)，所述電極一側(cè)的絕緣膜層為第一絕緣膜層，所述ptc膜層一側(cè)的絕緣膜層為第二絕緣膜層；所述導(dǎo)線與電極聯(lián)結(jié)，用于引出電性；所述ptc膜層為導(dǎo)電阻燃膜層，ptc轉(zhuǎn)變溫度60～100℃；所述電極上均勻蝕刻有孔洞，所述孔洞的等效直徑為500～1000μm。

7.可選地，ptc膜層為導(dǎo)電阻燃膜層，阻燃等級為v0；常溫電導(dǎo)率大于1s/cm。

8.可選地，所述ptc膜層包括高分子基材、導(dǎo)電填料；所述聚合物基材包括聚六氟丙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、氯醋樹脂、聚氧乙烯、苯氧樹脂中的一種或其混合物，所述導(dǎo)電填料為氟摻雜石墨烯、聚氟苯胺修飾石墨烯、金屬碳化物顆粒、金屬硼化物顆粒中的一種。

9.可選地，所述絕緣層為導(dǎo)熱系數(shù)大于10w/mk的柔性絕緣膜層，包括絕緣聚合物基體和絕緣導(dǎo)熱填料，所述絕緣聚合物基體包括聚酰亞胺、聚丙烯腈、聚酰胺、環(huán)氧樹脂；所述

絕緣導(dǎo)熱填料包括氮化硼、氧化鋁、氮化鋁、氧化硅中的一種或其組合。

10.可選地，所述電極為銅電極、鋁電極、鎳電極，電極靠近ptc膜層一側(cè)為經(jīng)過粗化處理。

11.本發(fā)明還提供一種自限溫加熱膜的制作方法，包括步驟：

12.1)將金屬箔貼附在所述第一絕緣加熱膜上，采用蝕刻工藝將金屬箔蝕刻成帶有孔洞的插指電極，對刻蝕后的電極進(jìn)行粗化處理；

13.2)采用油墨涂覆或吹膜熱壓合的方式將ptc膜層帶有電極的第一絕緣膜上；

14.3)在插指電極上焊接導(dǎo)線；

15.4)在ptc膜層一側(cè)貼附第二絕緣膜層，得到用于鋰電池組的加熱膜。

16.可選地，所述油墨涂覆的方法為，將ptc油墨涂覆在附有插指電極的第一絕緣導(dǎo)熱膜上，烘干得到ptc膜層；所述涂覆的方法為刮涂、輥涂、絲網(wǎng)印刷、鋼板印刷中的一種。

17.可選地，所述ptc油墨的制作方法為，將所述高分子基材的粒料和所述導(dǎo)電填料加入溶劑中，采用勻膠機(jī)充分混合，再用三輥研磨機(jī)研磨分散，得到ptc油墨；所述溶劑包括n-甲基吡咯烷酮、n，n-二甲基甲酰胺、n，n-二甲基乙酰胺中的一種或混合溶劑涂覆ptc油墨的方法。

18.如上所述，本發(fā)明的一種用于鋰電池組的加熱膜及其制作方法，具有以下有益效果：ptc膜層采用的聚合物和填料體系兼顧阻燃特性、低阻性能和低溫限溫性能，采用三輥研磨方式分散得到漿料并進(jìn)行涂敷的膜層較傳統(tǒng)密煉吹膜工藝具有更高的均勻性。ptc膜層采用油墨涂覆固化的方式附著在電極上，形成良好接觸，同時(shí)，蝕刻插指電極時(shí)在電極上形成微小均勻孔洞，使得涂敷烘干的ptc膜層釘扎在電極上，進(jìn)一步提升機(jī)械和電學(xué)可靠性，且不引入附加工序，生產(chǎn)工藝簡單。

附圖說明

19.圖1顯示為本發(fā)明一種自限溫加熱膜的制作方法流程圖。

20.圖2-7顯示為本發(fā)明一種自限溫加熱膜的制作方法各步驟所呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖。

21.元件標(biāo)號(hào)說明：

22.1第一絕緣膜層

23.2金屬電極

24.3ptc膜層

25.4導(dǎo)線

26.5第二絕緣膜層

27.6電極上刻蝕的孔洞

28.s1～s4步驟

具體實(shí)施方式

29.以下通過特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易的了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明精神下進(jìn)行各種修飾或改變。

30.參閱圖1～7。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，圖示中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可以為一種隨意的改變，且其組件的布局也可能更為復(fù)雜。

31.本實(shí)施例提供一種自限溫加熱膜的制作方法，步驟流程如圖1所示。

32.自限溫加熱膜的制作方法具體過程如圖2～7所示：

33.如圖2所示，將金屬箔電極2貼附在所述第一絕緣膜層1上，電極2可以是銅電極、鋁電極、鎳電極。第一絕緣膜層1為導(dǎo)熱系數(shù)大于10w/mk的柔性絕緣膜層，包括絕緣聚合物基體和絕緣導(dǎo)熱填料，絕緣聚合物基體可以是聚酰亞胺、聚丙烯腈、聚酰胺、環(huán)氧樹脂；絕緣導(dǎo)熱填料可以是氮化硼、氧化鋁、氮化鋁、氧化硅中的一種或其組合。

34.如圖3和4所示，采用蝕刻工藝將金屬箔電極2蝕刻成帶有孔洞6的插指電極2，對刻蝕后的電極2進(jìn)行粗化處理，孔洞6的等效直徑為500～1000μm。

35.制作ptc油墨，將所述高分子基材的粒料和所述導(dǎo)電填料加入溶劑中，采用勻膠機(jī)充分混合，再用三輥研磨機(jī)研磨分散，得到ptc油墨；溶劑可以是n-甲基吡咯烷酮、n，n-二甲基甲酰胺、n，n-二甲基乙酰胺中的一種或混合溶劑。

36.如圖5所示，將ptc油墨涂覆在附有插指電極2的第一絕緣加熱膜1上，烘干得到ptc膜層3；涂覆的方法可以是刮涂、輥涂、絲網(wǎng)印刷或鋼板印刷，涂敷后的ptc膜層3緊密貼附與插指電極2上并釘扎于插指電極2上的孔洞6中。ptc膜層3為導(dǎo)電阻燃膜層，聚合物基材可以是聚六氟丙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、氯醋樹脂、聚氧乙烯、苯氧樹脂中的一種或其混合物，導(dǎo)電填料可以是氟摻雜石墨烯、聚氟苯胺修飾石墨烯、金屬碳化物顆粒、金屬硼化物顆粒中的一種。ptc膜層3的ptc轉(zhuǎn)變溫度60～100℃，阻燃等級為v0；常溫電導(dǎo)率大于1s/cm。

37.如圖6所示，在插指電極2上焊接導(dǎo)線4，用于引出電性。

38.如圖7所示，在ptc膜層3一側(cè)貼附第二絕緣膜層5，得到用于鋰電池組的加熱膜。用于鋰電池組的加熱膜由導(dǎo)線4、金屬電極2、ptc膜層3以及第一絕緣層1和構(gòu)成第二絕緣膜層5組成。

39.綜上所述，本發(fā)明的一種自限溫加熱膜及其制作方法，ptc膜層采用的聚合物和填料體系兼顧阻燃特性、低阻性能和低溫限溫性能，采用三輥研磨方式分散得到漿料并進(jìn)行涂敷的膜層較傳統(tǒng)密煉吹膜工藝具有更高的均勻性。ptc膜層采用油墨涂覆固化的方式附著在電極上，形成良好接觸，同時(shí)，蝕刻插指電極時(shí)在電極上形成微小均勻孔洞，使得涂敷烘干的ptc膜層釘扎在電極上，進(jìn)一步提升機(jī)械和電學(xué)可靠性，且不引入附加工序，生產(chǎn)工藝簡單。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)而具有高度的產(chǎn)業(yè)價(jià)值。

40.上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。技術(shù)特征：

1.一種自限溫加熱膜，其特征在于：由導(dǎo)線、金屬電極、ptc膜層以及絕緣層構(gòu)成，所述金屬電極為插指狀附著在所述ptc膜層上，所述絕緣層貼覆在所述電極和ptc膜層外側(cè)，所述電極一側(cè)的絕緣膜層為第一絕緣膜層，所述ptc膜層一側(cè)的絕緣膜層為第二絕緣膜層；所述導(dǎo)線與電極聯(lián)結(jié)，用于引出電性；所述ptc膜層為導(dǎo)電阻燃膜層，ptc轉(zhuǎn)變溫度60～100℃；所述電極上均勻蝕刻有孔洞，所述孔洞的等效直徑為500～1000μm。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種自限溫加熱膜，其特征在于：所述ptc膜層為導(dǎo)電阻燃膜層，阻燃等級為v0；常溫電導(dǎo)率大于1s/cm。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種自限溫加熱膜，其特征在于：所述ptc膜層包括高分子基材、導(dǎo)電填料；所述聚合物基材包括聚六氟丙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、氯醋樹脂、聚氧乙烯、苯氧樹脂中的一種或其混合物，所述導(dǎo)電填料為氟摻雜石墨烯、聚氟苯胺修飾石墨烯、金屬碳化物顆粒、金屬硼化物顆粒中的一種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種自限溫加熱膜，其特征在于：所述絕緣層為導(dǎo)熱系數(shù)大于10w/mk的柔性絕緣膜層，包括絕緣聚合物基體和絕緣導(dǎo)熱填料，所述絕緣聚合物基體包括聚酰亞胺、聚丙烯腈、聚酰胺、環(huán)氧樹脂；所述絕緣導(dǎo)熱填料包括氮化硼、氧化鋁、氮化鋁、氧化硅中的一種或其組合。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種自限溫加熱膜，其特征在于：所述電極為銅電極、鋁電極、鎳電極，電極靠近ptc膜層一側(cè)為經(jīng)過粗化處理。6.一種自限溫加熱膜的制作方法，其特征在于：包括步驟1)將金屬箔貼附在所述第一絕緣膜上，采用蝕刻工藝將金屬箔蝕刻成帶有孔洞的插指電極，對刻蝕后的電極進(jìn)行粗化處理；2)采用油墨涂覆或吹膜熱壓合的方式將ptc膜層帶有電極的第一絕緣膜上；3)在插指電極上焊接導(dǎo)線；4)在ptc膜層一側(cè)貼附第二絕緣膜層，得到用于鋰電池組的加熱膜。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種自限溫加熱膜的制作方法，其特征在于：所述油墨涂覆的方法為，將ptc油墨涂覆在附有插指電極的第一絕緣導(dǎo)熱膜上，烘干得到ptc膜層；所述涂覆的方法為刮涂、輥涂、絲網(wǎng)印刷、鋼板印刷中的一種。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種自限溫加熱膜的制作方法，其特征在于：所述ptc油墨的制作方法為，將所述高分子基材的粒料和所述導(dǎo)電填料加入溶劑中，采用勻膠機(jī)充分混合，再用三輥研磨機(jī)研磨分散，得到ptc油墨；所述溶劑包括n-甲基吡咯烷酮、n，n-二甲基甲酰胺、n，n-二甲基乙酰胺中的一種或混合溶劑涂覆ptc油墨的方法。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明提供一種自限溫加熱膜及其制作方法，具有以下有益效果：PTC膜層采用的聚合物和填料體系兼顧阻燃特性、低阻性能和低溫限溫性能，采用三輥研磨方式分散得到漿料并進(jìn)行涂敷的膜層較傳統(tǒng)密煉吹膜工藝具有更高的均勻性。PTC膜層采用油墨涂覆固化的方式附著在電極上，形成良好接觸，同時(shí)，蝕刻插指電極時(shí)在電極上形成微小均勻孔洞，使得涂敷烘干的PTC膜層釘扎在電極上，進(jìn)一步提升機(jī)械和電學(xué)可靠性，且不引入附加工序，生產(chǎn)工藝簡單。生產(chǎn)工藝簡單。生產(chǎn)工藝簡單。

技術(shù)研發(fā)人員：袁建波

受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江大銘新材料股份有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.10.31

技術(shù)公布日：2022/2/15