锂离子电池温度感应器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种锂离子电池温度感应器，包括挠性印刷电路板和热电阻，热电阻固定并电连接于挠性印刷电路板，设有两根架桥导线，挠性印刷电路板通过两根架桥导线与外部仪表连接导通，本发明的锂离子电池温度感应器能够用于检测锂离子电池各层铝箔包间温度，从而在整个的充电和放电周期获得精确的温度指示，提高系统工作的可靠性，且体积小、内部无空气隙、热惯性小、测量滞后小、机械性能好、耐振、抗冲击、能弯曲、便于安装且使用寿命长。
【专利说明】锂离子电池温度感应器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于检测锂离子电池各层铝箔包间温度的电池温度感应器。
【背景技术】
[0002]锂离子电池自1991年问世以来，由于具有高电压、高比能量、高比功率的优点而备受人们的青睐，目前已经广泛应用于各种便携式电子设备。随着世界能源的日趋紧张，国际油价的不断攀升，电动车及混合动力车将成为未来的重要交通工具，锂离子电池作为候选动力电源而备受关注。与锂电池相比，锂离子电池采用石墨负极替代了金属锂，安全性大大提高，然而在机械冲击、高温、过充等条件下锂离子电池仍然可能出现爆炸、燃烧现象。一方面，锂离子电池采用有机溶液电解质，当电池处于过充状态时有机溶剂容易在正极表面产生不可逆的氧化分解，在放出大量热量的同时伴随着大量可燃性气体的产生，导致电池内部温度及压力急剧上升，从而给电池带来爆炸、燃烧的危险。另一方面，锂离子电池内部自身存在一系列潜在的放热反应，当电池在使用过程中因各种原因内外部短路而引起内部温升较大时，容易被引发。通过化学反应存储能量的锂离子充电电池如果因外部压力等导致无法控制内部反应时，会出现因高温造成热失控的危险状态。这种状态进一步严重的话就有可能起火。而且，随着容量不断增大，也即随着存储的能量不断增加，出现这种状态的危险性也越来越高。因此安全性问题已经成为锂离子电池大型化的关键问题之一。
[0003]过充是锂离子电池在使用过程中可能碰到的安全问题之一，尤其是在锂离子电池组工作的过程中。目前锂离子电池的过充保护方法主要有物理方法和化学方法。物理方法主要是通过引入正温度系数电阻器(PTC)、使用外部监测装置、采用安全阀等，化学方法主要是从电池的内部材料进行改进。
[0004]温度监测是锂离子电池过充保护最直接有效的方式。锂离子电池在单个使用时，安全性可以得到有效保证，但是对于组合使用的电池组，情况就会变得比较复杂，电池组将会因为其中任何一节电池因过充或过放引起的失配而截止。目前业界仅能检测锂电池包外表温度，各层铝箔包间温度无法检测与控制，而内层温度往往高于外表温度。
【发明内容】
[0005]为了克服上述缺陷，本发明提供了一种锂离子电池温度感应器，本发明的锂离子电池温度感应器能够用于检测锂离子电池各层铝箔包间温度，从而在整个的充电和放电周期获得精确的温度指示，提高系统工作的可靠性。
[0006]本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0007]—种锂离子电池温度感应器，包括挠性印刷电路板和热电阻，所述热电阻固定并电连接于所述挠性印刷电路板，设有两根架桥导线，所述挠性印刷电路板通过所述两根架桥导线与外部仪表连接导通。
[0008]本发明所采用的进一步技术方案是:
[0009]所述挠性印刷电路板包括无胶单面覆铜基板、覆盖膜和补强板，所述无胶单面覆铜基板夹置于所述覆盖膜和所述补强板之间。
[0010]所述无胶单面覆铜基板由一层铜箔和一层聚酰亚胺膜构成。
[0011]所述铜箔为压延铜箔且厚度在12微米以下，所述聚酰亚胺膜为液态聚酰亚胺膜且厚度在8微米以下。
[0012]所述覆盖膜为包括聚酰胺-酰亚胺覆盖膜和聚苯硫醚覆盖膜在内的热固型覆盖膜中的任意一种且厚度在5-8微米之间。
[0013]所述补强板为一层聚酰亚胺膜或若干层通过树脂粘接的聚酰亚胺膜，且补强板的厚度为3-9密耳。
[0014]设有接着剂层，所述补强板通过所述接着剂层粘接于所述挠性印刷电路板，所述接着剂层为热硬化接着剂层且厚度为25-35微米。
[0015]所述热电阻为金属导体。
[0016]所述两根架桥导线为两根平行的导线，且每根导线外表包覆有聚乙烯材料层。
[0017]所述热电阻与所述挠性印刷电路板之间以及所述架桥导线与所述挠性印刷电路板之间通过无铅焊锡焊接并以黑色油墨覆盖。
[0018]本发明的有益效果是:本发明的锂离子电池温度感应器包括挠性印刷电路板和热电阻，热电阻固定并电连接于挠性印刷电路板，设有两根架桥导线，挠性印刷电路板通过两根架桥导线与外部仪表连接导通，本发明的锂离子电池温度感应器能够用于检测锂离子电池各层铝箔包间温度，从而在整个的充电和放电周期获得精确的温度指示，提高系统工作的可靠性，且体积小、内部无空气隙、热惯性小、测量滞后小、机械性能好、耐振、抗冲击、能弯曲、便于安装且使用寿命长。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明的锂离子电池温度感应器的正面结构示意图；
[0020]图2为本发明的锂离子电池温度感应器的截面结构示意图；
[0021]图3为本发明的锂离子电池温度感应器的挠性印刷电路板的截面结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]以下通过特定的具体实施例说明本发明的的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点及功效。本发明也可以其它不同的方式实施，即，在不背离本发明所揭示的范围内进行不同的修改与改变。
[0023]实施例:一种锂离子电池温度感应器，包括挠性印刷电路板I和热电阻2，所述热电阻固定并电连接于所述挠性印刷电路板，设有两根架桥导线3，所述挠性印刷电路板通过所述两根架桥导线与外部仪表连接导通。
[0024]所述挠性印刷电路板包括无胶单面覆铜基板、覆盖膜13和补强板14，所述无胶单面覆铜基板夹置于所述覆盖膜和所述补强板之间。
[0025]挠性印刷电路板(FPC)结构中的无胶单面覆铜箔基板(21ayer-S)，其在高温下具有优越的尺寸安定性，稳定的剥离强度以及极佳的扰曲性能，其结构包括一层铜箔11及一层液态聚酰亚胺薄膜(PI )12，其中铜箔要求选取压延铜，厚度在12um以下，PI厚度在8um以下。覆盖铜箔裸露处的覆盖膜为聚酰胺-酰亚胺(PAI)或聚苯硫醚(PPS)等耐高温热固型薄膜，厚度要求在5lum之间。补强板为厚度为3?9mil的聚酰亚胺薄膜，也可以厚度为
l、2mil的聚酰亚胺薄膜搭配环氧树脂复合成厚度为3?9mil的补强板。补强板贴合用的接着剂为热硬化性接着剂15，厚度在25?35um。
[0026]热电阻是利用物质在温度变化时，其电阻也随着发生变化的特征来测量温度的。当阻值变化时，工作仪表便显示出阻值所对应的温度值。热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成，作为热电阻的金属材料一般要求:尽可能大而稳定的温度系数、电阻率要大(在同样灵敏度下减小传感器的尺寸)、在使用的温度范围内具有稳定的化学物理性能、材料的复制性好、电阻值随温度变化要有间值函数关系(最好呈线性关系)。目前应用最多的是钼和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。热电阻主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数，在温度检测精度要求比较高的场合比较适用。本发明选用的热电阻材料为钼、铜或镍皆可，它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。测量温度范围在_200°C至+500°C内。
[0027]两根架桥导线为两平行导线，是外表以聚乙烯材料包覆的架桥聚乙烯导线。
[0028]热电阻搭配挠性印刷电路板(FPC), —端置于电池内部,通过架桥导线与外部仪表接通，检测电池内部温度，当电池过充，温度上升达到危险值时，断开充电电流。各部件要求采用无铅焊锡4连接，并在连接处以黑色液态油墨树脂5覆盖，起保护作用。
[0029]本发明可用于检测锂电池包各层铝箔包间温度，从而在整个的充电和放电周期获得精确的温度指示，提高系统工作的可靠性。
[0030]上述实施例仅为例示性说明本发明原理及其功效，而非用于限制本发明。本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
【权利要求】
1.一种锂离子电池温度感应器，其特征在于:包括挠性印刷电路板和热电阻，所述热电阻固定并电连接于所述挠性印刷电路板，设有两根架桥导线，所述挠性印刷电路板通过所述两根架桥导线与外部仪表连接导通。
2.如权利要求1所述的锂离子电池温度感应器，其特征在于:所述挠性印刷电路板包括无胶单面覆铜基板、覆盖膜和补强板，所述无胶单面覆铜基板夹置于所述覆盖膜和所述补强板之间。
3.如权利要求2所述的锂离子电池温度感应器，其特征在于:所述无胶单面覆铜基板由一层铜箔和一层聚酰亚胺膜构成。
4.如权利要求3所述的锂离子电池温度感应器，其特征在于:所述铜箔为压延铜箔且厚度在12微米以下，所述聚酰亚胺膜为液态聚酰亚胺膜且厚度在8微米以下。
5.如权利要求2所述的锂离子电池温度感应器，其特征在于:所述覆盖膜为包括聚酰胺-酰亚胺覆盖膜和聚苯硫醚覆盖膜在内的热固型覆盖膜中的任意一种且厚度在5-8微米之间。
6.如权利要求2所述的锂离子电池温度感应器，其特征在于:所述补强板为一层聚酰亚胺膜或若干层通过树脂粘接的聚酰亚胺膜，且补强板的厚度为3-9密耳。
7.如权利要求6所述的锂离子电池温度感应器，其特征在于:设有接着剂层，所述补强板通过所述接着剂层粘接于所述挠性印刷电路板，所述接着剂层为热硬化接着剂层且厚度为25-35微米。
8.如权利要求1所述的锂离子电池温度感应器，其特征在于:所述热电阻为金属导体。
9.如权利要求1所述的锂离子电池温度感应器，其特征在于:所述两根架桥导线为两根平行的导线，且每根导线外表包覆有聚乙烯材料层。
10.如权利要求1所述的锂离子电池温度感应器，其特征在于:所述热电阻与所述挠性印刷电路板之间以及所述架桥导线与所述挠性印刷电路板之间通过无铅焊锡焊接并以黑色油墨覆盖。
【文档编号】H01M10/48GK103542955SQ201210246782
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年7月17日 优先权日:2012年7月17日
【发明者】李建辉, 金进兴, 林志铭, 张孟浩, 王羽芳 申请人:昆山雅森电子材料科技有限公司