[发明专利]气体传感器

说明书

本申请涉及一种气体传感器，其包括PCB基板、低浓度气体检测芯片及高浓度气体检测芯片。所述低浓度气体检测芯片包括第一微热板及设置于所述第一微热板上的半导体气敏层，所述第一微热板设置于所述PCB基板，并与所述PCB基板电连接。所述高浓度气体检测芯片包括第二微热板及设置于所述第二微热板上的催化气敏层，所述第二微热板设置于所述PCB基板，并与所述PCB基板电连接，所述低浓度气体检测芯片与所述高浓度气体检测芯片串联连接。上述气体传感器，能够检测出1ppm‑80000ppm的可燃气体，测量量程较宽；同时，能够抵消环境温湿度变化所带来的影响，使得输出信号保持稳定。

技术领域

本发明涉及电子器件制造技术领域，特别是涉及一种气体传感器。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

近年来，新能源汽车发展迅速，其中锂离子电池由于其高能量密度等特点，已在电动汽车和大规模储能中得到广泛应用。然而，由于使用易燃有机溶剂作为电解液的主要成分，以及锂离子电池固有的放热特性，使其在过充或快充的情况下会产生锂枝晶，从而发生热失控等安全事故。

2020年5月12日，工业和信息化部组织制定的GB 18384-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》由国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会批准发布，将于2021年1月1日起开始实施。标准增加了电池系统热扩散试验，要求电池单体发生热失控后，电池系统在5分钟内不起火不爆炸，为乘员预留安全逃生时间。根据戴姆勒公司的研究结果，氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷、二氧化碳等气体是锂离子电池热失控必须释放的气体，因此将锂电池热失效释放的特征气体作为检测指标，有助于大大延长锂电池热失效的预警时间，给乘客预留足够的逃生时间。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于锂电池检测的气体传感器，该气体传感器稳定性较好，对可燃气体具有较宽量程的检测范围。该目的是通过以下技术方案实现的：

本申请的实施例提出了一种气体传感器，该气体传感器包括：

PCB基板；

低浓度气体检测芯片，所述低浓度气体检测芯片包括第一微热板及设置于所述第一微热板上的半导体气敏层，所述第一微热板设置于所述PCB基板，并与所述PCB基板电连接；及

高浓度气体检测芯片，所述高浓度气体检测芯片包括第二微热板及设置于所述第二微热板上的催化气敏层，所述第二微热板设置于所述PCB基板，并与所述PCB基板电连接；

所述低浓度气体检测芯片与所述高浓度气体检测芯片串联连接，在可燃气体的浓度不大于2000ppm时，所述低浓度气体检测芯片的电阻值与可燃气体的浓度呈定量关系，在可燃气体的浓度范围大于2000ppm时，所述高浓度气体检测芯片的电阻值与所述可燃气体的浓度呈定量关系。

在其中一个实施例中，所述低浓度气体检测芯片电阻值与可燃气体浓度的关系符合 QUOTE ，其中c为可燃气体的浓度，R_L为低浓度气体检测芯片的电阻值，A/B/C为所述半导体气敏层的特性参数；

所述高浓度气体检测芯片的电阻值与可燃气体的浓度的关系符合 QUOTE，c为可燃气体的浓度，R_H为所述高浓度气体检测芯片的电阻值，k/a为所述催化气敏层的特性参数。

在其中一个实施例中，所述第一微热板包括第一硅基底及设置于所述第一硅基底上的第一加热电阻膜，所述半导体气敏层至少部分覆盖所述第一加热电阻膜，且所述半导体气敏层与所述第一加热电阻膜形成欧姆接触。

在其中一个实施例中，所述第一加热电阻膜为离散网格状结构，所述第一加热电阻膜的厚度为0.5um-10um，工作电阻为1Ω-60Ω。

在其中一个实施例中，所述第二微热板包括第二硅基底及设置于所述第二硅基底上的第二加热电阻膜，所述催化气敏层至少部分覆盖所述第二加热电阻膜，且所述催化气敏层与所述第二加热电阻膜形成欧姆接触。