[发明专利]热敏电阻元件

说明书

技术领域

本发明关于一种热敏电阻元件，且特别关于高温时具有高维持电流的热敏电阻元件。

背景技术

由于具有正温度系数(Positive Temperature Coefficient；PTC)或负温度系数(Negative Temperature Coefficient；NTC)特性的导电复合材料的电阻对温度变化具有反应敏锐的特性，可作为电流感测元件的材料。以PTC为例，由于PTC导电复合材料在正常温度下的电阻可维持极低值，使电路或电池得以正常运作。但是，当电路或电池发生过电流(over-current)或过高温(over-temperature)的现象时，其电阻值会瞬间提高至一高电阻状态(至少10²Ω以上)，而将过量的电流降低，以达到保护电池或电路元件的目的。

PTC导电复合材料由一种或一种以上具结晶性的聚合物及导电填料所组成。聚合物一般为聚烯烃类聚合物，例如：聚乙烯，而导电填料一般为碳黑。然而，以碳黑作为导电填料的PTC元件因为受到材料热焓(thermal mass)不足且电阻较高的影响，导致其维持电流(hold current)较低，特别是当温度升高时，其维持电流将迅速降低，故无法满足大电流的二次电池的保护使用。

发明内容

为了克服传统使用碳黑的PTC元件维持电流较低的问题，本发明使用不同的导电填料及成分比例，使得PTC元件于高温仍具有高维持电流。本发明的热敏电阻元件可搭配二次电池的电路设计，以满足大电流二次电池保护使用。

本发明一实施例的热敏电阻元件包括：第一导电构件、第二导电构件以及高分子材料层。该高分子材料层叠设于第一导电构件及第二导电构件之间，且具有正温度系数的特性，该高分子材料层包含至少一结晶性高分子聚合物及散布于该结晶性高分子聚合物中的至少一导电填料。该导电填料的体积电阻值小于500mΩ，且该导电填料占该高分子材料层的重量百分比介于72％～96％。该热敏电阻元件具有一元件面积，于60℃时，其对应的维持电流除以该元件面积的值介于0.16A/mm²～0.8A/mm²之间。其中该热敏电阻元件于60℃的维持电流与25℃的维持电流的比值介于65％～95％。

一实施例中，热敏电阻元件于60℃对应的维持电流的热切断温度(Thermal Cut-Off；TCO)小于95℃。前述TCO温度并非限制于60℃所对应的维持电流。另外也可利用于温度T对应的维持电流加以定义如下：于温度T对应的维持电流的TCO温度小于T+35℃，其中T≥60℃。

一实施例中，本发明的热敏电阻元件系以焊接方式电气连接保护电路模块(Protection Circuit Module；PCM)及二次电池成串联或并联结构。其中焊接包含点焊、回焊、超音波焊接或激光焊接。

附图说明

图1为本发明一实施例的热敏电阻元件示意图；

图2为热敏电阻元件的维持电流与温度关系示意图；

图3为本发明第一实施例的热敏电阻元件于二次电池的应用示意图；以及

图4为本发明第二实施例的热敏电阻元件于二次电池的应用示意图。

其中，附图标记说明如下：

10、20：热敏电阻元件

11：第一导电构件

12：第二导电构件

13：高分子材料层

22：金属电极片

30：保护电路模块

31、32：电池

33：负载

具体实施方式

为让本发明的上述和其他技术内容、特征和优点能更明显易懂，下文特举出相关实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：