[发明专利]一种电阻式温度传感器及其制备方法和用途

说明书

本发明提供一种电阻式温度传感器及其制备方法和用途。本发明提供一种柔性电极，所述柔性电极包括电极和电极基底，所述电极设于所述电极基底上，且具有微纳结构。本发明中申请人构建了一种微纳结构的电阻式温度传感器，用于原位测量电池局部温度及整体温度，具有灵敏度高、由于测量温度为电池电芯各处的温度，能够很好的对电池整体热稳定性进行评估。

技术领域

本发明涉及一种能源器件领域，特别是涉及一种电阻式温度检测器及其制备方法和用途。

背景技术

安全性对锂电池十分重要，其中，由电池内部短路所引发的热失控最为普遍，一方面电池内部短路会导致局域的温度上升，另一方面温度上升会导致进一步的电池热失效，因此检测电池内部的温度十分重要。

通常电池发生热失控初期，电池内部短路区域极小，对整体温度影响有限，无法通过传统宏观温度传感器进行检测。

如何有效的实时检测电池的局部温度变化，如何对电池整体热稳定性进行评估是解决问题的关键。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种电阻式温度传感器及其制备方法和用途，用于解决现有技术中电池安全性无法有效监测、电池整体热稳定的评估缺乏有效、精确方法的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过以下技术方案获得的。

本发明提供一种柔性电极，所述柔性电极包括电极和电极基底；所述电极设于所述电极基底上且具有微纳结构。

优选地，所述电极基底为聚酰亚胺基底。聚酰亚胺聚合物作为基底材料，具有热稳定好、耐弯折、耐高温和轻薄等的优点。在本申请中用于测试锂电池温度时，聚酰亚胺材料也具有耐电解液的效果。

优选地，所述电极为金属材料，所述金属材料的电阻率在0～500℃内呈线性变化。

优选地，微纳结构的电极的尺寸为不超过100μm。优选为不超过50μm。电极尺寸越小则温度传感器在测量时所能提供的空间分辨率越高，而越小的电极尺寸对光刻工艺要求越高，选用3μm的线宽可将传感器电极大小控制在50μm以内，既可以保证较高的探测精度，又方便工艺加工。

优选地，所述电极基底层的厚度为不超过20μm。

本发明还提供了如上述所述的柔性电极的制备方法，采用微纳加工技术，利用曝光和显影在光刻胶上刻画微纳结构，然后通过沉积金属工艺形成具有微纳结构的电极；最后形成用于承载所述电极的电极基底。

本发明提供一种电阻式温度传感器，包括上述所述柔性电极、连接导线及显示仪表。所述柔性电极、连接导线及显示仪表形成一个电回路。

电阻式温度传感器的主要原理为：传感器的电阻随着温度的变化而随之变化。更优选地，所述金属材料为选自金、银、铂、铜和镍中的一种或多种。更优选地，所述金属材料为选自金、银、铂、铜和镍中的一种。最优选地，所述金属材料为金或铂。

优选地，所述电阻温度检测器的电阻为150～300Ω。电阻较大，则需要高的电阻温度检测器驱动电压，而高的电阻温度检测器驱动电压可能与电池电路发生串扰；电阻温度检测器的电阻过小则会放大电路其余部分干扰，影响温度检测精度。

本发明还公开了如上述所述电阻式温度传感器用于测试电池温度的用途。

本发明还提供了一种电池，所述电池电芯上设有若干个如上述所述的电阻式温度传感器。如设置在电池电芯的正极集流体的外表面、负极集流体外表面或电芯外包装内侧。正极集流体的外表面、负极集流体外表面为不接触电解液的面。

本发明技术方案具有以下有益效果：