1.本发明涉及加热膜材料技术领域，特别是涉及用于自限温加热领域。
背景技术：
2.作为
新能源汽车的核心部件，
锂电池的充放电性能对使用环境温度的要求非常苛刻，尤其在低温环境下，锂电池组供电能的电动车则会出现电池无法充电和放电或是充电和放电容量极低，影响车辆无法正常启动，因此汽车电池模组通常会配置电加热装置。传统加热装置为电热丝加热，配合温控传感器控制，对传感器可靠性要求极高，失效直接早曾高温电池燃烧。
3.聚合物基ptc
复合材料(pptc)由聚合物为基体和其中的导电填料制构成，导电填料含量超过渗流阈值，在常温下可维持较低的电阻值，当温度升高，在特定温度区间电阻变化反应敏锐，急剧升高。利用pptc特性可作为自限温发热材料，当电源接通时，内部ptc高分子材料受热膨胀，电阻变大，减小发热功率，使温度降低；当温度降低时，内部ptc高分子材料遇冷收缩，电阻变小，增大发热功率，使温度上升，从而达到自动调节温度的作用。通常汽车的起动机随着温度越低而需要的启动电流越大，pptc可以适应低温下具有更高的发热功率，良好适应汽车
动力电池的温控需求。
4.对于车用锂离子电池加热膜，需要极高的系统可靠性，现有技术采用ldpe填充炭黑的吹膜贴附在电极上作为pptc发热膜，膜层和电极界面容易产生接触不良，阻燃等级不高，同时工艺方法复杂，因此，进行针对性改善料实属必要。
技术实现要素：
5.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自限温加热膜及其制作方法，用于解决现有技术中加热膜稳定性，可靠性和阻燃的问题。
6.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种自限温加热膜，由导线、金属电极、ptc膜层以及绝缘层构成，所述金属电极为插指状附着在所述ptc膜层上，所述绝缘层贴覆在所述电极和ptc膜层外侧，所述电极一侧的绝缘膜层为第一绝缘膜层，所述ptc膜层一侧的绝缘膜层为第二绝缘膜层；所述导线与电极联结，用于引出电性；所述ptc膜层为导电阻燃膜层，ptc转变温度60～100℃；所述电极上均匀蚀刻有孔洞，所述孔洞的等效直径为500～1000μm。
7.可选地，ptc膜层为导电阻燃膜层，阻燃等级为v0；常温电导率大于1s/cm。
8.可选地，所述ptc膜层包括高分子基材、导电填料；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、氯醋树脂、聚氧乙烯、苯氧树脂中的一种或其混合物，所述导电填料为氟掺杂
石墨烯、聚氟苯胺修饰石墨烯、金属碳化物颗粒、金属硼化物颗粒中的一种。
9.可选地，所述绝缘层为导热系数大于10w/mk的柔性绝缘膜层，包括绝缘聚合物基体和绝缘导热填料，所述绝缘聚合物基体包括聚酰亚胺、聚丙烯腈、聚酰胺、环氧树脂；所述
绝缘导热填料包括氮化硼、
氧化铝、氮化铝、氧化硅中的一种或其组合。
10.可选地，所述电极为铜电极、铝电极、镍电极，电极靠近ptc膜层一侧为经过粗化处理。
11.本发明还提供一种自限温加热膜的制作方法，包括步骤：
12.1)将金属箔贴附在所述第一绝缘加热膜上，采用蚀刻工艺将金属箔蚀刻成带有孔洞的插指电极，对刻蚀后的电极进行粗化处理；
13.2)采用油墨涂覆或吹膜热压合的方式将ptc膜层带有电极的第一绝缘膜上；
14.3)在插指电极上焊接导线；
15.4)在ptc膜层一侧贴附第二绝缘膜层，得到用于锂电池组的加热膜。
16.可选地，所述油墨涂覆的方法为，将ptc油墨涂覆在附有插指电极的第一绝缘导热膜上，烘干得到ptc膜层；所述涂覆的方法为刮涂、辊涂、丝网印刷、钢板印刷中的一种。
17.可选地，所述ptc油墨的制作方法为，将所述高分子基材的粒料和所述导电填料加入溶剂中，采用匀胶机充分混合，再用三辊研磨机研磨分散，得到ptc油墨；所述溶剂包括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种或混合溶剂涂覆ptc油墨的方法。
18.如上所述，本发明的一种用于锂电池组的加热膜及其制作方法，具有以下有益效果：ptc膜层采用的聚合物和填料体系兼顾阻燃特性、低阻性能和低温限温性能，采用三辊研磨方式分散得到浆料并进行涂敷的膜层较传统密炼吹膜工艺具有更高的均匀性。ptc膜层采用油墨涂覆固化的方式附着在电极上，形成良好接触，同时，蚀刻插指电极时在电极上形成微小均匀孔洞，使得涂敷烘干的ptc膜层钉扎在电极上，进一步提升机械和电学可靠性，且不引入附加工序，生产工艺简单。
附图说明
19.图1显示为本发明一种自限温加热膜的制作方法流程图。
20.图2-7显示为本发明一种自限温加热膜的制作方法各步骤所呈现结构示意图。
21.元件标号说明：
22.1第一绝缘膜层
23.2金属电极
24.3ptc膜层
25.4导线
26.5第二绝缘膜层
27.6电极上刻蚀的孔洞
28.s1～s4步骤
具体实施方式
29.以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易的了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明精神下进行各种修饰或改变。
30.参阅图1～7。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可以为一种随意的改变，且其组件的布局也可能更为复杂。
31.本实施例提供一种自限温加热膜的制作方法，步骤流程如图1所示。
32.自限温加热膜的制作方法具体过程如图2～7所示：
33.如图2所示，将金属箔电极2贴附在所述第一绝缘膜层1上，电极2可以是铜电极、铝电极、镍电极。第一绝缘膜层1为导热系数大于10w/mk的柔性绝缘膜层，包括绝缘聚合物基体和绝缘导热填料，绝缘聚合物基体可以是聚酰亚胺、聚丙烯腈、聚酰胺、环氧树脂；绝缘导热填料可以是氮化硼、氧化铝、氮化铝、氧化硅中的一种或其组合。
34.如图3和4所示，采用蚀刻工艺将金属箔电极2蚀刻成带有孔洞6的插指电极2，对刻蚀后的电极2进行粗化处理，孔洞6的等效直径为500～1000μm。
35.制作ptc油墨，将所述高分子基材的粒料和所述导电填料加入溶剂中，采用匀胶机充分混合，再用三辊研磨机研磨分散，得到ptc油墨；溶剂可以是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种或混合溶剂。
36.如图5所示，将ptc油墨涂覆在附有插指电极2的第一绝缘加热膜1上，烘干得到ptc膜层3；涂覆的方法可以是刮涂、辊涂、丝网印刷或钢板印刷，涂敷后的ptc膜层3紧密贴附与插指电极2上并钉扎于插指电极2上的孔洞6中。ptc膜层3为导电阻燃膜层，聚合物基材可以是聚六氟丙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、氯醋树脂、聚氧乙烯、苯氧树脂中的一种或其混合物，导电填料可以是氟掺杂石墨烯、聚氟苯胺修饰石墨烯、金属碳化物颗粒、金属硼化物颗粒中的一种。ptc膜层3的ptc转变温度60～100℃，阻燃等级为v0；常温电导率大于1s/cm。
37.如图6所示，在插指电极2上焊接导线4，用于引出电性。
38.如图7所示，在ptc膜层3一侧贴附第二绝缘膜层5，得到用于锂电池组的加热膜。用于锂电池组的加热膜由导线4、金属电极2、ptc膜层3以及第一绝缘层1和构成第二绝缘膜层5组成。
39.综上所述，本发明的一种自限温加热膜及其制作方法，ptc膜层采用的聚合物和填料体系兼顾阻燃特性、低阻性能和低温限温性能，采用三辊研磨方式分散得到浆料并进行涂敷的膜层较传统密炼吹膜工艺具有更高的均匀性。ptc膜层采用油墨涂覆固化的方式附着在电极上，形成良好接触，同时，蚀刻插指电极时在电极上形成微小均匀孔洞，使得涂敷烘干的ptc膜层钉扎在电极上，进一步提升机械和电学可靠性，且不引入附加工序，生产工艺简单。所以，本发明有效克服了现有技术中的缺点而具有高度的产业价值。
40.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。技术特征：
1.一种自限温加热膜，其特征在于：由导线、金属电极、ptc膜层以及绝缘层构成，所述金属电极为插指状附着在所述ptc膜层上，所述绝缘层贴覆在所述电极和ptc膜层外侧，所述电极一侧的绝缘膜层为第一绝缘膜层，所述ptc膜层一侧的绝缘膜层为第二绝缘膜层；所述导线与电极联结，用于引出电性；所述ptc膜层为导电阻燃膜层，ptc转变温度60～100℃；所述电极上均匀蚀刻有孔洞，所述孔洞的等效直径为500～1000μm。2.根据权利要求1所述一种自限温加热膜，其特征在于：所述ptc膜层为导电阻燃膜层，阻燃等级为v0；常温电导率大于1s/cm。3.根据权利要求2所述一种自限温加热膜，其特征在于：所述ptc膜层包括高分子基材、导电填料；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、氯醋树脂、聚氧乙烯、苯氧树脂中的一种或其混合物，所述导电填料为氟掺杂石墨烯、聚氟苯胺修饰石墨烯、金属碳化物颗粒、金属硼化物颗粒中的一种。4.根据权利要求1所述一种自限温加热膜，其特征在于：所述绝缘层为导热系数大于10w/mk的柔性绝缘膜层，包括绝缘聚合物基体和绝缘导热填料，所述绝缘聚合物基体包括聚酰亚胺、聚丙烯腈、聚酰胺、环氧树脂；所述绝缘导热填料包括氮化硼、氧化铝、氮化铝、氧化硅中的一种或其组合。5.根据权利要求1所述一种自限温加热膜，其特征在于：所述电极为铜电极、铝电极、镍电极，电极靠近ptc膜层一侧为经过粗化处理。6.一种自限温加热膜的制作方法，其特征在于：包括步骤1)将金属箔贴附在所述第一绝缘膜上，采用蚀刻工艺将金属箔蚀刻成带有孔洞的插指电极，对刻蚀后的电极进行粗化处理；2)采用油墨涂覆或吹膜热压合的方式将ptc膜层带有电极的第一绝缘膜上；3)在插指电极上焊接导线；4)在ptc膜层一侧贴附第二绝缘膜层，得到用于锂电池组的加热膜。7.根据权利要求6所述一种自限温加热膜的制作方法，其特征在于：所述油墨涂覆的方法为，将ptc油墨涂覆在附有插指电极的第一绝缘导热膜上，烘干得到ptc膜层；所述涂覆的方法为刮涂、辊涂、丝网印刷、钢板印刷中的一种。8.根据权利要求7所述一种自限温加热膜的制作方法，其特征在于：所述ptc油墨的制作方法为，将所述高分子基材的粒料和所述导电填料加入溶剂中，采用匀胶机充分混合，再用三辊研磨机研磨分散，得到ptc油墨；所述溶剂包括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种或混合溶剂涂覆ptc油墨的方法。
技术总结
本发明提供一种自限温加热膜及其制作方法，具有以下有益效果：PTC膜层采用的聚合物和填料体系兼顾阻燃特性、低阻性能和低温限温性能，采用三辊研磨方式分散得到浆料并进行涂敷的膜层较传统密炼吹膜工艺具有更高的均匀性。PTC膜层采用油墨涂覆固化的方式附着在电极上，形成良好接触，同时，蚀刻插指电极时在电极上形成微小均匀孔洞，使得涂敷烘干的PTC膜层钉扎在电极上，进一步提升机械和电学可靠性，且不引入附加工序，生产工艺简单。生产工艺简单。生产工艺简单。
技术研发人员：袁建波
受保护的技术使用者：浙江大铭
新材料股份有限公司
技术研发日：2021.10.31
技术公布日：2022/2/15
声明：
“自限温加热膜及其制作方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：浙江大铭新材料股份有限公司
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2024年05月17日 ~ 19日 
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