热敏陶瓷材料和由其制得电池保护用热敏电阻及制造方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102603290 A (43)申请公布日 2012.07.25 C N 1 0 2 6 0 3 2 9 0 A *CN102603290A* (21)申请号 201210080598.0 (22)申请日 2012.03.26 C04B 35/468(2006.01) C04B 35/622(2006.01) H01C 7/02(2006.01) (71)申请人常熟市林芝电子有限责任公司 地址 215500 江苏省苏州市常熟经济开发区 高新技术园通林路88号 (72)发明人汪鹰 (74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 代理人柏尚春 (54。

2、) 发明名称 热敏陶瓷材料和由其制得电池保护用热敏电 阻及制造方法 (57) 摘要 本发明公开了一种热敏陶瓷材料，按摩尔 份数计其成分包括：8183份BaCO 3 、35份 SrCO 3 、57份PbO、79份CaCO 3 、101102份 TiO 2 、0.020.03份Sb 2 O 3 、0.020.03份Nb 2 O 5 、 0.0250.035份Mn(NO 3 ) 2 以及烧结液相助剂； 还公开了一种采用该热敏陶瓷材料制得的电池保 护用小电阻PTC和制造该PTC的方法：将上述组 分按照设计比例混合后经湿法球磨、预烧结、二次 湿法球磨、造粒和压片、烧结、后加工制成PTC；该 PTC阻值可。

3、以达到0.30.5，产品满足在电 阻率较小、尺寸较小的情况下抵抗大电流冲击的 承受能力和自我恢复能力。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书4页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 1/1页 2 1.一种热敏陶瓷材料，其特征在于，按照摩尔份数计其包括以下组分：8183份 BaCO 3 、35份SrCO 3 、57份PbO、79份CaCO 3 、101102份TiO 2 、0.020.03份Sb 2 O 3 、 0.020.03份Nb 2 O 5 、0.0250.035份Mn(NO 3 ) 2 以及烧结液相助剂。 2.根据权利。

4、要求1所述的陶瓷材料，其特征在于，按照摩尔份数计其包括以下组分：82 份BaCO 3 、4份SrCO 3 、6份PbO、8份CaCO 3 、102份TiO 2 、0.025份Sb 2 O 3 、0.025份Nb 2 O 5 、0.03份 Mn(NO 3 ) 2 以及烧结液相助剂。 3.根据权利要求1或者2所述的陶瓷材料，其特征在于：所述烧结液相助剂按摩尔份 数计包括1.51.8份SiO 2 。 4.根据权利要求3所述的陶瓷材料，其特征在于：所述烧结液相助剂按摩尔份数计包 括1.6份SiO 2 。 5.一种耐低温耐高压过流保护用正温度系数热敏电阻，其特征在于：所述热敏电阻由 权利要求14任一所述。

5、的热敏陶瓷材料制得。 6.一种制造权利要求5所述热敏电阻的方法，其特征在于，包括以下步骤： a)湿法球磨：将混合物按比例混合均匀，湿法球磨2028小时，料球水的重量比 为0.51.51312，浆料在100150干燥； b)预烧结：将湿法球磨后的混合物在温度为11401160下，保温24小时； c)二次湿法球磨：将预烧结的混合物再次湿法球磨2028小时，料球水的重量 比为0.51.51312，浆料在100150干燥； d)造粒和压片：加入PVA造粒，然后压制成10.6*1.15mm，密度为3.3g/cm 3 的圆片； e)烧结：在温度为13001320下，保温5070分钟，1.52/分钟降温到 。

6、800，然后自然降温到室温； f)后加工：将烧结完成以后的PTC片进行印银、焊接、包封以后得到9*1.0mm，阻值 0.30.5的成品。 7.按照权利要求6所述制造热敏电阻的方法，其特征在于，包括以下步骤： a)湿法球磨：将混合物按比例混合均匀，湿法球磨24小时，料球水的重量比为 121.5，浆料在130干燥； b)预烧结：将湿法球磨后的混合物在温度为1150下，保温3小时； c)二次湿法球磨：将预烧结的混合物再次湿法球磨24小时，料球水的重量比为 121.5，浆料在130干燥； d)造粒和压片：加入PVA造粒，然后压制成10.6*1.15mm，密度为3.3g/cm 3 的圆片； e)烧结：在。

7、温度为1310下，保温60分钟，2/分钟降温到800，然后自然降温到 室温； f)后加工：将烧结完成以后的PTC片进行印银、焊接、包封以后得到9*1.0mm，阻值 0.30.5的成品。 权 利 要 求 书CN 102603290 A 1/4页 3 热敏陶瓷材料和由其制得电池保护用热敏电阻及制造方法 技术领域 0001 本发明属于半导体陶瓷材料领域，具体涉及一种热敏陶瓷材料，以及由该热敏陶 瓷材料制得的电池保护用小电阻热敏电阻和制造该热敏电阻的方法。 背景技术 0002 电池在使用的过程中，需要预防意外电路短路的风险以及大电流长时间作用而造 成手机过热的问题，需要有一种体积小、电阻率小，能够满足。

8、大电流反复多次冲击的电池保 护热敏电阻器PTC(Positive Temperature Coefficient，正温度系数热敏电阻)。 0003 具体要求如下： 0004 1、阻值0.30.5。 0005 2、居里温度12010。 0006 3、在25条件下，满足12V/20A，通1分钟断5分钟20次，产品无损坏，阻值变化 小于20。 0007 4、不动作电流为25下1A，1小时不动作。 0008 目前市面的电池保护用小电阻PTC无法同时满足以上4种要求。 发明内容 0009 本发明主要解决的技术问题是提供一种热敏陶瓷材料及由该热敏陶瓷材料制得 的电池保护用小电阻PTC。 0010 本发明还。

9、提供了一种制造该PTC的方法。 0011 本发明采用的一个技术方案是：一种热敏陶瓷材料，按摩尔份数计其成分包括： 8183份BaCO 3 、35份SrCO 3 、57份PbO、79份CaCO 3 、101102份TiO 2 、0.02 0.03份Sb 2 O 3 、0.020.03份Nb 2 O 5 、0.0250.035份Mn(NO 3 ) 2 以及烧结液相助剂。 0012 在本发明一个较佳实施例中，热敏陶瓷材料的成分按摩尔份数计包括：82份 BaCO 3 、4份SrCO 3 、6份PbO、8份CaCO 3 、102份TiO 2 、0.025份Sb 2 O 3 、0.025份Nb 2 O 5。

10、 、0.03份 Mn(NO 3 ) 2 以及烧结液相助剂。 0013 按摩尔份数烧结液相助剂包括1.51.8份SiO 2 。 0014 在本发明一个较佳实施例中，烧结液相助剂包括1.6份SiO 2 。 0015 为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种耐低温耐高压 过流保护用PTC，由热敏陶瓷材料制得。该热敏陶瓷材料，按摩尔份数计其成分包括：81 83份BaCO 3 、35份SrCO 3 、57份PbO、79份CaCO 3 、101102份TiO 2 、0.020.03 份Sb 2 O 3 、0.020.03份Nb 2 O 5 、0.0250.035份Mn(NO 3 ) 2 。

11、以及烧结液相助剂。将BaCO 3 、 SrCO 3 、PbO、TiO 2 、CaCO 3 等主晶相成分以及施受主掺杂物和烧结液相助剂按照设计的比例 配料混合后经湿法球磨、预烧结、二次湿法球磨、造粒和压片、烧结、后加工等步骤制得PTC 片。 0016 所述的湿法球磨是将上述混合物湿法球磨2028小时，料球水的重量比为 说 明 书CN 102603290 A 2/4页 4 0.51.51312，浆料在100150干燥； 0017 优选湿法球磨24小时，料球水的重量比为121.5，浆料在130下干 燥； 0018 所述的预烧结是将经上述湿法球磨后的混合物在温度为11401160下，保温 24小时； 。

12、0019 优选在1150下保温3小时； 0020 所述的二次湿法球磨是将预烧结的混合物再次湿法球磨2028小时，料球 水的重量比为0.51.51312，浆料在100150干燥； 0021 优选湿法球磨24小时，料球水的重量比为121.5，浆料在130下干 燥； 0022 所述的造粒和压片是加入PVA造粒，然后压制成10.6*1.15mm，密度为3.3g/cm 3 的圆片； 0023 所述的烧结是在温度为13001320下，保温5070分钟，1.52/分钟降 温到800，然后自然降温到室温； 0024 优选烧结温度为1310，保温60分钟，2/分钟降温到800； 0025 所述的后加工是将烧结完。

13、成以后的PTC片进行印银、焊接、包封以后得到 9*1.0mm，阻值0.30.5的成品。 0026 本发明的热敏陶瓷材料制得的PTC成品可以达到阻值0.30.5，居里温度 12010，在25条件下，满足12V/20A，通1分钟断5分钟20次，产品无损坏，阻值变化 小于20，不动作电流为25下1A，1小时不动作，满足在电阻率较小、尺寸较小的情况下 抵抗大电流冲击的承受能力和自我恢复能力。 具体实施方式 0027 下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被 本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。 0028 实施例1-3为热敏陶瓷材料组合物： 0。

14、029 实施例1 0030 按照摩尔份数计，将如下配比的主晶相成分、施受主掺杂物和烧结液相助剂混 合： 0031 主晶相成分包括81份BaCO 3 、3份SrCO 3 、5份PbO、7份CaCO 3 、101份Ti0 2 ； 0032 施受主掺杂物包括0.02份Sb 2 O 3 、0.02份Nb 2 O 5 、0.025份Mn(NO 3 ) 2 ； 0033 烧结液相助剂包括1.5份SiO 2 。 0034 实施例2 0035 按照摩尔份数计，将如下配比的主晶相成分、施受主掺杂物和烧结液相助剂混 合： 0036 主晶相成分包括83份BaCO 3 、5份SrCO 3 、7份PbO、9份CaCO 。

15、3 、102份TiO 2 ； 0037 施受主掺杂物包括0.03份Sb 2 O 3 、0.03份Nb 2 O 5 、0.035份Mn(NO 3 ) 2 ； 0038 烧结液相助剂包括1.8份SiO 2 。 0039 实施例3 说 明 书CN 102603290 A 3/4页 5 0040 按照摩尔份数计，将如下配比的主晶相成分、施受主掺杂物和烧结液相助剂混 合： 0041 主晶相成分包括82份BaCO 3 、4份SrCO 3 、6份PbO、8份CaCO 3 、102份TiO 2 ； 0042 施受主掺杂物包括0.025份Sb 2 O 3 、0.025份Nb 2 O 5 、0.03份Mn(NO 。

16、3 ) 2 ； 0043 烧结液相助剂包括1.6份SiO 2 。 0044 实施例4-6为由该热敏陶瓷材料混合物制得的PTC和制造PTC的方法： 0045 实施例4 0046 将各成分按实施例1、实施例2或实施例3任一的比例配料，混合均匀。 0047 湿法球磨：将混合后的原料、球、水以0.511的重量比混合制得混合浆料，湿 法球磨20小时； 0048 预烧结：将上述混合浆料在100干燥后，1140预烧4小时； 0049 二次湿法球磨：料、球、水以0.511的重量比混合制得混合浆料，湿法球磨20 小时； 0050 造粒：将上述碾磨后的混合浆料在100干燥，然后加入粘结剂PVA(聚乙烯醇) 造粒；。

17、 0051 压片：将造粒颗粒压制成10.6*1.15mm，密度为3.3g/cm 3 的圆片； 0052 烧结：将圆片在1300保温70分钟，然后以1.5/分钟的速率降温到800，再 自然降温到室温； 0053 后加工：烧结完成以后的PTC片进行印银、焊接、包封以后得到9*1.0mm，阻值 0.30.5的成品。 0054 实施例5 0055 将各成分按实施例1、实施例2或实施例3任一的比例配料，混合均匀。 0056 湿法球磨：将混合后的原料、球、水以1.532的重量比混合制得混合浆料，湿 法球磨28小时； 0057 预烧结：将上述混合浆料在150干燥后，1160预烧2小时； 0058 二次湿法球。

18、磨：料、球、水以1.532的重量比混合制得混合浆料，湿法球磨28 小时； 0059 造粒：将上述碾磨后的混合浆料在150干燥，然后加入粘结剂PVA(聚乙烯醇) 造粒； 0060 压片：将造粒颗粒压制成10.6*1.15mm，密度为3.3g/cm 3 的圆片； 0061 烧结：将圆片在1320保温50分钟，然后以2/分钟的速率降温到800，再自 然降温到室温； 0062 后加工：烧结完成以后的PTC片进行印银、焊接、包封以后得到9*1.0mm，阻值 0.30.5的成品。 0063 实施例6 0064 将各成分按实施例3的比例配料，混合均匀。 0065 湿法球磨：将混合后的原料、球、水以121.5。

19、的重量比混合制得混合浆料，湿 法球磨24小时； 0066 预烧结：将上述混合浆料在130干燥后，1150预烧3小时； 说 明 书CN 102603290 A 4/4页 6 0067 二次湿法球磨：料、球、水以121.5的重量比混合制得混合浆料，湿法球磨24 小时； 0068 造粒：将上述碾磨后的混合浆料在130干燥，然后加入粘结剂PVA(聚乙烯醇) 造粒； 0069 压片：将造粒颗粒压制成10.6*1.15mm，密度为3.3g/cm 3 的圆片； 0070 烧结：将圆片在1310保温60分钟，然后以2/分钟的速率降温到800，再自 然降温到室温； 0071 后加工：烧结完成以后的PTC片进行印银、焊接、包封以后得到9*1.0mm，阻值 0.30.5的成品。 0072 本发明的热敏陶瓷材料制得的PTC成品可以达到阻值0.30.5，居里温度 12010，在25条件下，满足12V/20A，通1分钟断5分钟20次，产品无损坏，阻值变化 小于20，不动作电流为25下1A，1小时不动作。 说 明 书CN 102603290 A 。