过流／过热保护用高分子热敏电阻

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1、第38卷第4期塑料工业2010年4月CHINAPLASTICSINDUSTRY过流／过热保护用高分子热敏电阻郭熙桃，宁凯军(1．华南理T大学丁业技术研究总院，广东广州510640；2．金发科技股份有限公司，广东广州510520)摘要：在介绍高分子热敏电阻(PPTC)性质、组成及工作原理的基础上，分析了PPTC较其他几种电流保护装置的优势，并指出了PPTC的应用现状及发展方向。关键词：PPTC；原理；应用与发展中图分类号：TQ320．79文献标识码：A文章编号：1005—5770(2010)04—0007—03PPTCfl0rtheProtectionAgainstOver-

2、currentandOver-heatGUOXi—tao，NINGKai-jun(1．IndustrialTechnologyResearchInstitute，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China；2．Kin出Sci．&Tech．Co．，Ltd．，Guangzhou510520，China)Abstract：Onthebasisofthepropertiesintroduction，compositionandworkingprincipleofPC，theadvantageofPPTCwasanal

3、yzedbycomparingwithothercurrentprotector．alsotheapplicationanddevelop—mentofPPTCwerepointedout．Keywords：PPrC；Pnnciple；ApplicationandDevelopment高分子热敏电阻主要是以经过特殊处理的聚合物保护用热敏电阻好坏的主要依据，而PTC效应又与树脂(Polymer)为基体，掺入导体而构成，由于具PC组成有着内在的联系，因而对PI~FC组成的选有正温度系数(PositiveTemperatureCoeficient)效择就成为开发PPTC组件的关键

4、。应，而简称为PFFC。PPTC是由美国瑞侃Raychem公司(现被泰科Tyco收购)发明的，Tyco公司一直占领着该领域的籁技术制高点，所有的新技术都是由Tyco开发的_1J。蕾到现在为止，Tyco占领80％的市场份额。其他生产商包括美国柏恩氏Bourns公司、台湾聚鼎公司、美温度／℃国littlefuse公司、台湾陆海、台湾宝电通、韩国Shinwha、韩国Ceratech，国内主要生产厂家是上海维图1温度一电阻关系曲线安、顺安。Fig1Relationshipoftemperatureandresistance1PPTC性质、组成及原理j基体树脂据报道，在相同的体系，如

5、果基体的1．1PPTC性质结晶度高，晶体的尺寸大，结晶完善，则形成连续导PPTC最典型的性质是非线性PTC效应，所谓电通路所需要的导电填料用量较少，临界渗渝值也就PTC效应，是指当温度上升时，材料电阻值增大，所越低，在填料用量相等的情况下，材料的导电性就越有具有类似金属特性的导体就有正温度系数的电阻强，PTC效应显著。从这点出发，基体树脂的结晶性值。非线性PTC效应是指经过相变的材料会呈现出质就成为选择基体树脂的重要依据。研究发现，PTC电阻在狭窄温度范围内急剧增加几个至十几个数量级强度正比于几种材料的结晶度，按照结晶度的大小，的现象，如图1所示。PTC强度依次为Nylon

6、l2>Nylonl1>PVDF>聚酯>1．2PPTC组成缩醛树脂。由于PPTC性质，即PTC效应是判别其作为过流导体作为PPTC材料的导体有多种，常用的如作者简介：郭熙桃，男，博士，副研究员，研究方向为高分子材料成型加工及功能化。xtguo@scut．edu．cn金属粉、VO、VO、BATiO，、炭纤维、炭黑等。加而导致温度上升，过多的热量便会使聚合物由结晶2006年，美国Raychem公司成功解决镍粉易氧化问状变成无定形态，这时束缚在聚合物树脂上的导体便题，采用镍粉来做填料，推出低的室温电阻用Pc，会分离，阻抗迅速提高，使通过的电流在0．1ms内现在比亚迪80％的锂电池产

7、品都已经采用这种新型变小，电路如同断开，达到保护目的；但过流故障排的PPrrc，事实上，以后的所有的高端电池应用都会除后，导体链又重新建立，并自动恢复成低阻抗导采用这种PPTC。体，表现出高分子热敏电阻动作后的恢复特性。1．3PPTC工作原理PPTC是一种直热式、阶跃型热敏电阻，其电阻PPTC组件主要是由聚合物及导电填料所组成，变化过程与自身的发热和散热情况有关，因而其维持在正常的操作温度下，聚合物紧密地将导体束缚在结电流、动作电流及动作时间受环境温度影响。图4为晶状的结构内，而形成一条低阻抗的导电通路，如图热敏电