產(chǎn)品技術(shù)可行性分析報告-在線瀏覽
2024-09-12 23:28本頁面
【正文】 移動設(shè)備生產(chǎn)提供能源的眾多電池生產(chǎn)企業(yè)，其中就有全國最大鋰離子電池生產(chǎn)商比亞迪、比克電池、德賽電池和聚合物鋰電池廠家TCL。然而由于高導(dǎo)電、高PTC強度，高耐壓性能的高分子PTC復(fù)合材料新技術(shù)為美國和日本的少數(shù)幾家大企業(yè)壟斷，比一般產(chǎn)品高出35倍，國內(nèi)企業(yè)的采購成本十分高昂。二、技術(shù)發(fā)展趨勢及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀PTC材料是指某種具有很大的正電阻溫度系數(shù)(Positive temperature coefficient , PTC)的材料。目前，國內(nèi)外使用的PTC材料大體上可分為兩大類:一類是以陶瓷類PTC材料，另一類是由有機高分子聚合物與導(dǎo)電材料組成的新型有機復(fù)合PTC材料。而聚合物基PTC復(fù)合熱敏材料，由于具有質(zhì)軟、可撓曲、易加工成型、制造成本較低、可以在較低的溫度下使用等優(yōu)點正日益受到重視。PPTC材料不僅原料易得、價格便宜、加工成型工藝簡單，還具有高分子材料的許多優(yōu)異性能。小型、多功能，高集成是便攜消費電子發(fā)展的主要趨勢，因此工程人員在設(shè)計產(chǎn)品時十分注重元器件的尺寸，而對于PPTC電路保護產(chǎn)品來說，低阻小型化是順應(yīng)市場需求的重要技術(shù)發(fā)展方向。因此開發(fā)低室溫體積電阻、PTC強度的PPTC復(fù)合材料體系是PTC材料研發(fā)的重要發(fā)展，具有尺寸小、內(nèi)阻低等特點過流保護元件，是高分子PTC元器件發(fā)展的趨勢。PPTC材料以美國的研究開發(fā)水平居國際領(lǐng)先地位，上世紀(jì)80年代美國首先開發(fā)成實用型PPTC材料，以美國泰科電子為代表的一些企業(yè)，制得的聚合物基PTC過電流保護元件在醫(yī)療、計算機、程控電話交換機、手機電池、汽車配件、家電產(chǎn)品、工業(yè)儀表、運載火箭、火災(zāi)報警等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。國內(nèi)外近十年來，聚合物PTC復(fù)合材料研究和開發(fā)的進度明顯加快，體現(xiàn)在相關(guān)的期刊文獻報道迅速增多，相關(guān)專利數(shù)目急劇膨脹。國內(nèi)在這方面起步較晚, 對PTC材料的研究起始于八十年代后期，中國科技大學(xué)在八十年代末開始了自限溫加熱帶的研發(fā)，而聚合物PTC材料做為電路過流保護元件使用時要求PTC材料具有低的室溫體積電阻率、高的PTC強度以及一定的循環(huán)穩(wěn)定性，由于技術(shù)難度較高，直到九十年代初才有較多的研究報道。國內(nèi)真正有實力能自主開發(fā)并生產(chǎn)聚合物基PTC過電流保護元件的企業(yè)不多，主要有深圳金瑞電子材料有限公司、上海維安電熱材料有限公司、上?？铺仉娮硬牧嫌邢薰尽５@個差距正的縮小，雖然國際企業(yè)在新產(chǎn)品的開發(fā)和推出上仍處于領(lǐng)先地位，但國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)能以較短的時間緊跟趨勢推出產(chǎn)品；隨著用戶對PPTC產(chǎn)品使用的增多，特性的熟悉，它們越來越傾向于選擇性價比高的國內(nèi)企業(yè)的產(chǎn)品，國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)市場占有率也在穩(wěn)步提升。特別適用于高性能鋰離子和聚合物電池的保護，有很好的市場前景，是高分子PTC元器件發(fā)展的趨勢。本項目擬解決的關(guān)鍵技術(shù)問題是： （1） PTC復(fù)合材料的組分選擇是該項目研發(fā)的重點和難點目前PTC產(chǎn)品應(yīng)用比較成熟的是HDPE/CB的配方體系，該體系經(jīng)過20多年的開發(fā)應(yīng)用，使用十分廣泛。因此，本項目將在前期研究的基礎(chǔ)上開拓新的思路，需開發(fā)新的高分子PTC材料配方體系，降低電阻提高電性能，并通過設(shè)計和實驗相結(jié)合的方法開發(fā)出尺寸小至34mm，電阻在412mΩ產(chǎn)品。對于高分子材料的復(fù)合，我們已經(jīng)在實驗階段研究過多種方法可以解決導(dǎo)電粒子和微量添加劑在基體材料中的均勻分布問題，但在大批生產(chǎn)中的效果確不夠理想。我們必須探索出有效率的工藝結(jié)合適合的設(shè)備，改善材料性能的一致性。高分子PTC熱敏電阻器其結(jié)構(gòu)是由高分子聚合物基體和分散在其中的導(dǎo)電填料、阻燃填料等構(gòu)成的芯材與金屬電極，通過高溫?zé)釅簭?fù)合的方法粘合在一起的。銅箔與芯材的直接接觸，在電場和高溫下由銅引起的高分子聚合物催化分解，影響產(chǎn)品的長期穩(wěn)定性。、技術(shù)方法、技術(shù)路線以及工藝流程（1）首先以HDPE為高分子基體，選用不同形狀尺寸的高導(dǎo)電金屬、非金屬粒子，通過調(diào)節(jié)配方組成、優(yōu)化混煉復(fù)合工藝進行芯材料的制備，（2）對銅膜進行鍍碳處理，與芯材熱壓復(fù)合，以獲得電極芯材結(jié)合牢固，轉(zhuǎn)變溫度在125℃，室溫電在7mΩ左右，芯片尺寸34mm，耐壓6V，具有良好電阻溫度系數(shù)的樣品。（4）在課題開展的過程中，對不同研究階段進行小結(jié)和總結(jié)，完成產(chǎn)品TUV、UL等安全認證，利用研究結(jié)果申請國家發(fā)明專利和撰寫學(xué)術(shù)論文。本項目所述的PPTC元件制造工藝流程如下：A、將復(fù)合材料各組分（高分子聚合物、導(dǎo)電填料
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