本發(fā)明涉及新能源車電池領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)是電池控溫用的正溫度系數(shù)復(fù)合材料。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)新能源汽車銷量的不斷攀升，以及電池技術(shù)的不斷更新。作為新能源汽車的心臟——?jiǎng)恿﹄姵兀涫褂眯阅芤彩艿搅嗽絹?lái)越的關(guān)注。

新能源車的電池一般都是由于電池組構(gòu)成的，但是相對(duì)于傳統(tǒng)的汽車，新能源車的電池溫度使用有嚴(yán)格的限制，通常情況下最佳的充電和放電溫度都在一個(gè)較窄的溫度范圍內(nèi)，而正溫度系數(shù)的加熱器能夠有效的控制電池溫度。

正溫度系數(shù)（ptc）高分子復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備、移動(dòng)電話、電池組、遠(yuǎn)程通訊和網(wǎng)絡(luò)裝備、變壓器、工業(yè)控制設(shè)備、汽車及其它電子產(chǎn)品中，起到過(guò)電流或過(guò)溫保護(hù)的作用。

ptc復(fù)合材料主要含有聚合物和導(dǎo)電顆粒，其特點(diǎn)在于該材料的電阻率在

較窄的溫度范圍內(nèi)（聚合物玻璃化溫度附近）會(huì)隨著溫度的升高而急劇增加，在這段較窄的溫度附近可以突然增加幾個(gè)甚至十幾個(gè)數(shù)量級(jí)，借助于這種電阻率隨溫度的變化關(guān)系，該正溫度系數(shù)復(fù)合材料可實(shí)現(xiàn)過(guò)電流或過(guò)溫保護(hù)的目的，ntc現(xiàn)象的出現(xiàn)不僅使ptc材料的電性能發(fā)生不可逆的變化，而且在材料的使用過(guò)程中會(huì)因材料溫度過(guò)高而失效，甚至起火燃燒。為克服其ntc效應(yīng)，現(xiàn)有一般采用輻照交聯(lián)的方式對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行處理，輻照引發(fā)材料發(fā)生交聯(lián)，形成大分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，限制了導(dǎo)電粒子的性能的發(fā)揮。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種性能優(yōu)異的導(dǎo)電復(fù)合材料，能夠用于新能源車的電池控溫上面。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明公開(kāi)了一種新能源汽車電池控溫用ptc復(fù)合材料，包括聚合物基體、導(dǎo)電材料以及用于將聚合物基體和導(dǎo)電材料交聯(lián)混合的偶聯(lián)劑，所述的偶聯(lián)劑，其特征在于，所述的聚合物基體包括以下結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元：

a：

b：

c:

其中所述的a、b、c三種組分在聚合物中的摩爾比為1：x:1，其中x位于1到10之間，需要根據(jù)將a和c兩種單元限制在1:1上進(jìn)行單體量的選擇。

作為優(yōu)選，所述的x為1-3之間的任意數(shù)值。

其中，所述的導(dǎo)電材料可以選自碳黑、石墨粉、鐵粉、鎳粉、碳化鈦、碳化硅、碳化鎢，導(dǎo)電材料可以為片狀、棒狀或者顆粒狀，但根據(jù)本聚合物基體的性質(zhì)優(yōu)選為顆粒狀，粒徑為10-100nm。

做需要的偶聯(lián)劑為常規(guī)的偶聯(lián)劑，不需要作出額外的選擇，但是實(shí)驗(yàn)人員在多次實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-β-（氨乙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷以及鈦酸酯偶聯(lián)劑相對(duì)來(lái)說(shuō)具有較好的效果。

本復(fù)合材料中聚合物的基體不同于現(xiàn)有的聚合物，其制備方法可以但不不限于以下的方式：

步驟1：取相應(yīng)單體，和單體對(duì)苯二甲酸其中摩爾比為100:（80-120），上述兩種物質(zhì)的溶液，其中溶劑可以為水，也可以為其他溶劑，分別加入反應(yīng)釜中，攪拌，升溫至80攝氏度以上，優(yōu)選為100℃-120℃，這時(shí)候停止加熱，自動(dòng)升溫，回流，這時(shí)候加入對(duì)羥基苯甲酸和對(duì)苯二胺的單體，兩者的摩爾比控制在基本相等，優(yōu)選1:1，之后在100℃-120℃的溫度環(huán)境下反應(yīng)，每隔20分鐘取一次樣品進(jìn)行密度測(cè)量，當(dāng)密度達(dá)到1.2g/cm3的時(shí)候，反應(yīng)結(jié)束，之后進(jìn)行樹(shù)脂的干燥、冷卻、粉碎。

步驟2：將上述樹(shù)脂顆粒和填料、潤(rùn)滑劑、促進(jìn)劑在捏合機(jī)或者混合機(jī)中混合，混合機(jī)優(yōu)選，螺帶式混合機(jī)，在輥壓機(jī)上混煉，使得樹(shù)脂進(jìn)一步的縮聚，其中所述的混煉溫度優(yōu)選150℃-200℃之間，但是操作人員要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行控制，避免溫度過(guò)高或者過(guò)低，混煉后冷卻、碎碎，制得所需要的聚合物基體。

用本發(fā)明公開(kāi)的聚合物基本制備復(fù)合材料的方法如下：為將將導(dǎo)電材料加入到偶聯(lián)反應(yīng)罐中，打開(kāi)攪拌裝置，攪拌使導(dǎo)電材料旋轉(zhuǎn)，將偶聯(lián)劑直接噴灑在導(dǎo)電材料中，控制攪拌，在90攝氏度以上，反應(yīng)10分鐘以上，優(yōu)選15分鐘，制得偶聯(lián)改性過(guò)的導(dǎo)電材料；將上述的導(dǎo)電材料和聚合物基體在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，其中進(jìn)料溫度設(shè)定在120攝氏度以上，優(yōu)選120攝氏度，混煉時(shí)間為10分鐘到50分鐘，具體可以根據(jù)需要自由選擇。通過(guò)本發(fā)明制備的復(fù)合材料不僅無(wú)ntc效應(yīng)，而且其耐熱、耐老化性能具有大幅提高。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

具體實(shí)施例1：

復(fù)合材料的按照如下的方法制備：

步驟1：取相應(yīng)單體，和單體對(duì)苯二甲酸其中摩爾比為1:1，上述兩種物質(zhì)的溶液，在水溶液中，分別加入反應(yīng)釜中，攪拌，升溫至80攝氏度，這時(shí)候停止加熱，自動(dòng)升溫，回流，這時(shí)候加入對(duì)羥基苯甲酸和對(duì)苯二胺的單體，兩者的摩爾比為1，之后在100℃-120℃的溫度環(huán)境下反應(yīng)，每隔20分鐘取一次樣品進(jìn)行密度測(cè)量，當(dāng)密度達(dá)到1.2g/cm3的時(shí)候，反應(yīng)結(jié)束，之后進(jìn)行樹(shù)脂的干燥、冷卻、粉碎。

步驟2：將上述樹(shù)脂顆粒和填料、固化劑、潤(rùn)滑劑、促進(jìn)劑在捏合機(jī)或者混合機(jī)中混合，混合機(jī)優(yōu)選，螺帶式混合機(jī)，在輥壓機(jī)上混煉，使得樹(shù)脂進(jìn)一步的縮聚，其中所述的混煉溫度為150℃，但是操作人員要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行控制，避免溫度過(guò)高或者過(guò)低，混煉后冷卻、碎碎，制得所需要的聚合物基體。

步驟3：為將導(dǎo)電材料加入到偶聯(lián)反應(yīng)罐中，打開(kāi)攪拌裝置，攪拌使導(dǎo)電材料旋轉(zhuǎn)，將偶聯(lián)劑直接噴灑在導(dǎo)電材料中，控制攪拌，在90攝氏度反應(yīng)10分鐘，制得偶聯(lián)改性過(guò)的導(dǎo)電材料；將上述的導(dǎo)電材料和聚合物基體在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，其中進(jìn)料溫度設(shè)定在120攝氏度，混煉時(shí)間為10分鐘。

具體實(shí)施例2：

復(fù)合材料的按照如下的方法制備：

步驟1：取相應(yīng)單體，和單體對(duì)苯二甲酸其中摩爾比為100:120，上述兩種物質(zhì)的溶液，在水溶液中，分別加入反應(yīng)釜中，攪拌，升溫至120攝氏度，這時(shí)候停止加熱，自動(dòng)升溫，回流，這時(shí)候加入對(duì)羥基苯甲酸和對(duì)苯二胺的單體，兩者的摩爾比為1，之后在100℃-120℃的溫度環(huán)境下反應(yīng)，每隔20分鐘取一次樣品進(jìn)行密度測(cè)量，當(dāng)密度達(dá)到1.2g/cm3的時(shí)候，反應(yīng)結(jié)束，之后進(jìn)行樹(shù)脂的干燥、冷卻、粉碎。

步驟2：將上述樹(shù)脂顆粒和填料、潤(rùn)滑劑、促進(jìn)劑在捏合機(jī)或者混合機(jī)中混合，混合機(jī)優(yōu)選，螺帶式混合機(jī)，在輥壓機(jī)上混煉，使得樹(shù)脂進(jìn)一步的縮聚，其中所述的混煉溫度為200℃，但是操作人員要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行控制，避免溫度過(guò)高或者過(guò)低，混煉后冷卻、碎碎，制得所需要的聚合物基體。

步驟3：為將導(dǎo)電材料加入到偶聯(lián)反應(yīng)罐中，打開(kāi)攪拌裝置，攪拌使導(dǎo)電材料旋轉(zhuǎn)，將偶聯(lián)劑直接噴灑在導(dǎo)電材料中，控制攪拌，在120攝氏度，反應(yīng)15分鐘，制得偶聯(lián)改性過(guò)的導(dǎo)電材料；將上述的導(dǎo)電材料和聚合物基體在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，其中進(jìn)料溫度設(shè)定在140攝氏度，混煉時(shí)間為50分鐘。

具體實(shí)施例3：

復(fù)合材料的按照如下的方法制備：

步驟1：取相應(yīng)單體，和單體對(duì)苯二甲酸其中摩爾比為100:80，上述兩種物質(zhì)的溶液，在水溶液中，分別加入反應(yīng)釜中，攪拌，升溫至110攝氏度以上，這時(shí)候停止加熱，自動(dòng)升溫，回流，這時(shí)候加入對(duì)羥基苯甲酸和對(duì)苯二胺的單體，兩者的摩爾比為1，之后在100℃-120℃的溫度環(huán)境下反應(yīng)，每隔20分鐘取一次樣品進(jìn)行密度測(cè)量，當(dāng)密度達(dá)到1.2g/cm3的時(shí)候，反應(yīng)結(jié)束，之后進(jìn)行樹(shù)脂的干燥、冷卻、粉碎。

步驟2：將上述樹(shù)脂顆粒和填料、潤(rùn)滑劑、促進(jìn)劑在捏合機(jī)或者混合機(jī)中混合，混合機(jī)優(yōu)選，螺帶式混合機(jī)，在輥壓機(jī)上混煉，使得樹(shù)脂進(jìn)一步的縮聚，其中所述的混煉溫度選180℃，但是操作人員要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行控制，避免溫度過(guò)高或者過(guò)低，混煉后冷卻、碎碎，制得所需要的聚合物基體。

步驟3：為將導(dǎo)電材料加入到偶聯(lián)反應(yīng)罐中，打開(kāi)攪拌裝置，攪拌使導(dǎo)電材料旋轉(zhuǎn)，將偶聯(lián)劑直接噴灑在導(dǎo)電材料中，控制攪拌，在120攝氏度，反應(yīng)20分鐘，制得偶聯(lián)改性過(guò)的導(dǎo)電材料；將上述的導(dǎo)電材料和聚合物基體在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，其中進(jìn)料溫度設(shè)定在120攝氏度以上，混煉時(shí)間為30分鐘。

具體實(shí)施例4：

復(fù)合材料的按照如下的方法制備：

步驟1：取相應(yīng)單體，和單體對(duì)苯二甲酸其中摩爾比為100:80，上述兩種物質(zhì)的溶液，在水溶液中，分別加入反應(yīng)釜中，攪拌，升溫至110攝氏度，這時(shí)候停止加熱，自動(dòng)升溫，回流，這時(shí)候加入對(duì)羥基苯甲酸和對(duì)苯二胺的單體，兩者的摩爾比為1，之后在100℃-120℃的溫度環(huán)境下反應(yīng)，每隔20分鐘取一次樣品進(jìn)行密度測(cè)量，當(dāng)密度達(dá)到1.2g/cm3的時(shí)候，反應(yīng)結(jié)束，之后進(jìn)行樹(shù)脂的干燥、冷卻、粉碎。

步驟2：將上述樹(shù)脂顆粒和填料、固化劑、潤(rùn)滑劑、促進(jìn)劑在捏合機(jī)或者混合機(jī)中混合，混合機(jī)優(yōu)選，螺帶式混合機(jī)，在輥壓機(jī)上混煉，使得樹(shù)脂進(jìn)一步的縮聚，其中所述的混煉溫度為150℃，但是操作人員要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行控制，避免溫度過(guò)高或者過(guò)低，混煉后冷卻、碎碎，制得所需要的聚合物基體。

步驟3：為將導(dǎo)電材料加入到偶聯(lián)反應(yīng)罐中，打開(kāi)攪拌裝置，攪拌使導(dǎo)電材料旋轉(zhuǎn)，將偶聯(lián)劑直接噴灑在導(dǎo)電材料中，控制攪拌，在120攝氏度，反應(yīng)20分鐘，制得偶聯(lián)改性過(guò)的導(dǎo)電材料；將上述的導(dǎo)電材料和聚合物基體在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，其中進(jìn)料溫度設(shè)定在120攝氏度以上，混煉時(shí)間為40分鐘。

具體實(shí)施例5：

復(fù)合材料的按照如下的方法制備：

步驟1：取相應(yīng)單體，和單體對(duì)苯二甲酸其中摩爾比為100:80，上述兩種物質(zhì)的溶液，在水溶液中，分別加入反應(yīng)釜中，攪拌，升溫至110攝氏度，這時(shí)候停止加熱，自動(dòng)升溫，回流，這時(shí)候加入對(duì)羥基苯甲酸和對(duì)苯二胺的單體，兩者的摩爾比為1，之后在100℃-120℃的溫度環(huán)境下反應(yīng)，每隔20分鐘取一次樣品進(jìn)行密度測(cè)量，當(dāng)密度達(dá)到1.2g/cm3的時(shí)候，反應(yīng)結(jié)束，之后進(jìn)行樹(shù)脂的干燥、冷卻、粉碎。

步驟2：將上述樹(shù)脂顆粒和填料、潤(rùn)滑劑、促進(jìn)劑在捏合機(jī)或者混合機(jī)中混合，混合機(jī)優(yōu)選，螺帶式混合機(jī)，在輥壓機(jī)上混煉，使得樹(shù)脂進(jìn)一步的縮聚，其中所述的混煉溫度為130攝氏度，但是操作人員要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行控制，避免溫度過(guò)高或者過(guò)低，混煉后冷卻、碎碎，制得所需要的聚合物基體。

步驟3：為將導(dǎo)電材料加入到偶聯(lián)反應(yīng)罐中，打開(kāi)攪拌裝置，攪拌使導(dǎo)電材料旋轉(zhuǎn)，將偶聯(lián)劑直接噴灑在導(dǎo)電材料中，控制攪拌，在130攝氏度，反應(yīng)15分鐘，制得偶聯(lián)改性過(guò)的導(dǎo)電材料；將上述的導(dǎo)電材料和聚合物基體在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，其中進(jìn)料溫度設(shè)定在120攝氏度以上，混煉時(shí)間為45分鐘。

具體實(shí)施例6：

復(fù)合材料的按照如下的方法制備：

步驟1：取相應(yīng)單體，和單體對(duì)苯二甲酸其中摩爾比為100:110，上述兩種物質(zhì)的溶液，在水溶液中，分別加入反應(yīng)釜中，攪拌，升溫至80攝氏度以上，這時(shí)候停止加熱，自動(dòng)升溫，回流，這時(shí)候加入對(duì)羥基苯甲酸和對(duì)苯二胺的單體，兩者的摩爾比為1，之后在100℃-120℃的溫度環(huán)境下反應(yīng)，每隔20分鐘取一次樣品進(jìn)行密度測(cè)量，當(dāng)密度達(dá)到1.2g/cm3的時(shí)候，反應(yīng)結(jié)束，之后進(jìn)行樹(shù)脂的干燥、冷卻、粉碎。

步驟2：將上述樹(shù)脂顆粒和填料、潤(rùn)滑劑、促進(jìn)劑在捏合機(jī)或者混合機(jī)中混合，混合機(jī)優(yōu)選，螺帶式混合機(jī)，在輥壓機(jī)上混煉，使得樹(shù)脂進(jìn)一步的縮聚，其中所述的混煉溫度為150℃，但是操作人員要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行控制，避免溫度過(guò)高或者過(guò)低，混煉后冷卻、碎碎，制得所需要的聚合物基體。

步驟3：為將導(dǎo)電材料加入到偶聯(lián)反應(yīng)罐中，打開(kāi)攪拌裝置，攪拌使導(dǎo)電材料旋轉(zhuǎn)，將偶聯(lián)劑直接噴灑在導(dǎo)電材料中，控制攪拌，在90攝氏度，反應(yīng)10分鐘，制得偶聯(lián)改性過(guò)的導(dǎo)電材料；將上述的導(dǎo)電材料和聚合物基體在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，其中進(jìn)料溫度設(shè)定在120攝氏度，混煉時(shí)間為10分鐘。

測(cè)量發(fā)現(xiàn)，實(shí)施1-6均沒(méi)有ntc效應(yīng).

實(shí)施例1-6的配方和ptc強(qiáng)度如下：

具體實(shí)施例7：

室溫內(nèi)阻測(cè)試方法：室溫內(nèi)阻采用四探針?lè)y(cè)定，按gb7153進(jìn)行試驗(yàn)，其結(jié)果應(yīng)符合規(guī)定。

ptc強(qiáng)度測(cè)試方法：首先進(jìn)行阻溫曲線測(cè)試，將待測(cè)樣品置于烘箱中，溫度以10℃/min從0℃升至測(cè)量溫度，測(cè)定電阻并轉(zhuǎn)化為電阻率對(duì)數(shù)，將不同溫度下與其對(duì)應(yīng)電阻率ρ的對(duì)數(shù)值作圖，采用人工描點(diǎn)法，得到樣品的阻溫曲線,阻溫曲線上找到內(nèi)阻最高的點(diǎn)rmax與室溫內(nèi)阻的比值即為ptc強(qiáng)度。