[發明專利]保護元件及電池組

有效

• 申請號: 201380040791.4
• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號: CN104508784B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 木村武雄
• 申請（專利權）人: 迪睿合電子材料有限公司
• 主分類號: H01H37/76
• 分類號: H01H37/76;H01M2/10;H01M2/34;H01M10/48;H02H5/04;H02H7/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 李嘯,姜甜

技術領域

本發明涉及通過熔斷電流路徑保護連接在電流路徑上的電路的保護元件。本申請以在日本于2012年8月1日申請的日本專利申請號特愿2012－171332為基礎主張優先權，通過參照該申請，引用到本申請。

背景技術

經充電能夠反復利用的二次電池大部分被加工成電池組而提供給用戶。特別是重量能量密度高的鋰離子二次電池中，為了確保用戶及電子設備的安全，一般在電池組內置過充電保護、過放電保護等幾個保護電路，具有在既定的情況下截斷電池組的輸出的功能。

在大部分使用鋰離子二次電池的電子裝置中，利用內置于電池組的FET開關進行輸出的導通/截止（ON/OFF），從而進行電池組的過充電保護或過放電保護動作。然而，在因一些原因而FET開關短路破壞的情況下，被施加雷涌等，從而流過瞬間的大電流的情況下，或者因電池單元的壽命而輸出電壓異常下降或反而輸出過大異常電壓的情況下，也需要保護電池組、電子設備，以免發生起火等的事故。因此，為了在能夠這樣假設的任何異常狀態中，安全地截斷電池單元的輸出，采用由具有根據來自外部的信號截斷電流路徑的功能的熔絲元件構成的保護元件。

作為面向這樣的鋰離子二次電池等的保護電路的保護元件，如專利文獻1中記載的那樣，一般采用在保護元件內部具有發熱體，通過該發熱體的發熱熔斷電流路徑上的可熔導體的構造。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2010－3665號公報。

發明內容

發明要解決的課題

在專利文獻1記載的保護元件中，為了以便攜電話、筆記本電腦那樣電流容量較低的用途使用，可熔導體（熔絲）最大也只有15A左右的電流容量。鋰離子二次電池的用途近年來越來越廣，研究更大電流的用途，例如對電動驅動器等電動工具、混合動力車、電動汽車、電動輔助自行車等運輸設備的采用，開始局部采用。在這些用途中，特別是在啟動時等，有流過超過數10A～100A這樣的大電流的情況。期望實現與這樣的大電流容量對應的保護元件。

為了實現與大電流對應的保護元件，增大可熔導體的截面積即可。當采用成型為1.6mmφ的線狀的Sn/Ag/Cu類焊料時，能夠得到50A左右的電流容量。然而，保護元件在因過電流狀態而熔斷的情況以外也需要檢測電池單元的過電壓狀態，使電流流過由電阻器形成的發熱體，從而利用其發熱切斷可熔導體。然而，在“粗的”可熔導體的情況下，存在來自發熱體的熱傳導下降，難以穩定地熔斷可熔導體的問題。

因此，目的在于得到能夠確保過電流保護時的電流容量，并且發熱體發熱也能穩定地熔斷的保護元件。

用于解決課題的方案

作為用于解決上述的課題的方案，本發明所涉及的保護元件具備：絕緣基板；層疊在絕緣基板的發熱體；以至少覆蓋發熱體的方式層疊在絕緣基板的絕緣部件；第1及第2電極；以與發熱體重疊的方式層疊在絕緣部件上并且與第1及第2電極之間的電流路徑及發熱體的一個端子電連接的發熱體引出電極；以及從發熱體引出電極遍及第1及第2電極層疊并且通過加熱熔斷第1電極與第2電極之間的電流路徑的可熔導體。而且，可熔導體中，重疊并位于發熱體的部分為呈凹狀的厚度薄的薄壁部，其他部分為厚度比薄壁部厚且具有與薄壁部大致相同的電流容量的厚壁部，薄壁部能夠因發熱體的發熱而容易熔斷。

優選的是，本發明所涉及的保護元件，還具備支撐部件，該支撐部件以將接近薄壁部的厚壁部的至少一部分對絕緣基板支撐的方式配設，至少在表面具有金屬層，支撐部件對于絕緣基板熱絕緣。

優選的是，本發明所涉及的保護元件，還具備：與可熔導體的薄壁部相接并通過絕緣部件而達到絕緣基板的熔化焊料排出電極；以及形成在絕緣基板上并連接熔化焊料排出電極的容納電極。

本發明所涉及的電池組具備：1個以上的電池單元；以截斷在電池單元中流動的電流的方式連接的保護元件；以及檢測電池單元各自的電壓值并控制加熱保護元件的電流的電流控制元件。而且，保護元件具有：絕緣基板；層疊在絕緣基板的發熱體；以至少覆蓋發熱體的方式層疊在絕緣基板的絕緣部件；第1及第2電極；以與發熱體重疊的方式層疊在絕緣部件上并且與第1及第2電極之間的電流路徑及發熱體的一個端子電連接的發熱體引出電極；以及從發熱體引出電極遍及第1及第2電極而層疊并且通過加熱熔斷第1電極與第2電極之間的電流路徑的可熔導體，可熔導體包括厚壁部和薄壁部，該薄壁部將重疊并位于發熱體的部分以凹狀薄厚度地扁平成型。