CN101527224A - 保护元件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种保护元件，对于在直流下使用的被保护设备，排除低熔点合金的迁移而针对过电流可以可靠地进行保护。具有一对针形电极(1、1)，与这些针形电极(1、1)并排设置有引导轴(6)，基于过电流的通电而发热的过电流发热性片(2)以被引导轴(80a)插通的状态横跨设置在上述一对针形电极(1、1)之间，利用低熔点可熔材料(3)接合各针形电极(1、1)与过电流发热性片(2)之间以及上述引导轴(6)与过电流发热性片(2)之间，设置有保持使上述过电流发热性片(2)从上述针形电极(1、1)隔离开的应力能量的弹簧(7)。

Description

保护元件

技术领域

本发明涉及针对高容量二次电池、例如高容量锂离子二次电池切断过电流，而对在过充电时或过放电时停止充电或放电有用的保护元件。

背景技术

在二次电池、例如锂离子二次电池中，要求针对过电流、过充电或过放电，将二次电池从负载或充电电源切断，作为满足上述要求的保护元件，公知使低熔点合金型温度熔断器与电阻器热接近而使其成为一体的元件。

图9示出二次电池保护电路的一个例子。

在图9中，E表示二次电池，L表示负载，S表示充电电源，sw表示开关例如晶体管，T表示对二次电池的过充电或过放电进行检测而发送开关导通信号的IC电路，如果流过过电流，则使保护元件A’的低熔点合金熔断器30’熔融而切断负载L与二次电池E之间，并且，针对二次电池E的过放电，利用IC电路T使开关sw导通，利用二次电池E使保护元件A’的电阻器8’通电放热，通过该发生热使低熔点合金熔断器30’熔融而切断二次电池E与负载L之间。

进而，针对过充电，利用IC电路T使开关sw导通，使用二次电池E或充电电源S使保护元件A’的电阻器8’通电发热，通过该发生热使保护元件A’的低熔点合金熔断器30’熔断而切断二次电池E与充电电源S之间。

本发明者等确认了如下事实：如果对Bi类低熔点合金、Sb类低熔点合金等低熔点合金熔断器长时间流过直流电流，则在该熔断器两端的电极中的、阳极侧的电极与低熔点合金熔断器的界面的合金中发生迁移(migration)，并产生裂纹，在低熔点合金熔断器回到本来的动作之前，出现破裂。

可以如下所述推测该低熔点合金熔断器发生迁移的理由。

在低熔点合金中，有共晶型合金、固溶体型合金、金属间化合物型合金，如果从微观上观察它们则可以发现：两种以上的金属原子混合而构造出新的原子排列的结晶晶格，晶格点的离子化原子处于平衡状态。但是，Bi原子、Sb原子容易从平衡位置飞出，并由于带电而得到能量从而从晶格点飞出，成为位移原子，从而在晶格内游离，在直流的情况下，该位移原子向阴极侧移动，并在阴极界面上析出。在位移原子飞出的轨迹的空穴中，就像在满员的观众席中某个座位空出来时该空座位的旁边的客人一个人一个人地移动而填补新的空座位那样地进行移动而到达阳极界面，在该表面上空穴彼此合并，而发生裂纹。

Bi类低熔点合金熔断器、Sb类低熔点合金熔断器的迁移的例子如下所述。

在Bi的重量百分比为57％、剩余部分为Sn、直径为φ1mm、长度为5mm的低熔点合金片的两端焊接直径为φ1mm的铜引线导体，并通15安培的直流电5000小时时，与阴极侧的铜引线导体的端面相接而析出了厚度为200μm的Bi金属层，与阳极侧的铜引线导体的端面相接而形成厚度大约30μm的空隙。

另外，在Sb的重量百分比为5％、剩余部分为Sn、直径为φ2mm、长度为7mm的低熔点合金片的两端焊接直径为φ2mm的铜引线导体，并通60安培的直流电5000小时时，与阴极侧的铜引线导体的端面相接而析出了厚度为大约50μm的Sb金属层，与阳极侧的铜引线导体的端面相接而形成厚度大约20μm的空隙。

公知在图9中，用标号A’表示的“一并具有低熔点合金熔断器与电阻器的保护元件”(例如专利文献1、专利文献2等)。

专利文献1：日本实开昭62-024451号公报

专利文献2：日本实开昭58-157943号公报

然而，在图9中，低熔点合金熔断器30’的两端电极的极性在每次充电时、放电时改变，但对于在单位时间施加的电力量，与放电时相比在充电时更多，所以难以避免上述低熔点合金熔断器30’的迁移。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带电阻器的保护元件，对于在直流下使用的被保护设备，排除低熔点合金的迁移而针对过电流可以可靠地进行保护。

本发明的另一目的在于提供一种带电阻器的保护元件，对于在直流下使用的被保护设备，排除低熔点合金的迁移而针对过电流以外的异常可以可靠地进行保护。

本发明的一种保护元件，其特征在于，具有一对针形(pin)电极，与这些针形电极并排设置有引导轴，基于过电流的通电而发热的过电流发热性片以被引导轴插通的状态横跨设置在上述一对针形电极之间，利用低熔点可熔材料接合各针形电极与过电流发热性片之间以及上述引导轴与过电流发热性片之间，设置有保持使上述过电流发热性片从上述针形电极隔离开的应力能量的弹簧，基于由上述过电流发热性片的发热而引起的低熔点可熔材料的熔融，弹簧的应力能量被释放，从而过电流发热性片从上述针形电极隔离开。

在本发明的上述保护元件中，其特征在于，附加有在电阻器主体的两端安装引线导体而成的电阻器，该电阻器的一侧的引线导体被用作引导轴，压缩螺旋弹簧在电阻器主体与过电流发热性片之间被上述一侧的引线导体插通，在电阻器的一侧的引线导体与两个针形电极的任意一个之间连接有在被保护设备的异常时使上述电阻器通电发热而使上述低熔点可熔材料熔融的电阻发热电路。

在本发明的上述保护元件中，其特征在于，在过电流发热性片与压缩螺旋弹簧的一端之间或压缩螺旋弹簧的另一端与电阻器主体端之间的至少一方介有绝缘体，在压缩螺旋弹簧的内侧与引导轴之间介有与上述绝缘体不同的绝缘体。

在本发明的上述保护元件中，其特征在于，附加有在电阻器主体的两端安装引线导体而成的电阻器，该电阻器的一侧的引线导体被用作引导轴，压缩螺旋弹簧被各针形电极插通，在电阻器的一侧的引线导体与两个针形电极的任意一个之间连接有在被保护设备的异常时使上述电阻器通电发热而使上述低熔点可熔材料熔融的电阻发热电路。

在本发明的上述保护元件中，其特征在于，附加有在电阻器主体的两端安装引线导体而成的电阻器的一侧的引线导体被用作引导轴，设置有将过电流发热性片向与针形电极相反的一侧拉伸的拉伸弹簧，在电阻器的一侧的引线导体与两个针形电极的任意一个之间连接有在被保护设备的异常时使上述电阻器通电发热而使上述低熔点可熔材料熔融的电阻发热电路。

在本发明的上述保护元件中，其特征在于，过电流发热性片的各端部超过各针形电极的上面，将它们的各端部背面与各针形电极的外侧角落通过低熔点可熔材料接合。

在本发明的上述保护元件中，其特征在于，被收容在外壳中。

在本发明的上述保护元件中，其特征在于，在两个针形电极中设置有从外壳引出的脚部。

在本发明的上述保护元件中，其特征在于，在一侧的针形电极中设置有从外壳引出的脚部，在另一侧的针形电极上连接有可挠性的引出线。

在本发明的上述保护元件中，其特征在于，该保护元件用于二次电池的保护，并且过电流是二次电池的容许负载电流，异常时是二次电池的过充电时或过放电时。

在本发明的上述保护元件中，其特征在于，低熔点可熔材料是合金。

在本发明的上述保护元件中，其特征在于，将针形电极的材质设为铜，在该针形电极表面的至少与低熔点合金可熔材料接合的部分，设置有阻止上述铜向低熔点合金可熔材料转移的铜转移阻止膜。

在本发明的上述保护元件中，其特征在于，将过电流发热性片的材质设为铜或铜合金，在该过电流发热性片表面的至少与低熔点合金可熔材料接合的部分，设置有阻止上述铜向低熔点合金可熔材料转移的铜转移阻止膜。

在本发明的上述保护元件中，其特征在于，铜转移阻止膜是Ni、Ni-P、Ni-B、Fe、Pd、Pd-P中的至少一层膜以上的膜。

(1)对低熔点可熔材料作用弹簧反作用力的位置分散在将过电流发热性片两端的各端部与各针形电极接合的两个位置以及将过电流发热性片的中间部与引导轴接合的一个位置这合计三个位置，所以与一个～两个位置的情况相比，可以减小对低熔点可熔材料作用的应力。因此，可以降低低熔点可熔材料的蠕变，可以保障保护元件的适当的动作。

(2)如果在施加直流电下流过过电流，则过电流发热性片发热，将过电流发热性片与电极接合的低熔点可熔材料通过该发热而熔融，过电流发热性片通过弹簧的应力能量从针形电极之间脱离开而切断过电流。因此，在平时，向低熔点可熔材料的直流电流流通实际上非常少，可以良好地排除低熔点可熔材料的直流迁移，可以排除基于该迁移以及蠕变的误动作而可靠地切断过电流。

(3)如果发生被保护设备的上述过电流以外的异常，则电阻器被通电发热，低熔点可熔材料通过该发生热而熔融，过电流发热性片通过弹簧的应力能量从针形电极之间脱离开而停止向被保护设备供电。因此，如(1)中说明，在平时，向低熔点可熔材料的直流电流流通实际上非常少，可以良好地排除低熔点可熔材料的直流迁移，可以排除基于该迁移以及蠕变的误动作而可靠地切断被保护设备异常时的供电。

附图说明

图1是示出本发明的保护元件的一个实施例的图。

图2是示出图1所示的保护元件中的应力状态的图。

图3-1是示出本发明的保护元件的另一实施例的图。

图3-2是示出本发明的保护元件的又一实施例的要部的图。

图4是示出与本发明的保护元件的上述不同的实施例的图。

图5是示出与本发明的保护元件的上述不同的实施例的图。

图6是示出本发明的保护元件的使用状态的图。

图7是示出与本发明的保护元件的上述不同的实施例的要部的图。

图8是示出与本发明的保护元件的上述不同的实施例的要部的图。

图9是示出二次电池保护电路的图。

标号说明

10绝缘基台

1电极

2过电流发热性片

21孔

3低熔点可熔材料

4引线

5外壳

6引导轴

7弹簧

8电阻器

80a电阻器的一侧的引线导体(引导轴)

800绝缘包覆层

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1的(X)是示出本发明的保护元件的一个实施例的纵剖面图，图1的(Y)是图1的(X)中的Y-Y剖面图。

在图1中，10是耐热性的绝缘基台、例如是苯酚(phenol)树脂板。1、1是一对平行的针形电极，插通固定于绝缘基台10中。该针形电极例如可以设为铜制或镀锡黄铜等。6是引导轴，可以使用金属、绝缘体中的任意一种，与上述针形电极1、1平行配置，被固定在基台1上。2是过电流发热性片，可以使用比针形电极1的剖面薄的金属板、电阻率比针形电极1高的合金板等。21是设置在过电流发热性片2中的孔，被引导轴6插通。

3是将过电流发热性片2与各针形电极1、1之间以及过电流发热性片2与引导轴6之间接合的低熔点可熔材料，可以使用低熔点可熔合金或热可塑性树脂或导电性热可塑性树脂等。

7是螺旋弹簧，例如可以使用不锈钢弹簧，将该弹簧7和过电流发热性片2依次插通于引导轴6，使过电流发热性片2的两端部接触到各针形电极1、1的前端面并且压缩螺旋弹簧7，在该状态下利用低熔点可熔材料3接合各针形电极1、1的前端面与过电流发热性片2的各端部之间以及过电流发热性片2与引导轴6之间。

60是设置在引导轴6的前端处的挡块(stopper)，成为钩子状。

如果将上述的力学状态简化，则可以成为如下状态：如图2的(X)(剖面图)以及图2的(Y)(针对图2的(X)的俯视图)所示，由于压缩弹簧7的压缩反作用力，在接合着各针形电极与过电流发热性片的低熔点可熔材料的剖面S-S中受剪切应力F的作用，在接合着过电流发热性片与引导轴的低熔点可熔材料的界面s-s中受剪切应力f的作用。

在图2中，如果将剖面S-S的面积设为S，将界面s-s的面积设为s，将压缩弹簧7的压缩反作用力设为T，将对于过电流发热性片2与引导轴6之间、低熔点可熔材料3中的剪切应力所作用的部位的厚度设为t、高度设为b，将低熔点可熔材料的剪切杨氏模量设为G，则成立如下式子。

2SF+sf＝T

F/G＝ft/G

如果将引导轴的半径设为r，则上述界面s-s的面积s是

所以上述应力F用下式(1)表示。

在式(1)中，引导轴的半径r对应力F的减少有贡献是因为使用低熔点可熔材料接合了过电流发热性片2与引导轴3之间，所以可以通过增大上述半径r来减少对接合针形电极1与过电流发热性片2的低熔点可熔材料部位S-S作用的剪切应力F，可以有效地防止该低熔点可熔材料部位S-S处的蠕变(creep)，所以能够稳定地维持针形电极1、1与过电流发热性片2的电接触状态。

因此，如果流过过电流，则使过电流发热性片发热而使低熔点可熔材料熔融，释放弹簧的应力能量而使过电流发热性片从电极间脱离，而可以可靠地切断过电流。

图3-1的(X)是示出本发明的保护元件的另一实施例的纵剖面图，图3-1的(Y)是图1的(X)中的Y-Y剖面图。

在图3-1中，10是耐热性的绝缘基台、例如是苯酚树脂板。1、1是一对平行的针形电极，插通固定于绝缘基台10中。该针形电极例如可以设为铜制。8是绕线型电阻器，带引线导体的盖(cap)电极801安装在耐热性绝缘芯例如陶瓷芯的两端，电阻线卷绕在芯上，其卷绕各端通过焊接等接合到各盖电极801、801，并排设置在针形电极1、1之间，一侧的引线导体80a被用作引导轴6。另一侧的引线导体80b从绝缘基台10引出。2是过电流发热性片，是以在孔中插通引导轴6(80a)并在针形电极1、1之间通过充分的低电阻电接触的状态配置的，可以使用比电极1的剖面薄的金属板、电阻率比电极1高的合金板等。3是将过电流发热性片2与各针形电极1、1之间以及过电流发热性片2与引导轴6(80a)之间接合的低熔点可熔材料，可以使用低熔点可熔合金或导电性热可塑性树脂等。7是弹簧，例如可以使用不锈钢弹簧，在过电流发热性片2与电阻器主体一端之间以压缩状态插通于引导轴6(80a)，保有在低熔点可熔材料3熔融时，可以使过电流发热性片2从针形电极1、1脱离开的应力能量。

800是在电阻器8的主体上跨越针形电极1、1而设置的绝缘耐热树脂模包覆。

5是外壳，将绝缘基台10的针形电极嵌合孔的一部分开口而将外壳内设为非气密性，但在希望将外壳设为密闭性的情况下，用密封材料密封其部分开口部即可。外壳可以通过螺丝等固定在外部的被保护设备等上。

4、4是与各针形电极1、1连接的可挠性引线，可以使用绝缘包覆线或金属板。

在图3-1所示的保护元件中，如后所述，包括引线导体4→针形电极1→过电流发热性片2→引线导体80a→电阻器8→引线导体80b的电阻发热电路在被保护设备的异常时被通电而使电阻器8通电发热，由于该发生热，低熔点可熔材料3、3、3熔融而切断针形电极1、1之间。然而，与引线导体80a的电阻率值相比，弹簧7例如不锈钢弹簧的电阻率值没那么高，在电阻发热电路导通之后，在低熔点可熔材料被熔融为止的期间内，以针形电极1→过电流发热性片2→弹簧7→电阻器盖电极801→电阻器8的路径流过电流，从而弹簧7发热，由于该弹簧特性的降低，有可能妨碍保护元件的动作。

因此，如图3-2所示，优选地，将绝缘间隔物901、902介于弹簧7与过电流发热性片2之间、或弹簧7与电阻器盖电极801之间。还可以将这些绝缘间隔物901、902分别介于弹簧7与可动电极2之间、以及弹簧7与电阻器盖电极801之间。另外，代替绝缘间隔物902，还可以对电阻器盖电极801涂敷绝缘膜。

进而，由于弹簧7的倾斜，弹簧7的上端内周以及下端内周有可能与引线导体8a接触而电流分流到弹簧7中，所以优选地将绝缘筒9介于弹簧7的内侧与引线导体8a之间。

在图3所示的实施例中，使用了压缩弹簧，但也可以去除该压缩弹簧，而如图4所示，在过电流发热性片2以及外壳5上粘接用于使过电流发热性片2从针形电极1、1通过拉伸而脱离开的拉伸弹簧70的两端。

图5是示出本发明的保护元件的又一实施例的纵剖面图。

在图5中，10是耐热性的绝缘基台、例如是苯酚树脂板。1、1是一对平行的针形电极，插通固定于绝缘基台10中。该针形电极例如可以设为铜制。8是绕线型电阻器，带引线导体的盖电极801安装在耐热性绝缘芯例如陶瓷芯的两端，电阻线卷绕在芯上，其卷绕各端通过焊接等接合到各盖电极801、801，并排设置在针形电极1、1之间，一侧的引线导体80a被用作引导轴6。另一侧的引线导体80b从绝缘基台10引出。2是过电流发热性片，向引导轴6(80a)在孔中插通，在针形电极1、1之间通过充分的低电阻电接触而配置。该过电流发热性片2可以使用比针形电极1的剖面薄的金属板、电阻率比针形电极1高的合金板等。3是将过电流发热性片2与各针形电极1、1之间以及引导轴6(80a)与过电流发热性片2之间接合的低熔点可熔材料，可以使用低熔点可熔合金或导电性热可塑性树脂等。

7、7是插通于各针形电极1、1中的弹簧，将绝缘板911插通于针形电极1、1以及引导轴6(80a)并通过电阻器主体一端的盖电极801支撑，用该绝缘支撑板911和过电流发热性片2将弹簧7、7设为压缩状态而保有在低熔点可熔材料3熔融时可以使过电流发热性片2从针形电极1、1脱离开的应力能量。也可以将具有对两个针形电极1、1插通的孔以及向电阻器主体一侧的引线导体80a插通的孔的绝缘板912介于上述弹簧7、7的另一端与过电流发热性片2之间。

5是外壳，可以将绝缘基台的针形电极嵌合孔的一部分开口而将外壳设为非密闭结构。

在希望将外壳5设为密闭结构的情况下，用密封材料密封其部分开口部。

本发明的保护元件优选可以使用为图6所示的二次电池保护电路的保护元件。

在图6中，E表示二次电池，L表示负载，S表示充电电源，sw表示开关例如晶体管，T表示对二次电池的过充电或过放电进行检测而发送开关导通信号的IC电路。

A表示本发明的保护元件，构成为将与电极1、1连接的引线导体4、4和电阻器8的另一个引线导体80b设为3端子。

如果在放电时流过过电流，则使保护元件A的过电流发热性片2发热而使低熔点可熔材料3熔融，释放弹簧7的应力能量而使过电流发热性片2从电极1、1之间脱离开，从而切断负载L与二次电池E之间，并且，针对二次电池E的过放电，利用来自IC电路T的信号使开关sw导通，利用二次电池E使电阻器8通电发热，通过该发生热使低熔点可熔材料3熔融，释放弹簧7的压缩应力能量而使过电流发热性片2从电极1、1之间脱离开而切断二次电池E与负载L之间。

进而，在充电时，针对过充电，利用来自IC电路T的信号使开关sw导通，用二次电池E或充电电源S使电阻器8通电发热，通过该发生热使低熔点可熔材料3熔融，释放弹簧7的压缩应力能量而使过电流发热性片2从电极间1、1脱离开，从而切断二次电池E与充电电源S之间。

在上述二次电池保护电路中，两个针形电极的极性在每次充电时、放电时交替变化，但对于单位时间施加的电力量，与放电时相比在充电时更多。但是，各针形电极与过电流发热性片的电导通由于是电接触而被良好地确保，所以向低熔点可熔材料流过直流电流的流通非常少，可以排除低熔点可熔材料合金的直流迁移。

另外，在流过过电流时，过电流发热性片进行焦耳发热，低熔点可熔材料基于该发生热而熔融，弹簧被释放，过电流发热性片通过其保有应力能量而从电极间脱离开。因此，可以可靠地切断直流过电流。

如果在充电时产生过充电、或者在放电时产生过放电，则电阻器被通电发热，低熔点可熔材料基于该发生热而被熔融，弹簧被释放，过电流发热性片通过其保有应力能量而从电极间脱离开，二次电池与充电电源之间或二次电池与负载之间被切断。因此，可以从过充电或过放电的异常中可靠地保护二次电池。

在本发明的保护元件中，如果在电阻器主体的耐热性绝缘包覆800中使用根据电阻器主体的发热而变色的材料，并将外壳5设为可透视，则可以容易地判别由过电流引起保护元件的动作、还是由过电流以外的异常引起保护元件的动作。

在本发明的保护元件中，可以在各针形电极1、1中设置脚部，并将该脚部从外壳(绝缘基台)引出而设为引线导体。为了易于实现向印刷布线板安装时的定位，也可以在一侧的针形电极中设置脚部，并对另一个针形电极连接可挠性的引出线。

上述针形电极1的材质设为铜，并为了防止表面氧化可以包覆Sn或以Sn为基的合金。

在该铜针形电极中，在与上述低熔点合金可熔材料3的接合界面上，铜向低熔点合金可熔材料3扩散转移，从而有可能使低熔点合金可熔材料3的机械强度降低，并且使熔融温度变化，所以可以在针形电极1的至少与低熔点合金可熔材料3接合的部分、优选在针形电极1的整个表面，并在与Sn或以Sn为基的合金包覆层之间，设置铜转移阻止膜、例如Ni、Ni-P、Ni-B、Fe、Pd、Pd-P中的至少一层以上的膜。

上述过电流发热性片2的材质可以是铜或铜合金例如黄铜，为了防止表面氧化，可以包覆Sn或以Sn为基的合金。为了阻止铜从过电流发热性片2向接合该过电流发热性片2与针形电极1的低熔点合金可熔件3扩散转移，可以在过电流发热性片2的至少与低熔点合金可熔材料3接合的部分，并在与Sn或以Sn为基的合金包覆层之间，设置铜转移阻止膜、例如Ni、Ni-P、Ni-B、Fe、Pd、Pd-P中的至少一层以上的膜。进而，为了阻止铜从过电流发热性片向接合引导轴6或电阻器的引线导体80a、80b与过电流发热性片2的低熔点合金可熔件3扩散转移，可以在过电流发热性片2的至少与低熔点合金可熔材料3接合的部分，设置铜转移阻止膜。优选在过电流发热性片2的整个表面上设置铜转移阻止膜。

在上述引导轴6或电阻器的引线导体80a、80b中，由于电阻器的电阻值高，所以可以使用在铜线或铜合金线、镍线、铁线或钢线上包覆了铜层的复合线(对于任一个，都可以在最外层上包覆Sn或以Sn为基的合金)，在该情况下，还可以在引导轴6或引线导体80a的至少与低熔点合金可熔材料3接合的部分、优选在过电流发热性片2的整个表面，并在与Sn或以Sn为基的合金包覆层之间，设置铜转移阻止膜、例如Ni、Ni-P、Ni-B、Fe、Pd、Pd-P中的至少一层以上的膜。

通过设置这些中间层，引线固定电极的强度提高，所以还具有耐疲劳特性提高的优点。另外，还具有能够抑制从Sn或以Sn为基的合金生长Sn金属须(whisker)的优点。

在本发明的保护元件中，过电流发热性片的形状可以适当地设定成长方形、圆形等，与其对应地，还可以如图7所示适当地设定针形电极的剖面形状。

如图8所示，如果使过电流发热性片2的各端部超过各针形电极的上面，则在过电流发热性片的各端部背面与各针形电极的外侧之间的角落处附加低熔点可熔材料时，可以良好地防止低熔点可熔材料3蔓延到内侧的角落处的现象，可以防止在过电流发热性片脱离时发生低熔点可熔材料的须，而在绝缘性上安全。在该情况下，无需涂敷助熔剂，在耐过载特性上是优良的。

如果在低熔点可熔材料上涂敷助熔剂，则可以良好地防止发生须的现象。在该情况下，外壳成为密闭结构。

在本发明的保护元件中，在过电流发热性片一侧流过全部电流，而在低熔点可熔材料一侧电流不分流是理想的，但如果是几％～30％程度的分流则可以被容许。在该情况下，使将在充电时成为阳极侧的针形电极与过电流发热性片接合的低熔点合金可熔材料的量多于将另一个针形电极与过电流发热性片接合的低熔点合金可熔材料的量的作法作为上述迁移对策是有效的。

可以向在充电时成为阳极侧的针形电极，附加能够识别上述情况的标记。

Claims (23)

1.一种保护元件，其特征在于，具有一对针形电极，与这些针形电极并排设置有引导轴，基于过电流的通电而发热的过电流发热性片以被引导轴插通的状态横跨设置在上述一对针形电极之间，利用低熔点可熔材料接合各针形电极与过电流发热性片之间以及上述引导轴与过电流发热性片之间，设置有保持使上述过电流发热性片从上述针形电极隔离开的应力能量的弹簧，基于由上述过电流发热性片的发热而引起的低熔点可熔材料的熔融，弹簧的应力能量被释放，从而过电流发热性片从上述针形电极隔离开。

2.根据权利要求1所述的保护元件，其特征在于，附加有在电阻器主体的两端安装引线导体而成的电阻器，该电阻器的一侧的引线导体被用作引导轴，压缩螺旋弹簧在电阻器主体与过电流发热性片之间被上述引导轴插通，在电阻器的一侧的引线导体与两个针形电极的任意一个之间连接有在被保护设备的异常时使上述电阻器通电发热而使上述低熔点可熔材料熔融的电阻发热电路。

3.根据权利要求2所述的保护元件，其特征在于，在过电流发热性片与压缩螺旋弹簧的一端之间或压缩螺旋弹簧的另一端与电阻器主体端之间的至少一方介有绝缘体，在压缩螺旋弹簧的内侧与引导轴之间介有与上述绝缘体不同的绝缘体。

4.根据权利要求1所述的保护元件，其特征在于，附加有在电阻器主体的两端安装引线导体而成的电阻器，该电阻器的一侧的引线导体被用作引导轴，压缩螺旋弹簧被各针形电极插通，在电阻器的一侧的引线导体与两个针形电极的任意一个之间连接有在被保护设备的异常时使上述电阻器通电发热而使上述低熔点可熔材料熔融的电阻发热电路。

5.根据权利要求1所述的保护元件，其特征在于，附加有在电阻器主体的两端安装引线导体而成的电阻器的一侧的引线导体被用作引导轴，设置有将过电流发热性片向与针形电极相反的一侧拉伸的拉伸弹簧，在电阻器的一侧的引线导体与两个针形电极的任意一个之间连接有在被保护设备的异常时使上述电阻器通电发热而使上述低熔点可熔材料熔融的电阻发热电路。

6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的保护元件，其特征在于，过电流发热性片的各端部超过各针形电极的上面，将它们的各端部背面与各针形电极的外侧角落通过低熔点可熔材料接合。

7.根据权利要求1～5中的任意一项所述的保护元件，其特征在于，被收容在外壳中。

8.根据权利要求6所述的保护元件，其特征在于，被收容在外壳中。

9.根据权利要求7所述的保护元件，其特征在于，在两个针形电极中设置有从外壳引出的脚部。

10.根据权利要求8所述的保护元件，其特征在于，在两个针形电极中设置有从外壳引出的脚部。

11.根据权利要求2～5中的任意一项所述的保护元件，其特征在于，该保护元件用于二次电池的保护，并且过电流是二次电池的容许负载电流，异常时是二次电池的过充电时或过放电时。

12.根据权利要求6所述的保护元件，其特征在于，该保护元件用于二次电池的保护，并且过电流是二次电池的容许负载电流，异常时是二次电池的过充电时或过放电时。

13.根据权利要求7所述的保护元件，其特征在于，该保护元件用于二次电池的保护，并且过电流是二次电池的容许负载电流，异常时是二次电池的过充电时或过放电时。

14.根据权利要求8所述的保护元件，其特征在于，该保护元件用于二次电池的保护，并且过电流是二次电池的容许负载电流，异常时是二次电池的过充电时或过放电时。

15.根据权利要求9所述的保护元件，其特征在于，该保护元件用于二次电池的保护，并且过电流是二次电池的容许负载电流，异常时是二次电池的过充电时或过放电时。

16.根据权利要求10所述的保护元件，其特征在于，该保护元件用于二次电池的保护，并且过电流是二次电池的容许负载电流，异常时是二次电池的过充电时或过放电时。

17.根据权利要求1～5中的任意一项所述的保护元件，其特征在于，低熔点可熔材料是合金。

18.根据权利要求17所述的保护元件，其特征在于，将针形电极的材质设为铜，在该针形电极表面的至少与低熔点合金可熔材料接合的部分，设置有阻止上述铜向低熔点合金可熔材料转移的铜转移阻止膜。

19.根据权利要求17所述的保护元件，其特征在于，将过电流发热性片的材质设为铜或铜合金，在该过电流发热性片表面的至少与低熔点合金可熔材料接合的部分，设置有阻止上述铜向低熔点合金可熔材料转移的铜转移阻止膜。

20.根据权利要求18所述的保护元件，其特征在于，将过电流发热性片的材质设为铜或铜合金，在该过电流发热性片表面的至少与低熔点合金可熔材料接合的部分，设置有阻止上述铜向低熔点合金可熔材料转移的铜转移阻止膜。

21.根据权利要求18所述的保护元件，其特征在于，铜转移阻止膜是Ni、Ni-P、Ni-B、Fe、Pd、Pd-P中的至少一层膜以上的膜。

22.根据权利要求19所述的保护元件，其特征在于，铜转移阻止膜是Ni、Ni-P、Ni-B、Fe、Pd、Pd-P中的至少一层膜以上的膜。

23.根据权利要求20所述的保护元件，其特征在于，铜转移阻止膜是Ni、Ni-P、Ni-B、Fe、Pd、Pd-P中的至少一层膜以上的膜。

Images