CN114245929A - 保护元件、电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种保护元件,其能够排除嵌合凸部与嵌合凹部之间的粘接剂的多余部分,可靠地确保下侧外壳与上侧外壳的粘接强度。保护元件具备可熔导体(3);以及壳体(6),具有下侧外壳(4)和上侧外壳(5),通过利用粘接剂将上侧外壳(5)与下侧外壳(4)接合而形成,在上侧外壳(5)和下侧外壳(4)中的任意一方形成有嵌合凹部(25),在任意另一方形成有与嵌合凹部(25)嵌合的嵌合凸部(26),形成有狭缝(27),该狭缝(27)与嵌合凹部(25)连续并且延伸至上侧外壳(5)与下侧外壳(4)的对接面,使粘接剂(19)流动。

Description

保护元件、电池组
技术领域
本技术涉及阻断电流路径的保护元件、以及使用该保护元件的电池组。本申请基于2019年8月29日在日本提交的日本专利申请号特愿2019-157431主张优先权,该申请通过参照引用至本申请。
背景技术
许多能够充电而反复利用的二次电池被加工成电池组而提供给用户。特别是在重量能量密度高的锂离子二次电池中,为了确保用户和电子设备的安全,一般在电池组中内置过充电保护、过放电保护等一些保护电路,具有在规定的情况下将电池组的输出阻断的功能。
在许多使用锂离子二次电池的电子装置中,通过使用内置于电池组的FET开关进行输出的接通/切断,从而进行电池组的过充电保护或过放电保护动作。然而,在由于某些原因而FET开关发生短路破坏的情况下、在被施加雷电浪涌(lightning surge)等而瞬间大电流流过的情况下、或者在由于电池单元(battery cell)的寿命而输出电压异常降低或相反地输出过大异常电压的情况下,也必须保护电池组、电子设备免受着火等事故之害。因此,为了在这样的可能设想到的任何异常状态下也安全地阻断电池单元的输出,使用由具有根据来自外部的信号将电流路径阻断的功能的保险丝元件构成的保护元件。
作为这样的面向锂离子二次电池等的保护电路的保护元件,使用在保护元件内部具有发热体、通过该发热体的发热将电流路径上的可熔导体熔断的结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-53260号公报
发明内容
发明所要解决的问题
近年来,锂离子二次电池的用途扩大,研究了在更大电流的用途、例如电动螺丝刀等电动工具、混合动力汽车、电动汽车、电动辅助自行车等运输设备中采用,一部分已开始采用。在这些用途中,特别是在启动时等,有时流过超过几10A~100A那样的大电流。希望实现应对这样的大电流容量的保护元件。
为了实现应对这样的大电流的保护元件,提出了一种保护元件,该保护元件使用增加了截面积的可熔导体,在该可熔导体的正面连接了形成有发热体的绝缘基板。
图26、图27、图28、图29是表示假定了大电流用途的保护元件的一个构成例的图。图26是外观立体图,图27是俯视图,图28是图27中的D-D’剖视图,图29是省略上侧外壳而示出的俯视图。图26~图29所示的保护元件100通过在与电池的充放电电路等外部电路连接的第一、第二外部连接端子101、102间连接有可熔导体103来构成该外部电路的一部分,在过电压等异常时,通过可熔导体103熔融,将第一外部连接端子101与第二外部连接端子102之间的电流路径阻断。
保护元件100具备:绝缘基板105,与外部电路连接的第一、第二外部连接端子101、102,在绝缘基板105的正面并列的两个发热体106,被覆发热体106的绝缘层107,层叠在绝缘层107上并且与发热体106连接的正面电极108,以及借助焊膏(solder paste)以跨于第一外部连接端子101、正面电极108以及第二外部连接端子102的方式搭载的可熔导体103。
保护元件100的第一、第二外部连接端子101、102以跨于元件壳体的内外的方式配设,通过螺纹固定等与设于供保护元件100安装的外部电路基板的连接电极连接,由此可熔导体103被组装到形成在外部电路基板上的电流路径的一部分。
发热体106是电阻值较高且通电时发热的具有导电性的构件,例如由镍铬合金、W、Mo、Ru等或包含它们的材料构成。此外,发热体106与形成于绝缘基板105的正面上的发热体供电电极109连接。发热体供电电极109借助焊膏与第三外部连接端子110连接。保护元件100的第三外部连接端子110与设于供保护元件100安装的外部电路基板的连接电极连接,由此发热体106与设于外部电路的外部电源连接。而且,发热体106始终被未图示的开关元件等控制通电和发热。
发热体106被由玻璃层等构成的绝缘层107被覆,并且在绝缘层107上形成有正面电极108,由此隔着绝缘层107重叠有正面电极108。此外,在正面电极108上借助焊膏连接有以跨于第一、第二外部连接端子101、102间的方式连接的可熔导体103。
由此,保护元件100的发热体106与可熔导体103通过重叠而热连接,若发热体106通过通电而发热,则能够熔断可熔导体103。
可熔导体103由无Pb焊料等低熔点金属、Ag、Cu或以它们为主成分的合金等高熔点金属形成,或者具有低熔点金属与高熔点金属的层叠结构。而且,可熔导体103从第一外部连接端子101跨正面电极108直到第二外部连接端子102而连接,由此构成组装有保护元件100的外部电路的电流路径的一部分。而且,可熔导体103通过通电超过额定值的电流,因自发热(焦耳热)而熔断,或者因发热体106的发热而熔断,将第一、第二外部连接端子101、102间阻断。
而且,保护元件100在产生将外部电路的电流路径阻断的需要时,通过开关元件对发热体106通电。由此,保护元件100的发热体106发热至高温,组装到外部电路的电流路径上的可熔导体103熔融。可熔导体103的熔融导体朝润湿性高的正面电极108以及第一、第二外部连接端子101、102拉近,由此可熔导体103熔断。因此,保护元件100能够使第一外部连接端子101~正面电极108~第二外部连接端子102之间熔断,将外部电路的电流路径阻断。
如图30所示,保护元件100具有下侧外壳111和上侧外壳112,该下侧外壳111和上侧外壳112通过接合而构成保护元件100的壳体113。需要说明的是,图30是表示壳体113的图,(A)是上侧外壳112的仰视图,(B)是下侧外壳111和上侧外壳112的剖视图,(C)是下侧外壳111的俯视图。下侧外壳111支承绝缘基板105和第一、第二外部连接端子101、102。上侧外壳112具有容纳上述的元件内部构成的空间。
下侧外壳111在各拐角部形成有嵌合凸部114。此外,上侧外壳112在各拐角部形成有与嵌合凸部114嵌合的嵌合凹部115。在形成壳体113时,如图31所示,向下侧外壳111的包含嵌合凸部114的侧缘部供给粘接剂120,与上侧外壳112对接。由此,嵌合凸部114与嵌合凹部115借助粘接剂120嵌合,下侧外壳111与上侧外壳112接合。
在此,保护元件100为了应对大电流用途,如上所述地谋求可熔导体103的大型化、发热体106的发热量的增加。但是,与之相伴,可熔导体103熔断时的热冲击也变大,并且外壳内部的空气急剧膨胀,因此对壳体113要求耐受此压力的接合强度。为了提高下侧外壳111与上侧外壳112的接合强度,考虑增加粘接剂120的量,但若增加粘接剂120,则在嵌合时向嵌合凹部115流入的量增加。此外,粘接剂也沿着嵌合凸部114进入嵌合凸部114与嵌合凹部115之间。
因此,如图32所示,在使下侧外壳111与上侧外壳112对接时,没有流入到嵌合凸部114与嵌合凹部115之间的粘接剂120的退让空间,反而会阻碍下侧外壳111与上侧外壳112的密合。由此,成为上侧外壳112从下侧外壳111浮起的状态,恐怕会产生无法得到所期望的粘接强度而在可熔导体103熔断时上侧外壳112脱落、或者无法满足规定的壳体的高度条件这样的不良情况。
因此,本技术的目的在于,提供一种保护元件以及使用该保护元件的电池组,该保护元件能够排除嵌合凸部与嵌合凹部之间的粘接剂的多余部分,可靠地确保下侧外壳与上侧外壳的粘接强度。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题,本技术的保护元件具备:可熔导体;以及壳体,具有下侧外壳和上侧外壳,通过利用粘接剂将上述上侧外壳与上述下侧外壳接合而形成,在上述上侧外壳和上述下侧外壳中的任意一方形成有嵌合凹部,在任意另一方形成有与上述嵌合凹部嵌合的嵌合凸部,形成有狭缝,所述狭缝与上述嵌合凹部连续并且延伸至上述上侧外壳与上述下侧外壳的对接面,使上述粘接剂流动。
为了解决上述问题,本技术的保护元件具备:可熔导体;以及壳体,具有下侧外壳和上侧外壳,通过利用粘接剂将上述上侧外壳与上述下侧外壳接合而形成,在上述上侧外壳和上述下侧外壳中的任意一方形成有嵌合凹部,在任意另一方形成有与上述嵌合凹部嵌合的嵌合凸部,上述嵌合凸部在外周面形成有使上述粘接剂流动的狭缝。
为了解决上述问题,本技术的保护元件具备:可熔导体;以及壳体,具有下侧外壳和上侧外壳,通过利用粘接剂将上述上侧外壳与上述下侧外壳接合而形成,在上述上侧外壳和上述下侧外壳中的任意一方形成有嵌合凹部,在任意另一方形成有与上述嵌合凹部嵌合的嵌合凸部,形成有狭缝,所述狭缝与上述嵌合凹部连续并且延伸至上述上侧外壳与上述下侧外壳的对接面,使上述粘接剂流动,上述嵌合凸部在外周面形成有使上述粘接剂流动的狭缝。
此外,本技术的电池组具备:一个以上的电池单元;以及保护元件,连接在上述电池单元的充放电路径上、阻断该充放电路径,上述保护元件具备:可熔导体;以及壳体,具有下侧外壳和上侧外壳,通过利用粘接剂将上述上侧外壳与上述下侧外壳接合而形成,在上述上侧外壳和上述下侧外壳中的任意一方形成有嵌合凹部,在任意另一方形成有与上述嵌合凹部嵌合的嵌合凸部,形成有狭缝,所述狭缝与上述嵌合凹部连续并且延伸至上述上侧外壳与上述下侧外壳的对接面,使上述粘接剂流动。
此外,本技术的电池组具备:一个以上的电池单元;以及保护元件,连接在上述电池单元的充放电路径上、阻断该充放电路径,上述保护元件具备:可熔导体;以及壳体,具有下侧外壳和上侧外壳,通过利用粘接剂将上述上侧外壳与上述下侧外壳接合而形成,在上述上侧外壳和上述下侧外壳中的任意一方形成有嵌合凹部,在任意另一方形成有与上述嵌合凹部嵌合的嵌合凸部,上述嵌合凸部沿着突出方向形成有使上述粘接剂流动的狭缝。
此外,本技术的电池组具备:一个以上的电池单元;以及保护元件,连接在上述电池单元的充放电路径上、阻断该充放电路径,上述保护元件具备:可熔导体;以及壳体,具有下侧外壳和上侧外壳,通过利用粘接剂将上述上侧外壳与上述下侧外壳接合而形成,在上述上侧外壳和上述下侧外壳中的任意一方形成有嵌合凹部,在任意另一方形成有与上述嵌合凹部嵌合的嵌合凸部,形成有狭缝,所述狭缝与上述嵌合凹部连续并且延伸至上述上侧外壳与上述下侧外壳的对接面,使上述粘接剂流动,上述嵌合凸部沿着突出方向形成有使上述粘接剂流动的狭缝。
发明效果
根据本技术,在使上侧外壳与下侧外壳对接时,狭缝使填充于嵌合凹部内的粘接剂的多余部分向内部流动,由此防止粘接剂的多余部分滞留在与嵌合凸部嵌合的嵌合凹部内。由此,能够防止因滞留在嵌合凹部内的粘接剂的多余部分而阻碍上侧外壳与下侧外壳的密合。
附图说明
图1是应用本技术的保护元件的外观立体图。
图2是应用本技术的保护元件的剖视图。
图3是应用本技术的保护元件的省略上侧外壳而示出的俯视图。
图4是表示应用本技术的保护元件中可熔导体熔断的状态的剖视图。
图5是表示下侧外壳的图,(A)是俯视图,(B)是(A)的E-E’剖视图。
图6是表示上侧外壳的图,(A)是仰视图,(b)是(A)的C-C’剖视图。
图7是表示下侧外壳和上侧外壳的接合工序的图,(A)是表示粘接剂的流动的下侧外壳的俯视图,(B)是表示使涂布有粘接剂的下侧外壳与上侧外壳嵌合的状态下的粘接剂的流动的(A)的G-G’剖视图。
图8是表示凹部狭缝的变形例的图,(A)是上侧外壳的仰视图,(B)是(A)的H-H’剖视图。
图9是表示凹部狭缝的变形例的俯视图。
图10是表示凹部狭缝的变形例的俯视图。
图11是表示下侧外壳与上侧外壳的接合工序的图,(A)是表示涂布有粘接剂的下侧外壳的俯视图,(B)是使上侧外壳与下侧外壳对置配置的(A)的F-F’剖视图。
图12是表示在下侧外壳设有凸部狭缝的壳体的图,(A)是上侧外壳的仰视图,(B)是使上侧外壳与下侧外壳对置配置的剖视图,(C)是下侧外壳的俯视图。
图13是表示形成有凸部狭缝的嵌合凸部的图,(A)是俯视图,(B)是(A)的J-J’剖视图。
图14是表示在下侧外壳设有凸部狭缝的壳体的图,(A)是上侧外壳的仰视图,(B)是使上侧外壳与下侧外壳对置配置的剖视图,(C)是下侧外壳的俯视图。
图15是表示形成有凸部狭缝的嵌合凸部的图,(A)是俯视图,(B)是(A)的J-J’剖视图。
图16是表示设有嵌合凸部的上侧外壳的图,(A)是仰视图,(B)是(A)的L-L’剖视图。
图17是表示设有嵌合凹部的下侧外壳的图,(A)是俯视图,(B)是(A)的M-M’剖视图。
图18是表示下侧外壳与上侧外壳的接合工序的图,(A)是表示粘接剂的流动的下侧外壳的俯视图,(B)是表示使涂布有粘接剂的下侧外壳与上侧外壳嵌合的状态下的粘接剂的流动的(A)的K-K’剖视图。
图19是表示下侧外壳与上侧外壳的接合工序的图,(A)是表示涂布有粘接剂的下侧外壳的俯视图,(B)是使上侧外壳与下侧外壳对置配置的(A)的N-N’剖视图。
图20是可熔导体的外观立体图。
图21是表示电池组的构成例的电路图。
图22是应用本技术的保护元件的电路图。
图23是表示应用本技术的保护元件的变形例的剖视图。
图24是变形例的保护元件的电路图。
图25是表示在变形例的保护元件中可熔导体熔断的状态的剖视图。
图26是表示应对大电流的保护元件的外观立体图。
图27是图26所示的保护元件的俯视图。
图28是图27中的D-D’剖视图。
图29是省略上侧外壳而示出图26所示的保护元件的俯视图。
图30是表示图26所示的保护元件的壳体的图,(A)是上侧外壳的仰视图,(B)是以对置配置的状态表示下侧外壳和上侧外壳的剖视图,(C)是下侧外壳的俯视图。
图31是表示下侧外壳与上侧外壳的接合工序的图,(A)是以对置配置的状态表示涂布有粘接剂的下侧外壳和上侧外壳的剖视图,(B)是涂布有粘接剂的下侧外壳的俯视图。
图32是表示将下侧外壳与上侧外壳接合的状态的图,(A)是表示在嵌合凹部内填充有粘接剂的上侧外壳的仰视图,(B)是表示将下侧外壳与上侧外壳接合的状态的剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图对应用本技术的保护元件、电池组进行详细说明。需要说明的是,本技术并不仅限定于以下的实施方式,当然在不脱离本技术的主旨的范围内可以进行各种变更。此外,附图是示意性的,有时各尺寸的比率等与实际情况不同。具体的尺寸等应当参考以下的说明进行判断。此外,当然附图相互之间也包括相互的尺寸的关系、比率不同的部分。
[第一实施方式:嵌合凹部狭缝]
图1、图2、图3表示应用本技术的保护元件1。保护元件1具备:绝缘基板2;可熔导体3,搭载于绝缘基板2的正面;以及壳体6,具有支承绝缘基板2的背面的下侧外壳4和覆盖绝缘基板2的正面的上侧外壳5,通过利用粘接剂19将下侧外壳4与上侧外壳5接合而收纳绝缘基板2。此外,保护元件1具有第一、第二外部连接端子7、8。第一、第二外部连接端子7、8以跨于壳体6的内外的方式配设,通过螺纹固定等与设于供保护元件1安装的外部电路的连接电极连接。第一、第二外部连接端子7、8由下侧外壳4支承,并且各一端通过可熔导体3连接。而且,保护元件1借助第一、第二外部连接端子7、8组装到外部电路,由此可熔导体3构成该外部电路的电流路径的一部分,由于后述的发热体10的发热、或者超过额定值的过电流而熔断,由此能够将电流路径阻断。
[绝缘基板]
绝缘基板2例如由氧化铝、玻璃陶瓷、莫来石、氧化锆等具有绝缘性的构件形成。此外,绝缘基板2也可以使用玻璃环氧基板、酚基板等印刷线路板中使用的材料。在图3所示的绝缘基板2中,将借助后述的正面电极11连接的可熔导体3的延伸方向的两侧缘设为第一侧缘部2c,将形成有后述的发热体电极15和发热体供电电极16的两侧缘设为第二侧缘部2d。
[发热体]
使可熔导体3熔断的发热体10是电阻值较高且通电时发热的具有导电性的构件,例如由镍铬合金、W、Mo、Ru、Cu、Ag或以它们为主成分的合金等构成。可以通过下述方式等来形成:将这些合金或组合物、化合物的粉状体与树脂粘合剂等混合而制成糊状物,使用丝网印刷技术将该糊状物在绝缘基板2的正面2a形成图案,进行烧成。
发热体10在绝缘基板2的正面2a上被绝缘层9被覆。在绝缘层9上层叠有后述的正面电极11。绝缘层9是为了谋求发热体10的保护以及绝缘并且将发热体10的热高效地向正面电极11和可熔导体3传递而设置的,例如由玻璃层构成。
发热体10的一端与形成于绝缘基板2的正面2a的发热体电极15连接。此外,发热体电极15与形成于绝缘层9上的正面电极11连接。由此,发热体10与搭载于正面电极11上的可熔导体3电连接。此外,发热体10的另一端与发热体供电电极16连接。发热体供电电极16形成于绝缘基板2的正面2a,并且借助焊膏等连接材料20与第三外部连接端子17连接,借助该第三外部连接端子17与外部电路连接。而且,保护元件1通过与外部电路连接,借助第三外部连接端子17将发热体10组装到形成于外部电路的向发热体10的供电路径。
此外,如图3所示,发热体10以通电方向成为与可熔导体3的通电方向交叉的方向的方式形成,发热体电极15和发热体供电电极16形成于第二侧缘部2d,这在高效地使用绝缘基板2的面积方面是优选的。
此外,发热体10也可以在绝缘基板2的正面形成多个。在图3所示的保护元件1的例子中,形成两个发热体10。各发热体10以并列的方式电连接,一端与发热体电极15连接,另一端与发热体供电电极16连接。
需要说明的是,保护元件1也可以在层叠于绝缘基板2的正面2a的绝缘层9的内部形成发热体10。此外,保护元件1也可以在绝缘基板2的内部形成发热体10。此外,保护元件1也可以在绝缘基板2的背面2b形成发热体10。需要说明的是,在绝缘基板2的背面2b形成发热体10的情况下,发热体10的一端与形成于绝缘基板2的背面2b的背面电极连接,借助贯通背面电极与正面电极11之间的导电贯通孔与搭载于正面电极11上的可熔导体2电连接。此外,发热体10的另一端借助形成于绝缘基板2的背面2b的发热体供电电极与第三外部连接端子17连接。
[正面电极]
在绝缘层9上形成有借助发热体电极15与发热体10连接并且与可熔导体3连接的正面电极11。正面电极11借助焊膏等接合材料20与可熔导体3连接。此外,就正面电极11而言,当可熔导体3熔融时熔融导体3a凝聚,由此能够熔断可熔导体3。
正面电极11也可以形成吸引孔12。吸引孔12是以下的构件(参照图4):当可熔导体3熔融时,通过毛细管现象而吸引该熔融导体3a,使在正面电极11上保持的熔融导体3a的体积减小。保护元件1即使在为了应对大电流用途而使可熔导体3的截面积增大从而熔融量增大的情况下,也能够通过将熔融导体3a吸引至吸引孔12来使熔融导体3a的体积减小。具有这样的构成的绝缘基板2构成熔断构件18,该熔断构件18在发热体10通电、发热时,利用该热使可熔导体3熔融,将该熔融导体3a吸引至吸引孔12而进行阻断。
由此,保护元件1使在正面电极11上保持的熔融导体3a的体积减小而更可靠地谋求第一、第二外部连接端子7、8间的绝缘,此外,能够减轻在可熔导体3熔断时产生的电弧放电引起的熔融导体3a的飞散,防止绝缘电阻降低,而且,能够防止可熔导体3向搭载位置的周边电路的附着而导致的短路故障。
吸引孔12在内表面形成有导电层13。通过形成导电层13,吸引孔12能够容易地吸引熔融导体3a。导电层13例如由铜、银、金、铁、镍、钯、铅、锡中的任意种、或者以任意种为主成分的合金形成,能够通过电解镀敷、导电膏的印刷等公知方法在吸引孔12的内表面形成。此外,导电层13也可以通过将多根金属线、具有导电性的带(ribbon)的集合体插入吸引孔12内来形成。
此外,吸引孔12优选形成为贯通绝缘基板2的厚度方向的贯通孔。由此,吸引孔12能够将熔融导体3a吸引至绝缘基板2的背面2b侧,能够吸引更多的熔融导体3a,使熔断部位处的熔融导体3a的体积减小。需要说明的是,吸引孔12也可以形成为非贯通孔。
吸引孔12的导电层13与形成于绝缘基板2的正面2a的正面电极11连续。正面电极11支承可熔导体3并且熔融导体3a凝聚,因此通过正面电极11与导电层13连续,能够容易地将熔融导体3a引导至吸引孔12内。
需要说明的是,导电层13和正面电极11通过被发热体10加热,能够容易地将可熔导体3的熔融导体3a吸引至吸引孔12内,并且熔融导体3a容易在正面电极11上凝聚。因此,保护元件1能够促进将熔融导体3a从正面电极11借助导电层13向吸引孔12吸引的作用,可靠地熔断可熔导体3。
此外,也可以在绝缘基板2的背面2b形成与吸引孔12的导电层13连接的背面电极14。通过背面电极14与导电层13连续,当可熔导体3熔融时,借助吸引孔12移动的熔融导体3a凝聚(参照图4)。由此,保护元件1能够吸引更多的熔融导体3a,使熔断部位处的熔融导体3a的体积减小。
需要说明的是,保护元件1也可以通过形成多个吸引孔12来增加吸引可熔导体3的熔融导体3a的路径,通过吸引更多的熔融导体3a来使熔断部位处的熔融导体3a的体积减小。此时,多个吸引孔12也可以跨于正面电极11与可熔导体3重叠的可熔导体3的宽度方向的方式形成。此外,吸引孔12也可以形成于供熔融导体3a润湿扩展的正面电极11与可熔导体3不重叠的区域。
此外,在并列设置两个发热体10的情况下、在形成于绝缘基板2的正面2a、背面2b或内部的任意情况下,在对正面电极11和背面电极14进行加热,并且吸引、凝聚更多的熔融导体3a方面,均优选形成于吸引孔12的两侧。
[壳体]
接着,对保护元件1的壳体6进行说明。壳体6通过利用粘接剂19将下侧外壳4与上侧外壳5接合而形成。壳体6例如可以使用各种工程塑料、热塑性塑料、陶瓷等具有绝缘性的构件来形成。此外,壳体6在绝缘基板2的正面2a上具有足够供可熔导体3在熔融时膨胀为球状、供熔融导体3a凝聚在正面电极11、第一、第二外部连接端子7、8上的内部空间。
下侧外壳4与上侧外壳5的接合使用粘接剂19进行。粘接剂19向构成壳体6的侧面的下侧外壳4的侧壁上端面与上侧外壳5的侧壁下端面5a之间供给,进行固化,由此将下侧外壳4与上侧外壳5接合。作为粘接剂19,没有特别限制,例如可列举出热固型的粘接剂。此外,作为粘接剂19的形态,只要是在接合过程中显示流动性的形态即可,虽然其相状态无限制,但从作业性观点考虑,优选为液态。
此外,在应用本技术的保护元件中,在下侧外壳4和上侧外壳5中的任意一方形成有嵌合凹部25,在任意另一方形成有与嵌合凹部25嵌合的嵌合凸部26。以下,以在下侧外壳4设置嵌合凸部26、在上侧外壳5设置嵌合凹部25的情况为例进行说明。
[下侧外壳]
图5是表示下侧外壳4的图,(A)是俯视图,(B)是(A)的E-E’剖视图。下侧外壳4形成为大致方形,在各拐角部形成有共计四个嵌合凸部26。嵌合凸部26形成为圆柱状,但嵌合凸部26的形状只要是与后述的嵌合凹部25嵌合的凸形即可,例如也可以是圆锥状、棱柱状、棱锥状等。
此外,下侧外壳4在大致中央部设有将绝缘基板2的中央部保持为中空的凹面部23。下侧外壳4沿着凹面部23的侧缘支承绝缘基板2的外侧缘。通过设置凹面部23,下侧外壳4与绝缘基板2的接触面积减小,能够抑制发热体10的热被下侧外壳4吸热。因此,保护元件1能够将发热体10的热高效地传递至可熔导体3,能够更迅速地使其熔断。特别是,通过将凹面部23设于下侧外壳4的大致中央部,发热体10的正下方成为中空,能够抑制发热体10的热向下侧外壳4的散热。
[上侧外壳]
图6是表示上侧外壳5的图,(A)是仰视图,(b)是(A)的C-C’剖视图。上侧外壳5与下侧外壳4同样地形成为大致方形,在各拐角部设有供设于下侧外壳4的嵌合凸部26嵌合的共计四个嵌合凹部25。此外,上侧外壳5覆盖形成于绝缘基板2的正面2a上的可熔导体3、第一、第二外部连接端子7、8,并且具有能够供熔断后的可熔导体3a凝聚在正面电极11以及第一、第二外部连接端子7、8上的内部空间。
此外,上侧外壳5形成有凹部狭缝27,该凹部狭缝27与嵌合凹部25连续并且延伸至成为上侧外壳5与下侧外壳4的对接面的上侧外壳5的侧壁下端面5a,使粘接剂19流动。如图7所示,在使上侧外壳5与下侧外壳4对接时,凹部狭缝27使填充于嵌合凹部25内的粘接剂19的多余部分向内部流动,由此防止粘接剂19的多余部分滞留在与嵌合凸部26嵌合的嵌合凹部25内。由此,能够防止因滞留在嵌合凹部25内的粘接剂19的多余部分而阻碍上侧外壳5与下侧外壳4的密合。需要说明的是,由于在嵌合凹部25内残留有与嵌合凸部26的接合所需的量的粘接剂19,因此充分确保嵌合凹部25与嵌合凸部26的粘接强度。此外,通过设置凹部狭缝27,与粘接剂19的粘接面积增加,能够谋求粘接强度的提高。
因此,保护元件1不会成为上侧外壳5从下侧外壳4浮起的状态而密合,能够得到所期望的粘接强度。由此,能够防止保护元件1产生在可熔导体3熔断时上侧外壳5脱落、或者无法满足规定的壳体的高度条件这样的不良情况。
凹部狭缝27优选沿着被供给粘接剂19的上侧外壳5的侧壁下端面5a形成。此外,凹部狭缝27的长度没有特别限制。凹部狭缝27的宽度没有特别限制,但优选在俯视观察时为嵌合凹部25的直径以下。此外,凹部狭缝27的深度没有特别限制,但优选与嵌合凹部25的深度相同或比其浅。
此外,如图6的(B)所示,凹部狭缝27优选形成为随着离开嵌合凹部25而从嵌合凹部25的底面侧到嵌合凹部25的上表面侧逐渐变浅的锥状。由此,能够将流入凹部狭缝27的粘接剂19的多余部分引导至成为上侧外壳5与下侧外壳4的对接面的上侧外壳5的侧壁下端面5a,供于上侧外壳5与下侧外壳4的接合。此外,通过相对地向壳体6的拐角部增加粘接剂的供给量,能够提高粘接强度。
此外,如图8所示,凹部狭缝27也可以形成为随着离开嵌合凹部25而逐渐扩宽。由此,更容易使粘接剂19的多余部分从嵌合凹部25内进一步向狭缝前端流出。
此外,如图9所示,也可以从一个嵌合凹部25延伸出多个凹部狭缝27。由此,能够使更多的粘接剂19的多余部分从嵌合凹部25内流出。需要说明的是,多个凹部狭缝27的形状(宽度、长度、深度、倾斜等)可以相同,也可以通过使其不同来使粘接剂19的流动量根据方向而不同。
此外,如图9所示,凹部狭缝27优选从在上侧外壳5的各拐角部形成的一个嵌合凹部25沿着邻接的两个侧壁分别形成。由此,能够使更多的粘接剂19的多余部分从嵌合凹部25内流出。此外,由此,能够将粘接剂19的多余部分引导至成为与下侧外壳4的对接面的上侧外壳5的侧壁下端面5a,供于上侧外壳5与下侧外壳4的接合。
需要说明的是,凹部狭缝27优选形成于全部嵌合凹部25,但也可以不必形成于全部嵌合凹部25。
此外,如图10所示,从相邻的嵌合凹部25延伸出的凹部狭缝27也可以形成为彼此连续。由此,能够使填充于嵌合凹部25内的粘接剂19的多余部分导出至凹部狭缝27,并且使供给至上侧外壳5与下侧外壳4的对接面的粘接剂19的多余部分吸收至凹部狭缝27内,防止因粘接剂19的多余部分而阻碍密合。此外,通过设置凹部狭缝27,与粘接剂19的粘接面积增加,能够谋求粘接强度的提高。
需要说明的是,上侧外壳5在与下侧外壳4对接的侧壁的下端面5a形成有凹部,该凹部用于将支承于下侧外壳4的第一、第二外部连接端子7、8以及第三外部连接端子17以跨于壳体6的内外的方式配设。该凹部形成于与第一、第二外部连接端子7、8以及第三外部连接端子17的配设位置对应的位置,此外,凹部具有与第一、第二外部连接端子7、8以及第三外部连接端子17的形状相应的形状。因此,能够将壳体6的下侧外壳4与上侧外壳5无间隙地对接接合,并且使第一、第二外部连接端子7、8以及第三外部连接端子17向壳体外导出。
在形成壳体6时,如图11所示,向下侧外壳4的包含嵌合凸部26的侧缘部供给粘接剂19,与上侧外壳5对接。由此,嵌合凸部26与嵌合凹部25借助粘接剂19嵌合,下侧外壳4与上侧外壳5接合。
[变形例1]
接着,对应用本技术的保护元件的变形例进行说明。应用本技术的保护元件也可以代替与嵌合凹部25连续的凹部狭缝27,或者在形成与嵌合凹部25连续的凹部狭缝27的同时,在嵌合凸部26形成凸部狭缝28。凸部狭缝28设于嵌合凸部26的周面,通过使粘接剂19的多余部分流动,防止因粘接剂19的多余部分阻碍下侧外壳4与上侧外壳5的密合。
凸部狭缝28形成于嵌合凸部26的外周面,例如,如图12、图13所示,凸部狭缝28沿着嵌合凸部26的突出方向形成为直线状。图12是表示在下侧外壳4设有凸部狭缝28的壳体6的图,(A)是上侧外壳5的仰视图,(B)是使上侧外壳5与下侧外壳4对置配置的剖视图,(C)是下侧外壳4的俯视图。图13是表示形成有凸部狭缝28的嵌合凸部26的图,(A)是俯视图,(B)是(A)的J-J’剖视图。
需要说明的是,凸部狭缝28的形态并不限于直线状,也可以是波形状、矩形波状、锯齿状等。此外,凸部狭缝28除了沿着嵌合凸部26的突出方向形成以外,也可以沿着环绕外周面的方向形成。此外,凸部狭缝28也可以在嵌合凸部26的外周面形成为螺旋状。此外,凸部狭缝28既可以连续地形成,也可以间断地形成。
形成凸部狭缝28的朝向没有特别限制,但优选朝向被供给粘接剂19的下侧外壳4与上侧外壳5的对接面而形成。例如,在图12所示的构成中,优选凸部狭缝28朝沿着下侧外壳4的侧壁的朝向而形成。由此,能够使粘接剂19的多余部分向被供给粘接剂19的下侧外壳4与上侧外壳5的对接面流动,能够供于粘接。此外,在设有上述的与嵌合凹部25连续的凹部狭缝27的情况下,优选朝与凹部狭缝27相同的朝向形成。
此外,凸部狭缝28优选由嵌合凸部28的基部形成。嵌合凸部26的基部成为下侧外壳4与上侧外壳5的对接面,因此能够通过积极地吸收粘接剂19的多余部分来促进密合。此外,凸部狭缝28优选遍及嵌合凸部28的顶部而形成。由此,能够容易地将滞留在嵌合凹部25内的粘接剂19的多余部分导入凸部狭缝28,并且能够增加粘接剂19的吸收量。
此外,也可以在一个嵌合凸部26形成多个凸部狭缝28。由此,能够使更多的粘接剂19的多余部分吸收至凸部狭缝28内。此外,如图12所示,凸部狭缝28优选朝形成于下侧外壳4的拐角部的嵌合凸部26的、沿着相邻的两个侧壁的朝向而形成。由此,能够使粘接剂19的多余部分向被供给粘接剂19的下侧外壳4与上侧外壳5的对接面流动,能够供于粘接。此外,在设有上述的与嵌合凹部25连续的凹部狭缝27的情况下,优选朝与凹部狭缝27相同的朝向而形成。
此外,如图14、图15所示,凸部狭缝28也可以形成为在俯视观察时从嵌合凸部26的周面到中心方向宽度逐渐变小的锥状。由此,能够使毛细管现象发挥作用,使粘接剂19流入凸部狭缝28内,此外能够使流入量增加。
此外,凸部狭缝28也可以形成为在剖视观察时从嵌合凸部26的顶部到基部逐渐扩宽的锥状。由此,能够使毛细管现象发挥作用,使滞留在下侧外壳4与上侧外壳5的对接面的粘接剂19的多余部分流入凸部狭缝28内,此外能够使流入量增加。
需要说明的是,在图12、图14所示的保护元件1中,在形成于下侧外壳4的嵌合凸部26设有凸部狭缝28,使其与形成于上侧外壳5的嵌合凹部25嵌合,但也可以在上侧外壳5形成与嵌合凹部25连续的凹部狭缝27。通过形成与嵌合凸部26连续的凸部狭缝28并且形成与嵌合凹部25连续的凹部狭缝27,能够吸收更多的粘接剂19的多余部分,防止因粘接剂19的多余部分阻碍下侧外壳4与上侧外壳5的密合。
[变形例2]
在上述的实施方式中,对在上侧外壳5形成有嵌合凹部25和凹部狭缝27的构成、以及在下侧外壳4形成有嵌合凸部26和凸部狭缝28的构成进行了说明,但应用本技术的保护元件也可以如图16、图17所示那样在上侧外壳51形成上述的嵌合凸部26,在下侧外壳52形成上述的嵌合凹部25和凹部狭缝27。需要说明的是,在以下的说明中,对与上述的保护元件1相同的构成标注相同的附图标记并省略其详情。
图18示出将上侧外壳51与下侧外壳52接合而形成保护元件50的工序。图16是表示设有嵌合凸部26的上侧外壳51的图,(A)是仰视图,(B)是(A)的L-L’剖视图。图17是表示设有嵌合凹部25的下侧外壳52的图,(A)是俯视图,(B)是(A)的M-M’剖视图。如图17所示,保护元件50在下侧外壳52形成有上述的嵌合凹部25和凹部狭缝27。
下侧外壳52与上侧外壳51的接合工序与上述的保护元件1相同。即,如图19的(A)、(B)所示,沿着下侧外壳52的与上侧外壳51的对接面供给粘接剂19。此时,粘接剂19被供给至形成于下侧外壳52的各拐角部的嵌合凹部25和凹部狭缝27上。然后,如图18所示,当形成于上侧外壳51的嵌合凸部26插入到嵌合凹部25内,下侧外壳52与上侧外壳51对接时,填充于嵌合凹部25内的粘接剂19的多余部分向凹部狭缝27流出,防止其滞留在嵌合凹部25内。由此,能够防止因滞留在嵌合凹部25内的粘接剂19的多余部分而阻碍上侧外壳51和下侧外壳52的密合。此外,通过设置凹部狭缝27,与粘接剂19的粘接面积增加,能够谋求粘接强度的提高。
[变形例3]
此外,在保护元件50中,也可以代替与形成于下侧外壳52的嵌合凹部25连续的凹部狭缝27,或者在形成与嵌合凹部25连续的凹部狭缝27的同时在形成于上侧外壳51的嵌合凸部26形成上述的凸部狭缝28。对于该凹部狭缝27和凸部狭缝28的构成在保护元件1中进行了详细叙述,因此省略详情。需要说明的是,在保护元件50中,当然也可以与保护元件1同样地对凹部狭缝27和凸部狭缝28的形态进行各种变更。
[可熔导体]
接着,对可熔导体3进行说明。可熔导体3跨于第一和第二外部连接端子7、8间而安装,通过发热体10因通电引起的发热、或通电超过额定值的电流,因自发热(焦耳热)而熔断,将第一外部连接端子7与第二外部连接端子8之间的电流路径阻断。
可熔导体3只要是通过发热体10因通电引起的发热或过电流状态而熔融的导电性材料即可,例如,除了SnAgCu系的无Pb焊料以外,还可以使用BiPbSn合金、BiPb合金、BiSn合金、SnPb合金、PbIn合金、ZnAl合金、InSn合金、PbAgSn合金等。
此外,可熔导体3也可以是含有高熔点金属和低熔点金属的结构体。例如,如图20所示,可熔导体3是由内层和外层构成的层叠结构体,具有低熔点金属层31作为内层,具有高熔点金属层32作为层叠于低熔点金属层31的外层。可熔导体3借助焊膏等接合材料20连接于第一、第二外部连接端子7、8以及正面电极11上。
低熔点金属层31优选为焊料或以Sn为主成分的金属,是通常被称为“无Pb焊料”的材料。低熔点金属层31的熔点不必一定比回流炉的温度高,可以在200℃左右熔融。高熔点金属层32是层叠于低熔点金属层31的表面的金属层,例如是Ag或Cu或以它们中的任意种为主成分的金属,具有即使在通过回流进行第一、第二外部连接端子7、8以及正面电极11与可熔导体3的连接的情况下也不熔融的高熔点。
这样的可熔导体3可以通过使用镀敷技术使高熔点金属层在低熔点金属箔上成膜来形成,或者也可以使用其他公知的层叠技术、膜形成技术来形成。此时,可熔导体3可以采用低熔点金属层31的整个面被高熔点金属层32被覆的结构,也可以是除了相互对置的一对侧面以外都被被覆的结构。需要说明的是,可熔导体3可以构成为以高熔点金属层32为内层、以低熔点金属层31为外层,此外也可以由下述构成等各种构成来形成:设为低熔点金属层与高熔点金属层交替层叠而成的三层以上的多层结构,在外层的一部分设置开口部而使内层的一部分露出。
可熔导体3通过在成为内层的低熔点金属层31上层叠高熔点金属层32作为外层,即使在回流温度超过低熔点金属层31的熔融温度的情况下,作为可熔导体3也能够维持形状,不至于熔断。因此,保护元件1能够通过回流高效地进行第一、第二外部连接端子7、8以及正面电极11与可熔导体3的连接。此外,保护元件1通过回流,也能够防止由于随着可熔导体3的变形而电阻值局部地变高或变低等而在规定的温度下未熔断、或者在低于规定的温度下熔断等熔断特性的变动。
此外,在规定的额定电流流过的期间,可熔导体3即使自发热也不会熔断。而且,若比额定值高的值的电流流过,则由于自发热而熔融,将第一、第二外部连接端子7、8间的电流路径阻断。此外,可熔导体3通过发热体10被通电而发热从而熔融,将第一、第二外部连接端子7、8间的电流路径阻断。
此时,可熔导体3的熔融的低熔点金属层31对高熔点金属层32进行侵蚀(焊料侵蚀),由此高熔点金属层32在低于熔融温度的温度下熔解。因此,可熔导体3能够利用低熔点金属层31对高熔点金属层32的侵蚀作用在短时间内熔断。此外,可熔导体3的熔融导体3a通过正面电极11以及第一、第二外部连接端子7、8的物理性拉入作用被截断,因此能够迅速且可靠地将第一、第二外部连接端子7、8间的电流路径阻断(图4)。
此外,可熔导体3优选将低熔点金属层31的体积形成为比高熔点金属层32的体积大。可熔导体3通过由过电流引起的自发热或发热体10的发热而被加热,通过低熔点金属熔融而对高熔点金属进行熔蚀,由此能够迅速地熔融、熔断。因此,可熔导体3通过将低熔点金属层31的体积形成为比高熔点金属层32的体积大,能够促进该熔蚀作用,迅速地将第一、第二外部连接端子7、8间阻断。
此外,可熔导体3由于在成为内层的低熔点金属层31上层叠高熔点金属层32而构成,因此能够使熔断温度相比以往的由高熔点金属构成的贴片保险丝(chip fuse)等大幅降低。因此,可熔导体3与同一尺寸的贴片保险丝等相比,能够增大截面积,能够大幅提高电流额定值。此外,与具有相同电流额定值的以往的贴片保险丝相比,能够谋求小型化、薄型化,快速熔断性优异。
此外,可熔导体3能够提高对于向组装有保护元件1的电气系统瞬间施加异常高的电压的浪涌(surge)的耐性(耐脉冲性)。即,可熔导体3甚至在例如100A的电流流过几msec那样的情况下也不会熔断。关于这一点,由于在极短时间内流过的大电流会流过导体的表层(趋肤效应),而可熔导体3设有电阻值低的Ag镀层等高熔点金属层32作为外层,因此容易使因浪涌而施加的电流流过,能够防止由自发热引起的熔断。因此,可熔导体3与以往的由焊料合金构成的保险丝相比,能够大幅提高对浪涌的耐性。
需要说明的是,可熔导体3也可以为了抗氧化和提高熔断时的润湿性等而涂布助焊剂(未图示)。
[电路构成例]
如图21所示,这样的保护元件1例如被组装入锂离子二次电池的电池组33内的电路而使用。电池组33例如具有由合计四个锂离子二次电池的电池单元34a~34d构成的电池堆35。
电池组33具备:电池堆35;充放电控制电路36,控制电池堆35的充放电;应用本发明的保护元件1,在电池堆35异常时将充放电路径阻断;检测电路37,检测各电池单元34a~34d的电压;以及电流控制元件38,成为根据检测电路37的检测结果来控制保护元件1的动作的开关元件。
电池堆35是用于保护免受过充电和过放电状态影响而需要控制的电池单元34a~34d串联连接而成的,借助电池组33的正极端子33a、负极端子33b以可拆装的方式连接于充电装置29,被施加来自充电装置29的充电电压。利用充电装置29进行了充电的电池组33通过将正极端子33a、负极端子33b连接于利用电池进行动作的电子设备,能够使该电子设备进行动作。
充放电控制电路36具备:两个电流控制元件39a、39b,串联连接在电池堆35与充电装置29之间的电流路径;以及控制部40,控制这些电流控制元件39a、39b的动作。电流控制元件39a、39b例如由场效应晶体管(以下,称为FET。)构成,通过利用控制部40控制栅极电压,从而控制电池堆35的电流路径向充电方向和/或放电方向的导通和阻断。控制部40从充电装置29接受供电而进行动作,根据检测电路37的检测结果,在电池堆35为过放电或过充电时,以阻断电流路径的方式控制电流控制元件39a、39b的动作。
保护元件1例如连接在电池堆35与充放电控制电路36之间的充放电电流路径上,其动作被电流控制元件38控制。
检测电路37与各电池单元34a~34d连接,检测各电池单元34a~34d的电压值,将各电压值供给至充放电控制电路36的控制部40。此外,检测电路37在任一电池单元34a~34d成为过充电电压或过放电电压时,输出对电流控制元件38进行控制的控制信号。
电流控制元件38例如由FET构成,以下述方式进行控制:根据从检测电路37输出的检测信号,在电池单元34a~34d的电压值成为超过规定的过放电或过充电状态的电压时,使保护元件1进行动作,无论电流控制元件39a、39b的开关动作如何,都阻断电池堆35的充放电电流路径。
由以上那样的构成形成的电池组33中使用的、应用本发明的保护元件1具有图22所示那样的电路构成。即,保护元件1的第一外部连接端子7与电池堆35侧连接,第二外部连接端子8与正极端子33a侧连接,由此,可熔导体3串联连接在电池堆35的充放电路径上。此外,保护元件1的发热体10借助发热体供电电极16和第三外部连接端子17与电流控制元件38连接,并且发热体10与电池堆35的开放端连接。由此,就发热体10而言,使一端借助正面电极11与可熔导体3和电池堆35的一个开放端连接,使另一端借助第三外部连接端子17与电流控制元件38和电池堆35的另一个开放端连接。由此,形成向通过电流控制元件38控制通电的发热体10的供电路径。
[保护元件的动作]
若检测电路37检测到电池单元34a~34d中的任意者的异常电压,则向电流控制元件38输出阻断信号。于是,电流控制元件38控制电流以对发热体10通电。就保护元件1而言,电流从电池堆35流至发热体10,由此发热体10开始发热。保护元件1中,由于发热体10的发热,可熔导体3熔断,将电池堆35的充放电路径阻断。此外,就保护元件1而言,通过含有高熔点金属和低熔点金属而形成可熔导体3,低熔点金属在高熔点金属熔断前熔融,利用熔融的低熔点金属对高熔点金属的熔蚀作用,能够在短时间内使可熔导体3熔解。
保护元件1通过可熔导体3熔断,也阻断了向发热体10的供电路径,因此发热体10的发热停止。
需要说明的是,就保护元件1而言,在对电池组33通电超过额定值的过电流的情况下,可熔导体3也由于自发热而熔融,能够将电池组33的充放电路径阻断。
在此,保护元件1的壳体6的下侧外壳4与上侧外壳5密合,而具备所期望的粘接强度。因此,保护元件1能够防止在可熔导体3熔断时上侧外壳5脱落。此外,保护元件1由于壳体6的下侧外壳4与上侧外壳5密合,因此能够满足规定的壳体的高度条件。
如此,保护元件1中,由于发热体10由通电引起的发热、或者由过电流引起的可熔导体3的自发热,可熔导体3熔断。此时,保护元件1即使在可熔导体3向第一、第二外部连接端子7、8、正面电极11回流安装等暴露于高温环境下的情况下,由于具有低熔点金属被高熔点金属被覆的结构,因此也会抑制可熔导体3的变形。因此,能够防止由可熔导体3的变形引起的电阻值的变动等所导致的熔断特性的变动,通过规定的过电流、发热体10的发热而迅速熔断。
本发明的保护元件1不限于用于锂离子二次电池的电池组的情况,当然也能够应用于需要利用电气信号阻断电流路径的各种用途。
[变形例4]
接着,对应用本技术的保护元件的其他变形例进行说明。需要说明的是,在以下的说明中,有时对与上述的保护元件1、50相同的构成标注相同的附图标记并省略其详情。如图23所示,在变形例的保护元件60中,也可以使多个熔断构件18夹持可熔导体3。图23所示的保护元件60中,熔断构件18分别配设于可熔导体3的一面和另一面。图24是保护元件60的电路图。就配设于可熔导体3的正面和背面的各熔断构件18而言,分别将发热体10的一端借助形成于各绝缘基板2的发热体电极15和正面电极11与可熔导体3连接,发热体10的另一端借助形成于各绝缘基板2的发热体供电电极16和第三外部连接端子17与用于使发热体10发热的电源连接。
此外,如图25所示,保护元件60在通过发热体10的发热而使可熔导体3熔断时,与可熔导体3的两面连接的各熔断构件18、18的发热体10发热,从可熔导体3的两面进行加热。因此,保护元件60即使在为了应对大电流用途而增大可熔导体3的截面积的情况下,也能够迅速地将可熔导体3加热、熔断。
在保护元件60中也具有与上述的保护元件1、50同样的壳体6,在下侧外壳4或上侧外壳5形成有嵌合凹部25和凹部狭缝27、或嵌合凸部26和凸部狭缝28。
此外,保护元件60从可熔导体3的两面将熔融导体3a吸引至形成于各熔断构件18的绝缘基板2的各吸引孔12内。因此,保护元件60即使在为了应对大电流用途而使可熔导体3的截面积增大、熔融导体3a大量产生的情况下,也能够利用多个熔断构件18进行吸引,可靠地使可熔导体3熔断。此外,保护元件60通过利用多个熔断构件18吸引熔融导体3a,能够更迅速地使可熔导体3熔断。
就保护元件60而言,即使在作为可熔导体3而使用由高熔点金属被覆构成内层的低熔点金属的被覆结构的情况下,也能够使可熔导体3迅速地熔断。即,由高熔点金属被覆的可熔导体3即使在发热体10发热的情况下,加热至外层的高熔点金属熔融的温度也需要时间。在此,保护元件60具备多个熔断构件18,同时使各发热体10发热,由此能够将外层的高熔点金属迅速地加热至熔融温度。因此,根据保护元件60,能够使构成外层的高熔点金属层的厚度变厚,能够谋求进一步的高额定化且维持快速熔断特性。
此外,就保护元件60而言,如图23所示,优选一对熔断构件18、18对置地与可熔导体3连接。由此,保护元件60能够利用一对熔断构件18、18从两面侧同时对可熔导体3的同一位置进行加热并且吸引熔融导体3a,能够更迅速地将可熔导体3加热、熔断。
此外,就保护元件60而言,形成于一对熔断构件18、18的各绝缘基板2的正面电极11优选隔着可熔导体3相互对置。由此,通过一对熔断构件18、18对称地连接,在回流安装时等,对可熔导体3施加负荷的方式不会失衡,能够提高对变形的耐性。
需要说明的是,发热体10无论形成于绝缘基板2的正面2a还是背面2b,在对正面电极11和背面电极14进行加热、并且凝聚、吸引更多的熔融导体3a方面,均优选形成于吸引孔12的两侧。
附图标记说明
1:保护元件;2:绝缘基板;2a:正面;2b:背面;2c:第一侧缘部;2d:第二侧缘部;3:可熔导体;3a:熔融导体;4:下侧外壳;5:上侧外壳;6:壳体;7:第一外部连接端子;8:第二外部连接端子;9:绝缘层;10:发热体;11:正面电极;12:吸引孔;13:导电层;14:背面电极;15:发热体电极;16:发热体供电电极;17:第三外部连接端子;18:熔断构件;20:接合材料;25:嵌合凹部;26:嵌合凸部;27:凸部狭缝;28:狭缝;29:充电装置;31:低熔点金属层;32:高熔点金属层;33:电池组;33a:正极端子;33b:负极端子;34:电池单元;35:电池堆;36:充放电控制电路;37:检测电路;38:电流控制元件;39:电流控制元件;40:控制部;50:保护元件;60:保护元件;100:保护元件。

Claims (18)

1.一种保护元件,具备:
可熔导体;以及
壳体,具有下侧外壳和上侧外壳,通过利用粘接剂将所述上侧外壳与所述下侧外壳接合而形成,
在所述上侧外壳和所述下侧外壳中的任意一方形成有嵌合凹部,在任意另一方形成有与所述嵌合凹部嵌合的嵌合凸部,
形成有狭缝,所述狭缝与所述嵌合凹部连续并且延伸至所述上侧外壳与所述下侧外壳的对接面,使所述粘接剂流动。
2.根据权利要求1所述的保护元件,其中,
所述狭缝形成为随着离开所述嵌合凹部而从所述嵌合凹部的底面侧到所述嵌合凹部的上表面侧逐渐变浅的锥状。
3.根据权利要求1或2所述的保护元件,其中,
所述狭缝随着离开所述嵌合凹部而逐渐扩宽。
4.根据权利要求1或2所述的保护元件,其中,
从一个所述嵌合凹部延伸出多个所述狭缝。
5.根据权利要求4所述的保护元件,其中,
所述嵌合凹部形成于所述上侧外壳或所述下侧外壳的拐角部,
所述狭缝从一个所述嵌合凹部沿着所述壳体的邻接的两个侧壁分别形成。
6.根据权利要求1或2所述的保护元件,其中,
所述嵌合凹部形成于所述上侧外壳或所述下侧外壳的全部拐角部。
7.根据权利要求1或2所述的保护元件,其中,
在俯视观察时,所述狭缝的宽度为所述嵌合凹部的直径以下。
8.根据权利要求1或2所述的保护元件,其中,
从相邻的嵌合凹部延伸出的狭缝彼此连续。
9.一种保护元件,具备:
可熔导体;以及
壳体,具有下侧外壳和上侧外壳,通过利用粘接剂将所述上侧外壳与所述下侧外壳接合而形成,
在所述上侧外壳和所述下侧外壳中的任意一方形成有嵌合凹部,在任意另一方形成有与所述嵌合凹部嵌合的嵌合凸部,
所述嵌合凸部在外周面形成有使所述粘接剂流动的狭缝。
10.根据权利要求9所述的保护元件,其中,
在一个所述嵌合凸部形成有多个所述狭缝。
11.根据权利要求9或10所述的保护元件,其中,
所述狭缝朝所述嵌合凸部的周面的沿着所述壳体的侧壁的方向形成。
12.根据权利要求11所述的保护元件,其中,
所述嵌合凸部形成于所述上侧外壳或所述下侧外壳的拐角部,
所述狭缝朝沿着所述壳体的邻接的两个侧壁的方向分别形成。
13.根据权利要求9或10所述的保护元件,其中,
所述狭缝形成为在俯视观察时从所述嵌合凸部的周面到中心方向宽度逐渐变小的锥状。
14.根据9或10所述的保护元件,其中,
所述狭缝形成为在剖视观察时从所述嵌合凸部的顶部到基部逐渐扩宽的锥状。
15.一种保护元件,具备:
可熔导体;以及
壳体,具有下侧外壳和上侧外壳,通过利用粘接剂将所述上侧外壳与所述下侧外壳接合而形成,
在所述上侧外壳和所述下侧外壳中的任意一方形成有嵌合凹部,在任意另一方形成有与所述嵌合凹部嵌合的嵌合凸部,
形成有狭缝,所述狭缝与所述嵌合凹部连续并且延伸至所述上侧外壳与所述下侧外壳的对接面,使所述粘接剂流动,
所述嵌合凸部在外周面形成有使所述粘接剂流动的狭缝。
16.一种电池组,具备:
一个以上的电池单元;以及
保护元件,连接在所述电池单元的充放电路径上、阻断该充放电路径,
所述保护元件具备:
可熔导体;以及
壳体,具有下侧外壳和上侧外壳,通过利用粘接剂将所述上侧外壳与所述下侧外壳接合而形成,
在所述上侧外壳和所述下侧外壳中的任意一方形成有嵌合凹部,在任意另一方形成有与所述嵌合凹部嵌合的嵌合凸部,
形成有狭缝,所述狭缝与所述嵌合凹部连续并且延伸至所述上侧外壳与所述下侧外壳的对接面,使所述粘接剂流动。
17.一种电池组,具备:
一个以上的电池单元;以及
保护元件,连接在所述电池单元的充放电路径上、阻断该充放电路径,
所述保护元件具备:
可熔导体;以及
壳体,具有下侧外壳和上侧外壳,通过利用粘接剂将所述上侧外壳与所述下侧外壳接合而形成,
在所述上侧外壳和所述下侧外壳中的任意一方形成有嵌合凹部,在任意另一方形成有与所述嵌合凹部嵌合的嵌合凸部,
所述嵌合凸部沿着突出方向形成有使所述粘接剂流动的狭缝。
18.一种电池组,具备:
一个以上的电池单元;以及
保护元件,连接在所述电池单元的充放电路径上、阻断该充放电路径,
所述保护元件具备:
可熔导体;以及
壳体,具有下侧外壳和上侧外壳,通过利用粘接剂将所述上侧外壳与所述下侧外壳接合而形成,
在所述上侧外壳和所述下侧外壳中的任意一方形成有嵌合凹部,在任意另一方形成有与所述嵌合凹部嵌合的嵌合凸部,
形成有狭缝,所述狭缝与所述嵌合凹部连续并且延伸至所述上侧外壳与所述下侧外壳的对接面,使所述粘接剂流动,
所述嵌合凸部沿着突出方向形成有使所述粘接剂流动的狭缝。
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