CN115428112A - 保护元件以及电池组 - Google Patents

Abstract

本发明提供即使在被施加了高电压的情况下也难以产生火花且能够安全且快速地切断电流路径的保护元件及使用了该保护元件的电池组。该保护元件具有绝缘基板(2)、保险丝(3)、熔断保险丝(3)的发热体(4)、发热体供电电极(5)、从发热体供电电极(5)引出且与发热体(4)的一端部连接的第一引出电极(6)、与保险丝(3)相接的中间电极(8)、连接发热体(4)及中间电极(8)的发热体连接电极(9)、从发热体连接电极(9)引出且与发热体(4)的另一端部连接的第二引出电极(10)、以及被覆发热体(4)、第一引出电极(6)以及第二引出电极(10)且层叠有中间电极(8)的绝缘层(7)，中间电极(8)经由绝缘层(7)与第一引出电极(6)不重叠且与第二引出电极(10)重叠。

Description

保护元件以及电池组

技术领域

本技术涉及通过熔断电流路径来保护连接于电流路径上的电路的保护元件、以及使用了该保护元件的电池组。本申请以在日本国于2020年4月17日申请的日本专利申请号特愿2020－74410为基础要求优先权，且将该申请通过参考并入本申请。

背景技术

能够反复充电使用的二次电池大多加工成电池组提供给用户。特别是在重量能量密度高的锂离子二次电池中，为了确保用户及电子设备的安全，通常在电池组内置过充电保护、过放电保护等的多个保护电路，具有在预定的情况下切断电池组的输出的功能。

在使用多个锂离子二次电池的电子装置中，使用内置于电池组的FET开关进行输出的ON(接通)/OFF(断开)，由此进行电池组的过充电保护或过放电保护动作。但是，即使在由于某种原因而FET开关短路破损的情况下，在被施加雷击电涌等而流通瞬间的大电流的情况、或者因电池单元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、电子设备免于起火等事故。因此，为了即使在这样的可以假想的任何异常状态下也能够安全地切断电池单元的输出，使用了由熔丝元件构成的保护元件，该熔丝元件具有根据来自外部的信号切断电流路径的功能。

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，使用如下构造：在保护元件内部具有发热体，通过该发热体的发热来熔断电流路径上的可熔导体。

锂离子二次电池的用途近年来在扩大，被探讨用于更大电流的用途，例如，电动螺丝刀等电动工具、混合动力车、电车、电动助力自行车等输送设备、蓄电池等，且已经开始了一部分使用。在这些用途中，有时在启动时等流通超过几十A～100A的大电流。期望实现对应这样的大电流容量的保护元件。

为了实现对应这样的大电流的保护元件，提出了以下的保护元件：使用增大了截面积的可熔导体，并在形成发热体的绝缘基板的表面连接该可溶导体。

图27是表示现有的保护元件的一结构例的图，(A)是省略罩部件而表示的俯视图，(B)是剖视图，(C)是仰视图。图27所示的保护元件100具备：绝缘基板101；形成于绝缘基板101的表面上的第一、第二电极102、103；形成于绝缘基板101的表面的发热体104；被覆发热体104的绝缘层105；层叠于绝缘层105上，并且与发热体104连接的中间电极106；以及横跨第一电极102、中间电极106以及第二电极103经由连接用焊料而搭载的保险丝107。

第一、第二电极102、103是连接于连接保护元件100的外部电路的电流路径上的端子部，第一电极102与形成于绝缘基板101的背面的第一外部连接电极102a经由城堡型部分连接，第二电极103与形成于绝缘基板101的背面的第二外部连接电极103a经由城堡型部分连接。保护元件100通过将第一、第二外部连接电极102a、103a连接于在安装保护元件100的外部电路基板所设置的连接电极，将保险丝107装入形成于外部电路基板上的电流路径的一部。

发热体104是具有电阻值较高且当通电时发热的导电性的部件，由例如镍铬耐热合金、W、Mo、Ru等或含有它们的材料构成。另外，发热体104与形成于绝缘基板101的表面上的发热体供电电极108连接。发热体供电电极108与形成于绝缘基板101的背面的第三外部连接电极108a经由城堡型部分连接。保护元件100通过将第三外部连接电极108a连接于在安装保护元件100的外部电路基板所设置的连接电极，将发热体104与设于外部电路的外部电压连接。而且，发热体104的电流及发热始终由未图示的开关元件等控制。

发热体104被由玻璃层等构成的绝缘层105被覆，并且在绝缘层105上形成有中间电极106，由此经由绝缘层105重叠有中间电极106。另外，在中间电极106上连接有横跨第一、第二电极102、103之间所连接的保险丝107。

由此，保护元件100将发热体104和保险丝107通过重叠而热连接，当发热体104因通电而发热时，能够将保险丝107熔断。

保险丝107由无Pb焊料等低融点金属、Ag、Cu或以它们为主成分的合金等高融点金属形成，或者具有低融点金属与高融点金属的层叠构造。而且，保险丝107从第一电极102跨中间电极106到第二电极103而连接，由此构成装入保护元件100的外部电路的电流路径的一部分。而且，保险丝107通过流通超过额定值的电流而因自发热(焦耳热)熔断，或者因发热体104的发热而熔断，将第一、第二电极102、103之间切断。

并且，当需要切断外部电路的电流路径时，保护元件100通过开关元件对发热体104通电。由此，保护元件100中，发热体104发热成高温，装在外部电路的电流路径上的保险丝107熔融。保险丝107的熔融导体被濡湿性高的中间电极106及第一、第二电极102、103吸引，由此保险丝107被熔断。从而，保护元件100能够使第一电极102～中间电极106～第二电极103之间熔断，切断外部电路的电流路径。

此外，作为保护元件，除了图27所示的结构，还提出了如图28所示地具备两个发热体104的结构。图28所示的保护元件110在绝缘基板101的表面上的第一、第二电极102、103间并排设置有两个发热体104。各发热体104被绝缘层105被覆，并且设于绝缘层105上的中间电极106以横跨两发热体104间的方式重叠形成。

另外，在图28所示的保护元件110中，在绝缘基板101的背面形成有保持电极111，并且设有穿过中间电极106与保持电极111之间的多个贯通孔112。保持电极111及贯通孔112吸引在中间电极106上熔融了的保险丝107的熔融导体，使对应大电流用途而大型化的保险丝107的熔融导体的保持容量增加，且在贯通孔112的内周面形成有导电层。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018－78046号公报

专利文献2：日本特开2018－156959号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在图27所示的保护元件100、图28所示的保护元件110这样的现有构造中，在用于大电流用途的锂离子二次电池的保护电路的情况下，作为对发热体104供给电力的外部电源使用了该大电流用途的锂离子二次电池，因此保护元件100的工作时对发热体供电电极108施加高电压。

因此，如图29所示，在保护元件100中，有时从发热体供电电极108向中间电极106的前端产生火花(放电)，中间电极106破损。而且，若中间电极106破损，则在破损部位，向保险丝107的热传导率下降，至少使保险丝107熔断的时间延长，存在无法快速且安全地切断电流路径的担忧。

另外，如图30所示，在保护元件110中也是，若从发热体供电电极108向中间电极106的前端产生火花而中间电极106破损，则在破损部位，向保险丝107的热传导率下降，直至使保险丝107熔断的时间延长，存在无法快速且安全地切断电流路径的担忧。另外，绝缘层(玻璃层)105为了高效地将发热体104的热传递至中间电极106或保险丝107，厚度较薄地形成为10～40μm，有时由于长时间被施加发热体104的热而产生破损。而且，如图31所示，在绝缘层105的破损部位，存在从发热体104的高点位侧向中间电极106的中央部产生火花的担忧。由此，若中间电极106破损，则除了绝缘层105的破损，还由于中间电极106的破损，向保险丝107的热传导率下降，直至使保险丝107熔断的时间延长，存在无法迅速且安全地切断电流路径的担忧。

由于这样的伴随着火花的电极破损而使保险丝不完全融化，使电流遮断被阻碍的风险随着以下情况而增大：伴随着高电压、大电流化而保险丝大型化、或者额定电流提高而使电场强度提高、再或者伴随着保护元件的小型化的发热体供电电极108与中间电极106的近接化、绝缘层的薄型化。

因此，在内置有发热体的保护元件中，要求如下的对策：对应高电压、大电流化，并且在元件内部不引起电极破损地更安全且快速地工作。

因此，本技术的目的在于提供一种保护元件以及使用了该保护元件的电池组，即使在被施加了高电压的情况下，也难以产生火花且能够安全且快速地切断电流路径。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本技术的保护元件具有：绝缘基板；保险丝，其设于上述绝缘基板的一面侧；发热体，其形成于上述绝缘基板的一面侧，且通过发热将上述保险丝熔断；发热体供电电极，其形成于上述绝缘基板的一面侧，且被供给使上述发热体发热的电流；第一引出电极，其从上述发热体供电电极被引出，且与上述发热体的一端部连接；中间电极，其与上述保险丝相接；发热体连接电极，其形成于上述绝缘基板的一面侧的上述发热体与上述中间电极之间，且连接上述发热体及上述中间电极；第二引出电极，其从上述发热体连接电极被引出，且与上述发热体的另一端部连接；以及绝缘层，其被覆上述发热体、上述第一引出电极以及上述第二引出电极，且层叠有上述中间电极，上述中间电极经由上述绝缘层与上述第一引出电极不重叠，且与上述第二引出电极重叠。

另外，本技术的电池组具备：一个以上的电池单元；保护元件，其连接于上述电池单元的充放电路径上，且切断该充放电路径；以及电流控制元件，其检测上述电池单元的电压值来控制对上述保护元件的通电，上述保护元件具有：绝缘基板；保险丝，其设于上述绝缘基板的一面侧；发热体，其形成于上述绝缘基板的一面侧，且通过发热将上述保险丝熔断；发热体供电电极，其形成于上述绝缘基板的一面侧，且被供给使上述发热体发热的电流；第一引出电极，其从上述发热体供电电极被引出，且与上述发热体的一端部连接；中间电极，其与上述保险丝相接；发热体连接电极，其形成于上述绝缘基板的一面侧的上述发热体与上述中间电极之间，且连接上述发热体及上述中间电极；第二引出电极，其从上述发热体连接电极被引出，且与上述发热体的另一端部连接；以及绝缘层，其被覆上述发热体、上述第一引出电极以及上述第二引出电极，且层叠有上述中间电极，上述中间电极经由上述绝缘层与上述第一引出电极不重叠，且与上述第二引出电极重叠。

发明的效果

根据本技术，从被施加高电压的发热体供电电极引出第一引出电极，并且中间电极与第一引出电极不重叠，且与第二引出电极重叠，由此中间电极形成于从第一引出电极分离的位置。由此，难以形成成为高电位部的第一引出电极与成为低电位部的中间电极之间的放电路径，难以产生火花。从而，绝缘层、中间电极不会破损，能够维持对保险丝的热传导率，将保险丝快速地熔断，能够安全地切断电流路径。

附图说明

图1是表示应用了本技术的保护元件的第一实施方式的图，(A)是俯视图，(B)是剖视图，(C)是仰视图。

图2是第一实施方式的保护元件的剖视图。

图3是表示第一实施方式的保护元件的保险丝熔断了的状态的图，(A)是俯视图，(B)是剖视图。

图4是保险丝的外观立体图。

图5是表示电池组的结构例的电路图。

图6是第一实施方式的保护元件的电路图。

图7是表示实施例的保护元件的相对尺寸的俯视图。

图8是表示比较例的保护元件的相对尺寸的俯视图。

图9是表示应用了本技术的保护元件的第二实施方式的图，(A)是俯视图，(B)是剖视图，(C)是仰视图。

图10是第二实施方式的保护元件的电路图。

图11是第二实施方式的保护元件的剖视图。

图12是表示第二实施方式的保护元件的保险丝熔断了的状态的图，(A)是俯视图，(B)是剖视图。

图13是表示应用了本技术的保护元件的第三实施方式的俯视图。

图14是表示应用了本技术的保护元件的第四实施方式的图，(A)是俯视图，(B)是剖视图，(C)是仰视图。

图15是第四实施方式的保护元件的剖视图。

图16是表示第四实施方式的保护元件的保险丝熔断了的状态的图，(A)是俯视图，(B)是剖视图。

图17是表示应用了本技术的保护元件的第五实施方式的图，(A)是俯视图，(B)是剖视图，(C)是仰视图。

图18是第五实施方式的保护元件的剖视图。

图19是表示第五实施方式的保护元件的保险丝熔断了的状态的图，(A)是俯视图，(B)是剖视图。

图20是表示应用了本技术的保护元件的第六实施方式的图，(A)是俯视图，(B)是剖视图。

图21是第六实施方式的保护元件的电路图。

图22是表示第六实施方式的保护元件的保险丝熔断了的状态的剖视图。

图23是表示应用了本技术的保护元件的第七实施方式的图，(A)是俯视图，(B)是剖视图。

图24是表示第七实施方式的保护元件的保险丝熔断了的状态的剖视图。

图25是表示第六实施方式的保护元件的变形例的图，(A)是表示保险丝的熔断前的状态的剖视图，(B)是表示保险丝的熔断后的状态的剖视图。

图26是表示第七实施方式的保护元件的变形例的图，(A)是表示保险丝的熔断前的状态的剖视图，(B)的表示保险丝的熔断后的状态的剖视图。

图27是表示现有的保护元件的图，(A)是俯视图，(B)是剖视图，(C)是仰视图。

图28是表示现有的保护元件的图，(A)是俯视图，(B)是剖视图，(C)是仰视图。

图29是表示图27所示的保护元件发生了火花的状态的俯视图。

图30是表示图28所示的保护元件发生了火花的状态的俯视图。

图31是表示图28所示的保护元件发生了火花的状态的俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图，对应用了本技术的保护元件及电池组详细进行说明。此外，本技术不被仅限定于以下的实施方式，不言而喻，在不脱离本技术的主旨的范围内，能够进行各种变更。另外，附图是示意性的图，各尺寸的比率等有时与现实不同。具体的尺寸等应当参考以下的说明来判断。另外，不言而喻，在附图彼此间也包含彼此的尺寸的关系、比率不同的部分。

[第一实施方式]

对应用了本技术的保护元件的第一实施方式进行说明。如图1(A)～(C)、图2所示，应用了本技术的保护元件1具有：绝缘基板2；设于绝缘基板2的表面2a侧的保险丝3；形成于绝缘基板2的表面2a侧且通过发热将保险丝3熔断的发热体4；形成于绝缘基板2的表面2a侧且被供给使发热体4发热的电流的发热体供电电极5；从发热体供电电极5引出且与发热体4的一端部4a连接的第一引出电极6；搭载有保险丝3的中间电极8；形成于绝缘基板2的表面2a侧的发热体4与中间电极8之间且连接发热体4及中间电极8的发热体连接电极9；从发热体连接电极9引出且与发热体4的另一端部4b连接的第二引出电极10；以及被覆发热体4、第一引出电极6以及第二引出电极10，且层叠有中间电极8的绝缘层7。

而且，如图1(A)所示，保护元件1在俯视下使中间电极8与第一引出电极6不重叠，且与第二引出电极10重叠。保护元件1当经由发热体供电电极5对发热体4通电时，从发热体供电电极5引出的第一引出电极6相对于第二引出电极10成为高电位，第二引出电极10为低电位。由此，保护元件1即使在被施加高电压的情况下，也难以发生火花(放电)，且能够安全且快速地切断电流路径。这被认为是基于以下的理由的结果。

即，火花是如下的现象：在隔着绝缘层对置的电极间，从高电位部到低电位部产生绝缘破坏，由此瞬间流通大电流。与外部电源连接且对发热体4施加高电压的发热体供电电极5以及由此所引出的第一引出电极6为比与中间电极8连接的发热体连接电极9以及由此所引出的第二引出电极10高的高电位。不从发热体连接电极9施加用于向发热体4供电的电流。

保护元件1从被施加高电压的发热体供电电极5引出第一引出电极6，并且，在俯视下，中间电极8与第一引出电极6不重叠且与第二引出电极10重叠，由此中间电极8形成于从第一引出电极6离开的位置。由此，难以形成成为高电位部的第一引出电极6与成为低电位部的中间电极8之间的放电路径，难以产生火花。因此，绝缘层7、中间电极8不会破损，能够维持向保险丝3的热传导率，使保险丝3快读地熔断，能够安全地切断电流路径。

进一步地，在图1所示的保护元件1中，中间电极8与第二引出电极10重叠，由此中间电极8和第二引出电极10经由绝缘层热连接，能够高效地加热中间电极8及搭载于中间电极8的保险丝3。因此，能够在对发热体4通电后快速地熔断保险丝3。

这样的保护元件1通过装入外部电路而使保险丝3构成该外部电路的电流路径的一部分，由于发热体4的发热、或者超过额定值的过电流而熔断，由此切断电流路径。以下，对保护元件1的各结构详细地进行说明。

[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部件形成。除此之外，绝缘基板2也可以使用环氧玻璃基板、酚醛基板等印刷配线基板所使用的材料。

在绝缘基板2的相对置的两端部形成有第一、第二电极11、12。第一、第二电极11、12分别由Ag、Cu等的导电图案形成。另外，在第一、第二电极11、12的表面上优选通过镀敷处理等公知的方法涂敷Ni/Au镀层、Ni/Pd镀层、Ni/Pd/Au镀层等被膜。由此，保护元件1能够防止第一、第二电极11、12的氧化，防止伴随着导通电阻的上升的额定值的变动。另外，在将保护元件1回流焊安装的情况下，通过连接保险丝3的连接用焊料熔融，能够防止侵蚀(焊料侵蚀)第一、第二电极11、12。

另外，第一、第二电极11、12从绝缘基板2的表面2a经由城堡型部分与形成于背面2b的第一、第二外部连接电极11a、12a连接。保护元件1通过形成于绝缘基板2的背面2b的第一、第二外部连接电极11a、12a与在安装保护元件1的外部电路基板所设置的连接电极连接，将保险丝3装入形成于电路基板上的电流路径的一部分。

第一、第二电极11、12通过利用连接焊料14等导电连接材料搭载保险丝3而电连接。另外，如图3(A)(B)所示，在保护元件1流通超过额定值的大电流，保险丝3因自发热(焦耳热)而熔断，或者发热体4随着通电而发热，使保险丝3熔断，由此第一、第二电极11、12被切断。

[发热体]

发热体4是具有电阻值较高且当通电时发热的导电性的部件，由例如镍铬耐热合金、W、Mo、Ru等或含有它们的材料构成。将这些合金或组成物、化合物的粉状体与樹脂粘合剂等混合而形成膏状，并将其使用丝网印刷技术构图形成于印刷绝缘基板2上，并进行烧成，通过这些操作等，能够形成发热体4。作为一例，将氧化钌系膏、银以及玻璃膏的混合膏根据预定的电压调整，在绝缘基板2的表面2a的预定的位置以预定的面积成膜，然后以适当条件进行烧成处理，由此能够形成发热体4。另外，发热体4的形状能够适当设计，但如图1所示，在使发热面积最大化方面，优选与绝缘基板2的形状相应地形成为大致矩形。

另外，发热体4的一端部4a与第一引出电极6连接，另一端部4b与第二引出电极10连接。第一引出电极6从发热体供电电极5引出，且在发热体4的通电时与发热体供电电极5为同电位。第二引出电极10从发热体连接电极9引出，在发热体4的通电时与发热体连接电极9为同电位。第一引出电极6从发热体供电电极5沿发热体4的一端部4a引出，在图1所示的保护元件1中，沿形成为大致矩形状的发热体4的一侧缘延伸，并且与该发热体4的一侧缘重叠。同样地，第二引出电极10从发热体连接电极9沿发热体的另一端部4b引出，在图1所示的保护元件1中，沿形成为大致矩形状的发热体4的另一侧缘延伸，并且与该发热体4的另一侧缘重叠。

发热体供电电极5及发热体连接电极9形成于绝缘基板2的与设有第一、第二电极11、12的侧缘不同的相对置的侧缘。发热体供电电极5是与发热体4的一端部4a连接且成为对发热体4的供电端子的电极，经由城堡型部分与形成于绝缘基板2的背面2b的第三外部连接电极5a连接。另外，发热体连接电极9连接有中间电极8。

另外，发热体4、第一引出电极6以及第二引出电极10被绝缘层7被覆。在绝缘层7上形成有中间电极8。中间电极8经由连接焊料14等接合材料在第一、第二电极11、12间连接有保险丝3。

绝缘层7实现发热体4的保护及绝缘，并且为了将发热体4的热高效地传递至中间电极8及保险丝3而设置，由例如玻璃层构成。为了将发热体4的热高效地传递至中间电极8、保险丝3，绝缘层7的厚度较薄地形成为例如10～40μm。绝缘层7能够通过涂布例如玻璃系的膏而形成。

通过保护元件1安装于外部电路基板，由此发热体4经由第三外部连接电极5a与形成于外部电路的电流控制元件等连接，在平常时通电及发热被限制。而且，发热体4在切断外部电路的通电路径的预定的时刻经由第三外部连接电极5a被通电而发热。此时，发热体4的发热体供电电极5及第一引出电极6侧为高电位部，发热体连接电极9、第二引出电极10以及中间电极8侧为低电位部。保护元件1通过发热体4的热经由绝缘层7及中间电极8传递至保险丝3，能够使连接着第一、第二电极11、12的保险丝3熔融。保险丝3的熔融导体3a凝聚于中间电极8上及第一、第二电极11、12，由此第一、第二电极11、12间的电流路径被切断。此外，如后述地，发热体4由于保险丝3熔断而自身的通电路径也被切断，因此发热停止。

此外，发热体供电电极5也可以设有限制壁，在与第三外部连接电极5a连接的外部电路基板的电极所设置的连接用焊料在回流焊安装等中熔融，经由城堡型部分往发热体供电电极5上爬，该限制壁防止濡湿扩展到发热体供电电极5上。第一、第二电极11、12也同样地可以设置限制壁。限制壁能够使用例如玻璃、阻焊剂、绝缘性粘接剂等不具有相对于焊料的濡湿性的绝缘材料而形成，能够通过印刷等形成于发热体供电电极5上。通过设置限制壁，能够防止熔融的连接用焊料濡湿扩展到发热体供电电极5，维持保护元件1与外部电路基板的连接性。

另外，保护元件1也可以在绝缘基板2的表面2a形成绝缘层7后，形成发热体供电电极5、第一引出电极6、第二引出电极10、发热体连接电极9以及发热体4，再在它们之上形成绝缘层7，由此在绝缘层7内形成发热体4等。

[中间电极]

中间电极8与第一、第二电极11、12同样地由Ag、Cu等导电图案形成。另外，在中间电极8的表面上优选通过镀敷处理等公知的方法涂敷有Ni/Au镀层、Ni/Pd镀层、Ni/Pd/Au镀层等被膜。

中间电极8将一端与发热体连接电极9连接，并且形成于绝缘层7上，经由绝缘层7与发热体4局部重叠。如上述地，中间电极8俯视下与位于通电时发热体4的通电方向上游侧的高电位的第一引出电极6不重叠，与位于发热体4的通电方向下游侧的低电位的第二引出电极10重叠。由此，保护元件1难以形成成为高电位部的第一引出电极6与成为低电位部的中间电极8之间的放电路径，即使在从外部电路被施加高电压的情况下，也难以产生火花(放电)，且能够安全且快速地切断电流路径。

进一步地，在图1所示的保护元件1中，中间电极8与第二引出电极10重叠，第二引出电极10与发热体4的另一端部4b重叠，由此中间电极8和发热体4经由第二引出电极10及绝缘层7热连接。由此，能够高效地加热中间电极8及搭载于此的保险丝3。因此，能够在对发热体4通电后快速地熔断保险丝3。

[保险丝]

接下来，对保险丝3进行说明。保险丝3遍及第一及第二电极11、12间而安装，通过发热体4的通电引起的发热、或者因流通超过额定值的电流而通过自发热(焦耳热)熔断，切断第一电极11与第二电极12之间的电流路径。

保险丝3只要是通过发热体4的通电引起的发热、或者过电流状态而熔融的导电性的材料即可，例如，能够使用SnAgCu系的无Pb焊料、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。

另外，保险丝3可以是含有高融点金属和低融点金属的结构体。例如，如图4所示，保险丝3是由内层和外层构成的层叠结构体，作为内层，具有低融点金属层15，作为层叠于低融点金属层15的外层，具有高融点金属层16。保险丝3经由连接焊料14等接合材料连接于第一、第二电极11、12及中间电极8上。

优选的是，低融点金属层15是以焊料或Sn为主成分的金属，是通常被称为“无Pb焊料”的材料。低融点金属层15的融点不必一定比回流炉的温度高，可以在200℃左右熔融。高融点金属层16是层叠于低融点金属层15的表面的金属层，例如，是Ag或Cu或者以它们中的任一个为主成分的金属，具有即使在通过回流焊进行第一、第二电极11、12及中间电极8与保险丝3的连接、保护元件1向外部电路基板上的安装的情况下也不熔融的高的融点。

这样的保险丝3能够通过使用镀敷技术在低融点金属箔形成高融点金属层而形成，或者也能够使用其它公知的层叠技术、膜形成技术而形成。此时，保险丝3可以为低融点金属层15全面被高融点金属层16被覆的构造，也可以是除了相对置的一对侧面被被覆的构造。此外，保险丝3可以将高融点金属层16作为内层、将低融点金属层15作为外层而构成，另外，也可以由低融点金属层15和高融点金属层16交替层叠的三层以上的多层构造的、在外层的一部分设置开口部使内层的一部分露出等各种结构形成。

保险丝3通过在成为内层的低融点金属层15层叠作为外层的高融点金属层16，即使在回流焊温度超过低融点金属层15的熔融温度的情况下，也能够作为保险丝3维持形状，直至熔断。因此，能够通过回流焊高效地进行第一、第二电极11、12及中间电极8与保险丝3的连接、保护元件1向外部电路基板上的安装，另外，即使通过回流焊，也能够防止熔断特性的变动，例如，因随着保险丝3的变形，电阻值局部地升高或降低等，从而在预定的温度不熔断、或者在低于预定的温度熔断等。

另外，保险丝3在流通预定的额定电流的期间，不会因自发热而熔断。而且，当流通比额定值高的值的电流时，因自发热而熔融，切断第一、第二电极11、12间的电流路径。另外，发热体4被通电而发热，由此保险丝3熔融，切断第一、第二电极11、12间的电流路径。

此时，保险丝3由于熔融的低融点金属层15侵蚀(焊料侵蚀)高融点金属层16，高融点金属层16在比熔融温度低的温度下融解。因此，保险丝3能够利用低融点金属层15对高融点金属层16的侵蚀作用短时间熔断。另外，保险丝3的熔融导体3a通过中间电极8及第一、第二电极11、12的物理的吸引作用而被分断，因此能够快速且可靠地切断第一、第二电极11、12间的电流路径(图3)。

另外，保险丝3优选形成为低融点金属层15的体积比高融点金属层16的体积大。保险丝3被过电流引起的自发热或发热体4的发热加热，通过低融点金属熔融而侵蚀高融点金属，由此能够快速地熔融、熔断。因此，保险丝3通过形成为使低融点金属层15的体积比高融点金属层16的体积大，能够促进该侵蚀作用，快速地将第一、第二外部连接电极11、12间切断。

另外，保险丝3构成为在成为内层的低融点金属层15层叠有高融点金属层16，因此能够使熔断温度比现有的由高融点金属构成的薄片熔丝等大幅降低。因此，保险丝3能够比相同尺寸的薄片熔丝等截面积更大，能够大幅提高额定电流。另外，能够比具有相同额定电流的现有的薄片熔丝小型化，实现薄型化，速熔断性优异。

另外，保险丝3能够使装入有保护元件1的电气系统提高瞬间被施加异常高的电压的对浪涌的耐性(耐脉冲性)。即，保险丝3直至例如100A的电流流通数msec这样的情况不会熔断。这一点是因为在极短时间内流通的大电流流通于导体的表层(表皮效应)，保险丝3设有电阻值低的Ag镀层等高融点金属层16作为外层，因此容易流通被浪涌所施加的电流，能够防止自发热引起的熔断。因此，保险丝3与现有的由焊料合金构成的熔丝相比，能够大幅提高对浪涌的耐性。

此外，保险丝3也可以为了防止氧化、以及提高熔断时的濡湿性等而涂布焊剂(未图示)。另外，保护元件1通过将绝缘基板2被外壳(未图示)覆盖而保护其内部。外壳例如能够使用各种工程塑料、热塑性塑料、陶瓷、环氧玻璃基板等具有绝缘性的部件形成。另外，壳体在绝缘基板2的表面2a上具有充分的内部空间，用于使保险丝3熔融使膨胀成球状，熔融导体3a凝聚于中间电极8、第一、第二电极11、12上。

[电路构成例]

这样的保护元件1装入例如锂离子二次电池的电池组20内的电路来使用。如图5所示，电池组20例如具有由共计四个锂离子二次电池的电池单元21a～21d构成的电池堆栈25。

电池组20具备：电池堆栈25；控制电池堆栈25的充放电的充放电控制电路26；电池堆栈25的异常时切断充放电路径且应用了本发明的保护元件1；检测各电池单元21a～21d的电压的检测电路27；以及根据检测电路27的检测结果控制保护元件1的动作的作为开关元件的电流控制元件28。

电池堆栈25串联连接需要用于保护免于过充电及过放电状态的控制的电池单元21a～21d，经由电池组20的正极端子20a、负极端子20b可装卸地连接于充电装置22，且被施加来自充电装置22的充电电压。被充电装置22充电的电池组20将正极端子20a、负极端子20b连接于通过电池动作的电子设备，由此能够使该电子设备动作。

充放电控制电路26具备：在电池堆栈25与充电装置22之间的电流路径上串联连接的两个电流控制元件23a、23b；以及控制这些电流控制元件23a、23b的动作的控制部24。电流控制元件23a、23b由例如场效应晶体管(以下，称为FET。)构成，通过由控制部24控制栅极电压，控制电池堆栈25向电流路径的充电方向和/或放电方向的导通和切断。控制部24从充电装置22接受电路供给而动作，根据检测电路27的检测结构控制电流控制元件23a、23b的动作，以在电池堆栈25过放电或过充电时，切断电流路径。

保护元件1例如连接于电池堆栈25与充放电控制电路26之间的充放电电流路径上，其动作由电流控制元件28控制。

检测电路27与各电池单元21a～21d连接，检测各电池单元21a～21d的电压值，并将各电压值供给至充放电控制电路26的控制部24。另外，检测电路27在电池单元21a～21d的任一个为过充电电压或过放电电压时，输出控制电流控制元件28的控制信号。

电流控制元件28由例如FET构成，根据从检测电路27输出的检测信号进行控制，以在电池单元21a～21d的电压值为超过预定的过放电或过充电状态的电压时，使保护元件1动作，不管电流控制元件23a、23b的开关动作如何，都切断电池堆栈25的充放电电流路径。

在由以上这样的结构构成的电池组20所使用的应用了本发明的保护元件1具有图6所示的电路结构。即，保护元件1将第一外部连接电极11a与电池堆栈25侧连接，将第二外部连接电极12a与正极端子20a侧连接，由此将保险丝3串联地连接于电池堆栈25的充放电路径上。另外，保护元件1将发热体4经由发热体供电电极5及第三外部连接电极5a与电流控制元件28连接，并且将发热体4与电池堆栈25的开放端连接。这样，发热体4将一端经由中间电极8与保险丝3及电池堆栈25的一方的开放端连接，将另一端经由第三外部连接电极5a与电流控制元件28及电池堆栈25的另一方的开放端连接，由此，形成通过电流控制元件28控制通电的对发热体4的供电路径。

[保护元件的动作]

检测电路27当检测到电池单元21a～21d的任一个的异常电压时，向电流控制元件28输出切断信号。于是，电流控制元件28控制欲对发热体4通电的电流。保护元件1中，从电池堆栈25向发热体4流通电流，由此发热体4开始发热。保护元件1通过发热体4的发热使保险丝3熔断，切断电池堆栈25的充放电路径。另外，保护元件1通过使保险丝3含有高融点金属和低融点金属而形成，能够在高融点金属的熔断前使低融点金属熔融，利用熔融的低融点金属对高融点金属的侵蚀作用短时间使保险丝3融解。

此时，保护元件1由于在俯视下中间电极8与高电位的第一引出电极6不重叠，且与低电位的第二引出电极10重叠，因此中间电极8形成于从第一引出电极6分离的位置。由此，保护元件1难以形成成为高电位部的第一引出电极6与成为低电位部的中间电极8之间的放电路径，即使在从外部电路被施加高电压的情况下，也难以产生火花(放电)，能够安全且快速地切断电流路径。

另外，在保护元件1中，中间电极8与第二引出电极10重叠，由此中间电极8和发热体4经由第二引出电极10及绝缘层7热连接，能够高效地加热中间电极8及搭载于此的保险丝3。因此，能够在对发热体4通电后快速地熔断保险丝3。

保护元件1由于保险丝3熔断，对发热体4的供电路径也被切断，因此发热体4的发热停止。

此外，保护元件1即使在对电池组20流通超过额定值的过电流的情况下，保险丝3也因自发热而熔融，能够切断电池组20的充放电路径。

这样，保护元件1通过发热体4的通电引起的发热、或者过电流引起的保险丝3的自发热而使保险丝3熔断。此时，保护元件1即使在向电路基板的回流焊安装时、安装有保护元件1的电路基板进一步暴露于回流焊加热等高温环境下的情况下，通过具有低融点金属被高融点金属被覆的构造，能够抑制保险丝3的变形。因此，能够防止保险丝3的变形引起的电阻值的变动等导致的熔断特性的变动，通过预定的过电流、发热体4的发热快速地熔断。

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，当然能够应用于需要进行电信号的电流路径的切断的各种用途。

实施例

接下来，对保护元件1的实施例进行说明。本实施例中，准备图1所示的保护元件1(实施例)和图27所示的保护元件(比较例)，分别判断施加50V、100V、200V的电压时的火花的有无。另外，求出施加低电力(43W)及高电力(180W)时的保险丝的熔断时间的散乱度(标准偏差σ)(样品数50)，并进行对比。

图7表示实施例的保护元件的尺寸，图8表示比较例的保护元件的尺寸。图7及图8所示的各尺寸的数值是表示将绝缘基板的长度设为1时的比例的相对值。

[实施例]

实施例的保护元件的尺寸如下。

绝缘基板：1×0.65

中间电极：0.65×0.21

发热体供电电极与中间电极的距离：0.026

第二引出电极与中间电极的重叠宽度：0.04

第一引出电极与第二引出电极之间的发热体宽度：0.12

[比较例]

比较例的保护元件的尺寸如下。

绝缘基板：1×0.65

中间电极：0.65×0.21

发热体供电电极与中间电极的距离：0.026

[表1]

发热体供电电极与中间电极的距离在实施例及比较例中均为0.026。如表1所示，在实施例中，在施加50V、100V、200V的任一电压的情况下，都未产生火花。另一方面，在比较例中，在施加50V的电压的情况下未产生火花，但在施加100V及200V的电压的情况下，产生了火花。

由此可知，如图1所示的保护元件1那样，从被施加高电压的发热体供电电极5引出第一引出电极6，并且在俯视下，使中间电极8与第一引出电极6不重叠且与第二引出电极10重叠，由此中间电极8能够形成于从第一引出电极6分离的位置。因此，保护元件1难以形成成为高电位部的第一引出电极6与成为低电位部的中间电极8之间的放电路径，是能够发挥在施加高电力的情况下防止火花的产生的效果的结构。

[表2]

如表2所示，在使实施例的保护元件在43W下动作的情况下，熔断时间(秒)的最大值为12.34秒，最小值为8.84秒，样品数50的平均值为10.37，标准偏差σ＝0.74。另一方面，在使比较例的保护元件在43W下动作的情况下，熔断时间(秒)的最大值为25.31秒，最小值为11.21秒，样品数50的平均值为17.36秒，标准偏差σ＝1.59。

[表3]

如表3所示，在使实施例的保护元件在180W下动作的情况下，熔断时间(秒)的最大值为1.29秒，最小值为1.07秒，样品数50的平均值为1.18，标准偏差σ＝0.045。另一方面，在使比较例的保护元件在180W下动作的情况下，熔断时间(秒)的最大值为1.71秒，最小值为1.18秒，样品数50的平均值为1.35秒，标准偏差σ＝0.079。

如表2及表3所示可知，如图1所示的保护元件1那样，使中间电极8与第二引出电极10重叠，由此使中间电极8和发热体4经由第二引出电极10及绝缘层7热连接，能够高效地将中间电极8及搭载于此的保险丝3加热，快速地熔断保险丝3，并且在低电力下，还能够抑制每个产品的熔断时间的散乱度。另一方面，在比较例的保护元件中，熔断时间变长，且散乱度增大。

[第二实施方式]

接下来，对应用了本技术的保护元件的第二实施方式进行说明。此外，在以下的说明中，有时对于上述的保护元件1相同的结构标注相同的符号，并省略其详情。如图9(A)～(C)所示，第二实施方式的保护元件30具有：绝缘基板2；设于绝缘基板2的表面2a侧的保险丝3；形成于绝缘基板2，且通过发热熔断保险丝3的多个发热体4；成为向各发热体4的供电端子的发热体供电电极5；从发热体供电电极5引出，且与各发热体4的一端部4a连接的多个第一引出电极6；被覆发热体4的绝缘层7；形成于绝缘层7上，且搭载有保险丝3的中间电极8；形成于绝缘基板2的表面2a侧的各发热体4与中间电极8之间，且连接各发热体4及中间电极8的发热体连接电极9；以及从发热体连接电极9引出，且与各发热体4的另一端部4b连接的第二引出电极10。

而且，保护元件30的多个发热体4在绝缘基板2的表面2a上分离地并排设置。各发热体4的一端部4a经由第一引出电极6与发热体供电电极5连接，另一端部4b经由第二引出电极10与发热体连接电极9连接。发热体连接电极9与中间电极8连接。各发热体4当经由发热体供电电极5被通电时，发热体供电电极5及第一引出电极6侧为高电位部，第二引出电极10、发热体连接电极9以及中间电极8侧为低电位部。而且，保护元件30在俯视下中间电极8与各第一引出电极6不重叠，且与各第二引出电极10重叠。

由此，保护元件30的中间电极8形成于从各第一引出电极6分离的位置，成为高电位部的第一引出电极6和成为低电位部的中间电极8之间的放电路径难以形成，即使在被施加高电压的情况下，也难以产生火花(放电)，且能够安全且快速地切断电流路径。

另外，保护元件30中，通过中间电极8与各第二引出电极10重叠，由此中间电极8和第二引出电极10经由绝缘层7热连接，能够高效地加热中间电极8及搭载于此的保险丝3。因此，能够在对各发热体4通电后快速地熔断保险丝3。

图10是保护元件30的电路图。保护元件30中，多个发热体4的各一端经由形成于绝缘基板2的发热体供电电极5连接于用于使发热体4发热的电源，各发热体4的另一端经由中间电极8与保险丝3连接。

[保持电极]

另外，如图11所示，保护元件30也可以在绝缘基板2的背面2b形成保持保险丝3的熔融导体3a的保持电极32，使中间电极8和保持电极32经由贯通绝缘基板2的贯通孔33连续，将熔融的保险丝3的熔融导体3a经由贯通孔33向保持电极32侧吸引。

当保险丝3熔融时，贯通孔33通过毛细管现象吸引该熔融导体3a，能够使在中间电极8上保持的熔融导体3a的体积减少。由此，如图12(A)(B)所示，即使在因随着保护元件的高额定化、高容量化而保险丝3大型化而熔融量增大了的情况下，也能够将大量的熔融导体3a由保持电极32、中间电极8以及第一、第二电极11、12保持，能够可靠地熔断保险丝3。

保持电极32能够与中间电极8同样地通过印刷等公知的方法使用Ag、Cu或者以Ag、Cu为主成分的合金材料等公知的电极材料形成。

贯通孔33在内表面形成有导电层34。通过形成有导电层34，贯通孔33能够容易地吸引熔融导体3a。导电层34能够由例如铜、银、金、铁、镍、钯、铅、锡的任一个、或者以任一个为主成分的合金形成，通过电镀、导电膏的印刷等公知的方法形成贯通孔33的内表面。另外，导电层34也可以通过将多个金属线、具有导电性的带的集合体插入贯通孔33内而形成。

贯通孔33的导电层34与形成于绝缘基板2的表面2a的中间电极8连续。中间电极8支撑保险丝3，并且在熔断时使熔融导体3a凝聚，因此通过中间电极8和导电层34连续，能够将熔融导体3a容易地引导至贯通孔33内。

另外，贯通孔33的导电层34与形成于绝缘基板2的背面2b的保持电极32连续。由此，当保险丝3熔融，能够使经由贯通孔33吸引的熔融导体3a凝聚于保持电极32(参照图12)，能够吸引更多的熔融导体3a，使由中间电极8及第一、第二电极11、12保持的保险丝3的熔断部位处的熔融导体3a的体积减小。

此外，保护元件30也可以形成多个贯通孔33，由此增加吸引保险丝3的熔融导体3a的路径，吸引更多的熔融导体3a，从而使熔断部位处的熔融导体3a的体积减少。

另外，在加热保持电极32及中间电极8，或者凝聚、吸引更多的熔融导体3a的方面，优选的是保护元件30在贯通孔33的两侧形成发热体4。

[第三实施方式]

接下来，对应用了本技术的保护元件的第三实施方式进行说明。此外，在以下的说明中，有时对与上述的保护元件1、30相同的结构标注相同的符号，并省略其详细说明。如图13所示，第三实施方式的保护元件40在俯视下以第一引出电极6、发热体4、第二引出电极10、中间电极8的顺序配置。而且，保护元件40中，第二引出电极10和中间电极8在俯视下不重叠。

在保护元件40中，中间电极8与第二引出电极10不重叠，因此与保护元件1相比，中间电极8与第二引出电极10的热连接弱。因此，与保护元件1相比，保护元件40的保险丝3的速熔断性有时较差。

但是，保护元件40中，使中间电极8与流通发热体4的发热电流的第一引出电极6、发热体8、以及第二引出电极10不重叠，且与保护元件1相比，中间电极8形成于从第一引出电极6进一步分离的位置。由此，更难以形成成为高电位部的第一引出电极6与成为低电位部的中间电极8之间的放电路径，能够防止火花的产生。因此，绝缘层7、中间电极8不会破损，能够维持向保险丝3的热传导率，使保险丝3快速熔断，能够安全地切断电流路径。

此外，即使在保护元件40中，也可以与保护元件30同样地形成多个发热体4及多个第一、第二引出电极6、10。该情况下，中间电极8也与各第二引出电极10不重叠，且配置于从各第一引出电极6进一步分离的位置，因此即使在被施加了高电压的情况下，也能够防止火花的发生。

[第四实施方式]

接下来，对应用了本技术的保护元件的第四实施方式进行说明。此外，在以下的说明中，有时对与上述的保护元件1、30、40相同的结构标注相同的符号，并省略其详情。如图14(A)～(C)、图15以及图16(A)(B)所示，第四实施方式的保护元件50在绝缘基板2的与表面2a相反侧的背面2b形成有发热体4、发热体供电电极5、第一引出电极6、发热体连接电极9、第二引出电极10以及被覆它们的绝缘层7。另外，保护元件50在绝缘基板2的表面2a形成有搭载有保险丝3的中间电极8、连接中间电极8和发热体连接电极9的第一连接电极51、与发热体供电电极5经由城堡型部分连接的第二连接电极52、第一电极11、以及第二电极12。

第一连接电极51及第二连接电极52能够由与上述的发热体供电电极5、发热体连接电极9同样的材料、通过同样的工序形成。

发热体连接电极9和第一连接电极51通过贯通绝缘基板2的贯通孔53连续。贯通孔53是在内部形成有导电层的导电通孔，发热体连接电极9和第一连接电极51经由贯通孔53电且热地连接。即，保护元件50中，发热体4经由绝缘基板2加热中间电极8，并且发热体4的热经由热传导性优异的发热体连接电极9、贯通孔53以及第一连接电极51传递至中间电极8，能够将保险丝3加热、熔断(图16)。

第二连接电极52形成有绝缘性的限制壁54。限制壁54用于防止将发热体供电电极5连接于外部电路基板的作为连接焊料的嵌条在第二连接电极52上濡湿扩展时与中间电极8、保险丝3接触。限制壁54能够通过例如将玻璃膏涂布于第二连接电极52上而形成。

保护元件50中，中间电极8经由绝缘基板2与第二引出电极10重叠。由此，中间电极8和第二引出电极10经由绝缘基板2热连接，能够辅助中间电极8及搭载于此的保险丝3的加热。

另外，保护元件50中，中间电极8经由绝缘基板2与第一引出电极6重叠。由此，中间电极8和第一引出电极6经由绝缘基板2热连接，能够辅助中间电极8及搭载于此的保险丝3的加热。此外，保护元件50也可以将中间电极8形成于经由绝缘基板2与第一引出电极6不重叠的位置。由此，难以形成成为高电位部的第一引出电极6和成为低电位部的中间电极8之间的放电路径，能够防止火花的产生。

[第五实施方式]

接下来，对应用了本技术的保护元件的第五实施方式进行说明。此外，在以下的说明中，有时对与上述的保护元件1、30、40、50相同的结构标注相同的符号，并省略其详情。第五实施方式的保护元件60相对于保护元件50的不同点在于，在绝缘基板2的背面2b分别形成有多个发热体4、第一引出电极6以及第二引出电极10、绝缘层7。

如图17(A)～(C)、图18以及图19(A)(B)所示，保护元件60的多个发热体4在绝缘基板2的背面2b上分离地并排设置。各发热体4的一端部4a经由第一引出电极6与发热体供电电极5连接，另一端部4b经由第二引出电极10与发热体连接电极9连接。这些各发热体4、各第一引出电极6、各第二引出电极10被绝缘层7被覆。

[保持电极]

另外，保护元件60与保护元件30同样地，在绝缘基板2的背面2b形成保持保险丝3的熔融导体3a的保持电极32，使形成于表面2a的中间电极8和保持电极32经由贯通绝缘基板2的贯通孔33连续，将熔融的保险丝3的熔融导体3a经由贯通孔33向保持电极32侧吸引。由此，即使在因随着保护元件的高额定值化、高容量化而保险丝3大型化而使熔融量增大了的情况下，也能够由保持电极32、中间电极8以及第一、第二电极11、12保持大量的熔融导体3a，能够可靠地熔断保险丝3。

保持电极32重叠地形成于在绝缘基板2的背面2b所设置的绝缘层7。另外，保持电极32与中间电极8同样地能够使用Ag、Cu或者以Ag、Cu为主成分的合金材料等公知的电极材料通过印刷等公知的方法形成。

贯通孔33贯通中间电极8、绝缘基板2、绝缘层7以及保持电极32。另外，贯通孔33在内表面形成有导电层34。导电层34与中间电极8及保持电极32连续。由此，能够将凝聚于中间电极8的熔融导体3a容易地引导至贯通孔33内，并且使经由贯通孔33所吸引的熔融导体3a凝聚于保持电极32，能够吸引更多的熔融导体3a，使由中间电极8及第一、第二电极11、12保持的保险丝3的熔断部位处的熔融导体3a的体积减少。

另外，在保护元件60中，形成于保持电极32的贯通孔33内的导电层34与中间电极8连接，由此构成从发热体供电电极5经保持电极32及保险丝3到第一电极11的对发热体4的供电路径。另外，保护元件60中，形成于保持电极32的贯通孔33内的导电层34与中间电极8连接，由此构成了发热体4的热经导电层34及中间电极8传递至保险丝3的热路径。

此外，在保护元件60中，也可以形成多个贯通孔33，从而使吸引保险丝3的熔融导体3a的路径增加，吸引更多的熔融导体3a，从而能够使熔断部位处的熔融导体3a的体积减少。

各发热体4当经由发热体供电电极5被通电时，发热体供电电极5及第一引出电极6侧成为高电位部，第二引出电极10、发热体连接电极9以及中间电极8侧成为低电位部。而且，保护元件60中，在俯视下，中间电极8与各第一引出电极6不重叠，且与各第二引出电极10重叠。

由此，保护元件60中，在俯视下，中间电极8形成于从各第一引出电极6分离的位置，难以形成成为高电位部的第一引出电极6与成为低电位部的中间电极8之间的放电路径，即使在被施加了高电压的情况下，也难以产生火花(放电)，且能够安全且快速地切断电流路径。

另外，保护元件60中，中间电极8与各第二引出电极10重叠，由此中间电极8和第二引出电极10经由绝缘基板2热连接，能够高效地加热中间电极8及搭载于此的保险丝3。从而，能够在对各发热体4通电后快速地熔断保险丝3。

此外，保护元件60中，位于发热体4的通电方向下游侧的保持电极32也与第二引出电极10重叠，与第一引出电极6不重叠，由此形成于与高电位的第一引出电极6分离的位置，因此，即使在被施加了高电压的情况下，也难以产生火花(放电)，能够防止火花导致的破损。

另外，保护元件60中，在对保持电极32及中间电极8加热，并且凝聚、吸收更多的熔融导体3a的方面，优选在贯通孔33的两侧形成发热体4。

[第六实施方式]

接下来，对应用了本技术的保护元件的第六实施方式进行说明。再者，在以下的说明中，有时对与上述的保护元件1、30、40、50、60相同的结构标注相同的符号，并省略其详情。如图20(A)(B)所示，第六实施方式的保护元件70在绝缘基板2的表面2a形成发热体4及中间电极8，在绝缘基板2的背面2b形成保持电极32，由此绝缘基板2构成从中间电极8经由贯通孔33向保持电极32侧吸引、保持保险丝3的熔融导体3a的熔断部件71，保险丝3被该熔断部件71夹持。

熔断部件71的绝缘基板2在表面2a形成有：多个发热体4；成为对各发热体4的供电端子的发热体供电电极5；从发热体供电电极5引出，且与各发热体4的一端部4a连接的多个第一引出电极6；被覆发热体4的绝缘层7；形成于绝缘层7上，且连接于保险丝3的中间电极8；形成于绝缘基板2的表面2a侧的各发热体4与中间电极8之间，且连接各发热体4及中间电极8的发热体连接电极9；以及从发热体连接电极9引出，且与各发热体4的另一端部4b连接的第二引出电极10。这些各电极5、6、8、9、10、发热体4以及绝缘层7的结构、效果与上述的保护元件30相同，因此详情省略。

另外，熔断部件71的绝缘基板2在背面2b形成有保持保险丝3的熔融导体3a的保持电极32，中间电极8和保持电极32经由贯通绝缘基板2且在内表面形成有导电层34的贯通孔33而连续。由此，绝缘基板2将熔融的保险丝3的熔融导体3a经由贯通孔33从中间电极8向保持电极32侧吸引。这些保持电极32、贯通孔33以及导电层34的结构、效果与上述的保护元件30相同，因此省略详情。

在此，熔断部件71的绝缘基板2也可以在表面2a设置辅助电极73，该辅助电极73与中间电极8一起连接于保险丝3，并且保持熔融导体3a。另外，保险丝3与绝缘基板2分开设置，与连接于外部电路的第一、第二外部端子74、75经由连接焊料14等接合材料连接。即，第一、第二外部端子74、75经由保险丝3电导通。另外，各熔断部件71的发热体供电电极5也同样地与绝缘基板2分开设置，与连接于外部电路的第三外部端子76连接。

此外，保护元件70中熔断部件71、保险丝3、以及第一～第三外部端子74～76收纳于绝缘性的壳体77。壳体77具有：配置有连接于保险丝3的下侧的熔断部件71及第一～第三外部端子74～76的下壳体77a；以及在下壳体77a上覆盖的罩77b。在下壳体77a形成有收纳凹部78，该收纳凹部具有充分的大小，以供所配置的熔断部件71的保持电极32保持熔融导体3a。另外，罩77b收纳连接于保险丝3的上侧的熔断部件71，并且具有充分的空间，以供该熔断部件71的保持电极32保持熔融导体3a。

第一、第二外部端子74、75的一端在壳体77内与保险丝3连接，另一端向壳体77外导出，与外部电路连接。另外，第三外部端子76的一端在壳体77内与各熔断部件71的发热体供电电极5连接，另一端向壳体77外导出，与外部电路连接。

而且，如图20所示，保护元件70中，保险丝3被多个熔断部件71夹持。图20所示的保护元件70中，熔断部件71分别配设于保险丝3的一方的面及另一方的面。图21是保护元件70的电路图。配设于保险丝3的表面及背面的各熔断部件71各自的发热体4的一端经由形成于各绝缘基板2的第一引出电极6、发热体供电电极5以及第三外部端子76连接于用于使发热体4发热的电源，发热体4的另一端经由形成于各绝缘基板2的第二引出电极10、发热体连接电极9以及中间电极8与保险丝3连接。

如图22所示，保护元件70在通过发热体4的发热将保险丝3熔断时，连接于保险丝3的两面的各熔断部件71、71的发热体4发热，从保险丝3的两面加热。因此，保护元件70即使在为了对应大电流用途而增大了保险丝3的截面积的情况下，也能够快速地将保险丝3加热、熔断。

另外，保护元件70从保险丝3的两面将熔融导体3a引导到形成于各熔断部件71的绝缘基板2的各贯通孔33内，并且使其在保持电极32凝聚。因此，保护元件70在为了对应大电流用途而增大保险丝3的截面积，且产生了超过中间电极8对熔融导体3a的保持容量的熔融导体3a的情况下，除了中间电极8，还由贯通孔33及保持电极32保持熔融导体3a，另外由多个熔断部件71吸引熔融导体3a，由此，也能够可靠地使保险丝3熔断。另外，保护元件70通过多个熔断部件71吸引熔融导体3a，由此能够更快速地使保险丝3熔断。

保护元件70在使用了将构成内层的低融点金属由高融点金属被覆的被覆构造作为保险丝3的情况下，也能够使保险丝3快速地熔断。即，被高融点金属被覆的保险丝3即使在发热体4发热的情况下，为了加热到使外层的高融点金属熔融的温度也耗费时间。在此，保护元件70具备多个熔断部件71，同时使各发热体4发热，从而能够将外层的高融点金属快速加热到熔融温度。因此，根据保护元件70，能够增厚构成外层的高融点金属层的厚度，能够实现更高额定化，并且维持速熔断特性。

另外，如图20所示，保护元件70优选一对熔断部件71、71对置地连接于保险丝3。由此，保护元件70能够通过一对熔断部件71、71将保险丝3的同一部位从两面侧同时加热，并且吸引熔融导体3a，能够更快速地将保险丝3加热、熔断。

另外，保护元件70优选形成于一对熔断部件71、71的各绝缘基板2的中间电极8及辅助电极73经由保险丝3互相对置。由此，一对熔断部件71、71对称连接，从而在回流焊安装时等，对保险丝3的负载的施加不会不平衡，能够提高对变形的耐性。

[第七实施方式]

接下来，对应用了本技术的保护元件的第七实施方式进行说明。此外，在以下的说明中，有时对与上述的保护元件1、30、40、50、60、70相同的结构标注相同的符号，并省略其详情。如图23(A)(B)、图24所示，第七实施方式的保护元件80在绝缘基板2的表面2a形成中间电极8，在绝缘基板2的背面2b形成发热体4及保持电极32，由此绝缘基板2构成从中间电极8经由贯通孔33将保险丝3的熔融导体3a吸引到保持电极32侧并保持的熔断部件81，保险丝3被该熔断部件81夹持。

熔断部件81的绝缘基板2在表面2a形成有连接于保险丝3的中间电极8。该中间电极8的结构、效果与上述的保护元件60相同，因此省略详情。另外，在熔断部件81中，也可以在绝缘基板2的表面2a设置辅助电极73，该辅助电极73与中间电极8一起连接于保险丝3，并且保持熔融导体3a。

另外，熔断部件81的绝缘基板2在背面2b形成有：多个发热体4；成为对各发热体4的供电端子的发热体供电电极5；从发热体供电电极5引出且与各发热体4的一端部4a连接的多个第一引出电极6；被覆发热体4的绝缘层7；形成于绝缘基板2的表面2a侧的各发热体4与中间电极8之间，且连接各发热体4及中间电极8的发热体连接电极9；从发热体连接电极9引出，且与各发热体4的另一端部4b连接的第二引出电极10；以及形成于绝缘层7上且保持保险丝3的熔融导体3a的保持电极32，中间电极8和保持电极32经由贯通绝缘基板2且在内表面形成有导电层34的贯通孔33连续。由此，绝缘基板2将熔融的保险丝3的熔融导体3a经由贯通孔33从中间电极8吸引到保持电极32侧，并且构成发热体4的通电路径及至保险丝3的热路径。这些各电极5、6、9、10、发热体4、绝缘层7、保持电极32、贯通孔33以及导电层34的结构、效果与上述的保护元件60相同，因此省略详情。

与保护元件70同样地，保险丝3与连接于外部电路的第一、第二外部端子74、75经由连接焊料14等接合材料连接。另外，各熔断部件81的发热体供电电极5也与连接于外部电路的第三外部端子76连接。

保护元件80中的发热体4的通电、保险丝3的熔断的作用等与上述的保护元件70相同，因此省略详情。

此外，在保护元件70、80中，在将发热体4形成于绝缘基板2的表面2a、背面2b的任一情况下，在对保持电极32及中间电极8加热，并且凝聚、吸引更多熔融导体3a的方面，优选形成于贯通孔33的两侧。

另外，如图25(A)(B)、图26(A)(B)所示，保护元件70、80也可以在绝缘基板2的表面2a或背面2b形成绝缘层7后，形成发热体供电电极5、第一引出电极6、第二引出电极10、发热体连接电极9以及发热体4，再在它们之上形成绝缘层7，由此在绝缘层7内形成发热体4等。

符号说明

1—保护元件，2—绝缘基板，2a—表面，2b—背面，3—保险丝，3a—熔融导体，4—发热体，4a—一端部，4b—另一端部，5—发热体供电电极，5a—第三外部连接电极，6—第一引出电极，7—绝缘层，8—中间电极，9—发热体连接电极，10—第二引出电极，11—第一电极，11a—第一外部连接电极，12—第二电极，12a—第二外部连接电极，14—连接焊料，15—低融点金属层，16—高融点金属层，17—限制壁，20—电池组，20a—正极端子，20b—负极端子，21a～21d—电池单元，22—充电装置，23—电流控制元件，24—控制部，25—电池堆栈，26—充放电控制电路，27—检测电路，28—电流控制元件，30—保护元件，32—保持电极，33—贯通孔，34—导电层，40—保护元件，50—保护元件，51—第一连接电极，52—第二连接电极，53—贯通孔，54—限制壁，60—保护元件，70—保护元件，71—熔断部件，73—辅助电极，74—第一外部端子，75—第二外部端子，76—第三外部端子，77—壳体，77a—下壳体，77b—罩，80—保护元件，81—熔断部件。

Claims (15)

1.一种保护元件，其特征在于，具有：

绝缘基板；

保险丝，其设于上述绝缘基板的一面侧；

发热体，其形成于上述绝缘基板的一面侧，且通过发热将上述保险丝熔断；

发热体供电电极，其形成于上述绝缘基板的一面侧，且被供给使上述发热体发热的电流；

第一引出电极，其从上述发热体供电电极被引出，且与上述发热体的一端部连接；

中间电极，其与上述保险丝相接；

发热体连接电极，其形成于上述绝缘基板的一面侧的上述发热体与上述中间电极之间，且连接上述发热体及上述中间电极；

第二引出电极，其从上述发热体连接电极被引出，且与上述发热体的另一端部连接；以及

绝缘层，其被覆上述发热体、上述第一引出电极以及上述第二引出电极，且层叠有上述中间电极，

上述中间电极经由上述绝缘层与上述第一引出电极不重叠，且与上述第二引出电极重叠。

2.一种保护元件，其特征在于，具有：

绝缘基板；

保险丝，其设于上述绝缘基板的一面侧；

发热体，其形成于上述绝缘基板的一面侧，且通过发热将上述保险丝熔断；

发热体供电电极，其形成于上述绝缘基板的一面侧，且被供给使上述发热体发热的电流；

第一引出电极，其从上述发热体供电电极被引出，且与上述发热体的一端部连接；

中间电极，其与上述保险丝相接；

发热体连接电极，其形成于上述绝缘基板的一面侧的上述发热体与上述中间电极之间，且连接上述发热体及上述中间电极；

第二引出电极，其从上述发热体连接电极被引出，且与上述发热体的另一端部连接；以及

绝缘层，其被覆上述发热体、上述第一引出电极以及上述第二引出电极，且层叠有上述中间电极，

在俯视下，以上述第一引出电极、上述发热体、上述第二引出电极、上述中间电极的顺序配置。

3.根据权利要求2所述的保护元件，其特征在于，

上述第二引出电极和上述中间电极在俯视下不重叠。

4.根据权利要求1或2所述的保护元件，其特征在于，

在上述中间电极的两侧分别设有上述发热体、上述第一引出电极以及上述第二引出电极。

5.根据权利要求4所述的保护元件，其特征在于，

在上述绝缘基板的与一面相反侧的另一面形成有保持上述保险丝的熔融导体的保持电极，

上述中间电极和上述保持电极经由贯通上述绝缘基板的贯通孔而连续。

6.根据权利要求5所述的保护元件，其特征在于，

上述绝缘基板构成熔断部件，该熔断部件将熔融了的上述保险丝的熔融导体经由上述贯通孔而吸引到上述保持电极侧，

上述保险丝被上述熔断部件夹持。

7.一种保护元件，其特征在于，具有：

绝缘基板；

保险丝，其设于上述绝缘基板的一面侧；

发热体，其形成于上述绝缘基板的与上述一面侧相反的另一面侧，且通过发热将上述保险丝熔断；

发热体供电电极，其形成于上述绝缘基板的另一面侧，且被供给使上述发热体发热的电流；

第一引出电极，其从上述发热体供电电极被引出，且与上述发热体的一端部连接；

中间电极，其形成于上述绝缘基板的一面侧，且配置有上述保险丝；

发热体连接电极，其形成于上述绝缘基板的另一面侧的上述发热体与上述中间电极之间，且连接上述发热体及上述中间电极；

第二引出电极，其从上述发热体连接电极被引出，且与上述发热体的另一端部连接；以及

绝缘层，其被覆上述发热体、上述第一引出电极以及上述第二引出电极，上述中间电极经由上述绝缘基板与上述第二引出电极重叠。

8.根据权利要求7所述的保护元件，其特征在于，

上述中间电极与上述第一引出电极也重叠。

9.根据权利要求7所述的保护元件，其特征在于，

上述中间电极与上述第一引出电极不重叠。

10.根据权利要求7～9中任一项所述的保护元件，其特征在于，

在上述中间电极的两侧分别设有上述发热体、上述第一引出电极以及上述第二引出电极。

11.根据权利要求10所述的保护元件，其特征在于，

在上述绝缘层上形成有保持上述保险丝的熔融导体的保持电极，

上述中间电极和上述保持电极经由贯通上述绝缘基板的贯通孔而连续。

12.根据权利要求11所述的保护元件，其特征在于，

上述绝缘基板构成熔断部件，该熔断部件将熔融了的上述保险丝的熔融导体经由上述贯通孔而吸引到上述保持电极侧，

上述保险丝被上述熔断部件夹持。

13.一种电池组，其特征在于，具备：

一个以上的电池单元；

保护元件，其连接于上述电池单元的充放电路径上，且切断该充放电路径；以及

电流控制元件，其检测上述电池单元的电压值来控制对上述保护元件的通电，

上述保护元件具有：

绝缘基板；

保险丝，其设于上述绝缘基板的一面侧；

发热体，其形成于上述绝缘基板的一面侧，且通过发热将上述保险丝熔断；

发热体供电电极，其形成于上述绝缘基板的一面侧，且被供给使上述发热体发热的电流；

第一引出电极，其从上述发热体供电电极被引出，且与上述发热体的一端部连接；

中间电极，其与上述保险丝相接；

发热体连接电极，其形成于上述绝缘基板的一面侧的上述发热体与上述中间电极之间，且连接上述发热体及上述中间电极；

第二引出电极，其从上述发热体连接电极被引出，且与上述发热体的另一端部连接；以及

绝缘层，其被覆上述发热体、上述第一引出电极以及上述第二引出电极，且层叠有上述中间电极，

上述中间电极经由上述绝缘层与上述第一引出电极不重叠，且与上述第二引出电极重叠。

14.一种电池组，其特征在于，具备：

一个以上的电池单元；

保护元件，其连接于上述电池单元的充放电路径上，且切断该充放电路径；以及

电流控制元件，其检测上述电池单元的电压值来控制对上述保护元件的通电，

上述保护元件具有：

绝缘基板；

保险丝，其设于上述绝缘基板的一面侧；

发热体，其形成于上述绝缘基板的一面侧，且通过发热将上述保险丝熔断；

发热体供电电极，其形成于上述绝缘基板的一面侧，且被供给使上述发热体发热的电流；

第一引出电极，其从上述发热体供电电极被引出，且与上述发热体的一端部连接；

中间电极，其与上述保险丝相接；

发热体连接电极，其形成于上述绝缘基板的一面侧的上述发热体与上述中间电极之间，且连接上述发热体及上述中间电极；

第二引出电极，其从上述发热体连接电极被引出，且与上述发热体的另一端部连接；以及

绝缘层，其被覆上述发热体、上述第一引出电极以及上述第二引出电极，且层叠有上述中间电极，

在俯视下，以上述第一引出电极、上述发热体、上述第二引出电极、上述中间电极的顺序配置。

15.一种电池组，其特征在于，具备：

一个以上的电池单元；

保护元件，其连接于上述电池单元的充放电路径上，且切断该充放电路径；以及

电流控制元件，其检测上述电池单元的电压值而控制对上述保护元件的通电，

上述保护元件具有：

绝缘基板；

保险丝，其设于上述绝缘基板的一面侧；

发热体，其形成于上述绝缘基板的与上述一面侧相反的另一面侧，且通过发热将上述保险丝熔断；

发热体供电电极，其形成于上述绝缘基板的另一面侧，且被供给使上述发热体发热的电流；

第一引出电极，其从上述发热体供电电极被引出，且与上述发热体的一端部连接；

中间电极，其形成于上述绝缘基板的一面侧，且配置有上述保险丝；

发热体连接电极，其形成于上述绝缘基板的另一面侧的上述发热体与上述中间电极之间，且连接上述发热体及上述中间电极；

第二引出电极，其从上述发热体连接电极被引出，且与上述发热体的另一端部连接；以及

被覆上述发热体、上述第一引出电极以及上述第二引出电极的绝缘层，

上述中间电极经由上述绝缘基板与上述第二引出电极重叠。

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