CN1288269A - 破碎型压力检测装置、具有其的充电电池和便携电子装置 - Google Patents

Abstract

提出一种很少发生故障、结构简单和制造成本低的破碎型压力检测装置。在破碎板上形成直线或U形的导体路径,在两端设置电极。将破碎板两端插入支承体中从而在两侧产生支承。在支承体中提供一开口,露出电极,获得破碎型压力检测装置。将端子板与这一检测装置的电极相连接,用端子板作为安装构件,并设置成与待检测物体外壳的外壁相接触。一个端子板与外壳内电流集电器连接,另一个端子板留在外壳外侧,作为输出电极,获得可充电电池。

Description

破碎型压力检测装置、具有其的充电电池和便携电子装置

本发明涉及破碎型压力检测装置、具有压力检测装置的可充电电池和便携电子装置。更具体地本发明涉及能够检测由于简单结构中压力变化造成的变形并防止进一步损伤的压力检测装置、和可充电电池和利用其的便携电子装置。

迄今，在诸如便携电话和视频摄像机的电子装置中，已经广泛使用诸如锂离子电池和镍镉电池的可充电电池(二次电池)。在这些类型的可充电电池中，当处在过充电状态或短路状态时，例如，由于电子装置的故障或错误使用造成的，在电池内产生热，液体电解质被分解，产生气体，电池的内部压力升高，这可能导致爆裂。为了防止这种风险，可充电电池设置有各种不同类型的压力检测装置(参考日本公开专利11-111263等)，图22示出典型的这种装置。

在压力检测装置500中，在变形应力下易于破裂的破碎板510上形成陶瓷或类似材料薄膜的导体路径520。压力检测装置500设置为与充有液体电解质的外壳侧壁相接触，设置在导体路径两端的每个电极与电流集电器和外壳中输出电极电连接。

在压力检测装置500中，当电池内部压力增高时，外壳向外扩展，变形应力施加于破碎板510。当破碎板510变为不能承受应力时而破裂。结果，导电路径520断裂，也起保护电路作用的充电电路或放电电路断开。因此，能够防止可充电电池的爆裂。

然而，在所述的压力检测装置中，由于形成导电路径520的破碎板510设置为与外壳的侧壁直接接触，增强装置的灵敏度，破碎板510本身必须增大尺寸。于是，利用陶瓷或类似材料制造破碎板510一直是增加成本的一个因素。此外，由于导体路径520形成在由陶瓷制成的破碎板510上，其电阻高，对电池的耗电有严重影响。另一方面，一直存在这样一个问题，即如果破碎板510增大尺寸，变得易于弯曲甚至会因少许变形应力而破裂，易于受掉落碰撞的影响，由此失去其可靠性。

此外，一直采用氧化铝陶瓷作为破碎板510，而一直采用包括低电阻率的金属，入银或铜的导电金属糊作导体路径520。氧化铝陶瓷的烧结温度大大不同于银糊或铜糊的烧结温度。因此，必须重复烧结过程两次，即在氧化铝陶瓷的烧结温度(约1600℃)下烧结，形成破碎板510，接着在导电金属糊的烧结温度(约1000℃)下烧结，形成导体路径520。此外，一直存在这样一个问题，即为了一次形成导体路径520和破碎板510二者，必须采用诸如钨的高导电金属，其烧结温度高，引起制造成本的大幅度增高。

具体地说，当采用氧化铝陶瓷时，破碎板必须设计成厚度超过0.3mm，从而使它在烧结中不会弯曲，这一直是制造较薄可充电电池的障碍。此外，由于氧化铝陶瓷的强度太高，必须通过给破碎板510提供切口530以用调节其强度，如图22所示，以使破碎板易于破裂。

鉴于以上所述的现有技术的问题，便提出了本发明。本发明的主要目的是提供能够以低成本制造的高可靠性的破碎型压力检测装置。

本发明的破碎型压力检测装置包括其上形成有导体路径的破碎板、支承破碎板120的支承体、以及与导体路径电连接的一对电极。在破碎型压力检测装置中，较佳地，破碎板设置一易于破裂部分，如与导体路径交叉的V形槽。支承体在两侧支承破碎板，或者支承体是一块板，破碎板放在这一支承体上。

当支承体是一块板时，至少在一部分导体路径中在形成支承体的破碎板的区域上形成切口。可以将盖板放置在支承体上，而露出破碎板。

在破碎型压力检测装置中，较佳地，导体路径形成U形。破碎板是由陶瓷或导电材料制成的，较佳地还起导体路径作用。支承体较佳地是印刷板。

在本发明的另一破碎型压力检测装置中，导体路径形成在会被变形应力而破裂的破碎板上，其特征在于破碎板是由玻璃陶瓷制成的。较佳地，电极衬垫设置在与破碎板导体路径相对的另一侧，通过在所述破碎板中建立的通孔内形成的导电部分，在导体路径与电极之间提供导电。需要在其上形成导体路径的破碎板上放置另一破碎板。

本发明的另一破碎型压力检测装置包括会被变形应力而破裂的破碎板、形成在所述破碎板上的导体路径、以及在两侧支承所述破碎板的一对支承体，其特征在于，破碎板是由玻璃陶瓷制成的。最好采用诸如印刷电路板、玻璃陶瓷板和氧化铝陶瓷板的薄板作为支承体。较佳地，电极衬垫设置在印刷电路板上，通过印刷电路板上的电路在电极衬垫与导体路径之间提供导电。需要将破碎板的长度设定为小于破碎型压力检测装置总长度的1/3。

在这些破碎型压力检测装置中，较佳地，导体路径是通过烧结导电金属糊而形成的，其烧结温度与破碎板烧结温度接近相同。

本发明的具有压力检测装置的可充电电池包括在壳体内设置有正或负集电器和与所述集电器电连接的输出电极以及破碎型压力检测装置的可充电电池，其特征在于，集电器与输出电极是通过所述破碎型压力检测装置彼此电连接的。在具有压力检测装置的可充电电池中，较佳地采用叠层薄膜壳体。

本发明的便携电子装置是装有可充电电池的便携电子装置，可充电电池是本发明的可充电电池。

图1是表明本发明一个实施例中破碎型压力检测装置的示意图，其中(a)是其平面图，(b)是其侧视图。

图2是表明破碎型压力检测装置中导体路径的形成图案的图。

图3是表明破碎型压力检测装置中引出电极的方式的示例图，其中(a)是其平面示例图，(b)是其侧视示例图。

图4是表明具有破碎型压力检测装置的本发明可充电电池的示意图，其中(a)是其平面图，(b)是其侧视图。

图5是表明本发明另一实施例的破碎型压力检测装置的示意图，其中(a)是其平面图，(b)是其侧视图。

图6是表明破碎型压力检测装置中导体路径的形成图案的平面图。

图7是表明破碎型压力检测装置中引出电极的方式的示例图，其中(a)是其平面示例图，(b)是其侧视示例图。

图8是表明本发明另一实施例中破碎型压力检测装置的破碎板的示意图，其中(a)是其平面图，(b)是其侧视图。

图9是表明本发明一个不同实施例中破碎型压力检测装置的破碎板的示意图，其中(a)是其平面图，(b)是其侧视图。

图10是表明本发明再一个实施例的破碎型压力检测装置的示意图，其中(a)是其平面图，(b)是其侧视图。

图11是表明本发明再一个不同实施例中破碎型压力检测装置的破碎板的示意图，其中(a)是其平面图，(b)是其侧视图。

图12是表明本发明又一个不同实施例中破碎型压力检测装置的破碎板的示意图，其中(a)是其平面图，(b)是其侧视图。

图13是表明本发明另一个不同实施例中破碎型压力检测装置的破碎板的示意图，其中(a)是其平面图，(b)是其侧视图。

图14是表明本发明又一个不同实施例中破碎型压力检测装置的破碎板的示意图，其中(a)是其平面图，(b)是其侧视图。

图15是表明图14所示破碎型压力检测装置中引出电极的方式的示例图，其中(a)是其平面示例图，(b)是其侧视示例图。

图16是表明本发明一个实施例的破碎型压力检测装置的示意图，其中(a)是其平面图，(b)是其侧视图。

图17是表明本发明另一个实施例的破碎型压力检测装置的示意图，其中(a)是其平面图，(b)是其截面图，(c)是其后视图。

图18是表明本发明再一个实施例的破碎型压力检测装置的示意图。

图19是表明本发明一个实施例中可充电电池的示意图，其中(a)是其平面图，(b)是其正俯视图，(c)是其侧视图。

图20是表明本发明另一不同实施例中破碎型压力检测装置的示意图，其中(a)是其平面图，(b)是其侧视图。

图21是表明本发明另一实施例中可充电电池的正视示意图。

图22是表明传统的破碎型压力检测装置的示意图，其中(a)是其平面图，(b)是其侧视图。

参考标号

100破碎型压力检测装置

110支承体

111引出电极的开口

112切口

113电路图案

120破碎板

121易于破裂部分

130导体路径

131电极

140端板

150盖板

151露出破碎板的开口

200可充电电池

210外壳

211密封体

220端子块

230密封单元

240输出电极

正如图1所示的本发明破碎型压力检测装置100包括其上形成有导体路径130的破碎板120、在两侧支承破碎板120的支承体110、以及与导体路径130电连接的一对电极131。破碎板120设置在可充电电池200的外壳210的侧面，例如如图4所示，被设计成通过外壳210侧面的变形而破裂。因此，较佳地是由易被相对较低的剪切应力所破裂的材料，如陶瓷板制成。

破碎板120的厚度或尺寸并不具体限定，可以根据被检测的对象适当地设定，但是形成薄薄的或者形成在横向方向上较长的破碎板120可以增大灵敏度。

导体路径130是压力检测装置100的核心，通过破碎板120的破裂，导体路径130破裂，截断一对电极131之间的导电。即，在本发明的压力检测装置100中，由于物体的内部压力增大引起的物体变形被传送给破碎板120，当破碎板120破裂时，截断导体路径130的导电，从而显露作为压力检测装置100的功能。因此，导体路径130必须与破碎板120一起破裂，它是通过在破碎板120上淀积导电金属或印刷导电金属糊而形成的。

由于导体路径130必须与破碎板120一起破裂，它接近于形成在破碎板120的中心区(易于破裂位置)。因此，在图1的压力检测装置100中，它是直线地形成的，几乎从破碎板120的一端到另一端，正如图2所示。或者，在导体路径130的两端，电极131是与导体路径130一体化地形成的。

如此形成导体路径130的破碎板120具有支承体110。支承体110用作支承破碎板120和将其固定于待检测的物体，在图1的压力检测装置100中，它被设置成在两侧支承破碎板120。要求支承体110把物体的变形直接传送给破碎板120，其材料较佳地坚固的，如塑料或印刷板。采用绝缘材料保持与导体路径130或物体的绝缘也是较佳的。

将破碎板120支承在支承体110上的方法并未具体规定，但是，正如图1所示，将破碎板120的一部分插入或压配到支承体110中并固定。或者将它粘合和固定于支承体110的表面。此外，在支承体110中设置引出电极131的开口111。与此同时，较佳地保持两个支承体110的间隔尽可能宽，以增大灵敏度。

在具有这种结构的破碎型压力检测装置100中，为了检测导体路径130的导电，电极131必须向外引出并被电连接至例如检测电路的外部端子。考虑几种方法作为引出的方式，在图3所示的方法中，例如，采用由导电金属板制成的端子板140。将端子板140焊接并固定于电极131，维持导电。通过利用由金属板制成的这种端子板140，端子板140本身具有安装构件的功能，它能够便于附着到待检测的物体上。

这一检测装置100设置在被内部压力变形的物体，如存在爆裂风险的可充电电池中。图4是表明装有这种检测装置100的可充电电池200的示意图。可充电电池200具有外壳(外套)210，充有液体电解质，外壳210中含有正电极(或负电极)的电流集电器(未示出)。外壳210是导电的，也起负电极(或正电极)的作用。在外壳210的上端开口上，用激光焊接或类似方法使金属密封体211气密固定，内部充有液体电解质。密封体211有一个开口212，用于插入端子板140，使电流集电器与检测装置100连接。用由塑料或其它绝缘材料制成的密封单元230封闭开口212。在密封体211的顶部上通过由塑料或其它绝缘材料制成的端子块220形成输出电极240。

在这一可充电电池200中，两个端子板140起安装构件的作用，通过将支承体110的背面(或正面)固定于外壳210的侧壁，以及在外壳210的上部周边上通过使每个端子板140折叠和弯曲而安装检测装置100。一个端子板140通过密封体211的开口212插入到外壳210内并与外壳210内电流集电器电连接。另一个端子板140固定于端子块220，形成输出电极240。与此同时，支承体110必须与外壳210的侧壁牢固地接触，较佳地利用粘合剂或类似材料固定于外壳210的侧壁。

在这一可充电电池200中，如果液体电解质被过充电或类似情况和内部压力升高而分解，外壳210向外扩展，破碎板120不再能够承受应力而破裂。结果，导体路径130破裂，电流集电器与输出电极240之间的导电被截断，充电停止。因此，可防止可充电电池的爆裂。

在本发明的破碎型压力检测装置100中，当破碎板120破碎时，能够检测物体的变形，这时，由于物体的变形通过支承体110被传送给破碎板120，可以减小破碎板120的尺寸。结果，采用的陶瓷量更少，从而能够以更低的成本产生。

由于破碎板120更小，能够抑制破碎板120自身的弯曲，很少发生故障。

此外，当破碎板120的尺寸更小时，导体路径130更短，电阻更小，能够降低检测装置100的电流损耗。在这个实施例中，具体地，这一效应是突出的，因为导体路径130是直线设置的。

在各种不同实施例中可以实现破碎型压力检测装置，并不局限于上述实施例。图5所示的检测装置100与图1所示的检测装置100在结构上基本相同，所不同的在于，这个检测装置100的导体路径130是以图6及别的图所示的U形形成的。由于导体路径130必须与破碎板120一起破裂，在这个检测装置100中，较佳地形成U形状，在破碎板120的中心区上至少从破碎板120的一端起。

在检测装置100中，由于电极131与破碎板120形成在同一侧，向外引出电极131，例如，较佳地采用引线150，正如图7所示。在这个检测装置100中，利用粘合剂或类似材料将支承体110固定于待检测的物体。当然，正如图4所示，可以利用端子板140向外引出电极131。

在这个检测装置100中，由于导体路径130形成为U形，导体路径130易于破裂。结果，即使在由于物体的压力升高造成小的变形的情况中，更易于检测信号。

在图8所示的破碎板120中，在破碎板120中的中心形成V形槽，作为易于破裂部分121，形成的导体路径130与V形槽交叉。通过如此形成与导体路径130交叉的V形槽以及在破碎板120中形成易于破裂部分121，破碎板120更加易于破裂。这一V形槽的易于破裂部分121也可以形成在形成在导体路径130的侧面，或者是破碎板120的背面，即，导体路径130的形成侧面的相对面。无论如何，当破碎板120破裂时，导体路径130的导电被截断。

在结构中并未具体规定易于破裂部分121，只要促进破碎板120的破裂即可，在V形槽的旁边，可以在破碎板120的中心区中开一个孔，正如图9所示的破碎板120的情况一样，或者，尽管未示出，可以从破碎板120的两侧形成切口。

此外，正如图10所示，破碎板120可以整个地支承在支承体110的板上。该支承体110由与两侧支承类型的支承体110的相同的材料制成。利用粘合剂或类似材料将破碎板120固定于支承体110。用这种方法，由于破碎板120放置在支承体110上，在运输期间的掉落碰撞或振动不会直接施加于破碎板120，从而能够阻止在制造过程、运输或存储中的破裂。

在支承体110中，正如图10(c)所示，在其中心区中形成在平面图为椭圆形的切口112。这一切口112设置在导体路径130的形成区中。希望该切口112使破碎板120的破裂不被支承体110阻碍，它必须设置在导体路径130的形成区中。切口112的尺寸可根据物体而适当设定。因此，它不是支承体110所必不可少的，而是可根据需要而设置的。

此外，在图11所示的检测装置100中，在支承体110的两端放置盖板150，而不覆盖破碎板120。盖板150由与支承体110相同的材料制成，将其设计成至少盖板150的表面可以高于破碎板120的表面。通过如此将盖板150放置在支承体110上，进一步保证免于掉落碰撞。

盖板150的结构并未具体规定，只要不阻碍破碎板120的破裂，盖板150可以通过露出破碎板120而设置。在图12所示的检测装置100中，形成尺寸与支承体110相同的盖板，它设置开口151，露出破碎板120。因此，通过露出破碎板120，不阻碍由于物体变形造成的破碎板120的变形，能够防止由于盖板150造成的灵敏度变差。

此外，在图13所示的检测装置100中，在支承体110中采用一印刷板。在这一印刷板中，在图13所示的缎子区域中形成电路图案113。因此，在这一检测装置100中，通过焊接导体路径130和电路图案113，可以使它们电连接，将导体路径130保持在支承体110侧。因此，易于向外引出电极131。

利用这种印刷板，也能够设置盖板150，如图14所示。在这种情况中，较佳地这样形成盖板150，即露出印刷板上的电路图案113。当用这种方法露出电路图案113时，例如，从电路图案113的露出部分可以连接端子板140，如图15所示。

因此，根据本发明，通过利用陶瓷板形成破碎板120，能够提供结构简单和灵敏度高的压力检测装置100。破碎板120并不局限于陶瓷板，而是，例如可以采用导电碳板。在这种情况中，由于破碎板120本身是导电的，破碎板120本身也起导体路径130的作用，所以可以进一步简化结构。结果，能够以更低的成本提供破碎型压力检测装置100。具有这种破碎型压力检测装置100的可充电电池200可以使用在各种应用中，例如便携电话、移动个人计算机和各种便携电子装置中。

本发明的破碎型压力检测装置100使用在可充电电池200中，能够防止可充电电池200爆裂，但是其应用并不仅仅局限于防止爆裂。即，通过检测由于破碎板120破裂引起的导体路径130导电截断，能够检测物体的变形。因此，当使用在各种不同物体中时，它能够用作检测物体变形的变形检测传感器。

接着，将参考图16描述本发明的实施例。图16所示的破碎型压力检测装置100包括会被变形应力而破裂的破碎板110和形成在破碎板110上的导体路径120。破碎板110设置例如可充电电池外壳或类似体的侧面，由于在外壳端面上产生的变形而破碎。在本发明中，破碎板110由玻璃陶瓷制成，以便让破碎板可能与导体路径120一起烧结，正如以下描述。

破碎板110的厚度和尺寸并不受任何特定限制，可以根据待检测的物体而定。通过使破碎板110更薄或者侧边更长能够提高破碎板110的灵敏度。在这种情况下，利用玻璃陶瓷，能够制造更薄的板同时抑制弯曲的发生，从而能够便于获得厚度小于0.3mm的破碎板110。

导体路径120是压力检测装置的一个重要元件。破碎板110的破裂导致导体路径120的破裂，从而引起导体路径120的导电截断。于是，必须形成导体路径120从而与破碎板110的破裂一起破裂。可以通过例如在印刷导电金属糊后烧结或者通过淀积导电金属形成导体路径120。作为所述导电金属，较佳地采用银或铜，其形成导体路径120的烧结温度与形成破碎板110的烧结温度接近相同。这是因为通过使烧结温度接近相同，能够同时进行烧结，形成破碎板110和导体路径120，因此能够简化制造过程。即，其烧结温度约为1000℃的玻璃陶瓷可以在与银糊或铜糊烧结温度相同的温度下烧结。

在图16所示的压力检测装置中，所述导体路径120也是直线地形成在破碎板110上，几乎从一端到另一端。由于导体路径120必须严格地与破碎板110的破裂一起破裂，其至少形成在破碎板110的中心区(易于破裂部分)中。采用几乎从破碎板110的一端到另一端形成的导体路径，当破碎板110破裂时，导体路径120严格地被截断。

因此，在本发明的压力检测装置中，由于破碎板110是由玻璃陶瓷形成的，有可能采用诸如铜或银的低电阻率的导电金属，其烧结温度与破碎板烧结温度接近相等。于是，压力检测装置所消耗的功率将降低，能够改善设有检测装置100的可充电电池的充电和放电特性。此外，由于同时烧结有可能形成破碎板110和导体路径120，与传统的压力检测装置的情况相比，更容易使板破裂，破碎板110的形状可以得到简化，因为它不必提供调节灵敏度的切口。结果，制造过程得到简化，能够利用低价格的导电金属降低制造成本。此外，厚度减小的破碎板110难以弯曲，因此，能够减小压力检测装置100的厚度，这导致可充电电池厚度的减小。

接着，在图17所示的压力检测装置中，将电极衬垫130设置在破碎板110的背面上。电极衬垫130经破碎板110内提供的通孔111内所形成的导电部分121与导体路径120电连接。电极衬垫130连接至检测导体路径120破裂的保护电路。电极衬垫130是通过使导电金属糊烧结或者通过淀积与导体路径120相同的导电金属而形成的。此外，电极衬垫130的表面是镀金的。

导电部分121，正如图17所示，例如是以薄膜状态形成，在烧结以形成导体路径120和电极衬垫130的同时，它可以通过使施加于通孔内表面的导电金属糊烧结而形成。也可以将导电金属糊填充到通孔111中，在其整个内表面上形成导电部分121。

在这种结构中，在安装压力检测装置100时，可以将电连接做在没有形成导电路径120的一侧上。于是，将不存在粘到导体路径120的焊剂，从而能够防止导体路径120的电阻增大。结果，在为可充电电池等提供检测装置时，导体路径120所消耗的功率将不会增加，能够减小对可充电电池的充电和放电的影响。此外，导体路径的镀金可以保证易于、严格地焊接，降低接触电阻。还可以缓解环境问题，由此改善可充电电池的可靠性。

在图18所示的压力检测装置100中，将其上未形成导体路径120的破碎板110A放置在其是形成了导体路径120的破碎板110上，导体路径120夹在一对破碎板110和110A之间。两个破碎板110和110A均由玻璃陶瓷制成，在这种情况中，在烧结以形成导电图案或导体路径120之前将金属糊印刷在玻璃陶瓷板上，在此之后，通过在预定温度下烧结，能够通过一次烧结过程获得具有所述夹层结构的压力检测装置100。

在所述压力检测装置100中，在两个破碎板110和110A的背面上分别设置电极衬垫130，通过在通孔111内表面上形成的导电部分121，每个电极衬垫130与导体路径120电连接。

在压力检测装置100中，整个导体路径120夹在两个破碎板110与110A之间，因此可以防止不然会在安装期间产生的焊剂粘附麻烦，在环境保护上这种结构是优良的，即使在长时期或者在苛刻条件下使用，装置的操作是稳定的。此外，检测装置在正面与背面结构上是相同的，无需关注其方向或位置便能安装，因此保证更好的工作能力。

此外，利用玻璃陶瓷能够减小两个破碎板110和110A的厚度。于是，即使当两个破碎板110和110A一个放在另一个上，最终的厚度与利用氧化铝陶瓷的情况相同，可以改善可靠性，而不引起对可充电电池厚度的影响。

本实施例的描述一直参考在两个破碎板110和110A每个背面上设置四个电极衬垫130的情况。然而，并不总是设置四个电极衬垫130，不用说，仅在破碎板110和110A之一上设置一对电极衬垫130是允许的。

这些压力检测装置100将被安装在会由于内部压力而变形的物体中，如有爆裂危险的可充电电池。图19是可充电电池300的示意图，它包括图16所示的压力检测装置100。可充电电池300具有外壳310，充有液体电解质，外壳310内部设置有正(或负)集电器(未示出)。外壳310本身是导电的，还起负(正)电极的作用，采用叠层薄膜外壳作为该外壳。

从通过将诸如铝箔或类似材料的导电金属薄膜固定到塑料薄膜的内表面上而形成的叠层薄膜，将叠层薄膜外壳制成一种壳体(bag)。于是，外壳310本身是导电的，还起负(正)电极的作用。外壳310的上端开口用由绝缘材料(如塑料)形成的密封构件340封住，内部充有液体电解质。在密封构件340上以突起方式设置起负电极作用的薄板输出电极320，其端部与外壳310(导电金属薄膜)电连接，通过密封构件340在外壳内，负电极向外引出。

此外，可充电电池300设置一对导电薄板(或薄膜)型安装构件350，其上安装压力检测装置。在一个安装构件350中，其一端通过密封构件340与集电器电连接，另一端与压力检测装置的导体路径120电连接。在另一个安装构件350中，在外壳310的上部周边处使其弯曲，固定于密封构件340的顶部表面上，大约在其中心上，进一步向上弯曲，形成输出电极330，它起正电极的作用。与此同时，以这样的方式进行弯曲操作，即安装构件350不与外壳310短路。

通过安装构件350将压力检测装置100安装在外壳310中，但是必须准确地把外壳310的变形传送给破碎板110，较佳地，利用粘合剂或类似材料将破碎板110的背面固定于外壳310的正面。

在可充电电池300中，当由于过充电液体电解质分解时，例如内部压力增大，引起外壳310向外膨胀时，那么变形应力将施加于破碎板110。当进一步施加变形应力时，由于破碎板110不能承受应力而破裂。那么导体路径120也破裂，引起集电器与输出电极330之间的导电截断，电池停止充电。因此，能够防止可充电电池300的爆裂。

尤其是，在利用叠层薄膜外壳的可充电电池300中，电池是非常薄(厚度2或3mm)，在很大程度上受压力检测装置100的厚度的影响。于是，当采用如现有技术那样的厚压力检测装置时，将引起对失去叠层薄膜外壳特性的担心。在这方面，通过将本发明的压力检测装置应用于采用叠层薄膜外壳的可充电电池300，能够进一步显示本发明的效果。

将参考图20描述本发明的另一个不同实施例。图20所示的压力检测装置200包括会被变形应力而破裂的破碎板110、形成在破碎板110上的导体路径120、以及在两侧支承破碎板110的一对支承体210。

破碎板110由玻璃陶瓷制成，图16或图18所示的压力检测装置100的两端在两侧上由支承体支承。在压力检测装置200中，由于物体的变形是通过支承体210传送给破碎板110的，即使当变形很轻微时，将会把大量的变形应力施加于易于破裂的破碎板110。因此，与上述的压力检测装置相比，该压力检测装置的灵敏度较高，在灵敏度维持不变的情况中，能够缩短破碎板110的尺寸。至于破碎板110和导体路径120，这里省略对其详细描述，因为实施例与上述实施例完全相同。

由于支承体210必须能够把物体的变形传送给破碎板110，采用坚固性优良的较佳材料以满足该用途。从减小压力检测装置200的厚度的角度看，采用诸如塑料板、氧化铝板、玻璃陶瓷板和印刷电路板的薄板是较佳的。此外，需要采用绝缘材料，以保证与导体路径120和安装的物体的绝缘。尤其是，为了便于导体路径120与保护电路之间的电连接，较佳地采用印刷电路板。

在包括印刷电路板的每个支承体210上，设置一个电极衬垫230和与所述电极衬垫230电连接的电路图案220。此外，所述电路图案设置有连接衬垫(未示出)，它与导体路径120连接。通过在印刷电路板上形成的导电金属薄膜进行蚀刻能够简单地获得电路图案。

支承体210的尺寸和厚度不受任何特定限制，但是较佳地，为了小型化的目的，采用尽可能小和薄的支承体。此外，通过增大成对的支承体210之间的间隔，能够改善灵敏度，但是，它引起易于破裂。因此，较佳地根据所需灵敏度和可靠性确定间隔。

在压力检测装置200中，由一对支承体210在两侧支承破碎板110，正如被放置在支承体的每一侧。另外，导体路径120的每一端与支承体210上的连接衬垫电连接。在这种情况中，可提供不同方法来支承破碎板110，例如焊剂焊接、电阻焊接、超声焊接、或激光焊接，通过将导体路径120焊接到连接衬垫上能够由支承体210支承破碎板110。

采用这种结构，能够在尺寸上缩小破碎板110，能够降低所用的昂贵陶瓷量。结果，能够降低压力检测装置200的制造成本。此外，将破碎板110的长度设定为小于压力检测装置200总长的1/3，有可能制造能够较强抵抗掉落碰撞、承受轻微变形应力和可以在所要变形水平下工作的压力检测装置200。

不用说，可以采用如图17所述的在背面形成电极衬垫的或者如图18所述的导体路径120夹在两个破碎板110的破碎板110。

此外，如图21所示，所述压力检测装置200设置在可充电电池300或类似装置中，但是，在可充电电池300中，安装构件350与形成在支承体210上的电极衬垫230电连接。在这种结构中，安装构件350的厚度接近于或者小于破碎板110和导体路径120的厚度。因此，能够形成厚度与未采用支承体410的检测装置相同的压力检测装置200，因此能够改善灵敏度而不增大厚度。

如上所述，在本发明的破碎板型压力检测装置100和200中，破碎板110是由陶瓷制成的，因此导体路径120可以通过与破碎板110一起烧结而形成，此外，可以采用相对廉价的银或铜的导电金属糊。结果，能够以低成本提供压力检测装置100和200。

此外，由于采用玻璃陶瓷，能够获得又薄又难以弯曲的破碎板110。所以，能够制造薄型压力检测装置100和200。例如，通过将这种类型的检测装置应用于厚度减小的可充电电池300，如锂聚合物电池和锂离子电池，能够以低成本提供安全且较薄的可充电电池300。

具体地说，在利用叠层薄膜外壳的厚度减小的可充电电池300中，用压力检测装置100和200有可能使影响减至最小，从而进一步显示本发明的效果。

另外，通过利用诸如印刷电路板的薄型支承体210，以便在两侧支承破碎板110，有可能减少所用的昂贵陶瓷量，并实现以更低价格和更高灵敏度提供压力检测装置200。

用这种方法，当在其侧面支承破碎板110时，通过使破碎板110更长，另一方面，通过使破碎板110更短，能够改善灵敏度，制造能够承受少许变形应力和超强抵抗掉落碰撞的压力检测装置200是可能的，因此设计的自由度显著地增大。结果，能够提供灵敏度高和可靠性优良的压力检测装置200。

在各种不同应用中可以采用包括破碎型压力检测装置100或200的可充电电池300。例如，它们可以使用在包括便携电话和便携计算机的各种类型的便携电子装置中。

本发明的破碎型压力检测装置100和200，当使用在可充电电池300中时，通过事先切断充电/放电电路，能够防止电池爆裂，但是，检测装置的使用并不仅仅局限于防止爆裂。即，它也可以用作压力传感器，对破碎板破裂时发生的导体路径的导电切断进行检测，或者作为变形传感器，对物体的变形进行检测。

发明效果

由于本发明的破碎型压力检测装置包括形成有导体路径的破碎板、支承破碎板的支承体、和与导体路径连接的一对电极，能够把压力变形从支承体传送到破碎板。因此，能够制造小尺寸的破碎板120，而不降低灵敏度。结果，如果破碎板采用昂贵陶瓷的话，能够以低成本提供破碎型压力检测装置。

此外，由于破碎板小，陶瓷上导体路径的电阻低，电流损耗小。结果，可充电电池的寿命延长，充电效率提高。破碎板的弯曲少，故障很少，增强检测装置的可靠性。

在破碎板上通过形成与导体路径交叉的诸如V形槽的易于破裂部分，使破碎板易于破裂。因此，增强检测装置的灵敏度。

通过让支承体在两侧面支承破碎板，使破碎板易于从中心破裂，能够精确地检测压力变形。

也可以将破碎板放在支承体板上。这时，通过至少在支承体的破碎板的一部分导体路径形成区中形成切口，能够防止灵敏度的降低。

通过将盖板放置在支承体上而露出破碎板，能够防止在制造过程、运输或存储期间的掉落碰撞的损毁，提高成品率。

通过形成U形导体路径，导体路径变为易于破裂，能够可靠地检测破裂。结果，能够增强检测灵敏度。

通过利用陶瓷制备破碎板，能够可靠地检测由于压力变形造成的破裂，当由诸如碳的导电材料制成，还起导体路径作用时，减少元件的数目，能够以更低的成本提供。

利用印刷电路板作为支承体，结构得到大大简化，易于与电极连接。

因此，本发明的破碎型压力检测装置结构简单，成本低。于是，通过利用这种破碎型压力检测装置，能够降低安全可充电电池和使用这种可充电电池的便携电子装置的成本。

提供的本发明的另一破碎型压力检测装置，导体路径形成在会被变形应力而破裂的破碎板上。由于破碎板是由陶瓷制成的，它很难弯曲，允许制造较薄的破碎板。于是，能够减小压力检测装置的厚度。此外，正如下文所述，通过利用诸如比较廉价的银或铜的低电阻率的导电金属糊，能够在与玻璃陶瓷烧结温度几乎相同的温度下进行烧结，同时形成破碎板和导体路径。此外，由于陶瓷本身的强度低，不必象在使用氧化铝陶瓷中所需的那样使破碎板分裂，通过调整破碎板的尺寸，几乎能够确定灵敏度，从而使它易于调节灵敏度。

此外，在破碎板的与导体路径相对的另一侧上设置电极衬垫，通过在所述破碎板中建立的通孔所形成的导电部分在导体路径与电极之间提供导电，电极衬垫同与导体路径相对的另一侧上的保护电路电连接。结果，能够防止由于焊剂粘合造成的导体路径的电阻增大，能够进行安装工作，而不降低性能。

此外，通过将另一个破碎板放置在其上形成有导体路径的破碎板上能够防止导体路径的劣化，还能够防止在长时间或者在恶劣环境下使用的性能降低。此外，由于能够制造薄的破碎板，即使当一个破碎板放在另一个破碎板上时，厚度仍保持与利用氧化铝陶瓷的破碎板的厚度基本相同，因此，能够增强安全性和可靠性，而不增大可充电电池的厚度。

本发明的另一破碎型压力检测装置包括会被变形应力而破裂的破碎板、形成在该破碎板上的导体路径、以及在侧面支承破碎板的一对支承体，其特征在于，破碎板是由玻璃陶瓷制成的，能够制造薄的破碎板。此外，由于在侧面支承破碎板，能够进一步提高灵敏度。结果，该破碎板比使用氧化铝获得的破碎板要薄，与不利用支承体的情况相比，其灵敏度能够进一步提高，而不增加板的厚度。与上述第一发明一样，由于破碎板和导体路径能够通过同时烧结而形成，还能够使破碎板缩短，减少所用的陶瓷量，对制造成本的降低具有重大贡献。

在这种情况中，利用诸如印刷线路板、玻璃陶瓷板和氧化铝陶瓷板的薄板作为支承体，能够减小压力检测装置的厚度。此外，通过利用印刷电路板作为支承体，利用其上的电路图案能够产生与导体路径和保护电路的电连接。

此外，通过将破碎板的长度设定为小于破碎型压力检测装置总长的1/3，压力检测装置可以抗强碰撞，不被轻微变形而损伤，能够在所需变形水平下工作。

用这一方法，在本发明的破碎型压力检测装置中，破碎板是由玻璃陶瓷形成的，通过烧结其烧结温度与破碎板烧结温度基本相等的导电金属糊它可以形成导体路径。结果，制造过程可以得到简化，可以采用电阻率低和廉价的银或铜，因此能够以低成本提供高可靠性和灵敏度的压力检测装置。

这些破碎型压力检测装置，适合于可充电电池时，可改善电池的安全性并进一步减小其厚度，可以提供可靠性高、价格低的可充电电池。此外，通过将包括这种压力检测装置的可充电电池应用于各种类型的便携电子装置，能够在便携电子装置的小型化和价格降低上作出较大贡献。

尤其是，利用叠层薄膜外壳的可充电电池厚度很薄，当所述可充电电池采用叠层薄膜外壳时，能够使压力检测装置引起的影响减至最小，进一步显示了本发明的效果。

本发明能够应用于便携电话、视频摄像机和其它便携电子装置，作为具有压力检测装置的可充电电池而使用。

Claims (23)

1．一种破碎型压力检测装置，其特征在于所述装置包括：

其上形成有导体路径的破碎板，支承所述破碎板的支承体、和与所述导体路径导电连接的一对电极。

2．如权利要求1所述的破碎型压力检测装置，其特征在于：在所述破碎板上设置一易于破裂部分。

3．如权利要求2所述的破碎型压力检测装置，其特征在于：所述易于破裂部分是与所述破碎板的导体路径交叉的V形槽。

4．如权利要求1、2或3所述的破碎型压力检测装置，其特征在于：所述支承体在两侧支承所述破碎板。

5．如权利要求1、2或3所述的破碎型压力检测装置，其特征在于：所述支承体是板，所述破碎板放在这一支承体上。

6．如权利要求5所述的破碎型压力检测装置，其特征在于：至少在所述支承体的所述破碎板的一部分导体路径形成区中形成切口。

7．如权利要求1、2、3、4、5或6所述的破碎型压力检测装置，其特征在于：将盖板放置在所述支承体上，而露出破碎板。

8．如权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的破碎型压力检测装置，其特征在于：所述导体路径形成为U形。

9．如权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的破碎型压力检测装置，其特征在于：所述破碎板由陶瓷制成。

10．如权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的破碎型压力检测装置，其特征在于：所述破碎板是导电的，还起导体路径的作用。

11．如权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9或10所述的破碎型压力检测装置，其特征在于：所述支承体是印刷板。

12．一种可充电电池，是包括装在外壳中的正电极或负电极的电流集电器、和与所述电流集电器电连接的输出电极的电池，其特征在于：所述支承体与外壳的外部侧壁接触，所述电流集电器和输出电极通过权利要求1至11中任何一项所述的破碎型压力检测装置彼此电连接。

13．一种破碎型压力检测装置，是在会被变形应力而破裂的破碎板上包括导体路径的所述破碎型压力检测装置，其特征在于，所述破碎板由玻璃陶瓷制成。

14．如权利要求13所述的破碎型压力检测装置，其特征在于：在所述破碎板的与导体路径相对的另一侧设置电极衬垫，所述导体路径通过所述破碎板内产生的通孔内所形成的导电部分与所述电极接触。

15．如权利要求13或14所述的破碎型压力检测装置，其特征在于：在其上形成有所述导体路径的破碎板上放置另一个破碎板。

16．一种破碎型压力检测装置，所述破碎型压力检测装置包括会被变形应力而破裂的破碎板、形成在所述破碎板上的导体路径、和在所述破碎板两侧支承的一对支承体，其特征在于，所述破碎板由玻璃陶瓷制成。

17．如权利要求16所述的破碎型压力检测装置，其特征在于：所述支承体是由诸如印刷电路板、玻璃陶瓷板和氧化铝陶瓷板的薄片材料形成的。

18．如权利要求17所述的破碎型压力检测装置，其特征在于：在为支承体的印刷电路板上形成电极衬垫，所述电极衬垫通过所述印刷电路板上的电路与所述导体路径导电。

19．如权利要求16、17或18所述的破碎型压力检测装置，其特征在于：所述破碎板的长度小于破碎型压力检测装置整个长度的1/3。

20．如权利要求13、14、15、16、17、18或19所述的破碎型压力检测装置，其特征在于：所述导体路径是通过使其烧结温度与破碎板烧结温度接近相等的导电金属糊烧结而形成的。

21．一种具有压力检测装置的可充电电池，所述的具有压力检测装置的可充电电池包括外壳内的正或负集电器，可充电电池具有与所述集电器电连接的输出电极和破碎型压力检测装置，其特征在于：所述集电器和所述输出电极是通过权利要求13或20的破碎型压力检测装置彼此电连接的。

22．如权利要求21所述的具有压力检测装置的可充电电池，其特征在于：所述外壳是叠层薄膜外壳。

23．一种便携式电子装置，所述便携式电子装置包括可充电电池，其特征在于：所述可充电电池是如权利要求12、21或22所述的可充电电池。

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