-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine thermische Sicherung
vom dünnen
Typ und auf ein Herstellverfahren dafür, die zum Herstellen einer
thermischen Sicherung zum Schutz einer Lithium-Ionen-Sekundärbatterie
gegen eine übermäßige Entladung
und eine übermäßige Beladung,
zum Beispiel, verwendet wird.
-
In
neuerer Zeit ist eine Batterie mit großer Kapazität, wie beispielsweise eine
Lithium-Ionen-Sekundärbatterie,
als eine Energieversorgungsquelle für eine tragbare, elektrische
Vorrichtung eingesetzt worden.
-
In
einer solchen Batterie mit großer
Kapazität
kann ein ziemlich großer
Strom darin zu dem Zeitpunkt eines Aufladens und Entladens fließen, und
so kann abnormale Wärme
aufgrund der übermäßigen Aufladung oder
des Ausfalls der Hauptvorrichtung erzeugt werden.
-
Um
ein solches Problem zu vermeiden, ist untersucht worden, eine thermische
Sicherung einzusetzen, so dass die Sicherung diese abnormale Erwärmung erfaßt, um dadurch
die Batterie von einer Ladeenergieversorgungsquelle zu trennen oder
die Batterie von der Hauptvorrichtung zu trennen.
-
Für eine solche
thermische Sicherung zum Schutz der Batterie ist es erforderlich,
dass sie von einem dünnen
bzw. flachen Typ ist. Als eine solche thermische Sicherung vom flachen
Typ ist eine solche bekannt gewesen, die in der folgenden Art und
Weise aufgebaut ist. Spitzenbereiche eines Paars von bandförmigen Leitungsverbindern
sind an einer Oberfläche
eines Harzbasisfilms befestigt. Ein Teil einer schmelzbaren Legierung
mit niedrigem Schmelzpunkt ist zwischen den Spitzenbereichen der
bandförmigen
Anschlussleiter verbunden. Ein Harzabdeckfilm ist auf der einen
Fläche
des Harzbasisfilms angeordnet. Der Raum zwischen den Filmen an den
Umfängen
beider Harzfilme ist durch ein Klebemittel abgedichtet und auch
der Raum zwischen dem Harzabdeckfilm und den bandförmigen Anschlussleitern
ist durch ein Klebemittel abgedichtet.
-
Allerdings
fällt die
vorstehend angegebene thermische Sicherung vom flachen Typ leicht
aus den folgenden Gründen,
zum Beispiel, betriebsmäßig aus.
Das bedeutet, dass das Verhältnis
(Oberflächenbereich/Querschnittsflächenbereich)
des bandförmigen
Anschlussleiters viel größer als
derjenige eines kreisförmigen
Anschlussleiters ist. Eine Menge einer abführenden Wärme ist zu dem Zeitpunkt eines
Verbindens des Teils aus schmelzbarer Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt
mit dem Anschlussleiter durch Verschweißen zu groß. Es ist wahrscheinlich, dass
eine defekte Schweißverbindung
auftritt. Diese verschweißte
Verbindung befindet sich in einem Zustand, dass das Legierungsteil
mit dem Anschlussleiter in einer punktartigen Form an dem einen
Bereich des geschmolzenen Metalls, der ausgebreitet ist, verbunden
ist, und dass die verbleibenden Bereiche des geschmolzenen Metalls
nur die Leiter kontaktieren, und so ist es schwierig, die defekte
Verschweißung
gerade durch Messen des Widerstandswerts zu erfassen. In einer thermischen
Sicherung vom Legierungs-Typ wird das Teil aus der schmelzbaren
Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt, das geschmolzen wird, sphärisch aufgrund
der Oberflächenspannung
und trennt sich dann in mehrere Teile auf. Andererseits ist, in
der vorstehend angegebenen thermischen Sicherung vom flachen Typ,
da die geschmolzene Legierung in Form einer kreisförmigen Platte
mit der inneren Wand des dünnen
Raums in Kontakt tritt, der Oberflächenbereich der geschmolzenen
Legierung, auf der die Oberflächenspannung
einwirkt, klein. Dementsprechend wird die Trennfunktion des Legierungsteils,
das geschmolzen werden soll, im Wesentlichen verglichen mit demjenigen
der vorstehend angegebenen, sphärischen
Form des Legierungsteils, das geschmolzen wird, der thermischen
Sicherung vom Legierungs-Typ, verschlechtert.
-
Eine
solche thermische Sicherung vom flachen Typ ist, z.B., aus den Dokumenten
JP-A-10106425 und
JP 02291624 bekannt.
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine thermische Sicherung
vom flachen Typ zu schaffen, die leicht eine thermische Sicherung
vom flachen Typ bilden kann, die dazu geeignet ist, eine gute Arbeitsweise
sicherzustellen, und Herstellverfahren dafür zu schaffen.
-
Eine
thermische Sicherung vom flachen Typ gemäß der vorliegenden Erfindung
weist auf: einen Harzbasisfilm; ein Paar bandförmige Anschlussleiter, wobei
Spitzenbereiche des Paars der bandförmigen Anschlussleiter auf
dem Harzbasisfilm befestigt sind; ein Teil aus einer schmelzbaren
Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt, verbunden zwischen den Spitzenendbereichen
der bandförmigen
Anschlussleiter; ein Flussmittel, aufgebracht auf das Teil aus schmelzbarer
Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt; einen Harzabdeckfilm, der
auf einer Oberfläche
des Harzbasisfilms so angeordnet ist, dass ein Raum zwischen den
Filmen an Umfängen
sowohl des Harzabdeckfilms als auch des Harzbasisfilms abgedichtet
ist und ein Raum zwischen dem Harzabdeckfilm und den bandförmigen Anschlussleitern
abgedichtet ist; dadurch gekennzeichnet, dass eine Beziehung (V/L)1/2/d ≤ 1,8
erfüllt
ist, wobei ein Abstand zwischen den Spitzenbereichen der bandförmigen Anschlussleiter
so eingestellt ist, dass er L ist, ein Volumen des Teils aus schmelzbarer
Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt so eingestellt ist, dass es
V ist, und ein Abstand zwischen der vorderen Fläche des Harzbasisfilms und
einer inneren Oberfläche
des Harzabdeckfilms so eingestellt ist, dass er d ist.
-
Ein
Verfahren zum Herstellen einer thermischen Sicherung vom flachen
Typ gemäß der vorliegenden Erfindung
weist die Schritte auf: Befestigen von Spitzenbereichen eines Paars
von bandförmigen
Anschlussleitern auf einem Harzbasisfilm; Verbonden eines Teils
aus schmelzbarer Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt zwischen den
Spitzenendbereichen der bandförmigen
Anschlussleiter; Anordnen eines Harzabdeckfilms auf einer Oberfläche des
Harzbasisfilms so, dass ein Raum zwischen den Filmen an Umfängen sowohl
des Harzabdeckfilms als auch des Harzbasisfilms abgedichtet ist
und ein Raum zwischen dem Harzabdeckfilm und den bandförmigen Anschlussleitern
abgedichtet ist; wobei eine Beziehung (V/L)1/2/d ≤ 1,8 erfüllt ist,
wobei ein Abstand zwischen den Spitzenbereichen der bandförmigen Anschlussleiter
so eingestellt ist, dass er L ist, ein Volumen des Teils aus der
schmelzbaren Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt so eingestellt
ist, dass es V ist, und ein Abstand zwischen der vorderen Oberfläche des
Harzbasisfilms und einer inneren Oberfläche des Harzabdeckfilms so
eingestellt ist, dass er d ist.
-
In
den beigefügten
Zeichnungen:
-
1A zeigt
ein Diagramm, das eine Ausführungsform
einer thermischen Sicherung vom flachen Typ gemäß einer ersten Ausführungsform
darstellt;
-
1B zeigt
eine Schnittansicht der 1A, vorgenommen
entlang einer Linie B-B in 1A;
-
2A zeigt
ein Diagramm, das eine Ausführungsform
einer thermischen Sicherung vom flachen Typ gemäß einer zweiten Ausführungsform
darstellt;
-
2B zeigt
eine Schnittansicht der 2A, vorgenommen
entlang einer Linie B-B in 2A;
-
3 zeigt
ein Diagramm, das einen Harzabdeckfilm, verwendet in der thermischen
Sicherung vom flachen Typ gemäß der zweiten
Ausführungsform,
darstellt; 4A zeigt ein Diagramm, das ein
Beispiel einer thermischen Sicherung vom flachen Typ gemäß einer
dritten Ausführungsform
darstellt;
-
4B zeigt
eine Schnittansicht der 4A, vorgenommen
entlang einer Linie B-B in 4A;
-
5 zeigt
ein Diagramm, das ein Beispiel des Benutzungszustands einer thermischen
Sicherung vom flachen Typ gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt;
-
6A zeigt
ein Diagramm, das eine modifizierte Ausführungsform der thermischen
Sicherung vom dünnen
Typ gemäß der zweiten
Ausführungsform
darstellt;
-
6B zeigt
eine Schnittansicht der 6A, vorgenommen
entlang einer Linie B-B in 6A;
-
7A bis 7C zeigen
Diagramme, die Filme darstellen, verwendet in einer anderen, modifizierten Ausführungsform
der thermischen Sicherung vom flachen Typ gemäß der zweiten Ausführungsform;
-
8A und 8B zeigen
Diagramme, die eine noch andere, modifizierte Ausführungsform
einer thermischen Sicherung vom flachen Typ gemäß der zweiten Ausführungsform
darstellen; und
-
9A und 9B zeigen
Diagramme, die eine noch andere, modifizierte Ausführungsform
einer thermischen Sicherung vom flachen Typ gemäß der zweiten Ausführungsform
darstellen.
-
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
-
1A stellt
eine thermische Sicherung vom flachen Typ gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar, 1B zeigt
eine Schnittansicht, vorgenommen entlang einer Linie B-B in 1A.
-
In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 11 einen
Harzbasisfilm; und 2 bezeichnet bandförmige Anschlussleiter, von
denen jeder einen Spitzenbereich, befe stigt an dem Harzbasisfilm 11 durch
thermisches Verschweißen
oder durch ein Klebemittel, besitzt. Das Bezugszeichen 3 bezeichnet
ein schmelzbares Legierungsteil mit niedrigem Schmelzpunkt, verbunden
zwischen den Spitzenbereichen der bandförmigen Anschlussleiter 2, 2 durch
das Verschweißen;
4 bezeichnet ein Flussmittel, beschichtet auf dem schmelzbaren Legierungsteil
mit niedrigem Schmelzpunkt; und 12 bezeichnet einen Harzabdeckfilm,
niedergeschlagen auf der einen Oberfläche des Harzbasisfilms 11 so,
dass der Raum zwischen den Filmen an den Umfängen des Harzabdeckfilms und
der Raum zwischen dem Harzabdeckfilm und den bandförmigen Anschlussleitern
abgedichtet sind.
-
Als
das Flussmittel wird ein aktiviertes Harz allgemein verwendet, bei
dem ein Aktivierungsmittel für eine
Verfestigungsaktivierung verwendet wird. Als das Harz sind ein natürliches
Harz, ein modifiziertes Harz, wie beispielsweise Harz, dem Wasser
zugesetzt ist, ein inhomogenes Harz und ein polymerisiertes Harz,
und ein gereinigtes Harz davon, vorhanden. Als das Aktivierungsmittel
können
Hydrochlorid von Diethylamin, Hydrobromid von Diethylamin, und dergleichen,
verwendet werden. Wachs wird manchmal mit dem Flussmittel vermischt,
um so den Schmelzpunkt des Flussmittels einzustellen.
-
In
der vorstehend angegebenen Anordnung ist, unter der Annahme, dass
der Abstand zwischen den Spitzenbereichen der bandförmigen Anschlussleiter
L ist, das Volumen des schmelzbaren Legierungsteils mit niedrigem
Schmelzpunkt V ist und der Abstand zwischen der einen Oberfläche des
Harzbasisfilms und der inneren Oberfläche des Harzabdeckfilms d ist,
die folgende Beziehung unter diesen Werten gegeben. (V/L)1/2/d ≤ 1,8
-
Das
schmelzbare Legierungsteil 3 mit niedrigem Schmelzpunkt
ist durch einen runden Draht oder ein Band oder einen flachen Draht,
hergestellt aus einer schmelzbaren Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt, deren
Schmelzpunkt entsprechend der Betriebstemperatur eingestellt ist,
gebildet. Der Durchmesser des runden Drahts wird gewöhnlich in
einem Bereich von 500 μm
bis 1000 μm
eingestellt. Der flache Draht, der eingesetzt wird, ist so eingestellt,
dass er denselben Querschnittsflächenbereich
wie derjenige des runden Drahts besitzt. Der Querschnittsflächenbereich
des Drahts reicht nämlich
von ungefähr
0,78 bis 3,2 mm2.
-
Der
bandförmige
Anschlussleiter 2 kann aus Kupfer, Aluminium, Nickel, oder
dergleichen, zum Beispiel, hergestellt sein. Der bandförmige Anschlussleiter
kann gewöhnlich
eine Dicke im Bereich von 50 μm
bis 200 μm,
vorzugsweise ungefähr
100 μm,
haben, und besitzt eine Breite im Bereich von 2 mm bis 5 mm, vorzugsweise
ungefähr
3 mm. Die Länge
des bandförmigen
Anschlussleiters liegt allgemein in dem Bereich von 4 bis 31 mm,
vorzugsweise von 9 bis 23 mm.
-
Der
Harzbasisfilm 11 und der Harzabdeckfilm 12 können durch
Konstruktionskunststoffe, wie beispielsweise Polyethylenterephthalat,
Polyamid, Polyimid, Polybutylenterephthalat, Polyphenylenoxid, Polyethylensulfid,
Polysulfon, oder dergleichen, gebildet werden. Gewöhnlich wird
dieselbe Art eines Films für
den Harzbasisfilm und den Harzabdeckfilm eingesetzt, allerdings
können
unterschiedliche Arten von Filmen für diese Filme eingesetzt werden.
Die Dicke jedes dieser Filme wird in einem Bereich von 50 μm bis 500 μm eingestellt.
Die Länge
des Harzbasisfilms 11 liegt allgemein in dem Bereich von
7 bis 18 mm, vorzugsweise von 7 bis 12 mm. Die Breite liegt allgemein
in dem Bereich von 2,5 bis 10 mm, vorzugsweise von 3 bis 7 mm.
-
In
dem Fall einer Herstellung der thermischen Sicherung vom flachen
Typ, dargestellt in 1, sind die Spitzenbereiche
des Paars der bandförmigen
Anschlussleiter 2, 2 an der einen Fläche des
Harzbasisfilms 11 durch thermisches Pressen, Ultraschallschweißen, ein
Klebemittel, oder dergleichen, befestigt. Dann wird das Teil 3 aus
der schmelzbaren Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt mit den Spitzenbereichen
in der bandförmigen
Anschlussleiter 2, 2 durch das Widerstandsschweißen, oder
dergleichen, verbunden, so dass die Spitzenbereiche davon mit dem
Teil aus schmelzbarer Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt verbunden
sind.
-
Dieses
Schweißen
wird in einer Art und Weise so durchgeführt, dass ungefähr 2 bis
30% des gesamten Oberflächenbereichs
des schmelzbaren Legierungsteils mit niedrigem Schmelzpunkt als
die Kontaktfläche dient.
Demzufolge ist der freigelegte Oberflächenbereich der bandförmigen Anschlussleiter
(der Oberflächenbereich
der Spitzenbereiche der bandförmigen
Anschlussleiter mit Ausnahme der abgedichteten Bereiche davon) nicht
geringer als ungefähr
2 bis 30% des gesamten Oberflächenbereichs
des schmelzbaren Legierungsteils mit niedrigem Schmelzpunkt.
-
Weiterhin
wird das Flussmittel 4 über
das schmelzbare Legierungsteil 3 mit niedrigem Schmelzpunkt mit
einer vorbestimmten Dicke d beschichtet und verfestigt. Die Dicke
d des Flussmittels wird so eingestellt, dass sie die vorstehende
Beziehung von (V/L)1/2/d ≤ 1,8 erfüllt.
-
Dann
wird der Harzabdeckfilm 12 auf die eine Oberfläche des
Harzbasisfilms 11 niedergeschlagen. Danach wird, in dem
Zustand, dass der Harzabdeckfilm 12 so gebildet ist, dass
er das Flussmittel berührt,
der Harzbasisfilm 11 mit dem Harzabdeckfilm 12 verbunden
und auch der Harzabdeckfilm 12 wird mit den nicht abgedichteten
Bereichen der bandförmigen
Anschlussleiter mittels der Wärmedichtung,
dem Ultraschallschweißen,
der Laserbestrahlung, oder dergleichen, verbunden. So ist die Herstellung
der thermischen Sicherung vom flachen Typ, dargestellt in 1, abgeschlossen.
-
Tabelle
1 zeigt das experimentelle Ergebnis, das unter Verwendung der folgenden
Proben erhalten wurde. Die Anzahl der Proben für jeden Fall beträgt 10. Die
Proben wurden in das erhitzte Öl
mit 95°C
für 2 Minuten
eingetaucht und die Proben, die nicht zu einem nicht-leitenden Zustand
führten,
wurden dahingehend festgelegt, dass sie nicht arbeiten. Jede der
Proben wurde in einer Art und Weise gebildet, dass eine runde Linie
mit einem Durchmesser von 550 μm
und einem Schmelzpunkt von 93°C
als das Teil 3 aus schmelzbarer Legierung mit niedrigem
Schmelzpunkt eingesetzt wurde. Harz wurde als das Flussmittel 4 verwendet.
Die Werte L und V wurden geändert
(der Wert V wurde durch Ändern
der Länge
des Teils aus schmelzbarer Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt
geändert).
Die bandförmigen
Anschlussleiter (gebildet unter Verwendung von bandförmigem Kupfer
mit einer Dicke von 0,1 mm und einer Breite von 4 mm) und das Teil
aus schmelzbarer Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt wurden durch
Verschweißen
teilweise in einem Zustand verbunden, bei dem die Oberfläche der
bandförmigen
Leiterverbinder leicht oxidiert waren, um sie erzwungenermaßen in einen
unzureichenden Zustand zu versetzen.
-
-
Wie
anhand dieses experimentellen Ergebnisses ersichtlich ist, ist der
Zustand von (V/L)1/2/d = 1,8 ein kritischer
Punkt zum Bestimmen, ob die Probe arbeitet oder nicht. Deshalb wird,
unter Bezugnahme auf den kritischen Punkt, verständlich werden, dass dann, wenn
der Abstand L zwischen den Spitzenbereichen der bandförmigen Anschlussleiter
länger
wird, da das Volumen des schmelzbaren Legierungsteils mit niedrigen Schmelzpunkt
kleiner wird, oder wenn der Raum d größer wird, das Teil aus der
schmelzbaren Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt wahrscheinlicher
geschmolzen. Als eine Folge verringert sich das nicht arbeitende Proben-Verhältnis (die
Gültigkeit
schon V/L bezieht sich auf √,
was deshalb durch die Dimension D unterstützt wird).
-
In
dem Herstellverfahren der thermischen Sicherung vom flachen Typ
gemäss
der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann, durch nur Beschränken der
Dicke d des Flussmittels 4, das das Teil 3 aus
der schmelzbaren Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt abdeckt, und
dann durch normales Verbinden des Harzbasisfilms 11 mit
dem Harzabdeckfilm 12 und Verbinden des Harzabdeckfilms 12 mit
den wandförmigen
Anschlussleitern, die thermische Sicherung vom flachen Typ, die
die vorstehend erwähnte
Bedingung (V/L)1/2/d ≤ 1,8 erfüllt, hergestellt werden. Dementsprechend
kann die thermische Sicherung vom flachen Typ, geeignet, um das
Erzeugungsverhältnis
der nicht Betriebsfähigkeit
zu Null zu machen, einfach hergestellt werden.
-
2A stellt
eine thermische Sicherung vom flachen Typ gemäss einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar. 2B zeigt
eine Schnittansicht, vorgenommen entlang einer Linie B-B.
-
3 stellt
den Harzabdeckfilm 12, verwendet in der thermischen Sicherung
vom flachen Typ, dar. Der Harzabdeckfilm ist zu einer flachen Gehäuseform
gebildet, die die Beziehung (V/L)1/2/d ≤ 1,8 erfüllt.
-
Die
thermische Sicherung vom flachen Typ gemäss der zweiten Ausführungsform
wird in der folgenden Art und Weise hergestellt. Die Spitzenbereiche
des Paars der wandförmigen
Anschlussleiter 2,2 sind nämlich von der Seite der hinteren
Oberfläche
des Harzbasisfilms 11 zu der Hauptflächenseite davon freigelegt, und
werden dann an der Hauptfläche
durch thermisches Pressen, oder dergleichen, befestigt. Das Teil 3 der schmelzbaren
Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt wird an den Spitzenbereichen
der bandförmigen
Anschlussleiter 2, 2 durch Widerstandsschweißen, oder
dergleichen, so befestigt, dass die Spitzenbereiche davon durch
das Teil der schmelzbaren Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt verbunden
sind. Das Flussmittel 4 ist auf dem Teil 3 der
schmelzbaren Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt beschichtet. Der
Harzabdeckfilm 12, der im Voraus gebildet worden ist, wird
auf der einen Oberfläche
des Harzbasisfilms 11 angeordnet. Der Harzbasisfilm 11 wird
mit den Umfangsbereichen des Harzabdeckfilms 12 verbunden,
und auch werden die Umfangsbereiche des Harzabdeckfilms 12 mit
den bandförmigen
Anschlussleitern 2 mittels der Wärmedichtung, dem Ultraschallverschweißen, Laserbestrahlung,
oder dergleichen, verbunden. Damit ist die Herstellung der thermischen
Sicherung vom flachen Typ abgeschlossen.
-
4A zeigt
eine thermische Sicherung vom flachen Typ gemäss einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 4B zeigt
eine Schnittansicht, vorgenommen entlang einer Linie B-B in 4A. Diese
thermische Sicherung vom dünnen
Typ setzt den Abdeckfilm 12, gebildet durch Harz, dargestellt
in 3, ein.
-
Die
thermische Sicherung vom flachen Typ gemäß der dritten Ausführungsform,
wie sie in 4 dargestellt ist, wird
in der folgenden Art und Weise hergestellt. Der Spitzenbereich eines
bandförmigen
Anschlussleiters 21 wird von der hinteren Oberflächenseite
des Harzbasisfilms 11 zu der Hauptoberflächenseite
davon freigelegt und dann an der Hauptfläche durch thermisches Pressen,
oder dergleichen, befestigt. Der Spitzenbereich des anderen, bandförmigen Anschlussleiters 2 wird
an der Hauptfläche
des Harzbasisfilms 11 durch thermisches Pressen, oder dergleichen,
befestigt. Das Teil 3 aus der schmelzbaren Legierung mit
niedrigem Schmelzpunkt wird an den Spitzenbereichen der bandförmigen Anschlussleiter 2, 21 durch
Widerstandsschweißen,
oder dergleichen, so befestigt, dass die Spitzenbereiche davon mit
dem Teil der schmelzbaren Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt verbunden
sind. Das Flussmittel 4 wird auf dem Teil 3 aus
der schmelzbaren Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt beschichtet.
Der Harzabdeckfilm 12, der im Voraus gebildet worden ist,
wird auf der einen Oberfläche
des Harzbasisfilms 11 angeordnet. Dann wird der Harzbasisfilm 11 mit den
Umfangsbereichen des Harzabdeckfilms 12 verbunden und auch
wird der Harzabdeckfilm 12 mit dem anderen, bandförmigen Anschlussleiter 2 durch
Wärmeverbinden,
Ultraschallschweißen,
Laserbestrahlung, oder dergleichen, verbunden, wodurch die Herstellung
der thermischen Sicherung vom flachen Typ gemäss der dritten Ausführungsform
abgeschlossen ist.
-
In
jeder der thermischen Sicherungen vom flachen Typ gemäss der zweiten
und dritten Ausführungsform
kann, da der Abstand zwischen der Oberfläche des Harzbasisfilms und
der inneren Oberfläche
des Harzabdeckfilms durch die Tiefe d (der Wert d, der die Bedingung
(V/L)1/2/d ≤ 1,8 erfüllt) des konkaven Bereichs
des Harzabdeckfilms, der im Voraus gebildet worden ist, eingestellt
wird, die thermische Sicherung vom flachen Typ, die die Bedingung
(V/L)1/2/d ≤ 1,8 erfüllt, einfach durch den normalen
Herstellvorgang hergestellt werden.
-
Die
thermische Sicherung vom flachen Typ gemäss der vorliegenden Erfindung
kann verwendet werden, um, zum Beispiel, eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie
gegen eine abnormale Erwärmung
zu schützen.
-
5 stellt
eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie
dar, die in der folgenden Art und Weise aufgebaut ist. Eine Mehrzahl
von spiralförmig
gewundenen Teilen E aus der schmelzbaren Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt,
jeweils gebildet durch eine positive Elektrode 52, eine
negative Elektrode 53 und einen Separator 51,
angeordnet zwischen der positiven und der negativen Elektrode, sind
innerhalb eines negativen Elektrodenbehälters 54 so aufgenommen,
dass die negative Elektrode 53 elektrisch leitend mit der
Bodenwand des negativen Elektrodenbehälters 54 gemacht ist.
Eine positive Sammelelektrode 55 ist an dem oberen Ende
innerhalb des negativen Elektrodenbehälters 54 so angeordnet,
dass die positive Elektrode 52 elektrisch leitend mit der
positiven Sammelelektrode 55 gemacht ist. Ein oberer Endbereich 541 des
negativen Elektrodenbehälters 54 ist
an dem äußeren Umfangsende
einer Explosionsschutzventilplatte 56 und dem äußeren Umfangsende
eines positiven Elektrodendeckels 57 über eine Packung 58 geklemmt.
Hierdurch ist der mittlere, konkave Bereich der Explosionsschutzventilplatte 56 elektrisch
leitend mit einer positiven Sammelelektrode 59 gemacht.
Die thermische Sicherung vom flachen Typ, hergestellt gemäss den vorstehenden
Ausführungsformen,
kann in der folgenden Art und Weise verwendet werden. Die thermische
Sicherung vom dünnen
Typ ist in dem Raum zwischen der Explosionsschutzventilplatte 56 und
dem positiven Elektrodendeckel 57 der Lithium-Ionen-Sekundärbatterie
angeordnet. Ein Isolationsabstandsring r ist zwischen dem äußeren Umfangsende der
Explosionsschutzventilplatte 56 und dem äußeren Umfangsende
des positiven Elektrodendeckels 57 angeordnet. Einer der
bandförmigen
Anschlussleiter 2 ist sandwichartig zwischen dem äußeren Umfangsende der
Explosionsschutzventilplatte 56 und dem Isolationsabstandsring
r zwischengefügt,
und der andere, bandförmige
Anschlussleiter 2 ist sandwichartig zwischen dem äußeren Umfangsende
des positiven Elektrodendeckels 57 und dem Isolationsabstandsring
r zwischengefügt,
wodurch die thermische Sicherung vom flachen Typ innerhalb der Batterie
in Reihe eingesetzt ist.
-
6A stellt
eine thermische Sicherung vom flachen Typ einer Modifikation der
dritten Ausführungsform
dar. 6B zeigt eine Schnittansicht, vorgenommen entlang
einer Linie B-B in 6A. Diese thermische Sicherung
vom flachen Typ kann auch so verwendet werden, dass sie in Reihe
innerhalb der Batterie in der ähnlichen
Art und Weise, wie dies vorstehend beschrieben ist, eingesetzt wird.
-
In
den 6A und 6B stellt
ein Symbol F einen Rahmen dar, in dem eine Filmelektrode f1, die einen
bandförmigen
Anschlussleiter 21 an dem inneren Umfang eines ringförmigen Bereichs 201,
dargestellt in 7A, ein ringförmiger Harzabstandsfilm
s, dargestellt in 7B, und eine Filmelektrode f0,
die einen äußeren, bandförmigen Anschlussleiter 2 an
dem inneren Umfang eines ringförmigen
Bereichs 200 besitzt, dargestellt in 7C,
in einer solchen Art und Weise übereinander
ge legt sind, dass sich die bandförmigen
Anschlussleiter 2, 21, mit einem Winkel von 180° dazwischen
gegenüberliegen.
Ein Loch a ist an einem abgedichteten Bereich 20 des Anschlussleiters 2 dieser
zwei bandförmigen
Anschlussleiter 2, 21 gebildet. Diese Filmelektroden
f1, f0 können
mit der Oberfläche
des Harzabstandsfilms s durch thermisches Verschmelzen, oder dergleichen,
verbunden werden.
-
In 6A stellt
ein Symbol A einen Körper
einer thermischen Sicherung, angeordnet in dem mittleren Bereich
des Raums des Rahmens 11, dar. Dieser Körper der thermischen Sicherung
ist in der folgenden Art und Weise gebildet. Der Spitzenbereich
eines bandförmigen
Anschlussleiters 21 ist an der einen Oberfläche des
Harzbasisfilms 11 befestigt und ist weiterhin lokal von
der einen Oberfläche
des Harzbasisfilms 11 zu der äußeren Oberfläche davon
freigelegt. Der Spitzenbereich des anderen bandförmigen Anschlussleiters 2 ist
an der anderen Oberfläche
des Harzbasisfilms 11 befestigt. Der Spitzenbereich des
anderen, bandförmigen
Anschlussleiters, ist mit dem lokal freigelegten Spitzenbereich
des einen, bandförmigen
Anschlussleiters 21 durch das Teil 3 aus der schmelzbaren
Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt durch Verschweißen oder
dergleichen, verbunden, so dass die Spitzenbereiche davon durch
das Teil aus der schmelzbaren Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt
verbunden sind. Weiterhin ist das Flussmittel 4 auf dem
Teil 3 der schmelzbaren Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt
beschichtet. Dann wird der Harzabdeckfilm 12, dargestellt
in 3, auf dem mit Flussmittel beschichteten Teil
aus der schmelzbaren Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt angeordnet.
Danach wird der Harzbasisfilm 11 an dem Umfang des Harzabdeckfilms 12 mit
dem Harzabdeckfilm 12 verbunden und auch wird der Harzabdeckfilm 12 mit
dem anderen, bandförmigen
Anschlussleiter 2 mittels der Wärmeverbindung, dem Ultraschallschweißen, Laserbestrahlung,
oder dergleichen, verbunden.
-
Entsprechend
der so angeordneten, thermischen Sicherung vom flachen Typ wird
die thermische Sicherung vom flachen Typ sandwichartig in der Batterie,
dargestellt in 5, zwischen dem äußeren Umfangsende
der Explosionsschutzventilplatte 56 und dem äußeren Umfangsende
des positiven Elektrodendeckels 57 ohne Anordnen des Abstandsrings
r dazwischen zwischengefügt,
und die thermische Sicherung vom flachen Typ wird elektrisch in
Reihe mit der Batterie über
einen Pfad von dem elektrischen Kontakt zwischen der Explosionsschutzventilplatte 56 und
der Filmelektrode f1 des Rahmens F → des bandförmigen Anschlussleiters 21 der
Filmelektrode f1 → des
Teils 3 aus der schmelzbaren Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt → dem bandförmigen Anschlussleiter 2 des
Elektrodenfilms f0 → dem
elektrischen Kontakt zwischen dem positiven Elektrodendeckel 57 und
der Filmelektrode f0 des Rahmens F verbunden.
-
Die
thermische Sicherung vom flachen Typ gemäss der vorliegenden Erfindung
kann auch in der folgenden Art und Weise verwendet werden. Der eine
bandförmige
Anschlussleiter und der Körper
der thermischen Sicherung werden eng mit dem negativen Elektrodenbehälter der
Batterie in Kontakt gebracht, dann wird der eine bandförmige Anschlussleiter
elektrisch mit dem negativen Elektrodenbehälter verbunden, und der andere
bandförmige
Anschlussleiter wird elektrisch gegen den negativen Elektrodenbehälter durch
Separieren des anderen bandförmigen
Anschlussleiters von dem negativen Elektrodenbehälter oder durch Anordnen eines
Isolationsfilms dazwischen isoliert.
-
Wie
in den 8A bis 9B dargestellt
ist, kann die thermische Sicherung vom flachen Typ gemäss der vorliegenden
Erfindung in einer Art und Weise angeordnet werden, dass ein Schlitz
(Schlitze) s an dem Endbereich (den Endbereichen) des bandförmigen Anschlussleiters
(der bandförmigen
Anschlussleiter) vorgesehen wird, dann die Elektroden gegen den
bandförmigen
Anschlussleiter (die bandförmigen
Anschlussleiter) so angestoßen
werden, um sandwichartig den Schlitz (die Schlitze) des Anschlussleiters
(der Anschlussleiter) dazwischen zu fügen, und die Elektroden mit
der verbundenen Fläche
(zum Beispiel dem negativen Elektrodenbehälter der Batterie) mittels
Widerstandsschweißen
verbunden werden (der Schlitz (die Schlitze) dient (dienen) dazu,
den Widerstandswert zwischen den Elektroden auf einen bestimmten
Wert einzustellen). Weiterhin kann, wie in 9 dargestellt
ist, ein Loch oder ein Nutbereich e' zum Positionieren vorgesehen werden.
-
Wie
vorstehend beschrieben ist, kann, gemäss dem Herstellverfahren der
thermischen Sicherung vom flachen Typ der vorliegenden Erfindung,
die thermische Sicherung vorn flachen Typ, die die Beziehung (V/L)1/2/d ≤ 1,8
erfüllt,
durch das normale Herstellverfahren hergestellt werden, wobei der
Abstand zwischen den Spitzenbereichen der bandförmigen Anschlussleiter so eingestellt
wird, dass er L ist, das Volumen des Teils aus der schmelzbaren
Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt so eingestellt wird, dass es
V ist, und der Abstand zwischen der Oberfläche des Harzbasisfilms und
der inneren Oberfläche
des Harzabdeckfilms so eingestellt wird, dass er d ist. Gerade dann,
wenn ein defekter Schweissbereich zwischen den bandförmigen Anschlussleitern
und dem Teil aus der schmelzbaren Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt
aufgrund der Wärmestrahlungseigenschaft
der bandförmigen
Anschlussleiter verursacht wird, kann das Verhältnis der Bildung nicht arbeitender,
thermischer Sicherungen im wesentlichen zu Null gemacht werden,
so lange wie die vorstehend angegebene Beziehung von (V/L)1/2/d ≤ 1,8
erfüllt
ist. Dementsprechend kann, gemäss
der vorliegenden Erfindung, die thermische Sicherung vom flachen
Typ, die ausgezeichnet in ihrer Arbeitsweise ist, einfach hergestellt
werden.
