JP2002056756A - 圧力破砕型保護デバイス及びこれを用いた2次電池、コンデンサ並びに携帯型電子機器 - Google Patents

圧力破砕型保護デバイス及びこれを用いた2次電池、コンデンサ並びに携帯型電子機器

Info

Publication number
JP2002056756A
JP2002056756A JP2000194601A JP2000194601A JP2002056756A JP 2002056756 A JP2002056756 A JP 2002056756A JP 2000194601 A JP2000194601 A JP 2000194601A JP 2000194601 A JP2000194601 A JP 2000194601A JP 2002056756 A JP2002056756 A JP 2002056756A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
protection device
crushing
type protection
conductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000194601A
Other languages
English (en)
Inventor
Seisaku Hirai
誠作 平井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hosiden Corp
Original Assignee
Hosiden Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hosiden Corp filed Critical Hosiden Corp
Priority to JP2000194601A priority Critical patent/JP2002056756A/ja
Publication of JP2002056756A publication Critical patent/JP2002056756A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Fuses (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 導体部と端子との接合が安定的で十分な強度
を有する圧力破砕型保護デバイスを得る。 【構成】 周囲の圧力が予め設定された値以上になると
破砕される破砕部200と、この破砕部200に形成さ
れた銅薄膜からなる導体部210と、この導体部210
に接続される銅製の端子300とを備えており、前記端
子300と導体部210とが接合される接合部310で
は、錫又は金を用いた拡散接合がなされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧力破砕型保護デ
バイスやこれを用いた2次電池、コンデンサや、これら
を用いた携帯型電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、携帯電話やビデオカメラ等の
電子機器には、リチウムイオン電池などの2次電池が数
多く用いられている。これら各種の2次電池において、
例えば電子機器の故障や誤使用によって過充電状態や短
絡状態になると、電池内部が加熱され、電解液が分離さ
れてガスが発生し、電池内圧が上昇し、爆発してしまう
場合があった。このため、これらの2次電池には、各種
の保護デバイスが備えられている。
【0003】例えば、この種の圧力破砕型保護デバイス
としては、凹部が形成された圧力調整容器と、銅薄膜か
らなる導体部を備え、前記圧力調整容器を密閉するセラ
ミックスからなる破砕部と、前記導体部と電気的に接続
された端子とを有するものがある。
【0004】破砕部で圧力調整容器の凹部を密閉し、外
部の圧力(電池内圧)が高まると、前記凹部の内部の圧
力と電池内圧との差によって破砕部を破砕し、破砕部に
設けられた導体部を破断することで、前記爆発等を防止
するのである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この種の圧力破砕型保護デバイスは、端子に0.1mm
厚の銅板を用い、導体部には10μm厚の薄い蒸着膜を
用いているため、銅の融点を越える温度での溶接では、
薄い導体部の溶け具合をコントロールすることが困難に
なり、接合が不安定なものになっていた。これは、導体
部が薄いものである限り、どのような溶接であっても同
様であった。また、拡散接合では、蒸着膜が形成されて
いるセラミック製の圧力調整容器が接合時の熱衝撃によ
って割れることがあった。
【0006】また、銅板からなる端子と、薄い蒸着膜で
ある導体部とを拡散接合しても過大な負荷に対しては強
度が不十分であるため、搬送時や組立時等の取り扱い時
に注意が必要であった。
【0007】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
であって、導体部と端子との接合が安定的で十分な強度
を有する圧力破砕型保護デバイス、それを用いた2次電
池、コンデンサ及びこれらを用いた携帯型電子機器を提
供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る圧力破砕型
保護デバイスは、周囲の圧力が予め設定された値以上に
なると破砕される破砕部と、この破砕部に形成された銅
薄膜からなる導体部と、この導体部に接続される銅製の
端子とを備えており、前記端子と導体部とが接合される
接合部では、錫又は金を用いた拡散接合がなされるよう
になっている。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態に係る
圧力破砕型保護デバイスの概略的斜視図、図2は本発明
の実施の形態に係る圧力破砕型保護デバイスの図面であ
って、同図(A)は概略的平面図、同図(B)は概略的
側面図、図3は本発明の実施の形態に係る圧力破砕型保
護デバイスに用いられる破砕部の概略的平面図、図4は
本発明の実施の形態に係る圧力破砕型保護デバイスを用
いた2次電池の概略的断面図である。なお、各図におけ
る寸法は作図の都合上誇張して描かれている。
【0010】本発明の実施の形態に係る圧力破砕型保護
デバイスAは、図1及び図2に示すように、凹部110
が形成された圧力調整容器100と、導体部210を備
え、前記圧力調整容器100を密閉する破砕部200
と、前記導体部210と電気的に接続された端子300
とを備えている。
【0011】前記圧力調整容器100は、内部に略円柱
状の凹部110が形成された外観略直方体状をしてお
り、破砕部200によって凹部110の内部が密閉され
る構造となっている。この圧力調整容器100は、例え
ばセラミックスやガラス、プラスチック等から使用目的
に応じた大きさ、例えば長さ10mm、幅及び高さがそ
れぞれ数mm程度の大きさになっている。
【0012】前記破砕部200は、前記圧力調整容器1
00を密閉するための蓋となる部分であって、圧力調整
容器100の平面とほぼ同じ大きさに形成され、圧力調
整容器100に密着されるようになっている。この破砕
部200は、この圧力破砕型保護デバイスAに加えられ
た圧力によって破砕される。このため、例えば、セラミ
ックスやガラス、プラスチック等の比較的強度が弱い材
質から構成され、所定の動作圧で破砕される程度の板
厚、例えば0.1〜0.3mm程度に形成される。
【0013】前記破砕部200には、銅薄膜からなる導
体部210が形成されている。この導体部210は、破
砕部200の破砕によって破断される程度の膜厚、例え
ば10μm程度に設定されている。この導体部210
は、蒸着又はメッキで形成されている。また、この導体
部210の両端には、後述する端子300と接続するた
めにやや幅広となった接続部220が形成されている。
さらに、この破砕部200で前記圧力調整容器100の
凹部110を密閉すると、導体部210が凹部110の
上を通過するようになっている。
【0014】また、この破砕部200の上面には、切欠
溝230が形成されている。この切欠溝230は、破砕
部200が破砕され易くなるように設けられるものであ
って、例えば、十文字であったり(図3(A)参照)、
導体部210を横切る断面V字形状の溝であったり(図
3(B)参照)、平面視略H字形状であったりする(図
3(C)参照)。この切欠溝230は、破砕部200が
破砕されると確実に導体部210も破断されるようにす
るため、少なくとも導体部210を横切るように形成さ
れている。
【0015】前記端子300は0.1mm厚の銅板から
なる。この端子300の一端側、すなわち前記破砕部2
00の導体部210と接合される接合部310には、錫
からなる薄膜がメッキで形成されている。この薄膜は、
10μm厚に設定されている。
【0016】この圧力破砕型保護デバイスAは、次のよ
うにして製造される。まず、圧力調整容器100に破砕
部200を密着させた状態で接着剤等によって貼り合わ
せる。このとき、減圧下おいて両者を貼り合わせるのが
好ましい。この結果、圧力調整容器100の凹部110
の内部が減圧状態となって、小さな外圧によって破砕部
200を容易に破砕させることができるためである。従
って、圧力破砕型保護デバイスAの動作圧を小さな値に
設定することができ、圧力破砕型保護デバイスAの感度
を向上させることができる。なお、この凹部110の内
部圧力は、所望する動作圧に応じて設定され、破砕部2
00の構造にも左右されるが、安定した動作圧を得るた
めに、特に0.5気圧以下とすることが望ましい。
【0017】次に、破砕部200の導体部210の両端
の接続部220に、それぞれ端子300を取り付ける。
すなわち、端子300の一端に形成された錫の薄膜から
なる接合部310を接触させ、抵抗溶接機を用いた拡散
接合で導体部210と端子300とを接続するのであ
る。なお、抵抗溶接機以外では、レーザ溶接や、超音波
溶接、半田付けやパルスヒート等の熱溶着であってもよ
い。
【0018】錫の薄膜からなる接合部310と導体部2
10との拡散接合では、銅同士(端子300と導体部2
10)の拡散接合に比べて、接合し易く強度が得られる
ため、熱衝撃によるセラミック製の圧力調整100の割
れを防止することができ、搬送時や組立時の取扱も容易
である。
【0019】このように構成された圧力破砕型保護デバ
イスAを用いた2次電池500としては、図4に示すよ
うなものがある。この2次電池500は、負極(若しく
は正極)を兼ねた外装缶510と、個数の正極(若しく
は負極)を接続した集電体520と、この集電体520
と電気的に接続される出力電極530とを備えている。
前記外装缶510の開口には、封口体540がレーザ溶
接等によって気密に取り付けられ、内部には電解液55
0が充填されている。また、封口体540の中央には、
出力電極530を外部に引き出す開口541が開設され
ている。この開口541は出力電極530の周囲にガラ
ス等の絶縁性物質560がハーメチックシールされて密
閉されるとともに、出力電極530と外装缶510との
絶縁が図られている。圧力破砕型保護デバイスAは、前
記集電体520にいずれか一方の端子300が電気的に
接続され、前記出力電極530に他方の端子300が電
気的に接続される。すなわち、圧力破砕型保護デバイス
Aを介して状態で、集電体520と出力電極530とが
電気的に接続されるのである。
【0020】このように構成された2次電池500にお
いて、例えば過充電等によって電解液550が分解さ
れ、ガスが発生して電池内圧が上昇すると、圧力破砕型
保護デバイスAの外圧(電池内圧)と圧力調整容器10
0の内圧との差が大きくなり、破砕部200の耐圧以上
に電池内圧が上昇することで破砕部200が破砕され
る。これにより、破砕部200に形成された導体部21
0が破断され、集電体520と出力電極530との間の
電気的導通が遮断される。この結果、充電が停止されて
ガスの発生が抑えられ、2次電池500の発熱や変形や
電解液550の漏出を防止することができる。
【0021】なお、2次電池500のみならず、コンデ
ンサに圧力破砕型保護デバイスAを組み込むことも可能
である。
【0022】上述した実施の形態に係る圧力破砕型保護
デバイスAは、端子300に錫の薄膜からなる接合部3
10を設けたが、破砕部200の導体部210に錫の薄
膜からなる接合部を設けることも可能である。
【0023】上述した圧力破砕型保護デバイスAを用い
た2次電池500やコンデンサを携帯電話、ノートパソ
コン、PDA等の携帯型電子機器に用いると、安全性の
面でより優れたものとすることができる。
【0024】また、上述した圧力破砕型保護デバイスA
では、圧力調整容器100に凹部110が設けたが、圧
力調整容器に貫通孔を設けておき、貫通孔の一方の開口
は破砕板200で、他方の開口は蓋体でそれぞれ密閉す
るようにしてもよい。
【0025】さらに、上述した圧力破砕型保護デバイス
Aでは、破砕板200に切欠溝230を設けたが、これ
は必ずしも設ける必要はない。
【0026】また、接合部310は、錫からなる薄膜で
あるとして説明をしたが、金からなる薄膜であってもよ
い。銅同士の拡散接合に比べ、接合し易く強度が得られ
るのは同一である。
【0027】また、接合部310を構成する錫又は金の
薄膜には、錫と銅の合金や、錫とビスマスとの合金が添
加物として添加されていてもよい。
【0028】
【発明の効果】本発明に係る圧力破砕型保護デバイス
は、周囲の圧力が予め設定された値以上になると破砕さ
れる破砕部と、この破砕部に形成された銅薄膜からなる
導体部と、この導体部に接続される銅製の端子とを備え
ており、前記端子と導体部とが接合される接合部では、
錫又は金を用いた拡散接合がなされている。
【0029】このため、破砕部の導体部と端子との接合
条件のコントロールが容易であり、十分な接合強度を得
ることができた。
【0030】また、前記導体部が、蒸着又はメッキで形
成された10μm厚の薄いものの場合に好適である。な
ぜならば、導体部が薄膜であると、セラミック製の圧力
調整容器が熱の影響を受け易く、また融点を超えた場合
にはすぐに全部が溶融するおそれが高いため、温度のコ
ントロールが難しいのである。そこで、導体部が薄いも
のである場合に、錫又は金を用いた拡散接合を行うと、
拡散接合のコントロール、すなわち温度のコントロール
が容易になるのである。
【0031】また、錫や銅を用いると、銅からなる導体
部や端子の酸化を防止することができるという効果もあ
る。
【0032】一方、前記圧力破砕型保護デバイスを組み
込んだ2次電池は、圧力破砕型保護デバイスの破砕部の
導体部と端子との接合が従来のものより強いので、搬送
時や組立時等の取り扱い時に破損するおそれが低減し
た。
【0033】また、前記圧力破砕型保護デバイスを組み
込んだことを特徴とするコンデンサも、2次電池と同様
である。
【0034】さらに、前記圧力破砕型保護デバイス若し
くは前記2次電池或いは前記コンデンサを組み込んだ携
帯型電子機器も、搬送時や組立時等の取り扱い時に破損
するおそれが低減するとともに、使用時の破損のおそれ
も低減した。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る圧力破砕型保護デバ
イスの概略的斜視図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る圧力破砕型保護デバ
イスの図面であって、同図(A)は概略的平面図、同図
(B)は概略的側面図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る圧力破砕型保護デバ
イスに用いられる破砕部の概略的平面図である。
【図4】本発明の実施の形態に係る圧力破砕型保護デバ
イスを用いた2次電池の概略的断面図である。
【符号の説明】
100 圧力調整容器 110 凹部 200 破砕板 210 導体部 300 端子 310 接合部 A 圧力破砕型保護デバイス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01M 2/34 H01G 9/00 531

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 周囲の圧力が予め設定された値以上にな
    ると破砕される破砕部と、この破砕部に形成された銅薄
    膜からなる導体部と、この導体部に接続される銅製の端
    子とを具備しており、前記端子と導体部とが接合される
    接合部では、錫又は金を用いた拡散接合がなされること
    を特徴とする圧力破砕型保護デバイス。
  2. 【請求項2】 前記導体部は、蒸着又はメッキで形成さ
    れることを特徴とする請求項1記載の圧力破砕型保護デ
    バイス。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の圧力破砕型保護デ
    バイスを組み込んだことを特徴とする2次電池。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2記載の圧力破砕型保護デ
    バイスを組み込んだことを特徴とするコンデンサ。
  5. 【請求項5】 請求項1又は2に記載の圧力破砕型保護
    デバイス若しくは請求項3に記載の2次電池或いは請求
    項4に記載のコンデンサを組み込んだことを特徴とする
    携帯型電子機器。
JP2000194601A 2000-06-01 2000-06-28 圧力破砕型保護デバイス及びこれを用いた2次電池、コンデンサ並びに携帯型電子機器 Pending JP2002056756A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000194601A JP2002056756A (ja) 2000-06-01 2000-06-28 圧力破砕型保護デバイス及びこれを用いた2次電池、コンデンサ並びに携帯型電子機器

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000164984 2000-06-01
JP2000-164984 2000-06-01
JP2000194601A JP2002056756A (ja) 2000-06-01 2000-06-28 圧力破砕型保護デバイス及びこれを用いた2次電池、コンデンサ並びに携帯型電子機器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002056756A true JP2002056756A (ja) 2002-02-22

Family

ID=26593178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000194601A Pending JP2002056756A (ja) 2000-06-01 2000-06-28 圧力破砕型保護デバイス及びこれを用いた2次電池、コンデンサ並びに携帯型電子機器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002056756A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2131374A1 (en) * 2008-06-02 2009-12-09 Murata Manufacturing Co., Ltd. Ceramic electronic component with diffusion bonding between external electrode and metal terminal, and method for manufacturing the same
US10637108B1 (en) 2016-12-09 2020-04-28 Cornell Dubilier Marketing, Inc. Apparatus for detecting expansion of an energy storage device case

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2131374A1 (en) * 2008-06-02 2009-12-09 Murata Manufacturing Co., Ltd. Ceramic electronic component with diffusion bonding between external electrode and metal terminal, and method for manufacturing the same
KR101046499B1 (ko) * 2008-06-02 2011-07-04 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 세라믹 전자부품 및 그 제조방법
CN101599365B (zh) * 2008-06-02 2012-02-08 株式会社村田制作所 陶瓷电子部件及其制造方法
US8134825B2 (en) 2008-06-02 2012-03-13 Murata Manufacturing Co., Ltd. Ceramic electronic component and method for manufacturing the same
TWI408709B (zh) * 2008-06-02 2013-09-11 Murata Manufacturing Co 陶瓷電子零件及其製造方法
US9805865B2 (en) 2008-06-02 2017-10-31 Murata Manufacturing Co., Ltd. Ceramic electronic component and method for manufacturing the same
US10637108B1 (en) 2016-12-09 2020-04-28 Cornell Dubilier Marketing, Inc. Apparatus for detecting expansion of an energy storage device case

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100502337B1 (ko) 리튬 이차 전지
JP4488937B2 (ja) 二次電池
KR101084982B1 (ko) 신규한 구조의 이차전지 팩
US6445566B2 (en) Power source element
JP5319596B2 (ja) 電流遮断素子及びこれを備えた二次電池
KR100515354B1 (ko) 이차 전지
KR100477752B1 (ko) 보호소자 및 이를 구비한 리튬 이차 전지
JP4749130B2 (ja) 二次電池及びその形成方法
US7781092B2 (en) Secondary battery and method of manufacturing same
JP5279430B2 (ja) 保護回路基板及びこれを具備するバッテリーパック
CN101459235B (zh) 保护电路组件和具有该保护电路组件的电池组
CN100423351C (zh) 锂可充电电池
KR101156331B1 (ko) 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 제조하는 방법 및 상기 전극 조립체를 포함하는 이차전지
KR100490545B1 (ko) 이차 전지
JP4154456B2 (ja) リチウムイオン電池を備えた電池装置
JP2002056756A (ja) 圧力破砕型保護デバイス及びこれを用いた2次電池、コンデンサ並びに携帯型電子機器
KR100490547B1 (ko) 보호 수단을 가지는 리튬 이차 전지
KR100490634B1 (ko) 이차 전지
JP2000208023A (ja) ヒュ―ズ機能付防爆保護デバイス及びこれを用いた充電型電池並びに当該充電型電池を用いた携帯型電子機器
KR100515355B1 (ko) 이차 전지
KR100490544B1 (ko) 이차 전지
JP2001332309A (ja) 圧力破砕型保護デバイス及びこれを用いた2次電池、コンデンサ並びに携帯型電子機器
EP3001481A1 (en) Rechargeable battery
KR100949329B1 (ko) 이차전지
KR100457625B1 (ko) 전지 및 그 제조방법