JP2014053233A - Welding method of thermal fuse - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リチウムイオン電池やリチウムポリマー電池等の2次電池に用いられる温度ヒューズの溶接方法に関するものである。 The present invention relates to a method for welding a thermal fuse used in a secondary battery such as a lithium ion battery or a lithium polymer battery.
近年携帯電話、ノート型パソコン等の携帯型電子機器にリチウムイオン電池やリチウムポリマー電池等の2次電池が多く用いられている。リチウムイオン電池等の2次電池では、安全性の観点から、高温になったときに電流を遮断することが求められている。そのためこれらの2次電池には、所定の温度で電流を遮断し、復帰しないように温度ヒューズが用いられている。この温度ヒューズの使い方として、発熱源である電極に近い部分に抵抗溶接により取り付けることが行われている。 In recent years, secondary batteries such as lithium ion batteries and lithium polymer batteries are often used in portable electronic devices such as mobile phones and notebook computers. In a secondary battery such as a lithium ion battery, it is required to cut off the current when the temperature becomes high from the viewpoint of safety. Therefore, a thermal fuse is used in these secondary batteries so that the current is cut off at a predetermined temperature and does not return. As a method of using this thermal fuse, it is carried out by resistance welding at a portion close to an electrode which is a heat source.
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。 As prior art document information related to the invention of this application, for example, Patent Document 1 is known.
しかしながら、さらなる安全性のため、従来よりも低い温度で電流を遮断する温度ヒューズが求められる一方、現状品より、より小型化(端子電極の短寸法化)でかつ大電流に耐えられるものが求められている。温度ヒューズの大電流化のために、端子材料を従来のニッケルから銅に変更する動きがある。端子材料に銅を用いると、熱伝導性が高いため、且つ端子電極寸法が短くなると、抵抗溶接時の熱が可溶体に伝わりやすくなり、加えて、可溶体の溶融温度が低くなると、その影響は、さらに受けやすくなる。本発明はこの課題に対して、短い端子電極の温度ヒューズを可溶体への熱の影響を抑え安定して外部端子に溶接する方法を提供することを目的とする。 However, for further safety, there is a need for a thermal fuse that cuts off the current at a lower temperature than before. On the other hand, there is a need for a smaller fuse (shorter terminal electrode) and withstands a larger current than the current product. It has been. There is a movement to change the terminal material from conventional nickel to copper in order to increase the current of the thermal fuse. When copper is used as the terminal material, heat conductivity is high, and when the terminal electrode dimensions are shortened, the heat during resistance welding is easily transferred to the fusible body, and in addition, if the melting temperature of the fusible body is lowered, its effect Is even easier to receive. An object of the present invention is to provide a method for stably welding a thermal fuse having a short terminal electrode to an external terminal while suppressing the influence of heat on a fusible body.
本発明は上記課題を解決するために、可溶体を封入した本体部と、この本体部の両側から導出された平板状の端子電極とを有する温度ヒューズと、外部端子とを溶接する方法であって、端子電極と外部端子とを重ね合わせ、端子電極と当接する第1の溶接電極と、外部端子と当接する第2の溶接電極との間に電流を流すことにより端子電極と外部端子とを溶接するものであり、端子電極と第1の溶接電極とが接触する面積を、外部端子と第2の溶接電極とが接触する面積よりも大きくしたものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a method of welding a thermal fuse having a main body portion enclosing a fusible body and flat terminal electrodes led out from both sides of the main body portion, and an external terminal. Then, the terminal electrode and the external terminal are overlapped, and a current is passed between the first welding electrode that contacts the terminal electrode and the second welding electrode that contacts the external terminal, thereby connecting the terminal electrode and the external terminal. The area of contact between the terminal electrode and the first welding electrode is larger than the area of contact between the external terminal and the second welding electrode.
上記構成により、溶接により発生した熱のより多くを、端子電極と当接する第1の溶接電極側に伝熱することができ、可溶体に伝わる熱を少なくすることができ、溶接の熱による可溶体へのダメージを低減することができる。 With the above configuration, more of the heat generated by welding can be transferred to the first welding electrode side in contact with the terminal electrode, heat transmitted to the fusible body can be reduced, and the heat generated by welding can be reduced. Damage to the solution can be reduced.
以下、本発明の一実施の形態における温度ヒューズの溶接方法について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a thermal fuse welding method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明において用いられる温度ヒューズは、図1のように、一対の端子電極13の間に橋絡するように接合された可溶体11の周囲にフラックス19を入れ、絶縁フィルム20で封止し、本体部12としたものである。ここで端子電極13は厚さ約0.1mm、幅約2.3mmの銅板からなり、可溶体11はSn−Bi−In合金からなり、その溶融温度は80〜90℃のものを用いている。なお端子電極13の表面には、銅の酸化を防ぐために、錫等のメッキ層を設けておくことが望ましい。
As shown in FIG. 1, the thermal fuse used in the present invention puts
この端子電極13に対して、外部端子14を重ね合わせ、端子電極13と当接する第1の溶接電極15と、外部端子14と当接する第2の溶接電極16とで挟み、この間に電流を流すことにより端子電極13と外部端子14とを溶接する。外部端子14は厚さ約0.1mmのニッケル板からなり、その幅は端子電極13の幅と同等のものとなっている。本実施の形態では、端子電極13に突起部21を設けておき、プロジェクション溶接している。突起部21は幅方向に2ヶ設けているが、外部端子に突起部を設ける、あるいは突起部を設けずにスポット溶接してもかまわない。但し、突起部を設ける場合、材料がやわらかい方が形成しやすいため、本実施の形態のように、端子電極13に銅板、外部端子14にニッケル板を用いている場合、端子電極13側に設けることがより望ましい。
The
第1の溶接電極15および第2の溶接電極16は、ともにクロム銅からなり、第1の溶接電極15の端子電極13と当接する面をφ5mm、第2の溶接電極16の外部端子14と当接する面をφ2mmとしている。このようにすることにより溶接部分で熱が発生するが、端子電極13と第1の溶接電極15の接触している面積が大きいため、端子電極13側に伝わった熱の多くは第1の溶接電極15の方に伝わる。そのため可溶体11の方に伝わる熱を抑制することができ、溶接時の熱による可溶体11へのダメージを低減することができる。
Both the
ここで、もし第2の溶接電極の外部端子と当接する面を、第1の溶接電極と同様にφ5mmとした場合を考えると、本実施の形態のようにプロジェクション溶接を行った場合でも、突起部により接触している部分だけでなく、それぞれの溶接電極と接している部分にも電流が流れるため、大きな電流が必要となり、発熱量も大きくなるため、可溶体へのダメージが大きくなりやすい。 Here, if the surface contacting the external terminal of the second welding electrode is φ5 mm as in the case of the first welding electrode, even if projection welding is performed as in the present embodiment, the protrusion Since the current flows not only in the portion in contact with the portion but also in the portion in contact with each welding electrode, a large current is required and the amount of heat generation is increased, so that damage to the fusible body is likely to increase.
これに対して本実施の形態のように、外部端子14と第2の溶接電極16とが接触する面積を、端子電極13と第1の溶接電極15の接触している面積の1/3以下と小さくしておくことにより、電流が流れる領域を小さくすることにより発熱量を抑制するとともに、第1の溶接電極15の方に逃げる熱量を大きくすることにより、溶接時の熱による可溶体11へのダメージを低減することができる。
On the other hand, as in this embodiment, the area where the
さらに溶接時の熱による可溶体11へのダメージを低減するためには、図2のようにすることが望ましい。図2では温度ヒューズおよび溶接電極については図1と同様に構成し、第2の溶接電極16と本体部12との間にストッパー17を配置している。
Further, in order to reduce damage to the
このストッパー17は、アルミニウムの母材の表面にグラファイトシート18を貼り合せたものを用いている。まず外部端子14をストッパー17に当接させることにより、外部端子14の位置決めを行う。これにより端子電極13と外部端子14とを溶接する位置を正確に決めることができる。なお、外部端子14が当接するストッパー17の表面は、絶縁されていることが望ましい。これによりストッパー側に電流が漏れることを防ぐことができる。
The
さらに端子電極13と外部端子14とを溶接するときには、ストッパー17の底面を端子電極13に当接させるようにする。ストッパー17の表面に貼り合せたグラファイトシート18は、図2のように、少なくともストッパー17の底面および側面の一部に貼り合せられていることが望ましい。端子電極13に用いている銅の熱伝導率は、約400W/m・Kであるのに対し、例えば厚さ約25μmの熱分解グラファイトシートではその熱伝導率は、約1600W/m・Kと4倍にもなっているため、溶接時に端子電極13の方に流れてきた熱は、端子電極13に接するグラファイトシート18に伝わり、ストッパー17の側面に運ばれる。そのため溶接時に発生した熱の、可溶体11の方に伝わる熱を抑制することができ、溶接時の熱による可溶体11へのダメージを低減することができる。またこのグラファイトシート18は放熱性にも優れるため、ストッパー17の側面から速やかに空気中に放熱できるため、連続で溶接しても熱が蓄積されることは無く、連続稼動させることができる。さらに、図2のように、第1の溶接電極15側にもストッパー17と同様に母材の表面にグラファイトシート18を貼り合せた受け台22を配置し、ストッパー17と受け台22とで端子電極13を挟んだ状態で溶接することが望ましい。このようにすることにより端子電極13とストッパー17および受け台22との接触状態を向上させることができるため、より熱を逃がすことができるとともに、溶接時に発生する可能性のある機械的なストレスを可溶体11に伝えることを防ぐことができるため、より望ましい。
Further, when the
本発明に係る温度ヒューズの溶接方法は、切断温度の低い温度ヒューズであっても安定して外部端子に溶接することができ、産業上有用である。 The method for welding a thermal fuse according to the present invention is industrially useful because even a thermal fuse having a low cutting temperature can be stably welded to an external terminal.
11 可溶体
12 本体部
13 端子電極
14 外部端子
15 第1の溶接電極
16 第2の溶接電極
17 ストッパー
18 グラファイトシート
19 フラックス
20 絶縁フィルム
21 突起部
22 受け台
DESCRIPTION OF
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012198231A JP2014053233A (en) | 2012-09-10 | 2012-09-10 | Welding method of thermal fuse |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2012198231A JP2014053233A (en) | 2012-09-10 | 2012-09-10 | Welding method of thermal fuse |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2014053233A true JP2014053233A (en) | 2014-03-20 |
Family
ID=50611527
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2012198231A Pending JP2014053233A (en) | 2012-09-10 | 2012-09-10 | Welding method of thermal fuse |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2014053233A (en) |
-
2012
- 2012-09-10 JP JP2012198231A patent/JP2014053233A/en active Pending
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