JP3878733B2

JP3878733B2 - 電池における温度ヒュ−ズの内付け構造及び温度ヒュ−ズ

Info

Publication number: JP3878733B2
Application number: JP32239897A
Authority: JP
Inventors: 智宏丹羽
Original assignee: Uchihashi Estec Co Ltd
Current assignee: Uchihashi Estec Co Ltd
Priority date: 1997-11-06
Filing date: 1997-11-06
Publication date: 2007-02-07
Anticipated expiration: 2017-11-06
Also published as: JPH11144588A

Description

【０００１】
【発明の属する技術的分野】
本発明はリチウムイオン電池等の密閉型二次電池内への温度ヒュ−ズの内付け構造及び温度ヒュ−ズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近来、携帯用電気機器等の電源としてリチウムイオン二次電池等の大容量電池が使用されている。
かかる大容量電池においては、充電時や放電時に相当に大きな電流が流れ、充電時や本体機器の故障時に過電流により異常発熱する畏れがある。
機器の異常発熱を未然に防止して機器を保護する回路保護素子としては、通常温度ヒュ−ズが使用されている。すなわち、温度ヒュ−ズを機器に直列に接続し、かつ機器の発熱を効率よく感熱し得るように機器に熱的に密接に取付け、機器の所望の限界温度で温度ヒュ−ズを作動させて機器の通電を遮断している。
上記電池においては、電解液の異常内圧時に作動する防爆弁板上に正極蓋を配し、その防爆弁板外周端部と正極蓋外周端部とを負極缶の上端部でパッキングを介しかしめて負極缶内の電解液を封止してあり、この防爆弁板外周端部と正極蓋外周端部との間に絶縁スペ−サを挾み、防爆弁板と正極蓋との間の空間に温度ヒュ−ズを収容し、この温度ヒュ−ズの一方のリ−ド導体を絶縁スペ−サと防爆弁板外周端部との間で挾持し、同温度ヒュ−ズの他方のリ−ド導体を絶縁スペ−サと正極蓋外周端部との間で挾持して電池回路に温度ヒュ−ズを直列に取り付けることが提案されている（特願平９−９４８５８号）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記温度ヒュ−ズの取付け構造では、負極缶の上端部でかしめられる内部に温度ヒュ−ズのリ−ド導体端部が存在し、その箇所が他の部分よりもかしめ難くなるので、かしめが局部的に不均等になり、電解液の封止性低下が懸念される。
【０００４】
本発明の目的は、リチウムイオン二次電池のような密閉型二次電池に電解液に対する確実な封止性を保証して温度ヒュ−ズの内付けを可能とすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電池における温度ヒュ−ズの内付け構造は、内周に端子を有する環状電極の二枚を絶縁スペ−サを介して重畳し、環状周方向に隔離された両端子間に温度ヒュ−ズ本体を接続してなる温度ヒュ−ズの温度ヒュ−ズ本体を電池の防爆弁板と正極蓋との間の空間に収容し、同温度ヒュ−ズの絶縁スペ−サ及び二枚の環状電極の重畳体を防爆弁板外周端部と正極蓋外周端部との間に挾み、これらの外周端部にパッキングを介して負極缶の上端部をかしめたことを特徴とし、温度ヒュ−ズ本体が一対のリ−ド導体を有し、各リ−ド導体が各環状電極の端子に接続されている構成、または各環状電極の端子がリ−ド端子とされ、これらのリ−ド端子が温度ヒュ−ズ本体のリ−ド導体とされている構成とすることもできる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１の（イ）は本発明に係る温度ヒュ−ズの一例を示す平面図、図１の（ロ）は図１の（イ）におけるロ−ロ断面図である。
図１の（イ）及び図１の（ロ）において、１１及び１２は上下の環状電極であり、それぞれ内周に端子１１０，１２０を有している。これらの環状電極１１，１２には、銅合金箔やアルミ合金箔やＮｉ箔等の金属箔の打ち抜き品を使用できる。２は環状の絶縁スペ−サであり、耐熱性プラスチックフィルム（例えば、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリアミド、ポリイミド、ポリフエニレンサルファィド等）やセラミックスシ−トを使用でき、この絶縁スペ−サ２を介して上記環状電極１１，１２を重畳し、両端子相互１１０，１２０をほぼ１８０°の角度で隔離してある。この絶縁スペ−サ２と環状電極１１，１２との界面は接着剤による接着または融着等で一体化することができる。
３は温度ヒュ−ズ本体であり、一対のリ−ド導体３１，３２を有し、一方のリ−ド導体３１を一方の環状電極１１の端子１１０に、他方のリ−ド導体３２を他方の環状電極１２の端子１２０にそれぞれ溶接等で接続してある。
この温度ヒュ−ズ本体には、リ−ド導体間に低融点可溶合金片を接続し、この低融点可溶合金片上にフラックスを塗布し、フラックス塗布低融点可溶合金片上に絶縁体筒（例えば、セラミックス筒）を挿通し、その筒の両端を接着剤（例えば、エポキシ樹脂）で封止したものを使用できる。
図１に示す温度ヒュ−ズにおいて、通常、各環状電極１１，１２の厚さは５０〜２００μｍ、絶縁スペ−サ２の厚さは５０〜２００μｍ、温度ヒュ−ズ本体３の外径はほぼ３０００μｍ、リ−ド導体３１，３２の外径はほぼ６００μｍとされる。
【０００７】
図２の（イ）は本発明に係る温度ヒュ−ズの別例を示し、絶縁スペ−サとしての円形の耐熱性絶縁基板２、例えばセラミックス板の片面に図２の（ロ）に示すように内周に端子１２０を有する環状電極１２を、セラミックス板２の他面に図２の（ハ）に示すように内周に端子１１０を有する環状電極１１及び一対のヒュ−ズエレメント接続用電極１１１，１２１を導電ペ−ストの印刷・焼付けにより形成し、この対電極の一方１２１をセラミックス板片面の端子１２０にスルホ−ル１２２で電気的に導通し（対電極の他方１１１はセラミックス板他面の端子１１０に連設されている）、対電極１１１，１２１間に温度ヒュ−ズ本体３を橋設してある。例えば、対電極１１１，１２１間にヒュ−ズエレメント（低融点可溶合金片）３３を接続し、ヒュ−ズエレメント３３にフラックス３４を塗布し、更に絶縁被覆３５（例えば、エポキシ樹脂等のコ−ト）を施してある。
【０００８】
図３は本発明に係る温度ヒュ−ズの他の別例を示す断面図であり、環状電極１１（１２）の端子１１０（１２０）をリ−ド端子とし、このリ−ド端子１１０（１２０）を温度ヒュ−ズ本体３のリ−ド導体に使用している。
【０００９】
図４の（イ）は本発明に係る温度ヒュ−ズの他の別例を示す断面図であり、図４の（ロ）に示すように、環状電極１１（１２）のリ−ド端子１１０（１２０）の先端にヒュ−ズエレメント接続用電極１１２（１２２）を一体に形成し、図４の（イ）に示すように、環状電極１１，１２を絶縁スペ−サを介して重畳し、中央孔３３１を有するヒュ−ズ用絶縁スペ−サ３３をヒュ−ズエレメント接続用電極１１２，１２２間に挿入すると共に中央孔３３１にヒュ−ズエレメント３４（低融点可溶合金片）を収容し、ヒュ−ズエレメント３４の各端部を絶縁スペ−サ３４と各ヒュ−ズエレメント接続用電極１１２（１２２）との間に挾み、各ヒュ−ズエレメント接続用電極とヒュ−ズ用絶縁スペ−サとの間を接着剤で接着し、ヒュ−ズエレメントの各端部と各ヒュ−ズエレメント接続用電極との間を抵抗溶接等で溶接してある。図４において、３５はヒュ−ズ用絶縁スペ−サ３３の中央孔３３１に充填したフラックスである。
【００１０】
図５は本発明に係る温度ヒュ−ズを内付した電池を示している。
この電池においては、セパレ−タ４１を介在させた正極４２と負極４３とのスパイラル巻回体ａを負極缶４４に収容して負極４３と負極缶４４の底面とを電気的に導通し、負極缶４４内の上端に正極集電極４５を配設して正極４２をこの集電極４５に電気的に導通し、負極缶４４の上端部４４１を防爆弁板外４６の外周端部及び正極蓋４７の外周端部にパッキング４８を介してかしめ加工し、防爆弁板４６の中央凹部を正極集電極４９に電気的に導通してある。
Ａは本発明に係る温度ヒュ−ズを示し、温度ヒュ−ズ本体３を防爆弁板４６と正極蓋４７との間の空間に収容し、絶縁スペ−サ２を介して重畳した環状電極１１，１２を防爆弁板４６の外周端部と正極蓋４７の外周端部とで挾み、これらの外周端部への上記パッキング４８を介しての負極缶上端部４４１のかしめ加工により負極缶４４内を電解液に対し封止してある。
【００１１】
上記において、重畳した環状電極１１，１２は両面平坦であり、全周にわたり厚さが一様であるから、負極缶上端部４４１を周方向にわたり一様にかしめることができ、温度ヒュ−ズ本体のリ−ド導体端部を防爆弁板外周端部と正極蓋外周端部との間に挾んで負極缶の上端部をかしめる従来例とは異なり不均等なかしみを排除できるから、パッキング４８を周方向にわたり一様に圧縮して優れた封止性を保証できる。
また、電池が温度上昇して温度ヒュ−ズ本体３のヒュ−ズエレメントが融点に加熱されると、ヒュ−ズエレメントの溶断で電池回路に直列に無限大のインピ−ダンスが挿入されることになり、通電が遮断される。
従って、ヒュ−ズエレメントの融点を電池の危険温度との関係で所定の温度に設定することによって、異常発熱の初期に電池の放電または充電を停止させて異常発熱を防止でき、かつ電解液の安定な封止性を保証できる。
【００１２】
本発明において、環状電極や絶縁スペ−サの外郭は電池の断面形状に応じて定められ、上記円形以外に角形とされることもある。
【００１３】
【発明の効果】
本発明に係る電池における温度ヒュ−ズの内付け構造は、絶縁スペ−サを介して重畳した二枚の環状電極を有する温度ヒューズを、これらの環状電極を回路中の導体接触面で挾んで使用できる構成であり、前記の重畳環状電極を電池の正極蓋外周端部と防爆弁板外周端部との間に隙間なく挾み得、これらの外周端部にパッキングを介して負極缶上端部を周方向に沿い一様にかしめることができるから、電池に電解液の封止性をよく保証して内付け
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る温度ヒュ−ズの一例を示す図面である。
【図２】本発明に係る温度ヒュ−ズの別例を示す図面である。
【図３】本発明に係る温度ヒュ−ズの上記とは異なる別例を示す図面である。
【図４】本発明に係る温度ヒュ−ズの上記とは異なる別例を示す図面である。
【図５】本発明に係る電池における温度ヒュ−ズの内付け構造を示す図面である。
【符号の説明】
１１環状電極
１２環状電極
１１０端子
１２０端子
２絶縁スペ−サ
３温度ヒュ−ズ本体
Ａ温度ヒュ−ズ
４４負極缶
４６防爆弁板
４７正極蓋
４８パッキング

Claims

内周に端子を有する環状電極の二枚を絶縁スペ−サを介して重畳し、環状周方向に隔離された両端子間に温度ヒュ−ズ本体を接続してなる温度ヒュ−ズの温度ヒュ−ズ本体を電池の防爆弁板と正極蓋との間の空間に収容し、同温度ヒュ−ズの絶縁スペ−サ及び二枚の環状電極の重畳体を防爆弁板外周端部と正極蓋外周端部との間に挾み、これらの外周端部にパッキングを介して負極缶の上端部をかしめたことを特徴とする電池における温度ヒュ−ズの内付け構造。
温度ヒュ−ズ本体が一対のリ−ド導体を有し、各リ−ド導体が各環状電極の端子に接続されていることを特徴とする請求項１記載の電池における温度ヒュ−ズの内付け構造。
各環状電極の端子がリ−ド端子とされ、これらのリ−ド端子が温度ヒュ−ズ本体のリ−ド導体とされていることを特徴とする請求項１記載の電池における温度ヒュ−ズの内付け構造。
内周に端子を有する環状電極を絶縁スペ−サの外周部の上下に、かつ両端子を環状周方向に隔離して配し、これらの各環状電極と絶縁スペ−サとの間を一体化し、前記両端子間に温度ヒュ−ズ本体を接続してなることを特徴とする温度ヒュ−ズ。