JP4497143B2 - PTC element and battery protection system - Google Patents

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Description

本発明は、電池や電子回路を過電流から保護すること等を目的として使用されるPTC素子と、そのPTC素子を有する電池保護システムとに関する。   The present invention relates to a PTC element used for the purpose of protecting a battery or an electronic circuit from an overcurrent, and a battery protection system having the PTC element.

PTC(positive temperature coefficient)素子は、所定の温度領域において、素子の温度が上昇すると、素子の抵抗値が増加する特性を有する。特に、PTC素子の温度が素子本体を構成するポリマーの融解温度に達すると、PTC素子の抵抗が急激に増加する。このような性質はPTC特性と呼ばれる。   A PTC (positive temperature coefficient) element has a characteristic that the resistance value of the element increases when the temperature of the element rises in a predetermined temperature region. In particular, when the temperature of the PTC element reaches the melting temperature of the polymer constituting the element body, the resistance of the PTC element increases rapidly. Such a property is called a PTC characteristic.

PTC素子は、電子機器等の電気回路に組み込まれる。電子機器の使用中に、何らかの理由によって回路に過剰電流が流れた場合、電子機器の温度が上昇し、それに伴いPTC素子自体の温度も上昇する。そして、PTC素子の温度が素子本体を構成するポリマーの融解温度に達すると、PTC素子の抵抗値が急激に増加する。その結果、電気回路において、PTC素子が過剰電流を遮断する。よって、電気機器が過剰電流によって故障することを未然に防止できる。   The PTC element is incorporated in an electric circuit such as an electronic device. If an excessive current flows in the circuit for some reason during use of the electronic device, the temperature of the electronic device rises, and the temperature of the PTC element itself rises accordingly. And when the temperature of a PTC element reaches the melting temperature of the polymer which comprises an element main body, the resistance value of a PTC element will increase rapidly. As a result, the PTC element blocks excess current in the electric circuit. Therefore, it is possible to prevent the electrical device from being damaged due to excessive current.

このように、PTC素子は、過熱、過剰電流に対する安全保護装置として使用される。具体的には、PTC素子は、携帯電話の電源である2次電池を過電流から保護するための回路(保護回路)に組み込まれたりする。2次電池の充電中または放電中に過剰電流が流れた場合、PTC素子は電流を遮断して2次電池を保護する。   Thus, the PTC element is used as a safety protection device against overheating and excessive current. Specifically, the PTC element is incorporated in a circuit (protection circuit) for protecting a secondary battery that is a power source of the mobile phone from overcurrent. When an excessive current flows during charging or discharging of the secondary battery, the PTC element cuts off the current and protects the secondary battery.

このようなPTC素子の一例としては、ポリマー材料(結晶性重合体)に導電性粒子を分散させた素子本体(重合体正温度係数抵抗体)を、電極板(あるいは金属箔)で挟んだ構造を有するポリマーPTC素子が知られている(特許文献1参照)。   An example of such a PTC element is a structure in which an element body (polymer positive temperature coefficient resistor) in which conductive particles are dispersed in a polymer material (crystalline polymer) is sandwiched between electrode plates (or metal foils). There is known a polymer PTC element having a thickness (see Patent Document 1).

ポリマーPTC素子は、従来、以下のような方法によって製造される。まず、金属粒子、カーボンブラック等の導電性フィラーを含む高分子(高密度ポリエチレン等)を押出成形し、素子本体を形成する。次に、素子本体の表裏面に、電極板を熱圧着することによって、ポリマーPTC素子が完成する。   Conventionally, the polymer PTC element is manufactured by the following method. First, a polymer (such as high-density polyethylene) containing a conductive filler such as metal particles and carbon black is extruded to form an element body. Next, the polymer PTC element is completed by thermocompression bonding the electrode plate to the front and back surfaces of the element body.

このポリマーPTC素子を所定の保護回路に組み込む際は、その電極板を、保護回路と電気的に接続された端子板へ接合する。この接合は、従来、ハンダ付け、溶接等により実施される。   When the polymer PTC element is incorporated in a predetermined protection circuit, the electrode plate is joined to a terminal plate electrically connected to the protection circuit. This joining is conventionally performed by soldering, welding, or the like.

ハンダ付け、溶接等を行う場合、電極板および端子板の少なくとも一部分を高温に加熱する必要がある。ポリマーPTC素子の電極板(あるいは金属箔)は非常に薄いため、ハンダ付け、溶接の際に電極板へ加わる熱が、直ちに素子本体に伝導する。その結果、素子本体が高温となり、熱劣化(軟化または溶融)することがある。素子本体が軟化または溶融すると、ポリマー中の導電性粒子の分散性が不均一となる。このような熱履歴を経たポリマーPTC素子においては、室温での抵抗値(室温抵抗値)がこの熱履歴前に比べて大きく増大してしまう。   When performing soldering, welding, etc., it is necessary to heat at least a part of the electrode plate and the terminal plate to a high temperature. Since the electrode plate (or metal foil) of the polymer PTC element is very thin, heat applied to the electrode plate during soldering and welding is immediately conducted to the element body. As a result, the element body becomes high temperature and may be thermally deteriorated (softened or melted). When the element body is softened or melted, the dispersibility of the conductive particles in the polymer becomes non-uniform. In a polymer PTC element that has undergone such a thermal history, the resistance value at room temperature (room temperature resistance value) is greatly increased compared to that before this thermal history.

また、素子本体が大気に直接曝されると、素子本体が大気中の酸素によって酸化されることが問題となる。素子本体が酸化されると、室温におけるポリマーPTC素子の室温抵抗値が、素子本体の酸化前に比べて大きく増大してしまう。また、上述のハンダ付け、溶接等に伴う素子本体の熱劣化は、素子本体の酸化によって促進されてしまう。   Further, when the element main body is directly exposed to the atmosphere, there is a problem that the element main body is oxidized by oxygen in the atmosphere. When the element body is oxidized, the room temperature resistance value of the polymer PTC element at room temperature is greatly increased as compared with that before the element body is oxidized. Further, the thermal deterioration of the element body due to the above-described soldering, welding, or the like is promoted by oxidation of the element body.

さらには、素子本体が熱劣化あるいは酸化したポリマーPTC素子に対して、温度の上昇、下降を繰り返すと、ポリマーPTC素子の室温抵抗値がますます高くなってしまう。このように室温抵抗値の高くなったポリマーPTC素子においては、消費電力が増加してしまう。   Furthermore, if the temperature rise and fall of the polymer PTC element whose element body is thermally deteriorated or oxidized is repeated, the room temperature resistance value of the polymer PTC element becomes higher. In such a polymer PTC element having a high room temperature resistance value, the power consumption increases.

このように、ポリマーPTC素子の室温抵抗値の増大は、携帯電話などの小型機器に搭載する場合に、電力の浪費、あるいは電池の短寿命化などの問題につながる。   As described above, the increase in the room temperature resistance value of the polymer PTC element leads to problems such as waste of power or shortening of battery life when mounted on a small device such as a mobile phone.

素子本体の酸化、熱劣化、およびこれらに起因するポリマーPTC素子の室温抵抗値の増大を防止する方法として、電極板で覆われていない素子本体の露出面に保護膜を形成することが挙げられる。保護膜は、酸素を遮蔽する機能を有する樹脂を素子本体の露出面に塗布することによって形成される。   As a method for preventing oxidation of the element body, thermal degradation, and increase in the room temperature resistance value of the polymer PTC element due to these, forming a protective film on the exposed surface of the element body that is not covered with the electrode plate can be mentioned. . The protective film is formed by applying a resin having a function of shielding oxygen to the exposed surface of the element body.

このような従来の保護膜形成法においては、樹脂を素子本体の露出面に塗布する際に、素子本体に接合された電極板の表面(本来樹脂が塗布されてはならない部分)まで樹脂が塗布され、保護膜で覆われてしまうことが問題となる。電極板の表面に保護膜が形成されると、そこに段差が形成される。電極板に端子板を接合する際には、この段差のため(電極板と端子板との間に保護膜が介在するため)、接合不良が発生してしまう。また、本来素子本体に塗布されるべき樹脂が、電極板表面にまで塗布されると、素子本体の露出面における樹脂の被覆厚さが低下する恐れがある。その結果、素子本体の酸化を充分に防止できない恐れがある。
国際公開 WO2004/023499
In such a conventional protective film forming method, when the resin is applied to the exposed surface of the element body, the resin is applied to the surface of the electrode plate joined to the element body (the portion where the resin should not be applied). However, it becomes a problem that it is covered with a protective film. When a protective film is formed on the surface of the electrode plate, a step is formed there. When joining the terminal plate to the electrode plate, this step (because a protective film is interposed between the electrode plate and the terminal plate) causes a bonding failure. In addition, if the resin that should be applied to the element body is applied to the surface of the electrode plate, the coating thickness of the resin on the exposed surface of the element body may be reduced. As a result, there is a possibility that oxidation of the element body cannot be sufficiently prevented.
International publication WO2004 / 023499

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、素子本体の酸化を防止することができ、また、電極板の表面に保護膜が誤って形成されることを防止できるPTC素子を提供することである。また、本発明の別の目的は、過剰な電流が流れた場合に、電池を有効に保護することができる電池保護システムを提供することである。   The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a PTC element that can prevent the element body from being oxidized and prevent a protective film from being erroneously formed on the surface of the electrode plate. Is to provide. Another object of the present invention is to provide a battery protection system capable of effectively protecting a battery when an excessive current flows.

上記目的を達成するために、本発明に係るPTC素子は、
所定の温度領域において温度上昇に伴い抵抗値が増加する素子本体と、
前記素子本体の表裏面に接合された一対の第1および第2電極板とを有するPTC素子であって、
前記第1および第2電極板で覆われていない前記素子本体の露出面には、保護膜が形成され、
前記素子本体が、前記第1電極板との素子接合面から外方に飛び出している突出部を有する。なお、好ましくは、突出部は、素子接合面と同一平面方向において、素子接合面側から外方に飛び出す。
In order to achieve the above object, the PTC element according to the present invention includes:
An element body whose resistance value increases as the temperature rises in a predetermined temperature range;
A PTC element having a pair of first and second electrode plates bonded to the front and back surfaces of the element body,
A protective film is formed on the exposed surface of the element body that is not covered with the first and second electrode plates,
The element body has a protruding portion protruding outward from an element bonding surface with the first electrode plate. Preferably, the protruding portion protrudes outward from the element bonding surface side in the same plane direction as the element bonding surface.

好ましくは、前記素子本体が、正の温度係数を持つ導電性ポリマーである。   Preferably, the element body is a conductive polymer having a positive temperature coefficient.

本発明に係るPTC素子では、素子本体の露出面に保護膜を形成することによって、素子本体が大気中の酸素によって酸化されることを防止できる。また、素子本体の酸化を防止することにより、ポリマーPTC素子の室温抵抗値の上昇を防止することができる。また、保護膜によって、素子本体を外部からの衝撃から保護することができる。すなわち、保護膜によって素子本体の機械的強度を向上させることができる。   In the PTC element according to the present invention, it is possible to prevent the element body from being oxidized by oxygen in the atmosphere by forming a protective film on the exposed surface of the element body. Further, by preventing oxidation of the element body, it is possible to prevent an increase in the room temperature resistance value of the polymer PTC element. Further, the element body can be protected from an external impact by the protective film. That is, the mechanical strength of the element body can be improved by the protective film.

また、本発明に係るPTC素子では、素子本体が、第1電極板との素子接合面から外方に飛び出している突出部を有する。よって、素子本体の露出面に樹脂(保護膜形成用樹脂)を塗布し、保護膜を形成する際に、樹脂が素子本体の露出面から第1電極板側へ回り込んだとしても、樹脂は、第1電極板表面と突出部表面との段差を乗り越えることができない。その結果、樹脂は、第1電極板表面上へは回り込めず、突出部表面にのみ保持される。すなわち、第1電極板の表面(端子板が接合される側)に樹脂が塗布されることが防止される。そのため、第1電極板の表面(端子板と接合される側)に保護膜が形成されない。よって、第1電極板と端子板とを、保護膜に介在されることなく良好に密着、接合させることができる。    Moreover, in the PTC element according to the present invention, the element body has a protruding portion that protrudes outward from the element bonding surface with the first electrode plate. Therefore, when resin (protective film forming resin) is applied to the exposed surface of the element body and the protective film is formed, even if the resin wraps around from the exposed surface of the element body toward the first electrode plate, The step between the surface of the first electrode plate and the surface of the protruding portion cannot be overcome. As a result, the resin does not go around on the surface of the first electrode plate and is held only on the surface of the protruding portion. That is, the resin is prevented from being applied to the surface of the first electrode plate (the side to which the terminal plate is joined). Therefore, a protective film is not formed on the surface of the first electrode plate (the side bonded to the terminal plate). Therefore, the first electrode plate and the terminal plate can be adhered and bonded satisfactorily without being interposed in the protective film.

また、突出部によって、第1電極板の表面(端子板が接合される側)に保護膜が形成されることが防止されるため、第1電極板と端子板との接合位置(端子接合部の位置)の寸法精度を向上させることができる。また、PTC素子全体の幅や厚みの寸法不良を防止することができる。   Further, since the protrusion prevents the protective film from being formed on the surface of the first electrode plate (the side to which the terminal plate is bonded), the bonding position between the first electrode plate and the terminal plate (terminal bonding portion) ) Can be improved in dimensional accuracy. In addition, it is possible to prevent dimensional defects in the width and thickness of the entire PTC element.

また、本来、素子本体の露出面に塗布されるべき樹脂が、第1電極板の表面(本来、樹脂が塗布されてはならない面)に塗布されることを防止することにより、素子本体の露出面における樹脂の被覆厚さを充分なものとすることができる。その結果、素子本体の酸化を有効に防止することができる。   Further, by preventing the resin that should be originally applied to the exposed surface of the element body from being applied to the surface of the first electrode plate (the surface that should not be originally coated with the resin), the exposure of the element body is achieved. The coating thickness of the resin on the surface can be made sufficient. As a result, it is possible to effectively prevent the element body from being oxidized.

また、本発明に係るPTC素子では、素子本体が突出部を有することによって、素子本体と第1電極板とを接合する際に、両者間の位置決めが容易となる。すなわち、位置決めの際に、突出部の寸法以下程度の位置ズレが生じたとしても、第1電極板における素子接合面側(素子本体側)の表面を外部に露出させることなく、素子本体と第1電極板とを良好に接合することができる。   Moreover, in the PTC element according to the present invention, when the element body has the protruding portion, positioning between the element body and the first electrode plate is facilitated. That is, even when a positional deviation of about the dimension of the protruding portion or less occurs at the time of positioning, the element body and the first electrode plate are not exposed to the outside without exposing the surface on the element bonding surface side (element body side). One electrode plate can be satisfactorily bonded.

上述のように、本発明に係るPTC素子においては、素子本体の酸化を防止することができる。その結果、本発明に係るPTC素子では、通常使用時においては、消費電力の低減を図ることができると共に、必要な場合には、電流を遮断して電子機器を保護すると言う本来の機能を有効に発揮することができる。   As described above, in the PTC element according to the present invention, it is possible to prevent the element body from being oxidized. As a result, the PTC element according to the present invention can reduce the power consumption during normal use and, when necessary, the original function of cutting off the current and protecting the electronic device is effective. Can be demonstrated.

好ましくは、所定回路と接続するための端子板と、前記第1電極板とが、前記端子板と前記第1電極板とが重複する部分に位置する端子接合部において接合され、該端子接合部の近傍に前記突出部が位置する。より好ましくは、前記突出部が、前記素子本体の全周に位置する。   Preferably, a terminal plate for connecting to a predetermined circuit and the first electrode plate are joined at a terminal joint located at a portion where the terminal plate and the first electrode plate overlap, and the terminal joint The protrusion is located in the vicinity of. More preferably, the protrusion is located on the entire circumference of the element body.

第1電極板における端子接合部の近傍に突出部が位置することによって、素子本体の露出面に保護膜形成用の樹脂を塗布する際に、樹脂は、端子接合部近傍に位置する突出部表面に保持され、端子接合部までには至ることができない。すなわち、第1電極板表面上には、樹脂が塗布されず、保護膜は形成されない。その結果、端子接合部において、第1電極板と端子板とを、保護膜に介在されることなく、良好に密着、接合させることができる。   When the protrusion is located in the vicinity of the terminal joint in the first electrode plate, when the resin for forming the protective film is applied to the exposed surface of the element body, the resin is on the surface of the protrusion located in the vicinity of the terminal joint. And cannot reach the terminal joint. That is, no resin is applied on the surface of the first electrode plate, and no protective film is formed. As a result, in the terminal joint portion, the first electrode plate and the terminal plate can be satisfactorily adhered and joined without being interposed in the protective film.

また、突出部が素子本体の全周(4辺)に位置することによって、樹脂を素子本体のいずれの側面(露出面)に塗布した場合であっても、樹脂が、素子本体の露出面から、第1電極板の表面(端子接合部側の表面)へ回り込むことを確実に防止できる。   In addition, since the protrusions are located on the entire circumference (four sides) of the element body, the resin can be removed from the exposed surface of the element body even when the resin is applied to any side surface (exposed surface) of the element body. Further, it is possible to reliably prevent wrapping around the surface of the first electrode plate (surface on the terminal joint portion side).

好ましくは、前記端子板が、ニッケルを主として含むニッケル端子板で構成される。   Preferably, the terminal plate is composed of a nickel terminal plate mainly containing nickel.

ニッケルを主成分とする端子板を用いることによって、ニッケルを主成分とする第1電極板との接合(スポット溶接)の強度を向上させることができる。   By using the terminal plate mainly composed of nickel, the strength of joining (spot welding) with the first electrode plate mainly composed of nickel can be improved.

好ましくは、前記第2電極板が、二種類以上の材質の板材が積層してあるクラッド板に接合してある。   Preferably, the second electrode plate is bonded to a clad plate in which two or more kinds of plate materials are laminated.

第2電極板が、電池の電極と異なる材質で構成してある場合に、第2電極板と、電池の電極との間にクラッド板を介在させる。スポット溶接により、第2電極板と、クラッド板において第2電極板と同じ材質を有する側面とを接合し、クラッド板において電池の電極と同じ材質を有する側面と、電池の電極とを接合する。その結果、クラッド板を用いない場合に比べて、第2電極板と、電池の電極との接続が容易になる。   When the second electrode plate is made of a material different from that of the battery electrode, a clad plate is interposed between the second electrode plate and the battery electrode. By spot welding, the second electrode plate and the side surface of the clad plate having the same material as the second electrode plate are joined, and the side surface of the clad plate having the same material as the battery electrode is joined to the battery electrode. As a result, the connection between the second electrode plate and the battery electrode is facilitated as compared with the case where no clad plate is used.

本発明では、前記素子本体の表裏面には、金属箔が積層してあり、各金属箔に対して、前記第1および第2電極板が接合してあっても良い。また、前記保護膜が、前記素子本体の前記突出部に位置する前記金属箔の少なくとも一部を覆っていてもよい。   In the present invention, metal foil may be laminated on the front and back surfaces of the element body, and the first and second electrode plates may be bonded to each metal foil. Further, the protective film may cover at least a part of the metal foil located at the protruding portion of the element body.

本発明に係る電池保護システムは、
上記のいずれかに記載のPTC素子と、
前記PTC素子の第1電極板に電気的に接続される保護回路と、
前記PTC素子の第2電極板に電気的に接続される電池とを有する。
The battery protection system according to the present invention includes:
A PTC element according to any of the above,
A protection circuit electrically connected to the first electrode plate of the PTC element;
A battery electrically connected to the second electrode plate of the PTC element.

本発明に係る電池保護システムでは、過剰な電流が流れたとしても、電池を有効に保護することができる。また、電池保護システムが、室温抵抗値の小さいPTC素子を有することによって、電池保護システム、および電池保護システムを有する電子機器全体の消費電力を減少させることができる。   In the battery protection system according to the present invention, even when an excessive current flows, the battery can be effectively protected. Further, since the battery protection system includes the PTC element having a low room temperature resistance value, the power consumption of the battery protection system and the entire electronic device including the battery protection system can be reduced.

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るポリマーPTC素子の使用状態(電池保護システム)を示す要部断面図、
図2は、図1に示すポリマーPTC素子の断面図、
図3は、図2に示すIII部分の拡大図であって、突出部の詳細を示す要部断面図、
図4は、本発明の一実施形態に係るポリマーPTC素子を、図2のIV方向に見た外観図であって、第1電極板、端子接合部、保護膜、および素子本体の位置関係を示す概略図、
図5は、本発明の一実施形態に係るポリマーPTC素子の製造工程において、素子本体の素子接合面(第1面)に対して第1電極板を接合(熱圧着)する方法、および突出部の形成方法を示す概略図、
図6A、図6Bは、本発明の一実施形態に係るポリマーPTC素子の製造工程において、素子本体の露出面に保護膜形成用の樹脂を塗布する方法を示す概略図、
図7は、本発明の他の実施形態に係るポリマーPTC素子の製造工程において、素子本体の素子接合面(第1面)に対して第1電極板を接合(熱圧着)する方法、および突出部の形成方法を示す概略図、
図8は、本発明の他の実施形態に係るポリマーPTC素子の断面図である。
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part showing a use state (battery protection system) of a polymer PTC element according to an embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view of the polymer PTC element shown in FIG.
FIG. 3 is an enlarged view of a part III shown in FIG.
FIG. 4 is an external view of a polymer PTC element according to an embodiment of the present invention viewed in the IV direction of FIG. 2, and shows the positional relationship among the first electrode plate, the terminal joint, the protective film, and the element body. Schematic showing,
FIG. 5 shows a method for bonding (thermocompression bonding) a first electrode plate to an element bonding surface (first surface) of an element body and a protrusion in a manufacturing process of a polymer PTC element according to an embodiment of the present invention. Schematic showing the formation method of
6A and 6B are schematic views showing a method of applying a resin for forming a protective film on the exposed surface of the element body in the manufacturing process of the polymer PTC element according to an embodiment of the present invention;
FIG. 7 shows a method of bonding (thermocompression bonding) a first electrode plate to an element bonding surface (first surface) of an element body and a protrusion in a manufacturing process of a polymer PTC element according to another embodiment of the present invention. Schematic showing the method of forming the part,
FIG. 8 is a cross-sectional view of a polymer PTC element according to another embodiment of the present invention.

ポリマーPTC素子の全体構成
まず、本発明に係るPTC素子の一実施形態として、携帯電話の電源として用いられる2次電池セルを保護するためのポリマーPTC素子について説明する。
Overall Configuration of Polymer PTC Element First, a polymer PTC element for protecting a secondary battery cell used as a power source of a mobile phone will be described as an embodiment of a PTC element according to the present invention.

図1に示すポリマーPTC素子2は、携帯電話の電源である2次電池セル32と、その二次電池セル32を過電流から保護するための保護回路30(所定回路)との間に組み込まれる。ポリマーPTC素子2は、過充電によるセル温度の異常上昇やセルの外部短絡による過電流が流れた場合、保護回路30と二次電池セル32との間の電流を遮断して2次電池セル32を保護する。   The polymer PTC element 2 shown in FIG. 1 is incorporated between a secondary battery cell 32 that is a power source of a mobile phone and a protection circuit 30 (predetermined circuit) for protecting the secondary battery cell 32 from overcurrent. . The polymer PTC element 2 cuts off the current between the protection circuit 30 and the secondary battery cell 32 when an abnormal increase in cell temperature due to overcharging or an overcurrent due to an external short circuit of the cell flows, and the secondary battery cell 32. Protect.

以下では、まず、ポリマーPTC素子2の全体構成について説明する。   Below, first, the whole structure of the polymer PTC element 2 is demonstrated.

図1および図2に示すポリマーPTC素子2は、正の抵抗温度特性(PTC特性)を有する導電性ポリマーで構成してある素子本体4を備えている。この素子本体4は、表裏面(互いに対向する第1面6および第2面8)を有する。第1面6および第2面8には、それぞれ第1電極板10と、第2電極板12とが接合されている。なお、素子本体4の第1面6は、第1電極板10における素子接合面11と接合されている。このように、素子本体4は、第1電極板10と第2電極板12との間に挟まれるように配置される。   A polymer PTC element 2 shown in FIG. 1 and FIG. 2 includes an element body 4 made of a conductive polymer having a positive resistance temperature characteristic (PTC characteristic). The element body 4 has front and back surfaces (a first surface 6 and a second surface 8 facing each other). A first electrode plate 10 and a second electrode plate 12 are joined to the first surface 6 and the second surface 8, respectively. The first surface 6 of the element body 4 is bonded to the element bonding surface 11 of the first electrode plate 10. Thus, the element body 4 is disposed so as to be sandwiched between the first electrode plate 10 and the second electrode plate 12.

素子本体4の形状は、特に限定されず、直方体型、円柱型等が例示される。素子本体4の形状が直方体の場合、素子本体4の寸法は、縦3〜5mm×横2〜5mm×厚さ0.5〜1.0mm程度である。   The shape of the element body 4 is not particularly limited, and examples thereof include a rectangular parallelepiped type and a cylindrical type. When the shape of the element body 4 is a rectangular parallelepiped, the dimensions of the element body 4 are about 3 to 5 mm in length, 2 to 5 mm in width, and about 0.5 to 1.0 mm in thickness.

第1電極板10は、端子板16と第1電極板10とが重複する部分に位置する端子接合部9(図4参照)において、端子板16に対してスポット溶接される。端子板16は、保護回路30に対して電気的に接続される。第1電極板10は、ニッケルまたはニッケル合金で構成してあり、端子板16も、第1電極板10とのスポット溶接において接合しやすいニッケル端子板(ニッケルを主として含む板)で構成してある。第1電極板10の厚みは、特に限定されないが、通常100〜300μm程度である。端子板16の厚みも、特に限定されないが、通常100〜300μm程度である。   The first electrode plate 10 is spot-welded to the terminal plate 16 at a terminal joint portion 9 (see FIG. 4) located at a portion where the terminal plate 16 and the first electrode plate 10 overlap. Terminal plate 16 is electrically connected to protection circuit 30. The first electrode plate 10 is made of nickel or a nickel alloy, and the terminal plate 16 is also made of a nickel terminal plate (a plate mainly containing nickel) that can be easily joined in spot welding with the first electrode plate 10. . Although the thickness of the 1st electrode plate 10 is not specifically limited, Usually, it is about 100-300 micrometers. The thickness of the terminal board 16 is not particularly limited, but is usually about 100 to 300 μm.

第2電極板12は、例えば二種類以上の材質の板材が積層してあるクラッド板18に対してスポット溶接される。第2電極板12は、ニッケル金属あるいはニッケル合金で構成してある。第2電極板12の厚みは、特に限定されないが、通常100〜300μm程度である。第2電極板12の長さは、特に限定されず、用途に応じて自由に設計される。   For example, the second electrode plate 12 is spot-welded to a clad plate 18 in which two or more kinds of plate materials are laminated. The second electrode plate 12 is made of nickel metal or nickel alloy. Although the thickness of the 2nd electrode plate 12 is not specifically limited, Usually, it is about 100-300 micrometers. The length of the 2nd electrode plate 12 is not specifically limited, It designs freely according to a use.

クラッド板18は、ニッケル層20とアルミニウム層22との積層板で構成してある。クラッド板18におけるニッケル層20は、ニッケル金属あるいはニッケル合金で構成してある第2電極板12にスポット溶接などで接合される。また、クラッド板18におけるアルミニウム層22は、2次電池セル32の電極端子34と接触してスポット溶接などで接合される。   The clad plate 18 is composed of a laminated plate of a nickel layer 20 and an aluminum layer 22. The nickel layer 20 in the clad plate 18 is joined to the second electrode plate 12 made of nickel metal or nickel alloy by spot welding or the like. Further, the aluminum layer 22 in the clad plate 18 comes into contact with the electrode terminal 34 of the secondary battery cell 32 and is joined by spot welding or the like.

クラッド板18の厚さは、特に限定されないが、通常、100〜300μm程度である。クラッド板18の長さは、特に限定されず、用途に応じて自由に設計される。   The thickness of the clad plate 18 is not particularly limited, but is usually about 100 to 300 μm. The length of the clad plate 18 is not particularly limited and can be freely designed according to the application.

2次電池セル32の電極端子34は、一般的には、アルミニウム材で構成してあり、クラッド板18におけるアルミニウム層22に対して接合されやすい。   The electrode terminal 34 of the secondary battery cell 32 is generally made of an aluminum material and is easily bonded to the aluminum layer 22 in the clad plate 18.

本実施形態においては、図1、2に示すように、第1電極板10および第2電極板12で覆われていない素子本体4の露出面には、保護膜3が形成されている。保護膜3を形成することで、大気中の酸素による素子本体4の酸化を防止し、素子本体4の劣化を防止することができる。また、素子本体の酸化を防止することにより、ポリマーPTC素子2の室温抵抗値の上昇を防止することができる。また、保護膜3によって、素子本体4を外部からの衝撃から保護することができる。   In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, a protective film 3 is formed on the exposed surface of the element body 4 that is not covered with the first electrode plate 10 and the second electrode plate 12. By forming the protective film 3, it is possible to prevent the element body 4 from being oxidized by oxygen in the atmosphere and to prevent the element body 4 from being deteriorated. Further, by preventing oxidation of the element body, it is possible to prevent the room temperature resistance value of the polymer PTC element 2 from increasing. Moreover, the element main body 4 can be protected from an external impact by the protective film 3.

保護膜3の種類としては、酸素を遮蔽する機能を有するものであれば特に限定されないが、エポキシ樹脂、EVOH(エチレン−ビニルアルコール共重合体)、PVA(ポリビニルアルコール)等が例示される。   The type of the protective film 3 is not particularly limited as long as it has a function of shielding oxygen, and examples thereof include epoxy resin, EVOH (ethylene-vinyl alcohol copolymer), PVA (polyvinyl alcohol), and the like.

図3に示す保護膜3の厚さtは、特に限定されないが、好ましくは、30〜500μm、より好ましくは、50〜150μm程度である。厚さtが薄過ぎると、保護膜3が、素子本体4の酸化を充分に防止できない。また、厚さtが厚過ぎると、保護膜3を形成するたの樹脂が、第1電極板10の表面(端子板16が接合される側)に塗布される恐れがある。そこで、厚さtを上記範囲内とすることによって、これらの不具合を防止できる。 The thickness t 0 of the protective film 3 shown in FIG. 3 is not particularly limited, preferably, 30 to 500 m, more preferably about 50 to 150 [mu] m. If the thickness t 0 is too thin, the protective film 3 cannot sufficiently prevent the element body 4 from being oxidized. When the thickness t 0 is too thick, the resin of the other to form a protective film 3, the surface of the first electrode plate 10 is likely to be applied to the (terminal plate 16 side to be joined). Therefore, these problems can be prevented by setting the thickness t 0 within the above range.

本実施形態においては、図1および図2に示す素子本体4が、第1電極板10との素子接合面から外方に飛び出している突出部7を有する。なお、第1電極板10との素子接合面とは、素子本体4の第1面6において第1電極板10と重なる領域を意味する。また、第1電極板10において素子本体4と重なる領域を、以下では、第1電極板側素子接合面11と記す。   In the present embodiment, the element body 4 shown in FIGS. 1 and 2 has a protruding portion 7 that protrudes outward from the element bonding surface with the first electrode plate 10. Note that the element bonding surface with the first electrode plate 10 means a region overlapping the first electrode plate 10 on the first surface 6 of the element body 4. In addition, a region overlapping with the element body 4 in the first electrode plate 10 is hereinafter referred to as a first electrode plate side element bonding surface 11.

素子本体4が突出部7を有することによって、素子本体4の露出面に樹脂を塗布し、保護膜3を形成する際に、樹脂が素子本体4の露出面から第1電極板側へ回り込んだとしても、樹脂は、第1電極板10の表面と突出部7の表面との段差を乗り越えることができない。その結果、樹脂は、第1電極板10の表面上へ回り込めず、突出部7の表面にのみ保持される。すなわち、第1電極板10の表面(端子板16が接合される側)に樹脂が塗布されない。そのため、第1電極板10の表面(端子板16と接合される側)に保護膜3が形成されず、第1電極板10と端子板16とを良好に密着、接合させることができる。    Since the element body 4 has the protrusions 7, when the resin is applied to the exposed surface of the element body 4 and the protective film 3 is formed, the resin wraps around from the exposed surface of the element body 4 to the first electrode plate side. Even so, the resin cannot get over the step between the surface of the first electrode plate 10 and the surface of the protrusion 7. As a result, the resin does not wrap around on the surface of the first electrode plate 10 and is held only on the surface of the protruding portion 7. That is, no resin is applied to the surface of the first electrode plate 10 (the side to which the terminal plate 16 is joined). Therefore, the protective film 3 is not formed on the surface of the first electrode plate 10 (the side to be joined to the terminal plate 16), and the first electrode plate 10 and the terminal plate 16 can be adhered and bonded satisfactorily.

さらには、図3に示すように、樹脂が、第1電極板表面と突出部表面との段差近辺(素子本体4と第1電極板10との境界部31)に塗布されることによって、素子本体4と第1電極板10との境界部31に保護膜3を厚く形成することができる。その結果、素子本体4の酸化を有効に防止することができる。   Furthermore, as shown in FIG. 3, the resin is applied to the vicinity of the step between the surface of the first electrode plate and the surface of the protruding portion (the boundary portion 31 between the element body 4 and the first electrode plate 10). The protective film 3 can be formed thick at the boundary portion 31 between the main body 4 and the first electrode plate 10. As a result, it is possible to effectively prevent the element body 4 from being oxidized.

また、突出部7によって、第1電極板10の表面(端子板16が接合される側)に保護膜3が形成されることが防止される結果、第1電極板10と端子板16との接合位置(図4に示す端子接合部9の位置)の寸法精度を向上させることができる。また、ポリマーPTC素子2の幅や厚みの寸法不良を防止することができる。   Moreover, as a result of preventing the protective film 3 from being formed on the surface of the first electrode plate 10 (the side to which the terminal plate 16 is joined) by the protruding portion 7, the first electrode plate 10 and the terminal plate 16 The dimensional accuracy of the joining position (the position of the terminal joining portion 9 shown in FIG. 4) can be improved. In addition, it is possible to prevent dimensional defects in the width and thickness of the polymer PTC element 2.

また、本来、素子本体4の露出面に塗布されるべき樹脂が、第1電極板10の表面(本来、樹脂が塗布されてはならない面)に塗布されることを防止することにより、素子本体4の露出面における樹脂の被覆厚さを充分なものとすることができる。その結果、素子本体4の酸化を有効に防止することができる。   In addition, by preventing the resin that should originally be applied to the exposed surface of the element body 4 from being applied to the surface of the first electrode plate 10 (the surface that should not be coated with the resin), the element body The resin coating thickness on the exposed surface 4 can be made sufficient. As a result, it is possible to effectively prevent the element body 4 from being oxidized.

また、本実施形態に係るPTC素子2では、素子本体4が突出部7を有することによって、素子本体4と第1電極板10とを接合する際に、両者間の位置決めが容易となる。すなわち、位置決めの際に、突出部7の寸法以下程度の位置ズレが生じたとしても、第1電極板側素子接合面11を外部に露出させることなく、素子本体4と第1電極板10とを良好に接合することができる。   Further, in the PTC element 2 according to the present embodiment, the element body 4 has the protruding portion 7, whereby positioning between the element body 4 and the first electrode plate 10 is facilitated. That is, even when a positional deviation of about the dimension of the protrusion 7 or less occurs at the time of positioning, the element body 4 and the first electrode plate 10 are not exposed to the outside without exposing the first electrode plate-side element bonding surface 11 to the outside. Can be bonded satisfactorily.

図3に示す突出部7の突出幅Wは、特に限定されないが、好ましくは、第1電極板10の端部に対して、500〜1000μm程度である。 The protrusion width W 0 of the protrusion 7 shown in FIG. 3 is not particularly limited, but is preferably about 500 to 1000 μm with respect to the end of the first electrode plate 10.

突出幅Wが小さ過ぎると、樹脂が素子本体4の露出面から第1電極板10の表面へ回り込む恐れがある。また、突出幅Wが大き過ぎると、保護膜3を、素子本体4の露出面に形成する際に、素子本体4と第1電極板10との境界部31に樹脂が充分に回り込まず、樹脂が塗布されない恐れがある。その結果、境界部31における保護膜3を充分に厚くすることができず、素子本体4の酸化を充分に防止できない恐れがある。そこで、突出幅Wを上記の範囲内とすることによって、これらの不具合を防止できる。 If the protruding width W 0 is too small, the resin may wrap around from the exposed surface of the element body 4 to the surface of the first electrode plate 10. If the protrusion width W 0 is too large, the resin does not sufficiently enter the boundary portion 31 between the element body 4 and the first electrode plate 10 when the protective film 3 is formed on the exposed surface of the element body 4. The resin may not be applied. As a result, the protective film 3 at the boundary portion 31 cannot be made sufficiently thick, and the element body 4 may not be sufficiently prevented from being oxidized. Therefore, these problems can be prevented by setting the protruding width W 0 within the above range.

図4に示すように、好ましくは、端子接合部9の近傍に突出部7が位置する。より好ましくは、突出部7が素子本体4の全周に位置する。換言すれば、図1、2に示す素子本体4における第1面6の面積が、第1電極板10における第1電極板側素子接合面11の面積より大きいことが好ましい。すなわち、第1電極板側素子接合面11が、素子本体4の第1面6によって完全に覆われることが好ましい。   As shown in FIG. 4, the protrusion 7 is preferably located in the vicinity of the terminal joint 9. More preferably, the protruding portion 7 is located on the entire circumference of the element body 4. In other words, the area of the first surface 6 in the element body 4 shown in FIGS. 1 and 2 is preferably larger than the area of the first electrode plate-side element bonding surface 11 in the first electrode plate 10. That is, the first electrode plate side element bonding surface 11 is preferably completely covered by the first surface 6 of the element body 4.

図4に示すように、第1電極板10における端子接合部9の近傍に、素子本体4の突出部7が位置することによって、素子本体4の露出面に保護膜形成用の樹脂を塗布する際に、樹脂は端子接合部9の近傍に位置する突出部7の表面に保持される。よって、樹脂は、第1電極板10の表面上には回り込めない。その結果、端子接合部9において、第1電極板10と端子板16とを、保護膜3(樹脂)に介在されることなく、良好に密着、接合(スポット溶接)させることができる。   As shown in FIG. 4, the protrusion 7 of the element body 4 is positioned in the vicinity of the terminal joint 9 in the first electrode plate 10, so that a resin for forming a protective film is applied to the exposed surface of the element body 4. At this time, the resin is held on the surface of the protruding portion 7 located in the vicinity of the terminal joint portion 9. Therefore, the resin cannot wrap around on the surface of the first electrode plate 10. As a result, in the terminal joint portion 9, the first electrode plate 10 and the terminal plate 16 can be satisfactorily adhered and joined (spot welded) without being interposed in the protective film 3 (resin).

端子接合部9の近傍に突出部7がない場合、端子接合部9の近傍にまで保護膜3が形成され、保護膜3と第1電極板10の表面との間に段差が生じる。この段差のある部分において、第1電極板10と端子板16とを接合しようとすると、段差によって両者が密着することができず、接合不良が生じる。そこで、端子接合部9の近傍に突出部7を位置させることによって、この不具合を防止できる。   When there is no protrusion 7 in the vicinity of the terminal joint 9, the protective film 3 is formed up to the vicinity of the terminal joint 9, and a step is generated between the protective film 3 and the surface of the first electrode plate 10. If the first electrode plate 10 and the terminal plate 16 are to be joined at the stepped portion, they cannot be brought into close contact with each other due to the step, resulting in poor bonding. Therefore, this problem can be prevented by positioning the protrusion 7 in the vicinity of the terminal joint 9.

また、突出部7は、第1電極板10を取り囲むように、素子本体4の全周(長方形の4辺)に位置する。その結果、樹脂を素子本体4のいずれの側面に塗布した際、樹脂が、素子本体4の露出面から第1電極板10の側へ回り込んだとしても、樹脂は、突出部7の表面上に保持される。よって、樹脂が、第1電極板10の表面上へ回り込むことがなく、第1電極板10の表面に保護膜3が形成されることを確実に防止できる。   Further, the protruding portion 7 is located on the entire circumference (four sides of the rectangle) of the element body 4 so as to surround the first electrode plate 10. As a result, even when the resin is applied to any side surface of the element body 4, even if the resin wraps around from the exposed surface of the element body 4 to the first electrode plate 10, the resin remains on the surface of the protrusion 7. Retained. Therefore, it is possible to reliably prevent the protective film 3 from being formed on the surface of the first electrode plate 10 without the resin flowing around on the surface of the first electrode plate 10.

また、図2に示す素子本体4の第1面6の面積が、第1電極板側素子接合面11の面積より大きいため、素子本体4と第1電極板10との接合の際、素子本体4に対して第1電極板10の位置決めを行い易い。すなわち、仮に、接合の際に素子本体4と第1電極板10との位置決めに多少のズレが生じてた場合であっても、第1電極板側素子接合面11の一部が外部に露出する不具合を防止することができる。   Further, since the area of the first surface 6 of the element body 4 shown in FIG. 2 is larger than the area of the first electrode plate side element bonding surface 11, the element body 4 is bonded to the element body 4 and the first electrode plate 10. 4 makes it easy to position the first electrode plate 10. That is, even if there is some deviation in positioning between the element body 4 and the first electrode plate 10 during bonding, a part of the first electrode plate-side element bonding surface 11 is exposed to the outside. Can be prevented.

また、本実施形態においては、図1に示す第2電極板12が、素子本体4との素子接合面から外方に飛び出している電極板突出部77を有する。   Further, in the present embodiment, the second electrode plate 12 shown in FIG. 1 has an electrode plate protrusion 77 protruding outward from the element joint surface with the element body 4.

電極板突出部77を有することによって、素子本体4の露出面に樹脂を塗布し、保護膜3を形成する際に、素子本体4の露出面から第2電極板12の表面(クラッド板18が接合される側)へ回り込みもうとする樹脂が、電極板突出部77によって妨げられる。すなわち、第2電極板12の表面に樹脂が塗布されることを防止できる。よって、第2電極板12の表面に保護膜3が形成されず、第2電極板12とクラッド板18(及びスペーサー36)とを良好に密着、接合させることができる。   By having the electrode plate protrusion 77, when the resin is applied to the exposed surface of the element body 4 and the protective film 3 is formed, the surface of the second electrode plate 12 (the clad plate 18 is formed from the exposed surface of the element body 4. Resin that tends to go around to the side to be joined is blocked by the electrode plate protrusion 77. That is, it is possible to prevent the resin from being applied to the surface of the second electrode plate 12. Therefore, the protective film 3 is not formed on the surface of the second electrode plate 12, and the second electrode plate 12 and the clad plate 18 (and the spacer 36) can be adhered and bonded satisfactorily.

ポリマーPTC素子2の製造方法
次に、図1、2に示すポリマーPTC素子2の製造方法について説明する。
Manufacturing Method of Polymer PTC Element 2 Next, a manufacturing method of the polymer PTC element 2 shown in FIGS.

(素子本体4)
素子本体4は、通常、主成分である重合体(熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等の高分子化合物)および導電性粒子を含む樹脂組成物(導電性ポリマー)から構成される。なお、素子本体4は、重合体として、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との両方を含んでもよい。
(Element body 4)
The element body 4 is generally composed of a resin composition (conductive polymer) including a polymer (polymer compound such as a thermosetting resin or a thermoplastic resin) as main components and conductive particles. The element body 4 may include both a thermosetting resin and a thermoplastic resin as a polymer.

まず、高分子化合物(熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等)、導電性粒子(金属粉、カーボンブラック等)、低分子有機化合物および、高分子化合物同士を架橋反応させるための反応開始剤等を秤量、混練し、PTC組成物を調整する。混練の方法としては、特に限定されないが、ニーダ、押出機、ミル等が例示される。また、PTC組成物に含有させる導電性粒子としては、ふるい機等によって所定の粒径をもつ導電性粒子のみを分級し、これを用いる。次に、このPTC組成物を成形し、素子本体4(図1)を得る。   First, a polymer compound (thermosetting resin, thermoplastic resin, etc.), conductive particles (metal powder, carbon black, etc.), a low molecular organic compound, a reaction initiator for cross-linking the polymer compounds, etc. Weigh and knead to adjust the PTC composition. The kneading method is not particularly limited, and examples thereof include a kneader, an extruder, and a mill. Further, as the conductive particles to be contained in the PTC composition, only conductive particles having a predetermined particle diameter are classified using a sieve or the like. Next, this PTC composition is shape | molded and the element main body 4 (FIG. 1) is obtained.

熱硬化性樹脂としては、特に限定されないが、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコン樹脂、ポリウレタン樹脂及びフェノール樹脂等が挙げられる。好ましくは、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる。エポキシ樹脂を用いることによって、ポリマーPTC素子が、十分な抵抗変化量及び耐熱性を有することができる。熱硬化性樹脂の分子量は、通常、重量平均分子量Mwが300〜10000程度である。上記の熱硬化性樹脂は単独で用いてもよく、また複数種の樹脂を用いてもよい。また、異なる種類の熱硬化性樹脂同士が架橋された構造を有する化合物を用いてもよい。   Although it does not specifically limit as a thermosetting resin, An epoxy resin, a polyimide resin, unsaturated polyester resin, a silicon resin, a polyurethane resin, a phenol resin, etc. are mentioned. Preferably, an epoxy resin is used as the thermosetting resin. By using an epoxy resin, the polymer PTC element can have a sufficient resistance change amount and heat resistance. As for the molecular weight of the thermosetting resin, the weight average molecular weight Mw is usually about 300 to 10,000. Said thermosetting resin may be used independently and multiple types of resin may be used. Moreover, you may use the compound which has a structure where different kinds of thermosetting resins were bridge | crosslinked.

熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、好ましくは、結晶性ポリマーをを用いる。熱可塑性樹脂の融点は、特に限定されないが、好ましくは、70〜200℃程度である。融点がこの範囲にある樹脂を用いることによって、ポリマーPTC素子動作時における熱可塑性樹脂の融解、流動、素子本体4の変形を防止することができる。   Although it does not specifically limit as a thermoplastic resin, Preferably, a crystalline polymer is used. The melting point of the thermoplastic resin is not particularly limited, but is preferably about 70 to 200 ° C. By using a resin having a melting point within this range, it is possible to prevent the thermoplastic resin from melting and flowing and the element body 4 from being deformed during the operation of the polymer PTC element.

熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、ポリエチレン等のポリオレフィン、エチレン−酢酸ビニルコポリマ−等のコポリマ−、ポリビニルクロライド、ポリビニルフルオライド、ポリビニリデンフルオライド等のハロゲン化ビニルおよびビニリデンポリマ−、12−ナイロン等のポリアミド、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、熱可塑性エラストマ−、ポリエチレンオキサイド、ポリアセタ−ル、熱可塑性変性セルロ−ス、ポリスルホン類、ポリメチル(メタ)アクリレ−ト等が挙げられる。   The thermoplastic resin is not particularly limited, but polyolefins such as polyethylene, copolymers such as ethylene-vinyl acetate copolymer, vinyl halides such as polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, and polyvinylidene fluoride, and vinylidene polymers, 12- Examples thereof include polyamide such as nylon, polystyrene, polyacrylonitrile, thermoplastic elastomer, polyethylene oxide, polyacetal, thermoplastic modified cellulose, polysulfones, polymethyl (meth) acrylate and the like.

熱可塑性樹脂の重量平均分子量Mwは、特に限定されないが、好ましくは、10000〜5000000である。これらの熱可塑性樹脂は単独で用いてもよく、また複数種の樹脂を用いてもよい。また、異なる種類の熱可塑性樹脂同士が架橋された構造を有する化合物を用いてもよい。   Although the weight average molecular weight Mw of a thermoplastic resin is not specifically limited, Preferably, it is 10000-5 million. These thermoplastic resins may be used alone or a plurality of types of resins may be used. Moreover, you may use the compound which has a structure where different types of thermoplastic resins were bridge | crosslinked.

素子本体4に含まれる導電性粒子としては、特に限定されないが、金属粉、カーボンブラック等が例示される。好ましくは、導電性粒子として金属粉を用いる。この金属粉としては、好ましくは、ニッケルを主成分とするものを用いる。金属粉の平均粒径は、好ましくは0.1μm以上、より好ましくは0.5〜4.0μm程度である。   Although it does not specifically limit as electroconductive particle contained in the element main body 4, Metal powder, carbon black, etc. are illustrated. Preferably, metal powder is used as the conductive particles. As the metal powder, a powder mainly composed of nickel is preferably used. The average particle diameter of the metal powder is preferably 0.1 μm or more, and more preferably about 0.5 to 4.0 μm.

素子本体4において、樹脂組成物中の導電性粒子の含有量は、樹脂組成物全体に対して、好ましくは、20〜80質量%である。導電性粒子の含有量をこの範囲内とすることによって、非動作時の室温抵抗値を十分に低くすることができ、また、大きな抵抗変化量を得ることができる。さらには、素子抵抗のバラツキを十分に減少させることができる。   In the element body 4, the content of the conductive particles in the resin composition is preferably 20 to 80% by mass with respect to the entire resin composition. By setting the content of the conductive particles within this range, the room temperature resistance value during non-operation can be sufficiently lowered, and a large resistance change amount can be obtained. Furthermore, variation in element resistance can be sufficiently reduced.

素子本体4を構成する樹脂組成物は、上記の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、および導電性粒子以外に、例えば、ワックス、油脂、脂肪酸、高級アルコ−ル等の低分子有機化合物を更に含んでもよい。その結果、素子本体4の温度上昇に伴う抵抗変化量を増大させることができる。   The resin composition constituting the element body 4 further includes, for example, a low-molecular organic compound such as wax, oil, fatty acid, and higher alcohol in addition to the above-described thermosetting resin, thermoplastic resin, and conductive particles. But you can. As a result, it is possible to increase the resistance change amount accompanying the temperature rise of the element body 4.

素子本体4は、内部に空隙を有し、この空隙に上記樹脂組成物を充填することが可能な基材を含んでもよい。このような基材としては、上記の役割を果たすことが可能なものであれば特に制限されず、織布、不織布、連続多孔質体等が例示される。   The element body 4 may include a base material that has a gap inside and can fill the gap with the resin composition. Such a substrate is not particularly limited as long as it can play the above role, and examples thereof include woven fabrics, nonwoven fabrics, and continuous porous bodies.

素子本体4には、必要に応じて、電子線照射を行う。この電子線照射によって、反応開始剤が機能し、高分子同士の架橋反応が促進される。架橋反応のエネルギー源としては、電子線に限定されず、ガンマ線、紫外線、熱等も用いられる。照射する電子線の加速電圧及び電子線照射量は、素子本体4に含まれる高分子化合物の種類、あるいは素子本体の寸法等に応じて、適宜調整すればよい。なお、電子線照射は、電極板10および12の接合後であっても良い。   The element body 4 is irradiated with an electron beam as necessary. By this electron beam irradiation, the reaction initiator functions and the cross-linking reaction between the polymers is promoted. The energy source for the crosslinking reaction is not limited to electron beams, and gamma rays, ultraviolet rays, heat, and the like are also used. What is necessary is just to adjust suitably the acceleration voltage and electron beam irradiation amount of the electron beam to irradiate according to the kind of high molecular compound contained in the element main body 4, or the dimension of an element main body. The electron beam irradiation may be performed after the electrode plates 10 and 12 are joined.

(第1電極板10および第2電極板12の形成)
第1金属板10および第2金属板12は、所定厚みのニッケル金属板あるいはニッケル合金板を打ち抜き成型して形成される。
(Formation of the first electrode plate 10 and the second electrode plate 12)
The first metal plate 10 and the second metal plate 12 are formed by punching a nickel metal plate or nickel alloy plate having a predetermined thickness.

次に、素子本体4における表裏面のうち第2面8に対して、第2電極板12を、熱プレス機等により、熱圧着する。熱圧着時の加熱温度は、素子本体4の材質にもよるが、好ましくは、130〜180°C程度である。また、熱圧着時の圧力は、好ましくは1×10〜20×10Pa程度である。 Next, the second electrode plate 12 is thermocompression bonded to the second surface 8 of the front and back surfaces of the element body 4 by a hot press machine or the like. Although the heating temperature at the time of thermocompression bonding depends on the material of the element body 4, it is preferably about 130 to 180 ° C. The pressure during thermocompression bonding is preferably about 1 × 10 6 to 20 × 10 6 Pa.

(突出部7の形成)
次に、あるいは、その前後に、素子本体4における表裏面のうち第1面6に対して、第1電極板10を、熱プレス機等により、熱圧着する。図5に示すように、第1電極板10を、素子本体4の第1面6に対して、圧力Pで熱圧着すると、加圧により素子本体4が厚み方向に多少潰れて、第1電極板10の側方に多少はみ出す。このはみ出した部分が突出部7となる。突出部7は、熱圧着前の素子本体4に対して、側方に突出幅Wだけはみ出すように調整する。
(Formation of protrusion 7)
Next, or before and after that, the first electrode plate 10 is thermocompression bonded to the first surface 6 of the front and back surfaces of the element body 4 by a hot press machine or the like. As shown in FIG. 5, when the first electrode plate 10 is thermocompression bonded to the first surface 6 of the element body 4 with a pressure P, the element body 4 is slightly crushed in the thickness direction by the pressurization, so that the first electrode It protrudes slightly to the side of the plate 10. This protruding portion becomes the protruding portion 7. The protrusion 7 is adjusted so that only the protrusion width W 0 protrudes laterally with respect to the element body 4 before thermocompression bonding.

第1電極板10を素子本体4の第1面6に対して熱圧着する時の加熱温度は、素子本体4の材質にもよるが、好ましくは、130〜180°C程度である。また、熱圧着時の圧力Pは、好ましくは1×10〜20×10Pa程度である。なお、熱圧着時の加熱温度、および圧力Pなどの工程条件を上記範囲内で適宜調整することによって、突出部7の突出幅W が、500〜1000μmの範囲内となるように制御される。 The heating temperature when the first electrode plate 10 is thermocompression bonded to the first surface 6 of the element body 4 is preferably about 130 to 180 ° C. although it depends on the material of the element body 4. Moreover, the pressure P at the time of thermocompression bonding is preferably about 1 × 10 6 to 20 × 10 6 Pa. In addition, the protrusion width W 0 of the protrusion 7 is controlled to be in the range of 500 to 1000 μm by appropriately adjusting the process conditions such as the heating temperature at the time of thermocompression bonding and the pressure P within the above range. .

(保護膜3の形成)
次に、第1電極板10および第2電極板12で覆われていない素子本体4の露出面に、保護膜3を形成する。保護膜3の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、以下に示すように、前述した樹脂を塗布して乾燥させる方法が例示される。
(Formation of protective film 3)
Next, the protective film 3 is formed on the exposed surface of the element body 4 that is not covered with the first electrode plate 10 and the second electrode plate 12. A method for forming the protective film 3 is not particularly limited, and examples thereof include a method in which the above-described resin is applied and dried as described below.

まず、樹脂で満たされた液溜め(図示省略)に、図6Aに示すプレート50を浸す。次に、プレート50を液溜めから引き上げることによって、プレート50の表面に、保護膜形成用の樹脂3aが付着する。   First, the plate 50 shown in FIG. 6A is immersed in a liquid reservoir (not shown) filled with resin. Next, by lifting the plate 50 from the liquid reservoir, the protective film forming resin 3 a adheres to the surface of the plate 50.

次に、塗布棒52の先端をプレート50の表面に付着した樹脂3aに押し当てる。その結果、塗布棒52の先端に樹脂3aが付着する。   Next, the tip of the application rod 52 is pressed against the resin 3 a attached to the surface of the plate 50. As a result, the resin 3 a adheres to the tip of the application rod 52.

次に、図6Bに示すように、樹脂3aが付着した塗布棒52の先端を、素子本体4の露出面に対して押し当てる。この押し当て作業を素子本体4の露出面全体に対して行うことによって、素子本体4の露出面全体に樹脂3aが塗布される。次に、素子本体4の露出面に塗布された樹脂3aを乾燥させることによって、図1、2に示す保護膜3が形成される。   Next, as shown in FIG. 6B, the tip of the application bar 52 to which the resin 3 a is attached is pressed against the exposed surface of the element body 4. By performing this pressing operation on the entire exposed surface of the element body 4, the resin 3 a is applied to the entire exposed surface of the element body 4. Next, the resin 3a applied to the exposed surface of the element body 4 is dried to form the protective film 3 shown in FIGS.

なお、素子本体4への押し当てられる塗布棒52の先端の寸法は、好ましくは、素子本体4の露出面(側面)の寸法以下である。塗布棒52の先端の寸法が大き過ぎると、第1電極板10の表面にまで樹脂3aが塗布される恐れがある。そこで、塗布棒52の先端の寸法を、素子本体4の露出面(側面)の寸法以下とすることによって、このような不具合を防止できる。   Note that the dimension of the tip of the application bar 52 pressed against the element body 4 is preferably equal to or smaller than the dimension of the exposed surface (side surface) of the element body 4. If the dimension of the tip of the application bar 52 is too large, the resin 3a may be applied to the surface of the first electrode plate 10. Therefore, such a problem can be prevented by setting the size of the tip of the application bar 52 to be equal to or less than the size of the exposed surface (side surface) of the element body 4.

このようにして、図1、2に示すように、本実施形態に係るポリマーPTC素子2が完成する。   In this way, as shown in FIGS. 1 and 2, the polymer PTC element 2 according to the present embodiment is completed.

ポリマーPTC素子2の組み付け方法
ポリマーPTC素子2は、図1に示すように、2次電池セル32と、保護回路30との間に組み込まれる。ポリマーPTC素子2を、図1に示すように接続するために、たとえば、まず、素子2における第2電極板12を、クラッド板18のニッケル層20側に対してスポット溶接する。
Assembling Method of Polymer PTC Element 2 The polymer PTC element 2 is assembled between the secondary battery cell 32 and the protection circuit 30 as shown in FIG. In order to connect the polymer PTC element 2 as shown in FIG. 1, for example, first, the second electrode plate 12 in the element 2 is spot-welded to the nickel layer 20 side of the clad plate 18.

次に、あるいは、その前後に、クラッド板18におけるアルミニウム層22を、2次電池セル32の電極端子34と接触してスポット溶接する。素子2と2次電池セル32との間に隙間が形成される場合には、スペーサ36などを、素子2と2次電池セル32との間に配置させる。   Next or before and after that, the aluminum layer 22 on the clad plate 18 is spot-welded in contact with the electrode terminals 34 of the secondary battery cells 32. When a gap is formed between the element 2 and the secondary battery cell 32, the spacer 36 or the like is disposed between the element 2 and the secondary battery cell 32.

次に、あるいは、その前後に、第1金属板10に対して、保護回路30に接続してある端子板16を、端子接合部9(図4参照)において、スポット溶接し、接合する。   Next, or before and after, the terminal plate 16 connected to the protection circuit 30 is spot-welded and joined to the first metal plate 10 at the terminal joining portion 9 (see FIG. 4).

このようにして、図1に示すように、ポリマーPTC素子2と、保護回路30と、2次電池セル32とを有する電池保護システム1が完成する。   Thus, as shown in FIG. 1, the battery protection system 1 having the polymer PTC element 2, the protection circuit 30, and the secondary battery cell 32 is completed.

本実施形態に係るポリマーPTC素子2においては、図1、2に示すように、第1電極板10および第2電極板12で覆われていない素子本体4の露出面に保護膜3が形成される。   In the polymer PTC element 2 according to this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the protective film 3 is formed on the exposed surface of the element body 4 that is not covered with the first electrode plate 10 and the second electrode plate 12. The

素子本体4の露出面に保護膜3を形成することによって、素子本体4が大気中の酸素によって酸化されることを防止できる。また、素子本体4の酸化を防止することにより、ポリマーPTC素子2の室温抵抗値の上昇を防止することができる。また、保護膜によって素子本体の機械的強度を向上させることができる。   By forming the protective film 3 on the exposed surface of the element body 4, the element body 4 can be prevented from being oxidized by oxygen in the atmosphere. Further, by preventing the element body 4 from being oxidized, an increase in the room temperature resistance value of the polymer PTC element 2 can be prevented. Further, the mechanical strength of the element body can be improved by the protective film.

また、本実施形態に係るポリマーPTC素子2は、素子本体4が、第1電極板10との素子接合面から外方に飛び出している突出部7を有する。よって、図6A、6Bに示すように、素子本体7の露出面に樹脂3a(保護膜形成用樹脂)を塗布し、保護膜3を形成する際に、樹脂が素子本体4の露出面から第1電極板10の側へ回り込んだとしても、樹脂3aは、第1電極板表面と突出部表面との段差を乗り越えることができない。その結果、樹脂3aは、第1電極板表面上へ回り込めず、突出部7の表面にのみ保持される。すなわち、第1電極板10の表面(端子板が接合される側)には樹脂3aが塗布されない。そのため、第1電極板10の表面(端子板と接合される側)に保護膜3が形成されず、図1に示すように、第1電極板10と端子板16とを良好に密着、接合させることができる。   Further, the polymer PTC element 2 according to the present embodiment has a protruding portion 7 in which the element body 4 protrudes outward from the element bonding surface with the first electrode plate 10. Therefore, as shown in FIGS. 6A and 6B, when the resin 3 a (protective film forming resin) is applied to the exposed surface of the element body 7 and the protective film 3 is formed, the resin is removed from the exposed surface of the element body 4. Even if the resin 3a goes around to the side of the one electrode plate 10, the resin 3a cannot get over the step between the surface of the first electrode plate and the surface of the protruding portion. As a result, the resin 3a does not wrap around on the surface of the first electrode plate and is held only on the surface of the protruding portion 7. That is, the resin 3a is not applied to the surface of the first electrode plate 10 (the side to which the terminal plate is bonded). Therefore, the protective film 3 is not formed on the surface of the first electrode plate 10 (the side to be bonded to the terminal plate), and the first electrode plate 10 and the terminal plate 16 are well adhered and bonded as shown in FIG. Can be made.

さらには、図3に示すように、樹脂3aが、第1電極板表面と突出部表面との段差近辺(素子本体4と第1電極板10の端部との境界部31)に塗布されることによって、素子本体4と第1電極板10との境界部31に保護膜3を厚く形成することができる。その結果、素子本体4の酸化を有効に防止することができる。   Further, as shown in FIG. 3, the resin 3 a is applied to the vicinity of the step between the surface of the first electrode plate and the surface of the protruding portion (boundary portion 31 between the element body 4 and the end of the first electrode plate 10). Accordingly, the protective film 3 can be formed thick at the boundary 31 between the element body 4 and the first electrode plate 10. As a result, it is possible to effectively prevent the element body 4 from being oxidized.

また、突出部7によって、第1電極板10の表面(端子板16が接合される側)に保護膜3が形成されることが防止されるため、第1電極板10と端子板16との接合位置(図4に示す端子接合部9の位置)法精度を向上させることができる。また、ポリマーPTC素子全体の幅、厚さの寸法不良を防止することができる。   Moreover, since the protective film 3 is prevented from being formed on the surface of the first electrode plate 10 (the side to which the terminal plate 16 is bonded) by the protruding portion 7, the first electrode plate 10 and the terminal plate 16 The accuracy of the joining position (position of the terminal joining portion 9 shown in FIG. 4) can be improved. In addition, it is possible to prevent dimensional defects in the width and thickness of the entire polymer PTC element.

また、本来、素子本体4の露出面に塗布されるべき樹脂3aが、第1電極板10の表面(本来、樹脂3aが塗布されてはならない面)に塗布されることを防止することにより、素子本体4の露出面における樹脂3a(保護膜3)の被覆厚さを充分なものとすることができる。その結果、素子本体4の酸化を有効に防止することができる。   Further, by preventing the resin 3a originally to be applied to the exposed surface of the element body 4 from being applied to the surface of the first electrode plate 10 (the surface that should not be originally applied with the resin 3a), The coating thickness of the resin 3a (protective film 3) on the exposed surface of the element body 4 can be made sufficient. As a result, it is possible to effectively prevent the element body 4 from being oxidized.

また、素子本体4が突出部7を有することによって、素子本体4と第1電極板10とを接合する際に、両者間の位置決めが容易となる。すなわち、位置決めの際に、突出部7の寸法以下程度の位置ズレが生じたとしても、第1電極板側素子接合面11を外部に露出させることなく、素子本体4と第1電極板10とを良好に接合することができる。   In addition, since the element body 4 has the protrusions 7, when the element body 4 and the first electrode plate 10 are joined, positioning between the two becomes easy. That is, even when a positional deviation of about the dimension of the protrusion 7 or less occurs at the time of positioning, the element body 4 and the first electrode plate 10 are not exposed to the outside without exposing the first electrode plate-side element bonding surface 11 to the outside. Can be bonded satisfactorily.

上述のように、本実施形態に係るポリマーPTC素子2においては、素子本体4の酸化を防止することができる。その結果、本実施形態に係るポリマーPTC素子2では、通常使用時においては、消費電力の低減を図ることができると共に、必要な場合には、電流を遮断して電子機器を保護すると言う本来の機能を有効に発揮することができる。   As described above, in the polymer PTC element 2 according to the present embodiment, the element body 4 can be prevented from being oxidized. As a result, in the polymer PTC element 2 according to the present embodiment, the power consumption can be reduced during normal use, and when necessary, the current is interrupted to protect the electronic device. The function can be exhibited effectively.

また、本実施形態に係るポリマーPTC素子2と、保護回路30と、2次電池セル32とを有する電池保護システム1では、過剰な電流が流れた場合や、衝撃や圧力が作用したとしても、電池を有効に保護することができる。   Further, in the battery protection system 1 having the polymer PTC element 2, the protection circuit 30, and the secondary battery cell 32 according to the present embodiment, even if an excessive current flows or an impact or pressure acts, The battery can be effectively protected.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention.

例えば、本発明に係るポリマーPTC素子2は、2次電池セル32の過電流保護素子としてのみならず、自己制御型発熱体、温度センサー、限流素子、過電流保護素子等としても使用されることが可能である。   For example, the polymer PTC element 2 according to the present invention is used not only as an overcurrent protection element for the secondary battery cell 32 but also as a self-control heating element, a temperature sensor, a current limiting element, an overcurrent protection element, and the like. It is possible.

また、本発明では、ポリマーPTC素子2の製造方法は、特に限定されない。たとえば上述した実施形態のように、素子本体4、第1電極板10、および第2電極板12を、それぞれ単独の状態で互いに接合することなく、以下のようにしてポリマーPTC素子2を製造しても良い。すなわち、切断後に素子本体4を構成するシート状素子本体と、切断後に第1電極板10および第2電極板12をそれぞれ構成することになる一対のシート状電極とを、熱圧着した後に、不要部分をプレスで打ち抜くことによって個別のポリマーPTC素子2を形成しても良い。その場合には、ポリマーPTC素子2を構成する部品の集合体同士を、一度に接合することによって、ポリマーPTC素子2の製造工程の効率を向上することできる。   In the present invention, the method for producing the polymer PTC element 2 is not particularly limited. For example, as in the above-described embodiment, the polymer PTC element 2 is manufactured as follows without joining the element body 4, the first electrode plate 10, and the second electrode plate 12 to each other alone. May be. That is, the sheet-like element body constituting the element body 4 after cutting and the pair of sheet-like electrodes that respectively constitute the first electrode plate 10 and the second electrode plate 12 after cutting are unnecessary after thermocompression bonding. Individual polymer PTC elements 2 may be formed by punching out the parts with a press. In that case, the efficiency of the manufacturing process of the polymer PTC element 2 can be improved by joining the assembly of parts constituting the polymer PTC element 2 at a time.

上述した実施形態では、図5に示すように、素子本体4へ第1電極板10を熱圧着する際に、素子本体4を第1電極板10の側方へはみ出させることによって突出部7を形成する。突出部7の形成方法はこれに限られず、例えば、図7に示すように、素子本体4の第1面6に対して、第1面6よりも面積の小さい第1電極側素子接合面11を熱圧着し、熱圧着によりはみ出した余剰はみ出し部72を除去してもよい。その結果、突出部7が形成される。なお、突出部7の形成の際は、突出部7の突出幅Wが500〜1000μmの範囲内となるように、余剰はみ出し部72を除去する。この場合においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。 In the above-described embodiment, as shown in FIG. 5, when the first electrode plate 10 is thermocompression bonded to the element body 4, the protruding portion 7 is formed by protruding the element body 4 to the side of the first electrode plate 10. Form. The formation method of the protrusion part 7 is not restricted to this, For example, as shown in FIG. 7, with respect to the 1st surface 6 of the element main body 4, the 1st electrode side element junction surface 11 whose area is smaller than the 1st surface 6 is shown. The excess protruding portion 72 protruding by thermocompression bonding may be removed. As a result, the protruding portion 7 is formed. When forming the protrusion 7, the excess protrusion 72 is removed so that the protrusion width W 0 of the protrusion 7 is in the range of 500 to 1000 μm. Even in this case, the same effect as the above-described embodiment can be obtained.

また、図8に示すように、素子本体4(導電性ポリマー単独から成るポリマー層)の表裏面に、金属箔60が形成されていてもよい。この素子本体4は、例えば、シート状のポリマー層の両面に金属箔60を熱プレスした後に、これを所定の寸法に打ち抜くことによって形成することができる。第1電極板10と、金属箔60とは、はんだ層62を介して接合されている。クラッド板18と金属箔60も、はんだ層62を介して接合されている。この場合においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。金属箔60の厚みは、第1電極板10の厚みよりも薄く、一般的には、25〜30μm程度である。なお、図8においては、クラッド板18が、第2電極板としての機能も有している。このクラッド板18は、素子本体4との素子接合面から外方に飛び出しているクラッド板突出部88を有する。また、図8に示すように、保護膜3は、素子本体4の突出部7に位置する金属箔60の少なくとも一部を覆っている。   Moreover, as shown in FIG. 8, the metal foil 60 may be formed in the front and back of the element main body 4 (polymer layer which consists only of conductive polymers). The element body 4 can be formed, for example, by hot pressing the metal foil 60 on both surfaces of a sheet-like polymer layer and then punching it out to a predetermined dimension. The first electrode plate 10 and the metal foil 60 are joined via a solder layer 62. The clad plate 18 and the metal foil 60 are also joined via the solder layer 62. Even in this case, the same effect as the above-described embodiment can be obtained. The thickness of the metal foil 60 is thinner than the thickness of the first electrode plate 10 and is generally about 25 to 30 μm. In FIG. 8, the clad plate 18 also functions as a second electrode plate. The clad plate 18 has a clad plate protrusion 88 protruding outward from the element joint surface with the element body 4. Further, as shown in FIG. 8, the protective film 3 covers at least a part of the metal foil 60 located on the protruding portion 7 of the element body 4.

図1は、本発明の一実施形態に係るPTC素子の使用状態(電池保護システム)を示す要部断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a principal part showing a usage state (battery protection system) of a PTC element according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1に示すPTC素子の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the PTC element shown in FIG. 図3は、図2に示すIII部分の拡大図であって、突出部の詳細を示す要部断面図である。FIG. 3 is an enlarged view of a part III shown in FIG. 図4は、本発明の一実施形態に係るポリマーPTC素子を、図2のIV方向に見た外観図であって、第1電極板、端子接合部、保護膜、および素子本体の位置関係を示す概略図である。FIG. 4 is an external view of a polymer PTC element according to an embodiment of the present invention viewed in the IV direction of FIG. 2, and shows the positional relationship among the first electrode plate, the terminal joint, the protective film, and the element body. FIG. 図5は、本発明の一実施形態に係るポリマーPTC素子の製造工程において、素子本体の素子接合面(第1面)に対して第1電極板を接合(熱圧着)する方法、および突出部の形成方法を示す概略図である。FIG. 5 shows a method for bonding (thermocompression bonding) a first electrode plate to an element bonding surface (first surface) of an element body, and a protrusion in a manufacturing process of a polymer PTC element according to an embodiment of the present invention. It is the schematic which shows the formation method of these. 図6Aは本発明の一実施形態に係るポリマーPTC素子の製造工程において、素子本体の露出面に保護膜形成用の樹脂を塗布する方法を示す概略図である。FIG. 6A is a schematic view showing a method for applying a resin for forming a protective film to the exposed surface of the element body in the manufacturing process of the polymer PTC element according to one embodiment of the present invention. 図6Bは本発明の一実施形態に係るポリマーPTC素子の製造工程において、素子本体の露出面に保護膜形成用の樹脂を塗布する方法を示す概略図である。FIG. 6B is a schematic view showing a method of applying a protective film-forming resin to the exposed surface of the element body in the manufacturing process of the polymer PTC element according to an embodiment of the present invention. 図7は本発明の他の実施形態に係るポリマーPTC素子の製造工程において、素子本体の素子接合面(第1面)に対して第1電極板を接合(熱圧着)する方法、および突出部の形成方法を示す概略図である。FIG. 7 shows a method for bonding (thermocompression bonding) the first electrode plate to the element bonding surface (first surface) of the element main body and the protrusion in the manufacturing process of the polymer PTC element according to another embodiment of the present invention. It is the schematic which shows the formation method of these. 図8は本発明の他の実施形態に係るポリマーPTC素子の断面図であるである。FIG. 8 is a cross-sectional view of a polymer PTC element according to another embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1… 電池保護システム
2… ポリマーPTC素子
3… 保護膜
4… 素子本体
6… 第1面
8… 第2面
7… 突出部
10… 第1電極板
12… 第2電極板
16… 端子板
18… クラッド板
30… 保護回路
32… 2次電池セル
34… 電極端子
60… 金属箔
62… ハンダ層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery protection system 2 ... Polymer PTC element 3 ... Protective film 4 ... Element main body 6 ... 1st surface 8 ... 2nd surface 7 ... Protrusion part 10 ... 1st electrode board 12 ... 2nd electrode board 16 ... Terminal board 18 ... Clad plate 30 ... Protection circuit 32 ... Secondary battery cell 34 ... Electrode terminal 60 ... Metal foil 62 ... Solder layer

Claims (8)

所定の温度領域において温度上昇に伴い抵抗値が増加する正の温度係数を持つ導電性ポリマーである素子本体と、
前記素子本体の表裏面に接合された一対の第1および第2電極板とを有するPTC素子であって、
前記素子本体へ前記第1電極板を熱圧着して前記素子本体を前記第1電極板の側方へはみ出させることによって、前記素子本体が、前記第1電極板との素子接合面から外方に飛び出している素子突出部を有し、
前記素子突出部が、前記第1電極板表面と前記素子突出部表面との間に段差を有するように、幅500〜1000μmで形成され、
前記素子本体が縦3〜5mm×横2〜5mmの直方体形状であり、
前記第1電極板の厚みが100〜300μmであって、
前記第1および第2電極板で覆われていない前記素子本体の露出面には、保護膜が形成され、
前記保護膜の厚みが50〜150μmであって、
前記第2電極板のみが、前記素子本体との素子接合面から外方に、前記保護膜の厚みより大きく飛び出している電極板突出部を有することを特徴とするPTC素子。
An element body that is a conductive polymer having a positive temperature coefficient in which a resistance value increases as the temperature rises in a predetermined temperature range;
A PTC element having a pair of first and second electrode plates bonded to the front and back surfaces of the element body,
By thermocompression-bonding the first electrode plate to the element body and causing the element body to protrude to the side of the first electrode plate, the element body is outward from the element bonding surface with the first electrode plate. have a device projecting portion that protrudes in,
The element protrusion is formed with a width of 500 to 1000 μm so as to have a step between the surface of the first electrode plate and the surface of the element protrusion.
The element body has a rectangular parallelepiped shape of 3 to 5 mm in length and 2 to 5 mm in width,
The first electrode plate has a thickness of 100 to 300 μm,
A protective film is formed on the exposed surface of the element body that is not covered with the first and second electrode plates,
The protective film has a thickness of 50 to 150 μm,
PTC element only the second electrode plate, outward from the element junction surface between the element body, characterized in that it have the electrode plates projecting portion that protrudes more than the thickness of the protective film.
所定回路と接続するための端子板と、前記第1電極板とが、前記端子板と前記第1電極板とが重複する部分に位置する端子接合部において接合され、
該端子接合部の近傍に前記素子突出部が位置することを特徴とする請求項1に記載のPTC素子。
A terminal plate for connecting to a predetermined circuit and the first electrode plate are joined at a terminal joining portion located at a portion where the terminal plate and the first electrode plate overlap,
The PTC element according to claim 1, wherein the element projecting portion is positioned in the vicinity of the terminal joint portion.
前記素子突出部が、前記素子本体の全周に位置することを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載のPTC素子。 The PTC element according to claim 1 , wherein the element projecting portion is located on the entire circumference of the element body. 前記端子板が、ニッケルを主として含むニッケル端子板で構成される請求項2または3に記載のPTC素子。 The PTC element according to claim 2 , wherein the terminal plate is formed of a nickel terminal plate mainly containing nickel. 前記第2電極板が、二種類以上の材質の板材が積層してあるクラッド板に接合してある請求項1〜4のいずれかに記載のPTC素子。 The PTC element according to any one of claims 1 to 4 , wherein the second electrode plate is bonded to a clad plate in which two or more kinds of plate materials are laminated. 前記素子本体の表裏面には、金属箔が積層してあり、各金属箔に対して、前記第1および第2電極板が接合してある請求項1〜5のいずれかに記載のPTC素子。 The PTC element according to any one of claims 1 to 5 , wherein metal foils are laminated on the front and back surfaces of the element body, and the first and second electrode plates are bonded to each metal foil. . 前記保護膜が、前記素子本体の前記素子突出部に位置する前記金属箔の少なくとも一部を覆っていることを特徴とする請求項6に記載のPTC素子。 The PTC element according to claim 6 , wherein the protective film covers at least a part of the metal foil located at the element protruding portion of the element body. 請求項1〜7のいずれかに記載のPTC素子と、
前記PTC素子の第1電極板に電気的に接続される保護回路と、
前記PTC素子の第2電極板に電気的に接続される電池とを有する電池保護システム。
A PTC element according to any one of claims 1 to 7 ,
A protection circuit electrically connected to the first electrode plate of the PTC element;
A battery protection system comprising: a battery electrically connected to the second electrode plate of the PTC element.
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