JPH0613068A - バッテリー - Google Patents

バッテリー

Info

Publication number
JPH0613068A
JPH0613068A JP5039914A JP3991493A JPH0613068A JP H0613068 A JPH0613068 A JP H0613068A JP 5039914 A JP5039914 A JP 5039914A JP 3991493 A JP3991493 A JP 3991493A JP H0613068 A JPH0613068 A JP H0613068A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
ptc
current
temperature
electrical device
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.)
Granted
Application number
JP5039914A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2574979B2 (ja
Inventor
Henry I Simon
ヘンリー・アービン・シモン
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.)
Raychem Corp
Original Assignee
Raychem 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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=21722502&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPH0613068(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Raychem Corp filed Critical Raychem Corp
Publication of JPH0613068A publication Critical patent/JPH0613068A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2574979B2 publication Critical patent/JP2574979B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H02J7/04—Regulation of charging current or voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/443—Methods for charging or discharging in response to temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/10—Temperature sensitive devices
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は超過電流や超過温度に対してセル
を安全に保護できる安価なバッテリー装置を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 この発明は、１つの態様として、１個または
それ以上の電池と、少なくとも１個の電池と熱的に接触
する少なくとも１つのＰＴＣ電気装置とを備えたバッテ
リーにおいて、前記ＰＴＣ電気装置が、(i)バッテリー
の充電および／または放電時に該ＰＴＣ電気装置の一部
を形成するＰＴＣ素子を電流が流れるように、電池と直
列に接続され、かつ、(ii)電気的な電力／温度関係を有
していて、電池の定常作動温度時は低抵抗に、電池の極
端な高温時は比較的高抵抗になるような割合で熱を放散
できるバッテリーにある。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、充電または放電時に
発生する過剰温度による損傷からのバッテリーの保護お
よび真に安全なバッテリーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】バッテリーが充電されるとき、および二
次バッテリーの場合には再充電されバッテリーが充分な
充電状態に接近するとき、バッテリーから熱が発生す
る。バッテリーからの放電電流が高くなるかまたは充電
電流が高くなると、発熱量も多くなり、それだけ、バッ
テリーの１つまたはそれ以上の部品が損傷される危険性
も大きくなる。バッテリーは過剰電流が放電されるのを
避けるために熱ヒューズまたはサーモスタットを設けて
いることはよく知られている。また、二次バッテリーが
急速な充電期間、次いで緩やかな充電期間再充電される
とき、バッテリーがＰＴＣ抵抗器(すなわち、抵抗が温
度と共に上昇する抵抗器)を組み込んでおり、該ＰＴＣ
抵抗器は、電池に電気的には接続されていないが熱的に
は接合されていて、バッテリー充電時に、電子開閉装置
を含む分離した制御回路の一部を形成し、該抵抗器の抵
抗が(バッテリー温度が増大した結果として)特定値を越
えて増大するとき、充電回路の電流はこの制御回路によ
って急速な充電レベルから緩やかな充電レベルへ減少す
ることが知られている。この種の充電手順は、例えば、
米国特許第３,６６７,０２６号明細書に開示されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このようなバッテリー
充電過程における一般的手順は満足できる制御が得られ
るが、あまりにも複雑で高価な電子開閉装置を使用して
いる。本発明者は、電池と直列に接続されたＰＴＣ電気
装置を使用するバッテリー充電および／または放電制御
方法を発見し、本発明を完成させた。ＰＴＣ電気装置は
バッテリーの常設部であるのが好ましく、バッテリーを
充電したりバッテリーから電流を取り出すためにバッテ
リー端子を接続する時、ＰＴＣ電気装置は、過剰なバッ
テリー温度および／または電流に対して自動的に保護作
用をする。そのＰＴＣ電気装置の電気的および熱的特性
は、バッテリーの種類と操作および充電を要求される方
法に応じて選定される。したがってこの発明の目的は超
過電流や超過温度に対してセルを安全に保護できる安価
なバッテリー装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明は、１つの態様
として、１個またはそれ以上の電池と、少なくとも１個
の電池と熱的に接触する少なくとも１つのＰＴＣ電気装
置とを備えたバッテリーにおいて、前記ＰＴＣ電気装置
が、(i)バッテリーの充電および／または放電時に該Ｐ
ＴＣ電気装置の一部を形成するＰＴＣ素子を電流が流れ
るように、電池と直列に接続され、かつ、(ii)電気的な
電力／温度関係を有していて、電池の定常作動温度時は
低抵抗に、電池の極端な高温時は比較的高抵抗になるよ
うな割合で熱を放散できるバッテリーを提供するもの
で、１つまたは１つ以上のセルからなるバッテリーであ
って、該セルと直列に接続された少なくとも１つのＰＴ
Ｃ装置を備え、バッテリーから電流が取り出されつつあ
るときはそのＰＴＣ装置を構成するＰＴＣ要素を通して
電流が流れるようになっており、該バッテリーにおい
て、上記ＰＴＣ装置が（１）２つの薄板電極と１つの薄
板ＰＴＣ素子とからなり、そのＰＴＣ素子が(ａ)上記電
極間で、電流の流れる面積の等価直径ｄと電流の流れる
平均行程長さ（厚み）ｔとの比ｄ／ｔが少なくとも２で
あるように電流が流れるように存在し、かつ（ｂ）(i)
２０℃における抵抗率が１０オーム-cm以下であり、(ii)
結晶性有機ポリマーと該ポリマー中に分散された導電性
充填粒子とからなるＰＴＣ導電性ポリマー組成物の溶融
成形により製造され、（２）上記ＰＴＣ装置が２０℃で
の抵抗が０．２オーム以下であり、（３）上記ＰＴＣ装
置がバッテリーの永久構成部分をなし、バッテリーの端
子間でバッテリーの各セルと直列に接続され、（４）バ
ッテリーの端子が不意に直接互いに接続したとき、上記
ＰＴＣ装置の温度および抵抗が迅速に上昇し、バッテリ
ーの各セルの温度がバッテリーに損傷を与えるレベルに
増加する前に０．５Ｃアンペア（Ｃはアンペア時におけ
るバッテリー容量）以下にバッテリーからの電流を減少
させる速度で上記ＰＴＣ装置を通る電流がそのＰＴＣ装
置に内部Ｉ2Ｒ加熱により発熱を行わせる速度で上記導
電性ポリマーの抵抗率は温度とともに増加し、（５）上
記バッテリーおよびＰＴＣ装置は、バッテリーおよびＰ
ＴＣ装置が静止空気中にあり、上記バッテリーとＰＴＣ
装置とバッテリーの端子と直列に接続される選択された
抵抗値の抵抗とからなる試験回路の一部をなすとき、上
記抵抗値が静止空気が２５℃で上記試験回路が臨界作動
状態にあり、（ａ）上記試験回路は上記空気が０℃であ
るときは通常作動状態を有し、（ｂ）上記空気が０℃か
らゆっくりと加熱されるとき、上記ＰＴＣ装置の温度は
上記回路が上記空気が２５℃の温度である時に臨界作動
状態に達するまでゆっくりと増加し、（ｃ）上記空気が
ちょうど２５℃を越えるまで加熱されたとき、上記回路
が高温安定作動状態に達し、（ｄ）上記通常作動状態の
回路内電力と上記高温安定作動状態の回路内電力との
比、即ちスイッチング比が少なくとも８であるように構
成されることを特徴とする。
【０００５】この発明のバッテリーの一つの実施態様と
して、電池が二次電池であり、ＰＴＣ電気装置が、(i)
バッテリー充電時に電池と直列に接続され、(ii)電気的
な電力／温度関係を有し、放電後にバッテリーが充電回
路で再充電される割合で散逸加熱することができるもの
であって、前記充電回路は初期には、(a)急速な充電電
流iＲが電池に流れかつ(b)ＰＴＣ電気装置が低抵抗で低
温となり、該電気装置がＩ2Ｒ加熱による熱量を発生す
る割合と該電気装置から熱量が失なわれる割合との間に
安定した平衡状態が存在する急速な充電状態であって、
その後、電池がある種の充電状態に到達し、電池および
電気装置が高温に到達した後、電気装置がＩ2Ｒ加熱に
よる熱量を発生する割合が、電気装置から熱量が散逸し
て電気装置の温度および抵抗を急速に上昇させる割合を
越え、その結果、その後、前記充電回路は、(a)比較的
低い緩やかな充電電流iＴが電池に流れかつ(b)該電気装
置がＩ2Ｒ加熱による熱量を発生する割合と該電気装置
から熱量が散逸する割合との間に安定した平衡状態が存
在する緩やかな充電状態に到達するバッテリーを挙げる
ことができる。ＰＴＣ電気装置の電力／温度関係および
熱散逸力があるのが好ましく、バッテリーは、２０℃の
静止空気中に設置され、０．２５〜４Ｃアンペア、好ま
しくは約１Ｃアンペア(ここでＣはバッテリーの電気容
量をアンペア時で示したものである。)の急速な充電電
流iＲと、０．５×iＲ以下であって、０．０３Ｃ〜０．
２Ｃ、好ましくは０．０５Ｃ〜０．２Ｃアンペアの緩や
かな充電電流iＴとで再充電されるのが好ましい。
【０００６】この発明のバッテリーの他の実施態様とし
て、ＰＴＣ電気装置が、(i)バッテリー放電時に電池と
直列に接続され、(ii)電気的な電力／温度関係を有する
とともにある割合で熱放散することができ、バッテリー
が２０℃の静止空気中に設置され電源として使用される
と、臨界電流icritが存在してバッテリーからの放電電
流はicrit以下となり、Ｉ2Ｒ加熱により電気装置が発熱
する割合と電気装置から熱が散逸する割合との間に安定
した平衡状態が存在し、バッテリーからの放電電流が臨
界電流icritを越えると、Ｉ2Ｒ加熱により電気装置が発
熱する割合は電気装置から熱が散逸する割合を越え、電
気装置の温度および抵抗が急速に上昇して、電気装置
は、(a)Ｉ2Ｒ加熱により電気装置が発熱する割合が電気
装置から熱が散逸する割合と等しくなり、(b)バッテリ
ーからの放電電流が０．５Ｃアンペア以下(ここでＣは
アンペア時のバッテリー電気容量である。)となる高温
の安定した平衡状態に達するバッテリーを挙げることが
できる。臨界電流icritの値は通常１Ｃ〜１０Ｃアンペ
ア、多くのバッテリーでは１．５Ｃ〜２．５Ｃアンペ
ア、例えば１．８Ｃ〜２．２Ｃアンペアである。
【０００７】この発明は、他の態様として、１つまたは
それ以上の二次電池を備えＣアンペア時の容量を有する
バッテリーを通して、該電池がある充電状態に達するま
で比較的急速な充電電流を流し、ＰＴＣ電気装置によっ
て少なくとも１つの電池の温度を熱接触で感知すること
によって該充電状態を検査し、電気装置の抵抗が増大す
ることを利用してバッテリーを通る電流を比較的低い緩
やかな充電電流に減少させるバッテリー再充電方法にお
いて、少なくとも０．２５Ｃアンペアの急速な充電電流
をバッテリーおよびＰＴＣ電気装置を通して流すことで
あって、前記電気装置は、バッテリーの電池と直列に接
続されるとともに電池と熱接触し、電気的な電力／温度
関係を有するとともにある割合で熱放散することがで
き、前記割合は、(Ａ)初期に、急速な充電電流がバッテ
リーを流れるとき、Ｉ2Ｒ加熱により電気装置が発熱す
る割合と電気装置から熱が散逸する割合との間に安定し
た平衡状態が存在し、(Ｂ)急速な充電電流が電池をある
種の充電状態に再充電し電気装置が高温度に達したと
き、Ｉ2Ｒ加熱により電気装置が発熱する割合が電気装
置から熱が散逸する割合を越え、電気装置の温度および
抵抗が急速に増大し、その後、電気回路は、(a)電池を
通り０．５iＲ以下で０．０３Ｃ〜０．２Ｃアンペアの
緩やかな充電電流iＴが存在し、(b)Ｉ2Ｒ加熱により電
気装置が発熱する割合が電気装置から熱が散逸する割合
に等しくなる緩やかな充電状態に到達し、該緩やかな充
電状態は電流が該電気回路を流れ続ける限り保持される
バッテリー再充電方法を提供するものである。
【０００８】この発明に使用されるＰＴＣ素子を含む電
気装置は、１９７９年１１月３０日に出願された米国特
許出願第９６５,３４４号およびそのＣＩＰ出願明細書
に記載されたタイプの装置が好ましく、さらに１９７９
年１１月３０日に出願された米国特許出願第９６５,３
４５号およびそのＣＩＰ出願明細書に記載された酸素防
壁層を備えているものが好ましく、該ＰＴＣ素子は、米
国特許出願第９６５,３４３号明細書に記載されたＰＴ
Ｃ組成物を含むのが好ましい。
【０００９】尚、上記米国特許出願第９６５,３４４号
及びそのＣＩＰ出願に対応する特願昭５４−１５６２８
８号には、電力源と、ＰＴＣ素子を含む回路保護器と、
上記ＰＴＣ素子に直列に接続されかつインピーダンスＲ
Ｌオームを有する他の回路素子とを備えた電気回路であ
って、該電気回路は通常の動作状態と、故障発生時には
高温安定動作状態を有し、(イ)ＰＴＣ素子は有機ポリマ
ー材料に導電性カーボンブラックを分散させたＰＴＣ導
電性ポリマーからなり、かつ２５℃にて１０オーム・cm
以下の抵抗率を有し、(ロ)ＰＴＣ素子を流れる電流の範
囲の等価直径をd、平均長さをtとするとき、d／tが少な
くとも２である範囲内で電流が流れるようになってお
り、(ハ)回路保護基は２５℃で抵抗値が１オーム以下
で、かつ０．５×ＲＬオーム以下であり、(ニ)電気回路
における高温安定動作状態下の電力に対する通常動作状
態下での電力の比、即ちスイッチング比は少なくとも８
であること等を特徴とする電気回路について開示され、
さらに上記電気回路についてＰＴＣ組成物は２５℃で７
オーム・cm以下の抵抗率を有し、かつ保護器は２５℃で
０．２オーム以下、かつ０．０１ＲＬオーム以下の抵抗
値を有することが開示されている。
【００１０】又、特願昭５４−１５６２８９号には、
(１)(a)２０ccよりも小さい体積を有し、(b)スイッチン
グ温度Ｔsを伴うＰＴＣ挙動を示す組成物からなり、及
び(c)ポリマー及び該ポリマーに分散された導電性粒子
からなるＰＴＣ素子、及び(２)電源に接続することがで
き、接続された場合にはＰＴＣ素子に電流を流す少なく
とも２つの電極、を有する電気回路の制御装置であっ
て、(３)(a)１０-9cc(標準状態)／cm2／mm／秒／cmＨg
よりも小さい酸素透過率を有する金属、セラミックまた
は有機ポリマーからなり、(b)ＰＴＣ素子の周囲を密封
し、(c)該装置を標準状態の空気中に置いた場合、ＰＴ
Ｃ素子の酸素吸収率が１０-6cc／秒／gよりも小さくな
るようにＰＴＣ素子への空気の接近を制限する酸素バリ
ヤーを有すること等を特徴とする電気回路の制御装置に
ついて開示されている。
【００１１】又、特願昭５４−１５６２８７号には、Ｐ
ＴＣ素子及び該ＰＴＣ素子に電流を通じさせるように電
源に接続できる少なくとも２つの電極を有してなる電気
回路保護装置であって、該ＰＴＣ素子は、(１)結晶化度
が少なくとも１０％であるポリマー成分、及び(２)該ポ
リマー成分に分散されており、２０ないし１５０ミリミ
クロンの粒径Ｄならびに表面積Ｓ(m2／g)とＤの比Ｓ／
Ｄが１０を越えないような表面積Ｓを有するカーボンブ
ラックからなる粒状充填材成分、を含んで成る溶融加工
ＰＴＣ導電性ポリマー組成物から成り、該充填材成分の
量は、組成物が７オーム・cmよりも低い２０℃比抵抗及
び少なくとも１０００オーム・cmのピーク比抵抗を有
し、(Ｓ／Ｄ)×(充填材成分体積／ポリマー成分体積)の
値が１よりも小さくなるような量であること等を特徴と
する電気回路装置等について開示されている。
【００１２】この発明は、バッテリーが複数の一次電池
を有し、電気装置がそれらの電池の間に、好ましくは３
つまたはそれ以上の電池の間の空所に配置され、バッテ
リー端子間で電池と直列に接続されるように常設的に接
続されているバッテリーに特に有用なものである。この
明細書では主としてこれらのバッテリーに関して説明し
ているが、この発明は、単一電池のバッテリーや充電方
法に関しても適用できるものであって、そこでは電気装
置はバッテリーと一体にはなっていないが、充電中、電
池と熱的接合するように配置される。
【００１３】この明細書では、充電制御および／または
放電制御が単一のＰＴＣ電気装置によって行なわれる方
法およびバッテリーに関して主として説明するが、本発
明は、並列または直列に接続され互いに所望の制御がで
きる２つまたはそれ以上のＰＴＣ電気装置によって充電
制御および／または放電制御が行なわれる方法およびバ
ッテリーを含むものである。例えば、同一サイズで同一
タイプであるが異なる数の電池を有していて同一電圧で
あるが異なる容量のバッテリー列であれば、単一の電気
装置によって最も小さいバッテリーの充電制御を行なう
ことができ、並列に接続された適当数の同一電気装置に
よってより大きいバッテリーの充電制御を行なうことが
できる。
【００１４】さらに、電気装置は、電流がバッテリーを
通りまたはそこから放電されて電池が過熱されるのを防
止する能力を有するだけでなく、電池の過熱損傷が生じ
る前に他の予見される故障状態によって電気装置が高抵
抗状態に変わるように設計されていてもよい。したがっ
て、電気装置の高抵抗状態への変化は、電気装置内で発
生した熱が放散される割合を減少させるか、または電気
装置に流入する電流を増大させ、またはこれら２つを組
み合わせて行なうことができる。充電中のバッテリーを
保護するように電気装置が使用されるとき、高抵抗状態
への変化は、ほぼ電池温度の上昇のみによって行なわ
れ、電気装置から熱が放散する割合は減少する。電気装
置が放電中のバッテリーを保護するように使用されると
き、高抵抗状態への変化は一般に、電流増加によって生
じた電池温度の上昇の結果として電気装置が外部から加
熱されることによって、または、電流増加によって生じ
た電気装置の増大した内部加熱と前記外部加熱との結合
によって生じる。しかしながら、電気装置の温度は、他
の外部熱源、例えば、電気装置と熱的に接触するととも
に電気装置と直列に接続する抵抗器によっても上昇する
ことができる。このような抵抗器からの外部加熱は、電
池による電気装置の加熱を補うことができ、または何ら
かの環境下で、電池による電気装置の加熱を、電気装置
の変換の結果、高抵抗状態に基本的に置き換えることが
できる。電気装置はまた、例えばバッテリー端子間が直
接ショートした結果、バッテリーから流れるきわめて高
い電流に対して、電池温度が実質的に増大する前に、バ
ッテリーを保護するのにも役立つ。即ちＰＴＣ電気装置
は電池温度が上昇する以前に発熱するものである。さら
に、その電気装置は、バッテリーが外部的に非常な高温
に加熱されたとき、バッテリーから流れる電流を実質的
に制止することができる。
【００１５】電気装置を高抵抗状態に変換できるこれら
の方法は、真に安全なバッテリーの設計に特に有益なこ
とである。ここで、「真に安全」という用語は、例えば、
バッテリーから大電流が流れることのできる最大時間を
指定することによってバッテリーに接続された他の電気
部品への損傷を避けることおよび／または例えば、バッ
テリー近傍で爆発性ガスに引火する危険性を避けるため
に、いかなるバッテリー部分も到達できる最大温度を指
定することによって危険状態が発生するのを避けるとい
う要求に合致するバッテリーを記述するのに用いてい
る。これらの要求は異なる環境では異なったものとなる
ので、電気装置の特性は調節することができる。したが
って、電気装置は、バッテリーから異常な高電流が流れ
るとき指定された時間内で電流を低レベルに減少させる
ように作用して、バッテリーに接続された電流に感応す
る電気部品への損傷を避けることができる。これは電気
装置を高抵抗状態で低電流に変化するように求めてもよ
いし、またはバッテリー自体の損傷を避けるために要す
る以上に急速な電流減少を求めてもよい。同様に、バッ
テリーの何らかの部分が火災または爆発を起こす温度に
到達したことを示す温度になると、たとえ電池温度が電
池を損傷しないレベルであったとしても、高抵抗状態に
変化するように電気装置を設計するのが望ましいかもし
れない。電気装置は、バッテリーから流れる電流がある
レベルを越えるとき、たとえその電流レベルが「真に安
全」という要求に合致せずまたは電池を損傷する温度と
ならなくとも、バッテリーの放電率を減少するように作
用するように設計することもできる。例えば、電気回路
が指定電流、例えば０．１Ｃで作動するように設計され
ていると、電気装置は、故障状態で電流が指定電流を２
回越えると高抵抗状態に変化し、バッテリー放電率をき
わめて減少させるように設計することができる。ラッチ
(後述)でないように電気装置が設計されていると、故障
が直ると低抵抗状態に戻る。
【００１６】上記の情況で、icritの値は、１Ｃ〜１０
Ｃアンペアの範囲の内側または外側にあり、バッテリー
自体が損傷するのを防止するように設計された電気装置
に通常適用される。
【００１７】上記した如く、電気装置の電気的および熱
的特性は、バッテリーの種類と操作および／または再充
電を必要とする方法とに応じて選定されるべきである。
したがって、再充電できない一次バッテリーを用いる
と、電気装置は、バッテリーが放電されるときの保護装
置としてのみ作用することになる。二次バッテリーを用
いると、電気装置は、バッテリー充電時とバッテリー放
電時の両方(この場合、バッテリーは一般に２つの端子
のみ設けている。)またはバッテリー充電時のみまたは
バッテリー放電時のみ(この場合、バッテリーは３つの
端子を備えていて、一対はバッテリー充電用に使用さ
れ、他の一対はバッテリー放電時に使用される。)、電
池と直列になるように接続することができる。二次バッ
テリーは、２つの保護装置を備えることができ、その１
つはバッテリー充電時に電池と直列に接続され、他の１
つはバッテリー放電時に電池と直列に接続される。
【００１８】電気装置が充電中のバッテリーを保護する
ように作用するとき、電気装置は低抵抗状態(したがっ
て急速な充電電流が流れる。)でなければならず、バッ
テリーは低抵抗状態であるが、電池を過熱させる急速な
充電電流が流れる充電レベルにバッテリーが達したとき
には急速な充電電流を緩やかな充電電流に減少させねば
ならない。電池を再充電するのに使用される急速な充電
電流は、充電過程での化学反応と電池を構成する物質と
に依存するだけでなく、短い充電サイクルと長い放電期
間の間の中間期間にも依存する。したがって、同一バッ
テリーは、約１時間またはそれ以上の充電時間が許容さ
れ長い放電期間が望まれている時、１Ｃアンペアまたは
それ以下(ここで、Ｃはアンペア時でのバッテリー容量
である。)の急速な充電電流で充電され、より短い充電
時間の有益性が、再充電される毎のより大きいバッテリ
ー品質低下(その結果、バッテリー使用期間が短くな
る。)よりも価値があると考えられる時、事実上より大
きい急速な充電電流、例えば２Ｃアンペアまたはそれ以
上の充電電流で充電することができる。実際に使用され
る急速な充電電流は通常は少なくとも０．２５Ｃ、ほと
んど１０Ｃ以下である。大部分の場合、急速な充電電流
は少なくとも０．５Ｃアンペア、典型的には０．７５Ｃ
〜４Ｃアンペア、好ましくは１Ｃ〜３Ｃアンペアであ
る。
【００１９】二次バッテリーの電極、隔離板等に一般に
使用されている物質を使用すると、電気装置の電気的お
よび熱的特性は、電池温度および電気装置の温度(Ｔcri
t)が４０〜７５℃の範囲、一般には４０〜５０℃である
時、急速な充電電流が緩やかな充電電流に減少するよう
になっている。しかしながら、使用材質の改良された特
性のために、バッテリーに実質的に損傷を与えることな
く高い電池温度に達することが期待できる。
【００２０】電池温度の増大によってＩ2Ｒ加熱による
電気装置の発熱率が電気装置からの熱消失率を越える
時、電気装置の温度および抵抗は急速に上昇し、充電回
路の電流は急速に減少する。その後、電池は冷却し始
め、電気装置の温度と抵抗はゆっくり下降し、Ｉ2Ｒ加
熱による電気装置の発熱割合が電気装置から熱が散逸す
る割合に等しくなる新しい平衡状態が確立される。電気
装置が低抵抗状態から高抵抗状態へ変化する時にバッテ
リー充電は完全ではないので、緩やかな充電電流が好ま
しくは０．０３Ｃ〜０．２Ｃアンペア、特に０．０５Ｃ
〜０．２Ｃアンペア、とりわけ０．０５Ｃ〜０．１Ｃア
ンペアあるのが好ましい。緩やかな充電状態では、電池
の温度は急速な充電期間の終了時のものより実質的に低
く、したがって、周辺温度は低抵抗状態から高抵抗状態
に変化する時の温度よりも低いけれども、電気回路を電
流が流れ続ける限り、電気装置は高抵抗状態のままであ
る。すなわち、電気装置は米国特許出願第９６５,３４
４号明細書に詳述されているように保持固定されている
ことが重要である。
【００２１】電気装置が放電中および充電中のバッテリ
ーを保護するように作用するとき、バッテリーから流れ
る電流が一般に０．２５Ｃ〜２Ｃアンペアの範囲である
急速な充電電流よりも少ないときの低抵抗状態が保持さ
れる。電気装置が放電中のバッテリーを単に保護するこ
とだけに機能するとき、バッテリーから流れる電流が予
め設定された値icritを越える時の高抵抗状態に変化す
るように電気装置は設計されているicritの値は通常１
Ｃ〜１０Ｃアンペア、多くのバッテリーでは１．５Ｃ〜
２．５Ｃアンペア、例えば１．８Ｃ〜２．２Ｃアンペア
である。一般に電気装置は、一度高抵抗状態に変化すれ
ば、電気回路に電流が流れ続ける限り高抵抗状態に保持
されるように設計されている。バッテリーから流れる電
流の減少分は０．４Ｃ以下であるのが好ましい。icrit
は変動しない状態で測定されるように注意することが重
要である。icritよりも実質的に大きい電流が限定され
た時間だけバッテリーから流れることができ、これは真
に安全なバッテリーの製作に関連して重要なことであ
る。
【００２２】本発明バッテリーの電気装置の電気的な電
力／温度関係の定義については、２０℃の静止空気中に
配置されたバッテリーに関して前記したとおりである。
しかしながら、これは単に定義するためのものであっ
て、電気装置の熱的特性が一部にはバッテリー周囲の環
境に依存するので、バッテリーは適当な環境中で使用し
および／または再充電することができる。
【００２３】前記の如く、本発明に使用される電気装置
は、一般的に米国特許出願第９６５,３４４号明細書に
記載された装置であるのが好ましい。しかしながら、本
発明で使用する電気装置は、上記米国特許出願明細書で
定義された標準的な電気回路および標準的な熱的環境に
配置されたとき通常スイッチング率が少なくとも１０に
上昇するので、本発明方法に従ってバッテリーが再充電
される電気回路のスイッチング率は、このスイッチング
率が所望のものよりも低い緩やかな充電電流となっても
よいので、必ずしも少なくとも１０なくてもよい。例え
ば、急速な充電電流が比較的低い、例えば１Ｃアンペア
の如く１．５Ｃアンペア以下であるとき、充電回路のス
イッチング率は通常１０以下、例えば４〜９である。
【００２４】高抵抗状態での電気装置の抵抗が余り高す
ぎると、低抵抗状態での電気装置の抵抗よりも大きいが
高抵抗状態での電気装置の抵抗よりも小さい抵抗を有す
る抵抗器を、電気装置と並列に設けることができる。こ
のような抵抗器を用いると、電気装置が低抵抗状態にあ
る間は電流の値を決定する有効な部分は通常ないが、電
気装置が高抵抗状態にある時は電流の値を有効に決定す
ることができる。
【００２５】本発明に使用する電気装置のＰＴＣ素子
は、一般に、２０℃でおよび／または(電気装置が充電
中のバッテリーを保護するとき)バッテリーが急速な充
電状態で再充電されるとき、１０オーム・cm以下、好ま
しくは４オーム・cm以下の固有抵抗を有するＰＴＣ導電
性ポリマー組成物を含んでいる。このポリマー組成物の
固有抵抗は、一般に、電気装置が高抵抗状態にある時、
例えば、バッテリーが再充電され、電気回路が緩やかな
充電状態にある時に、少なくとも１０4オーム・ｃｍで
ある。ポリマー組成物は一般に架橋されている。一般
に、電気装置は電池が４０〜６０℃以上の温度に加熱さ
れるのを防止するように機能し、したがって、ＰＴＣ組
成物は一般に４０〜７５℃の範囲の温度で回路を開閉す
る。このＰＴＣ組成物は４０〜７５℃範囲の融点を有す
る結晶性ポリマーをベースにすることができ、ポリマー
としてポリカプロラクトンを使用すると優れた効果が得
られる。ＰＴＣ素子の形状およびそれへの電気的接続
は、一般に、等価直径ｄ、平均行程長さtとして比d／t
が少なくとも２、好ましくは少なくとも１０となるＰＴ
Ｃ素子領域を電流が流れるようにされる。２０℃、およ
び／または充電中のバッテリーを電気装置が保護しバッ
テリーが急速な充電状態で再充電されるときの電気装置
の温度での電気装置の抵抗は、一般に１オーム以下であ
って、電気装置が充電中のバッテリーを保護するときは
０．１×ＲL以下である。(ここでＲLは電気装置と直列
接続された回路抵抗あるいは負荷抵抗である。)
【００２６】電気装置が充電中のバッテリーを保護する
ように使用されているとき、電気装置は、低抵抗状態か
ら高抵抗状態に変化する期間中、電気回路が緩やかな充
電状態にあるときの電気装置の温度Ｔd latchよりも高
い温度に加熱される。Ｔd latchとはＩ2Ｒ熱による装置
からの熱の発生比率と該装置からの熱の消失比率とが等
しくなる高温平衡点のことである。この温度における抵
抗がＲd latchである。Ｔd latchでの電気装置の抵抗
は、Ｔd latchと(Ｔd latch＋１０)℃間の全ての温度で
の電気装置の抵抗よりも小さく、好ましくはＴd latch
と(Ｔd latch＋５０)℃間の全ての温度での電気装置の
抵抗よりも小さいのが望ましい。
【００２７】電気装置が充電中のバッテリーを保護する
ように使用されるときには特に、電気装置の電気的安定
性は、バッテリーの有効寿命中を通して所望の保護効果
が得られ続けるものがよい。
【００２８】アンペア時でのバッテリー容量は、バッテ
リーから流れる電流の割合と周囲温度とに依存する。こ
の明細書でのバッテリー容量は、２５℃の周囲温度で１
時間測定したものである。
【００２９】図１はバッテリーケース１と、電池２と、
それらの電池間に配置されたＰＴＣ電気装置３とを備え
たバッテリーを概略的に示したものである。ＰＴＣ電気
装置は図２に詳細に示されている。ＰＴＣ電気装置は、
リード線３４、３５を取り付けている拡がった金属電極
３２、３３によってサンドイッチ状にはさまれたＰＴＣ
素子３１を設けている。ＰＴＣ素子、電極、リード線両
端部を包囲するように絶縁層３６が設けられている。
【００３０】ＰＴＣ電気装置は図２と図３に示したよう
に製造されている。ＰＴＣ素子は、ポリカプロラクトン
(ユニオンカーバイド社製ＰＣＬ７００)５６重量部と、
カーボンブラック(フルネックス社製Ｎ７６５)４２重量
部と、酸化防止剤[米国特許第３,９８６,９８１号明細
書に記載されているように４,４'−チオビス(３−メチ
ル−６−t−ブチルフェノール)を３−４重合したオリゴ
マー]２重量部とを有している。ポリマー組成物の固有
抵抗は２５℃で約２．５オーム・cmである。金属電極と
リード線はニッケル被覆された銅であり、絶縁層はエポ
キシ樹脂で作られている。ＰＴＣ電気装置は２０メガラ
ド照射されたものである。図３に示した寸法は、a＝
２．８cm、b＝２．５cm、c＝１．２cm、d＝１．０cm、e
＝０．３５cm、f＝０．１７cmである。ＰＴＣ電気装置
は２５℃で約０．１オームの抵抗を有している。
【００３１】このＰＴＣ電気装置は、図１に示すよう
に、１２個のニッケル−カドミウム(１．３Ｖ)電池２と
３つの端子(図示せず)とからなるバッテリーの電池の間
に配置され、１つの電池２に対して直列に接続される。
そのバッテリーは０．４５アンペア時の電気容量を有し
ている。電気装置はバッテリー充電時のみ電池と直列に
なるように接続されている。
【００３２】最初の６０分間、急速な充電電流は約０．
４４アンペアであり、電気装置の抵抗は低い(０．３オ
ーム以下)状態が保持される。その時、電池温度と電気
装置の温度とは約４５℃に上昇し、電気装置はＩ2Ｒ加
熱により発生した熱量をもはや散逸することができなく
なる。その結果、電気装置の抵抗は約３５０オームにき
わめて急速に上昇し、電流は約２６ミリアンペアに減少
する。その後、電気装置と電池の温度は下降し、電流が
４３ミリアンペアで電気装置の抵抗が１７７オームであ
る平衡的な緩やかな充電状態が確立される。
【００３３】以上詳述したように、この発明によれば電
流がバッテリーから流れ出るとき、ＰＴＣ装置を通過す
るように接続され、超過電流又は超過温度に対する安全
かつ安価な保護装置を備えたバッテリーを提供すること
ができる。
【００３４】なお、上記発明の開示に対応する実施態様
は次の通りである。 (1)１つまたは１つ以上のセルと少なくとも１つの上記
セルと熱的に接触する少なくとも１つのＰＴＣ電気装置
とを有しているバッテリーにおいて、上記ＰＴＣ装置が
(i)１つ又は複数の電池と直列に接続されており、電流
がバッテリーから流出するとき、電流は、ＰＴＣ電気装
置の一部分を形成するとともに、有機ポリマーを含み上
記ポリマー内に分散された微粒子にてなる導電性充填材
を有する導電性ポリマーを有しているＰＴＣ素子を介し
て流れ、(ii)バッテリーが２０℃の静止空気中に設置さ
れ電源として使用されるという条件のもとで、バッテリ
ーからの流出電流が帰界電流icrit以下のとき、Ｉ2Ｒ加
熱によりＰＴＣ電気装置が発生する熱の比率はＰＴＣ電
気装置から分散する熱の比率以上のときは該ＰＴＣ電気
装置の温度及び抵抗は急速に上昇して、該ＰＴＣ電気装
置が、(a)Ｉ2Ｒ加熱により該装置が発生する熱の比率
が、該装置から分散する熱の比率に等しくなり、(b)バ
ッテリーからの流出電流が０．５Ｃアンペア以下(アン
ペア時で表したバッテリーの容量)となるところの高温
の安定した平衡状態に達する電気的な電力／温度関係を
有して、ある割合で熱を分散させることができることを
特徴とするバッテリー。 (2)臨界電流icritが１．５Ｃと２．５Ｃアンペアの間で
ある(1)記載のバッテリー。 (3)ＰＴＣ電気装置が、(a)ＰＴＣ素子を備え、該ＰＴＣ
素子は、２０℃で１０オーム・cm以下の固有抵抗を有す
るＰＴＣ導電性ポリマー組成物を含み、該ＰＴＣ素子の
等価直径d、平均行程長さtとして比d／tが少なくとも２
となる領域を電流が流れ、(b)２０℃で１オーム以下の
抵抗を有する(1)記載のバッテリー。 (4)ＰＴＣ導電性ポリマー組成物が、２０℃で４オーム
・cm以下の固有抵抗を有し、高温平衡状態時に少なくと
も１０4オーム・cmの固有抵抗を有する(3)記載のバッテ
リー。 (5)高温平衡状態における電気装置の温度がＴd latchで
あり、Ｔd latchでの電気装置の抵抗が、Ｔd latchと
(Ｔd latch＋５０)℃間の全ての温度での電気装置の抵
抗よりも小さい(1)〜(4)のいずれかに記載のバッテリ
ー。 (6)上記導電性ポリマー組成物が、(i)０℃以上の温度Ｔ
sで切替機能を有するＰＴＣの動作を示す、(ii)溶融押
出され、(iii)２０℃で１０オーム・cm以下の固有抵抗
を有し、(iv)少なくとも１０％の結晶性を有するポリ
マー成分と、 上記ポリマー成分中に分散し、粒子の大きさＤが２０
〜１５０ミリミクロンであり、その表面積Ｓは、Ｓ／Ｄ
の値が１０(m2／グラム)より大きくないようなカーボン
ブラックを有している粒子状充填成分であり、その充填
成分の量を、
【数１】 の値が１以下であるような成分、を有する(1)〜(5)のい
ずれかに記載のバッテリー。 (7)粒子の大きさＤが３０〜７０ミリミクロンである(6)
記載のバッテリー。
【図面の簡単な説明】
【図１】 バッテリーの概略的な斜視図。
【図２】 ＰＴＣ電気装置の概略斜視図。
【図３】 図２図示のＰＴＣ電気装置の断面図である。
【符号の説明】
１…バッテリー、２…電池、３…ＰＴＣ電気装置、３１
…ＰＴＣ素子、３２,３３…電極、３４,３５…リード
線。
【手続補正書】
【提出日】平成５年３月３１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 バッテリー
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、バッテリー端子が偶
発的に短絡したとき、発生する過剰電流による損傷から
バッテリーを保護することに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】バッテリーが充電されるとき、バッテリ
ーから熱が発生する。バッテリーからの放電電流が高く
なると、発熱量も多くなり、それだけ、バッテリーの１
つまたはそれ以上の部品が損傷される危険性も大きくな
る。常識ではないが、バッテリーは過剰電流が放電され
るのを避けるために熱ヒューズまたはサーモスタットを
設け、過剰に熱せられるとバッテリーから電流が流れ出
すの防止したり、ヒューズに過剰の電流が流れるのを防
止することは知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、バッテ
リーのセルと直列に接続され、バッテリーの永久部分を
なすＰＴＣ電気装置を使用すると、バッテリー端子が偶
発的に短絡したとき、ＰＴＣ電気装置は、過剰なバッテ
リー温度および／または電流に対して自動的に保護作用
を与えることを見い出した。そのＰＴＣ電気装置の電気
的および熱的特性は、バッテリーの種類と操作および充
電に要求される方法に応じて選定される。したがってこ
の発明の目的は過剰電流および過剰温度に対してセルを
安全に保護できる安価なバッテリー装置を提供すること
を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、１つの
態様として、１つまたは１つ以上のセルからなるバッテ
リーであって、該セルと直列に接続された少なくとも１
つのＰＴＣ装置を備え、バッテリーから電流が取り出さ
れるときはそのＰＴＣ装置を構成するＰＴＣ素子を通し
て電流が流れるようになっており、該バッテリーにおい
て、上記ＰＴＣ装置が（１）２つの薄板電極と１つの薄
板ＰＴＣ素子とからなり、そのＰＴＣ素子が(ａ)上記電
極間で、電流の流れる面積の等価直径ｄと電流の流れる
平均行程長さ（厚み）ｔとの比ｄ／ｔが少なくとも２で
あるように電流が流れるように存在し、かつ（ｂ）(i)
２０℃における抵抗率が１０オーム-cm以下であり、(ii)
結晶性有機ポリマーと該ポリマー中に分散された導電性
充填粒子とからなるＰＴＣ導電性ポリマー組成物の溶融
成形により製造され、（２）上記ＰＴＣ装置が２０℃で
の抵抗が０．２オーム以下であり、（３）上記ＰＴＣ装
置がバッテリーの永久構成部分をなし、バッテリーの端
子間でバッテリーの各セルと直列に接続され、（４）バ
ッテリーの端子が不意に直接互いに接続したとき、上記
ＰＴＣ装置の温度および抵抗が迅速に上昇し、バッテリ
ーの各セルの温度がバッテリーに損傷を与えるレベルに
増加する前に０．５Ｃアンペア（Ｃはアンペア時におけ
るバッテリー容量）以下にバッテリーからの電流を減少
させる速度で上記ＰＴＣ装置を通る電流がそのＰＴＣ装
置に内部Ｉ2Ｒ加熱により発熱を行わせるという速度で
上記導電性ポリマーの抵抗率は温度とともに増加し、
（５）上記バッテリーおよびＰＴＣ装置は、バッテリー
およびＰＴＣ装置が静止空気中にあり、上記バッテリー
とＰＴＣ装置とバッテリーの端子と直列に接続される選
択された抵抗値の抵抗とからなる試験回路の一部をなす
とき、上記抵抗値が静止空気が２５℃で上記試験回路が
臨界作動状態にあり、（ａ）上記試験回路は上記空気が
０℃であるときは通常作動状態を有し、（ｂ）上記空気
が０℃からゆっくりと加熱されるとき、上記ＰＴＣ装置
の温度は上記回路が上記空気が２５℃の温度である時に
臨界作動状態に達するまでゆっくりと増加し、（ｃ）上
記空気がちょうど２５℃を越えるまで加熱されたとき、
上記回路が高温安定作動状態に達し、（ｄ）上記通常作
動状態の回路内電力と上記高温安定作動状態の回路内電
力との比、即ちスイッチング比が少なくとも８であるよ
うに構成されることを特徴とするバッテリーが提供され
る。
【０００５】この発明に使用されるＰＴＣ素子を含む電
気装置は、１９７９年１１月３０日に出願された米国特
許出願第９６５,３４４号およびそのＣＩＰ出願明細書
に記載されたタイプの装置が好ましく、さらに１９７９
年１１月３０日に出願された米国特許出願第９６５,３
４５号およびそのＣＩＰに対応する日本特許出願第１５
６２８９号／７９明細書に記載された酸素防壁層を備え
ているものが好ましく、該ＰＴＣ素子は、米国特許出願
第９６５,３４３号に対応する日本特許出願第１５６２
８７号／７９明細書に記載されたＰＴＣ組成物を含むの
が好ましい。
【０００６】尚、上記米国特許出願第９６５,３４４号
及びそのＣＩＰ出願に対応する特願昭５４−１５６２８
８号には、電力源と、ＰＴＣ素子を含む回路保護器と、
上記ＰＴＣ素子に直列に接続されかつインピーダンスＲ
Ｌオームを有する他の回路素子とを備えた電気回路であ
って、該電気回路は通常の動作状態と、故障発生時には
高温安定動作状態を有し、(イ)ＰＴＣ素子は有機ポリマ
ー材料に導電性カーボンブラックを分散させたＰＴＣ導
電性ポリマーからなり、かつ２５℃にて１０オーム・cm
以下の抵抗率を有し、(ロ)ＰＴＣ素子を流れる電流の範
囲の等価直径をd、平均長さをtとするとき、d／tが少な
くとも２である範囲内で電流が流れるようになってお
り、(ハ)回路保護基は２５℃で抵抗値が１オーム以下
で、かつ０．５×ＲＬオーム以下であり、(ニ)電気回路
における高温安定動作状態下の電力に対する通常動作状
態下での電力の比、即ちスイッチング比は少なくとも８
であること等を特徴とする電気回路について開示され、
さらに上記電気回路についてＰＴＣ組成物は２５℃で７
オーム・cm以下の抵抗率を有し、かつ保護器は２５℃で
０．２オーム以下、かつ０．０１ＲＬオーム以下の抵抗
値を有することが開示されている。
【０００７】又、特願昭５４−１５６２８９号には、
(１)(a)２０ccよりも小さい体積を有し、(b)スイッチン
グ温度Ｔsを伴うＰＴＣ挙動を示す組成物からなり、及
び(c)ポリマー及び該ポリマーに分散された導電性粒子
からなるＰＴＣ素子、及び(２)電源に接続することがで
き、接続された場合にはＰＴＣ素子に電流を流す少なく
とも２つの電極、を有する電気回路の制御装置であっ
て、(３)(a)１０-9cc(標準状態)／cm2／mm／秒／cmＨg
よりも小さい酸素透過率を有する金属、セラミックまた
は有機ポリマーからなり、(b)ＰＴＣ素子の周囲を密封
し、(c)該装置を標準状態の空気中に置いた場合、ＰＴ
Ｃ素子の酸素吸収率が１０-6cc／秒／gよりも小さくな
るようにＰＴＣ素子への空気の接近を制限する酸素バリ
ヤーを有すること等を特徴とする電気回路の制御装置に
ついて開示されている。
【０００８】又、特願昭５４−１５６２８７号には、Ｐ
ＴＣ素子及び該ＰＴＣ素子に電流を通じさせるように電
源に接続できる少なくとも２つの電極を有してなる電気
回路保護装置であって、該ＰＴＣ素子は、(１)結晶化度
が少なくとも１０％であるポリマー成分、及び(２)該ポ
リマー成分に分散されており、２０ないし１５０ミリミ
クロンの粒径Ｄならびに表面積Ｓ(m2／g)とＤの比Ｓ／
Ｄが１０を越えないような表面積Ｓを有するカーボンブ
ラックからなる粒状充填材成分、を含んで成る溶融加工
ＰＴＣ導電性ポリマー組成物から成り、該充填材成分の
量は、組成物が７オーム・cmよりも低い２０℃比抵抗及
び少なくとも１０００オーム・cmのピーク比抵抗を有
し、(Ｓ／Ｄ)×(充填材成分体積／ポリマー成分体積)の
値が１よりも小さくなるような量であること等を特徴と
する電気回路装置等について開示されている。
【０００９】
【作用および発明の効果】この発明は、バッテリーが複
数のセルを有し、電気装置がそれらのセル間に、好まし
くは３つまたはそれ以上のセル間の空所に配置され、バ
ッテリー端子間で電池と直列に接続されるように常設的
に接続されているバッテリーに特に有用なもので、過剰
電流および過剰温度に対してセルを安全に保護できる安
価なバッテリー装置を提供する。この明細書では主とし
て複数のセルからなるバッテリーに関して説明している
が、この発明は、単一セルのバッテリーにも適用できる
ものである。
【００１０】この明細書では、放電制御が単一のＰＴＣ
電気装置によって行なわれるバッテリーに関して主とし
て説明するが、本発明は、並列または直列に接続され互
いに所望の制御ができる２つまたはそれ以上のＰＴＣ電
気装置によって放電制御が行なわれるバッテリーに適用
され、同等の作用効果を奏するものである。
【００１１】さらに、電気装置は、偶発的にに端子が直
接接続されると、電流がバッテリーから放電されてセル
が過熱されるのを防止する能力を有するだけでなく、セ
ルの過熱損傷が生じる前に他の予見される故障状態によ
って電気装置が高抵抗状態に変わるように設計されてい
てもよい。したがって、電気装置の高抵抗状態への変化
は、電気装置内で発生した熱が放散される割合を減少さ
せるか、または電気装置に流入する電流を増大させ、ま
たはこれら２つを組み合わせて行なうことができる。高
抵抗状態への変化は一般に、電流増加によって生じた装
置内部の加熱または、電流増加によって生じた電気装置
の増大した内部加熱と外部加熱、例えば装置と熱接触
し、装置と直列になっている抵抗からの加熱、との結合
によって生じる。このような抵抗器からの外部加熱は、
電池による電気装置の加熱を補うことができ、または何
らかの環境下で、電池による電気装置の加熱を、電気装
置の変換の結果、高抵抗状態に基本的に置き換えること
ができる。電気装置はまた、例えばバッテリー端子間が
直接ショートした結果、バッテリーから流れるきわめて
高い電流に対して、電池温度が実質的に増大する前に、
バッテリーを保護するのにも役立つ。即ちＰＴＣ電気装
置はセル温度が上昇する以前に発熱するものである。さ
らに、その電気装置は、バッテリーが外部的に非常な高
温に加熱されたとき、バッテリーから流れる電流を実質
的に制止することができる。
【００１２】電気装置を高抵抗状態に変換できるこれら
の方法は、真に安全なバッテリーの設計に特に有益なこ
とである。ここで、「真に安全」という用語は、例えば、
バッテリーから大電流が流れることのできる最大時間を
指定することによってバッテリーに接続された他の電気
部品への損傷を避けることおよび／または例えば、バッ
テリー近傍で爆発性ガスに引火する危険性を避けるため
に、いかなるバッテリー部分も到達できる最大温度を指
定することによって危険状態が発生するのを避けるとい
う要求に合致するバッテリーを記述するのに用いてい
る。これらの要求は異なる環境では異なったものとなる
ので、電気装置の特性は調節することができる。したが
って、電気装置は、バッテリーから異常な高電流が流れ
るとき指定された時間内で電流を低レベルに減少させる
ように作用して、バッテリーに接続された電流に感応す
る電気部品への損傷を避けることができる。これは電気
装置を高抵抗状態で低電流に変化するように求めてもよ
いし、またはバッテリー自体の損傷を避けるために要す
る以上に急速な電流減少を求めてもよい。同様に、バッ
テリーの何らかの部分が火災または爆発を起こす温度に
到達したことを示す温度になると、たとえセル温度が電
池を損傷しないレベルであったとしても、高抵抗状態に
変化するように電気装置を設計するのが望ましい場合も
ある。電気装置は、バッテリーから流れる電流があるレ
ベルを越えるとき、たとえその電流レベルが「真に安全」
という要求に合致せずまたはセルを損傷する温度となら
なくとも、バッテリーの放電率を減少するように作用さ
せるように設計することもできる。例えば、電気回路が
指定電流、例えば０．１Ｃで作動するように設計されて
いると、電気装置は、故障状態で電流が指定電流を２回
越えると高抵抗状態に変化し、バッテリー放電率をきわ
めて減少させるように設計することができる。ラッチ
(後述)でないように電気装置が設計されていると、故障
が直ると低抵抗状態に戻る。
【００１３】上記した如く、電気装置の電気的および熱
的特性は、バッテリーの種類と操作される方法に応じて
選定されるべきである。したがって、再充電できない一
次バッテリーを用いると、電気装置は、バッテリーが放
電されるときの保護装置としてのみ作用することにな
る。二次バッテリーを用いると、電気装置は、バッテリ
ー充電時とバッテリー放電時の両方(この場合、バッテ
リーは一般に２つの端子のみ設けている。)またはバッ
テリー充電時のみまたはバッテリー放電時のみ(この場
合、バッテリーは３つの端子を備える場合があり、一対
はバッテリー充電用に使用され、他の一対はバッテリー
放電時に使用される。)、電池と直列になるように接続
することができる。二次バッテリーは、２つの保護装置
を備えることができ、その１つはバッテリー充電時に電
池と直列に接続され、他の１つはバッテリー放電時に電
池と直列に接続される。
【００１４】電気装置が放電中のバッテリーを単に保護
することだけに機能するとき、バッテリーから流れる電
流が予め設定された値icritを越える時の高抵抗状態に
変化するように電気装置は設計されている。icritの値
は通常１Ｃ〜１０Ｃアンペア、多くのバッテリーでは
１．５Ｃ〜２．５Ｃアンペア、例えば１．８Ｃ〜２．２
Ｃアンペアである。一般に電気装置は、一度高抵抗状態
に変化すれば、電気回路に電流が流れ続ける限り高抵抗
状態に保持されるように設計されている。即ち、電気装
置は米国特許第９６５，３４４号に対応する日本特許第
１５６，２８８／７９号に詳細に説明されるように、ラ
ッチされることになる。バッテリーから流れる電流の減
少分は０．４Ｃ以下であるのが好ましい。icritは変動
しない状態で測定されるように注意することが重要であ
る。icritよりも実質的に大きい電流が限定された時間
だけバッテリーから流れることができ、これは真に安全
なバッテリーの製作に関連して重要なことである。
【００１５】本発明バッテリーの電気装置の電気的な電
力／温度関係の定義については、静止空気中に配置され
たバッテリーに関して前記したとおりである。しかしな
がら、これは電気装置の熱的特性が一部にはバッテリー
周囲の環境に依存するものであるから、単に定義するた
めのものであって、バッテリーは適当な環境中で使用し
および／または再充電することができるものと理解すべ
きである。
【００１６】高抵抗状態での電気装置の抵抗が余り高す
ぎると、低抵抗状態での電気装置の抵抗よりも大きいが
高抵抗状態での電気装置の抵抗よりも小さい抵抗を有す
る抵抗器を、電気装置と並列に設けることができる。こ
のような抵抗器を用いると、電気装置が低抵抗状態にあ
る間は電流の値を決定する有効な部分は通常ないが、電
気装置が高抵抗状態にある時は電流の値を有効に決定す
ることができることになる。
【００１７】本発明に使用する電気装置のＰＴＣ素子
は、一般に、２０℃で、１０オーム・cm以下、好ましく
は４オーム・cm以下の固有抵抗率を有するＰＴＣ導電性
ポリマー組成物からなる。このポリマー組成物の固有抵
抗率は、一般に、電気装置が高抵抗状態にある時、少な
くとも１０4オーム・cmである。ポリマー組成物は一般
に架橋されている。一般に、電気装置は電池が４０〜６
０℃以上の温度に加熱されるのを防止するように機能
し、したがって、ＰＴＣ組成物は一般に４０〜７５℃の
範囲にスイッチング温度を有している。このＰＴＣ組成
物は４０〜７５℃範囲の融点を有する結晶性ポリマーを
ベースにすることができ、ポリマーとしてポリカプロラ
クトンを使用すると優れた効果が得られる。ＰＴＣ素子
の形状およびそれへの電気的接続によって、一般に、等
価直径d、平均行程長さtとして比d／tが少なくとも２、
好ましくは少なくとも１０となる領域にわたりＰＴＣ素
子を通して電流が流れるようにされる。２０℃における
電気装置の抵抗は、一般に０．２オーム以下である。電
気装置の電気的安定性は、バッテリーの有効寿命中を通
して所望の保護効果が得られ続けるものがよい。
【００１８】アンペア時でのバッテリー容量は、バッテ
リーから取り出される電流の割合と周囲温度とに依存す
る。この明細書でのバッテリー容量は、２５℃の周囲温
度で１時間測定したものである。
【００１９】
【実施例】図１はバッテリーケース１と、電池２と、そ
れらの電池間に配置されたＰＴＣ電気装置３とを備えた
バッテリーを概略的に示したものである。ＰＴＣ電気装
置は図２に詳細に示されている。ＰＴＣ電気装置は、リ
ード線３４、３５を取り付けている拡がった金属電極３
２、３３によってサンドイッチ状にはさまれたＰＴＣ素
子３１を設けている。ＰＴＣ素子、電極、リード線両端
部を包囲するように絶縁層３６が設けられている。
【００２０】
【製造例】ＰＴＣ電気装置は図２および図３に示したよ
うに製造されている。ＰＴＣ素子は、ポリカプロラクト
ン(ユニオンカーバイド社製ＰＣＬ７００)５６重量部
と、カーボンブラック(フルネックス社製Ｎ７６５)４２
重量部と、酸化防止剤[米国特許第３,９８６,９８１号
明細書に記載されているように４,４'−チオビス(３−
メチル−６−t−ブチルフェノール)を３−４重合したオ
リゴマー]２重量部とを有している。ポリマー組成物の
固有抵抗は２５℃で約２．５オーム・cmである。金属電
極とリード線はニッケル被覆された銅であり、絶縁層は
エポキシ樹脂で作られている。ＰＴＣ電気装置は２０メ
ガラド照射されたものである。図３に示した寸法は、a
＝２．８cm、b＝２．５cm、c＝１．２cm、d＝１．０c
m、e＝０．３５cm、f＝０．１７cmである。ＰＴＣ電気
装置は２５℃で約０．１オームの抵抗を有している。
【００２１】このＰＴＣ電気装置は、図１に示すよう
に、１２個のニッケル−カドミウム(１．３Ｖ)電池２と
３つの端子(図示せず)とからなるバッテリーの電池の間
に配置され、１つの電池２に対して直列に接続される。
そのバッテリーは０．４５アンペア時の電気容量を有し
ている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 バッテリーの概略的な斜視図。
【図２】 ＰＴＣ電気装置の概略斜視図。
【図３】 図２図示のＰＴＣ電気装置の断面図である。
【符号の説明】 １…バッテリー、 ２…セル、 ３…ＰＴＣ電気装置、 ３１…ＰＴＣ素子、 ３２,３３…電極、 ３４,３５…リード線

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １つまたは１つ以上のセルからなるバッ
    テリーであって、該セルと直列に接続された少なくとも
    １つのＰＴＣ装置を備え、バッテリーから電流が取り出
    されるときはそのＰＴＣ装置を構成するＰＴＣ要素を通
    して電流が流れるようになっており、該バッテリーにお
    いて、 上記ＰＴＣ装置が（１）２つの薄板電極と１つの薄板Ｐ
    ＴＣ素子とからなり、そのＰＴＣ素子が(ａ)上記電極間
    で、電流の流れる面積の等価直径ｄと電流の流れる平均
    行程長さ（厚み）ｔとの比ｄ／ｔが少なくとも２である
    ように電流が流れるように存在し、かつ（ｂ）(i)２０
    ℃における抵抗率が１０オーム-cm以下であり、(ii)結晶
    性有機ポリマーと該ポリマー中に分散された導電性充填
    粒子とからなるＰＴＣ導電性ポリマー組成物の溶融成形
    により製造され、 （２）上記ＰＴＣ装置が２０℃での抵抗が０．２オーム
    以下であり、 （３）上記ＰＴＣ装置がバッテリーの永久構成部分をな
    し、バッテリーの端子間でバッテリーの各セルと直列に
    接続され、 （４）バッテリーの端子が不意に直接互いに接続したと
    き、上記ＰＴＣ装置の温度および抵抗が迅速に上昇し、
    バッテリーの各セルの温度がバッテリーに損傷を与える
    レベルに増加する前に０．５Ｃアンペア（Ｃはアンペア
    時におけるバッテリー容量）以下にバッテリーからの電
    流を減少させる速度で上記ＰＴＣ装置を通る電流がその
    ＰＴＣ装置に内部Ｉ2Ｒ加熱により発熱を行わせるとい
    う速度で上記導電性ポリマーの抵抗率は温度とともに増
    加し、 （５）上記バッテリーおよびＰＴＣ装置は、バッテリー
    およびＰＴＣ装置が静止空気中にあり、上記バッテリー
    とＰＴＣ装置とバッテリーの端子と直列に接続される選
    択された抵抗値の抵抗とからなる試験回路の一部をなす
    とき、上記抵抗値が静止空気が２５℃で上記試験回路が
    臨界作動状態にあり、 （ａ）上記試験回路は上記空気が０℃であるときは通常
    作動状態を有し、（ｂ）上記空気が０℃からゆっくりと
    加熱されるとき、上記ＰＴＣ装置の温度は上記回路が上
    記空気が２５℃の温度である時に臨界作動状態に達する
    までゆっくりと増加し、（ｃ）上記空気がちょうど２５
    ℃を越えるまで加熱されたとき、上記回路が高温安定作
    動状態に達し、（ｄ）上記通常作動状態の回路内電力と
    上記高温安定作動状態の回路内電力との比、即ちスイッ
    チング比が少なくとも８であるように構成されることを
    特徴とするバッテリー。
JP5039914A 1979-01-26 1993-03-01 バッテリー Expired - Lifetime JP2574979B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/006,773 US4255698A (en) 1979-01-26 1979-01-26 Protection of batteries
US006773 1979-01-26

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP822080A Division JPS55105980A (en) 1979-01-26 1980-01-25 Battery and method of recharging battery

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8214592A Division JP2777354B2 (ja) 1979-01-26 1996-08-14 バッテリー再充電方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0613068A true JPH0613068A (ja) 1994-01-21
JP2574979B2 JP2574979B2 (ja) 1997-01-22

Family

ID=21722502

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP822080A Pending JPS55105980A (en) 1979-01-26 1980-01-25 Battery and method of recharging battery
JP5039914A Expired - Lifetime JP2574979B2 (ja) 1979-01-26 1993-03-01 バッテリー
JP8214592A Expired - Lifetime JP2777354B2 (ja) 1979-01-26 1996-08-14 バッテリー再充電方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP822080A Pending JPS55105980A (en) 1979-01-26 1980-01-25 Battery and method of recharging battery

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8214592A Expired - Lifetime JP2777354B2 (ja) 1979-01-26 1996-08-14 バッテリー再充電方法

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4255698A (ja)
JP (3) JPS55105980A (ja)
KR (1) KR830001602B1 (ja)
CA (1) CA1150769A (ja)
DE (1) DE3002721C2 (ja)
FR (1) FR2447618A1 (ja)
GB (1) GB2042789B (ja)
HK (1) HK82489A (ja)
IL (1) IL59223A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002528874A (ja) * 1998-10-28 2002-09-03 タイコ・エレクトロニクス・コーポレイション 分散式センサー
JP2007501500A (ja) * 2003-08-06 2007-01-25 ゼネラル・モーターズ・コーポレーション 金属製バイポーラプレート用接着剤結合部

Families Citing this family (84)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4475138A (en) * 1980-04-21 1984-10-02 Raychem Corporation Circuit protection devices comprising PTC element
US4413301A (en) 1980-04-21 1983-11-01 Raychem Corporation Circuit protection devices comprising PTC element
US4330704A (en) * 1980-08-08 1982-05-18 Raychem Corporation Electrical devices comprising conductive polymers
JPS5786265U (ja) * 1980-11-14 1982-05-27
US4385269A (en) * 1981-01-09 1983-05-24 Redifon Telecommunications Limited Battery charger
US4433294A (en) * 1981-06-05 1984-02-21 Firing Circuits, Inc. Method and apparatus for testing a battery
US4396880A (en) * 1981-06-05 1983-08-02 Firing Circuits Inc. Method and apparatus for charging a battery
US4542365A (en) * 1982-02-17 1985-09-17 Raychem Corporation PTC Circuit protection device
US4550301A (en) * 1982-02-17 1985-10-29 Raychem Corporation PTC Circuit protection device
US4481498A (en) * 1982-02-17 1984-11-06 Raychem Corporation PTC Circuit protection device
US4549161A (en) * 1982-02-17 1985-10-22 Raychem Corporation PTC Circuit protection device
DE3214745C1 (de) * 1982-04-21 1983-07-07 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Verfahren zur Durchführung eines automatischen Ladevorganges von in geschlossenen Räumen angeordneten gasdichten Nickel-Cadmium-Akkumulatoren
US4467310A (en) * 1983-10-03 1984-08-21 Northern Telecom Limited Telephone subscriber line battery feed resistor arrangements
JPS6076872U (ja) * 1983-11-01 1985-05-29 ミノルタ株式会社 電池の過放電過熱防止装置
GB8416924D0 (en) * 1984-07-03 1984-08-08 Lucas Ind Plc Electric storage battery
JPS6174257A (ja) * 1984-09-20 1986-04-16 Fuji Elelctrochem Co Ltd 電池
US4774024A (en) * 1985-03-14 1988-09-27 Raychem Corporation Conductive polymer compositions
US4647894A (en) * 1985-03-14 1987-03-03 Raychem Corporation Novel designs for packaging circuit protection devices
US4884163A (en) * 1985-03-14 1989-11-28 Raychem Corporation Conductive polymer devices
DK87287A (da) 1986-02-20 1987-08-21 Raychem Corp Fremgangsmaade og apparat for anvendelse af ionbyttemateriale
JPS6358759A (ja) * 1986-08-28 1988-03-14 Nippon Mektron Ltd 熱履歴判別可能な電池
JP2563808Y2 (ja) * 1988-11-15 1998-02-25 三洋電機株式会社 過電流及び過熱保護素子
US5150033A (en) * 1988-12-09 1992-09-22 Norand Corporation Flat plate sealed lead-acid battery charging system and method
JPH0834098B2 (ja) * 1989-02-07 1996-03-29 日立マクセル株式会社 Ｐｔｃ素子付き円筒形有機電解液電池
US4973936A (en) * 1989-04-27 1990-11-27 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Adminstration Thermal switch disc for short circuit protection of batteries
DE3937158A1 (de) * 1989-11-08 1991-05-16 Bosch Gmbh Robert Kontrolleinrichtung fuer batteriegeraet
US5174924A (en) * 1990-06-04 1992-12-29 Fujikura Ltd. Ptc conductive polymer composition containing carbon black having large particle size and high dbp absorption
US5034720A (en) * 1990-07-20 1991-07-23 Bell Howard F Current control apparatus for insertion into battery powered devices
US5436609A (en) * 1990-09-28 1995-07-25 Raychem Corporation Electrical device
US5089801A (en) * 1990-09-28 1992-02-18 Raychem Corporation Self-regulating ptc devices having shaped laminar conductive terminals
GB9113888D0 (en) * 1991-06-27 1991-08-14 Raychem Sa Nv Circuit protection devices
WO1993011595A1 (en) * 1991-11-29 1993-06-10 Motorola, Inc. Battery with protection circuit
US5303115A (en) * 1992-01-27 1994-04-12 Raychem Corporation PTC circuit protection device comprising mechanical stress riser
US5245268A (en) * 1992-04-15 1993-09-14 Jason Wang Battery charger with current stabilizer
US5378407A (en) * 1992-06-05 1995-01-03 Raychem Corporation Conductive polymer composition
US5852397A (en) * 1992-07-09 1998-12-22 Raychem Corporation Electrical devices
US5394094A (en) * 1993-05-13 1995-02-28 Industrial Scientific Corporation Portable gas sensor utilizing fault protective battery cap
US5451919A (en) * 1993-06-29 1995-09-19 Raychem Corporation Electrical device comprising a conductive polymer composition
DE69414712T2 (de) 1993-08-23 1999-07-29 Raychem Corp., Menlo Park, Calif. Verwendung von kaltleiteranordnungen in kabelbäumen
DE4403468C2 (de) * 1994-02-04 1998-07-09 Daimler Benz Ag Entnahmestromüberwachungssystem für Traktionsbatterien in Elektro- und Hybridfahrzeugen
CN1054941C (zh) 1994-05-16 2000-07-26 雷伊化学公司 有聚合物正温度系数电阻元件的电路保护器件
US5652501A (en) * 1994-12-12 1997-07-29 Unitrode Corporation Voltage sensor for detecting cell voltages
US5581170A (en) * 1994-12-12 1996-12-03 Unitrode Corporation Battery protector
US5689173A (en) * 1995-02-07 1997-11-18 Sanyo Electric Co., Ltd. Battery pack
EP0844622B1 (en) * 1995-08-07 2004-06-09 Tyco Electronics Raychem K.K. Ptc device and battery pack using the same
TW309619B (ja) * 1995-08-15 1997-07-01 Mourns Multifuse Hong Kong Ltd
EP0845148B1 (en) * 1995-08-15 2000-01-19 Bourns Multifuse (Hong Kong), Ltd. Surface mount conductive polymer devices and method for manufacturing such devices
US5801612A (en) * 1995-08-24 1998-09-01 Raychem Corporation Electrical device
US5637978A (en) * 1995-11-06 1997-06-10 Kendrick Products Corporation Battery booster
SE506757C2 (sv) * 1996-07-02 1998-02-09 Ericsson Telefon Ab L M Säkringsanordning för en portabel batteridriven elektrisk apparat
US5856773A (en) * 1996-11-04 1999-01-05 Raychem Corporation Circuit protection device
US6020808A (en) 1997-09-03 2000-02-01 Bourns Multifuse (Hong Kong) Ltd. Multilayer conductive polymer positive temperature coefficent device
US5993990A (en) * 1998-05-15 1999-11-30 Moltech Corporation PTC current limiting header assembly
GB9820132D0 (en) 1998-09-16 1998-11-11 Raychem Ltd Battery over-discharge protection
WO2000019455A1 (en) 1998-09-25 2000-04-06 Bourns, Inc. Two-step process for preparing positive temperature coefficient polymer materials
US6362721B1 (en) 1999-08-31 2002-03-26 Tyco Electronics Corporation Electrical device and assembly
US6854176B2 (en) * 1999-09-14 2005-02-15 Tyco Electronics Corporation Process for manufacturing a composite polymeric circuit protection device
US6640420B1 (en) * 1999-09-14 2003-11-04 Tyco Electronics Corporation Process for manufacturing a composite polymeric circuit protection device
US6340878B1 (en) * 1999-10-22 2002-01-22 Motorola, Inc. Silicon equivalent PTC circuit
US6597551B2 (en) 2000-12-13 2003-07-22 Huladyne Corporation Polymer current limiting device and method of manufacture
US20030026053A1 (en) * 2001-08-06 2003-02-06 James Toth Circuit protection device
DE10223672A1 (de) * 2002-05-28 2003-12-11 Daimler Chrysler Ag Verfahren zum Betreiben eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs und Vorrichtung hierzu
JP4107881B2 (ja) * 2002-05-30 2008-06-25 三洋電機株式会社 パック電池
US6771051B2 (en) * 2002-06-29 2004-08-03 Motorola, Inc. Thermally limited battery protection and charging circuit
KR20050058521A (ko) * 2002-08-30 2005-06-16 타이코 일렉트로닉스 레이켐 케이. 케이. 통전 단자 및 통전 단자용 어댑터
US7742270B2 (en) * 2004-06-10 2010-06-22 Invensys Systems, Inc. System and method for limiting energy in an industrial control system
US8579176B2 (en) 2005-07-26 2013-11-12 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical stapling and cutting device and method for using the device
US8573462B2 (en) 2006-05-19 2013-11-05 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Electrical surgical instrument with optimized power supply and drive
US7479608B2 (en) 2006-05-19 2009-01-20 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Force switch
US7959050B2 (en) * 2005-07-26 2011-06-14 Ethicon Endo-Surgery, Inc Electrically self-powered surgical instrument with manual release
US9662116B2 (en) 2006-05-19 2017-05-30 Ethicon, Llc Electrically self-powered surgical instrument with cryptographic identification of interchangeable part
US9554803B2 (en) 2005-07-26 2017-01-31 Ethicon Endo-Surgery, Llc Electrically self-powered surgical instrument with manual release
US11751873B2 (en) 2005-07-26 2023-09-12 Cilag Gmbh International Electrically powered surgical instrument with manual release
US10314583B2 (en) 2005-07-26 2019-06-11 Ethicon Llc Electrically self-powered surgical instrument with manual release
US8627993B2 (en) * 2007-02-12 2014-01-14 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Active braking electrical surgical instrument and method for braking such an instrument
US8627995B2 (en) 2006-05-19 2014-01-14 Ethicon Endo-Sugery, Inc. Electrically self-powered surgical instrument with cryptographic identification of interchangeable part
CN101454855B (zh) * 2006-05-19 2012-05-30 爱惜康内镜外科公司 力控开关
EP2529671B1 (en) * 2006-05-19 2016-08-31 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical instrument
DE102007031558A1 (de) * 2007-07-06 2009-01-08 Robert Bosch Gmbh Akkumulator und Akkupack
US8641273B2 (en) * 2010-11-02 2014-02-04 Sinoelectric Powertrain Corporation Thermal interlock for battery pack, device, system and method
US9806515B2 (en) 2013-12-24 2017-10-31 Nokia Technologies Oy Protection of cables and connectors
US10236544B2 (en) 2014-04-10 2019-03-19 Illinois Tool Works Inc. Heater for electric vehicle batteries
JP2016107923A (ja) * 2014-12-10 2016-06-20 株式会社オートネットワーク技術研究所 充電制御回路
US10272758B2 (en) * 2016-11-02 2019-04-30 Proterra Inc. Battery system of an electric vehicle

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3243753A (en) * 1962-11-13 1966-03-29 Kohler Fred Resistance element
US3351882A (en) * 1964-10-09 1967-11-07 Polyelectric Corp Plastic resistance elements and methods for making same
GB1167551A (en) * 1965-12-01 1969-10-15 Texas Instruments Inc Heaters and Methods of Making Same
JPS498422A (ja) * 1972-05-24 1974-01-25
US3793716A (en) * 1972-09-08 1974-02-26 Raychem Corp Method of making self limiting heat elements
JPS4982736A (ja) * 1972-12-13 1974-08-09
JPS5099424U (ja) * 1974-01-18 1975-08-18
JPS52100893A (en) * 1976-02-18 1977-08-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Doppler radar
JPS5386496A (en) * 1976-10-15 1978-07-29 Raychem Corp Electroconductive polymer composition
JPS53102356A (en) * 1976-12-16 1978-09-06 Raychem Corp Electric conductive polymer composition

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2157139A (en) * 1936-05-22 1939-05-09 Carlos B Mirick Battery charging system
DE1144802B (de) * 1956-11-28 1963-03-07 Svenska Ackumulator Ab Vorrichtung zur Konstanthaltung der Spannung in einem elektrischen Stromkreis
US3171076A (en) * 1961-09-13 1965-02-23 Fox Prod Co Battery charger with output voltage automatically matching battery rating
US3518524A (en) * 1967-01-03 1970-06-30 Sunbeam Corp Cordless electric appliance
US3667026A (en) * 1970-12-02 1972-05-30 Motorola Inc Automatic temperature responsive battery charging circuit
US4091267A (en) * 1976-07-19 1978-05-23 Texas Instruments Incorporated Self-regulating electric heater
SE436528B (sv) * 1978-12-01 1984-12-17 Raychem Corp Elektrisk anordning innefattande ett ptc-element sammansatt av en komposition, som uppvisar ptc-beteende
US4238812A (en) * 1978-12-01 1980-12-09 Raychem Corporation Circuit protection devices comprising PTC elements
US4237441A (en) * 1978-12-01 1980-12-02 Raychem Corporation Low resistivity PTC compositions

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3243753A (en) * 1962-11-13 1966-03-29 Kohler Fred Resistance element
US3351882A (en) * 1964-10-09 1967-11-07 Polyelectric Corp Plastic resistance elements and methods for making same
GB1167551A (en) * 1965-12-01 1969-10-15 Texas Instruments Inc Heaters and Methods of Making Same
JPS498422A (ja) * 1972-05-24 1974-01-25
US3793716A (en) * 1972-09-08 1974-02-26 Raychem Corp Method of making self limiting heat elements
JPS4982736A (ja) * 1972-12-13 1974-08-09
JPS5099424U (ja) * 1974-01-18 1975-08-18
JPS52100893A (en) * 1976-02-18 1977-08-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Doppler radar
JPS5386496A (en) * 1976-10-15 1978-07-29 Raychem Corp Electroconductive polymer composition
JPS53102356A (en) * 1976-12-16 1978-09-06 Raychem Corp Electric conductive polymer composition

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002528874A (ja) * 1998-10-28 2002-09-03 タイコ・エレクトロニクス・コーポレイション 分散式センサー
JP2007501500A (ja) * 2003-08-06 2007-01-25 ゼネラル・モーターズ・コーポレーション 金属製バイポーラプレート用接着剤結合部
JP4800942B2 (ja) * 2003-08-06 2011-10-26 ゼネラル・モーターズ・コーポレーション 金属製バイポーラプレート用接着剤結合部

Also Published As

Publication number Publication date
CA1150769A (en) 1983-07-26
DE3002721C2 (de) 1997-02-20
KR830002405A (ko) 1983-05-28
GB2042789A (en) 1980-09-24
IL59223A0 (en) 1980-05-30
US4255698A (en) 1981-03-10
FR2447618B1 (ja) 1983-11-18
JP2574979B2 (ja) 1997-01-22
JPS55105980A (en) 1980-08-14
GB2042789B (en) 1983-07-27
FR2447618A1 (fr) 1980-08-22
JP2777354B2 (ja) 1998-07-16
HK82489A (en) 1989-10-27
DE3002721A1 (de) 1980-08-07
KR830001602B1 (ko) 1983-08-16
IL59223A (en) 1982-08-31
JPH09115503A (ja) 1997-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0613068A (ja) バッテリー
US9614254B2 (en) Safety device for preventing overcharge and secondary battery therewith
Doljack PolySwitch PTC devices-a new low-resistance conductive polymer-based PTC device for overcurrent protection
EP0429489B1 (en) Assemblies of ptc circuit protection devices
KR100786937B1 (ko) 이차전지 보호장치
KR100899425B1 (ko) 배터리 팩의 보호회로 및 이를 구비한 배터리 팩
JPH0461578B2 (ja)
EP0988685A1 (en) Supplemental battery overcharge protection device
EP1091366A1 (en) Electrical device and assembly
JP2008507248A5 (ja)
US6862164B2 (en) Circuit protection arrangement
KR100745354B1 (ko) 이차전지의 과충전 방지를 위한 안전 소자 및 그 안전소자가 결합된 이차전지
KR100996773B1 (ko) 온도 보호 소자
JP5073204B2 (ja) ポリマーｐｔｃ素子
WO2020189225A1 (ja) バッテリパック、保護回路
US3907588A (en) Electrochemical cell and safety resistor therefor
CN209994088U (zh) 一种自恢复保险丝模组
JP4368039B2 (ja) 自己発熱素子を有する温度ヒューズとこの温度ヒューズを内蔵するパック電池
CN116345082A (zh) 一种电池模组、动力电池以及车辆