JPH1154110A - 正特性温度素子を備えた電池保護装置 - Google Patents

正特性温度素子を備えた電池保護装置

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JPH1154110A
JPH1154110A JP20614897A JP20614897A JPH1154110A JP H1154110 A JPH1154110 A JP H1154110A JP 20614897 A JP20614897 A JP 20614897A JP 20614897 A JP20614897 A JP 20614897A JP H1154110 A JPH1154110 A JP H1154110A
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Tadashi Okuto
忠司 奥藤
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N II C MORI ENERG KK
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リチウムイオン電池の等の高エネルギー密度
電池用の小型の保護装置を提供する。 【解決手段】 正特性温度素子の平板状のリード上に、
過充電、過放電、過電流、温度異常の少なくとも１種の
異常を検出して電流を遮断する少なくとも１個の電池保
護回路素子を取り付けており、正特性温度素子の動作と
電池保護回路素子の動作の二重の安全装置を備えた電池
保護装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池の保護装
置に関し、特に負極活物質としてリチウムイオンをドー
プもしくは脱ドープ材料を用いたリチウムイオン電池の
ようなエネルギー密度の高い二次電池の保護装置に関す
るものであり、とくに小型の電池保護装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】リチウムイオンをドープもしくは、脱ド
ープする炭素材料をもちいたリチウムイオン電池は高電
圧であるとともに、軽量で高エネルギー密度を有してお
り、携帯用機器に広く使用されるに至っている。二次電
池は、充電により繰り返して使用することができるが、
充電の際には電池の特性劣化や、特にリチウムイオン電
池では、過充電の際に金属リチウムが析出したり、ガス
発生による圧力弁の作動で電解液が漏液し、発火、発煙
するおそれがあるので過充電防止のための保護装置が設
けられるとともに、過放電の保護装置、電流の制限装
置、電池の充放電時の温度上昇の防止装置等が設けられ
ている。
【０００３】電池を電源とする機器では、使用目的等に
応じて電池の容量を変えたり、電池の使用個数を変える
ことが行われており、このため、機器に着脱自在な１個
または複数の電池を有する電池パックを用いている。電
池の保護装置は、電池の容量等に応じて設定したものが
必要であるので、各電池パック内に設けることが行われ
ている。また短絡による過電流による発熱あるいは電池
温度の上昇によって動作して電流を遮断することができ
る正特性温度素子（ＰＴＣ）の場合には、電池の近傍に
設けることが不可欠であるので、同様に電池パック内に
設けている。電池を電源とする機器の小型化に対応し
て、小型で容量の大きな電池が求められているが、個々
の電池パック内に電池の保護装置を設けるので、電池パ
ックの大きさの制約によって、電池の活物質等の量を減
少させる要因となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、負極活物質
としてリチウムイオンをドープまたは脱ドープする炭素
質材料を用いたリチウムイオン電池等の高エネルギー密
度の二次電池用保護装置に関するものであり、とくに小
型の電池保護装置を提供することを課題とするものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、正特性温度素
子を備えた電池保護装置において、正特性温度素子の平
板状のリード上に、過充電、過放電、過電流、温度異常
から選べれる少なくとも１種の異常状態を検出して電流
を遮断する少なくとも１個の電池保護回路素子を取り付
けた正特性温度素子を備えた電池保護装置である。電池
保護回路素子を回路基板に取り付けて正特性温度素子の
平板状のリード上に取り付けた前記の正特性温度素子を
備えた電池保護装置である。また、電池保護回路素子と
正特性温度素子の平板状のリードを放熱板によって熱的
に結合した前記の正特性温度素子を備えた電池保護装置
である。温度異常の検出を、正特性温度素子の近傍に設
けた温度検出素子または、正特性温度素子の両端の電圧
降下から検出する前記の正特性温度素子を備えた電池保
護装置である。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の正特性温度素子を有する
保護装置は、正特性温度素子と過充電、過放電、過電流
あるいは温度の上昇等から電池を保護するための電池保
護回路素子を設けた基板を一体化したものである。正特
性温度素子は、一般にリード部は通電電流による電圧の
降下を防止するために、板状のニッケル板等の面積の大
きな導電体が用いられており、本発明の保護装置は、正
特性温度素子の平板状のリード部を利用したものであ
る。
【０００７】以下に、図面を参照して本発明を説明す
る。図１は、本発明の正特性温度素子を備えた電池保護
装置を説明する図であり、図１（Ａ）は平面図であり、
図１（Ｂ）は断面図である。電池保護装置１は、正特性
温度素子２の平板状のリード部３および４を有してお
り、リード部４には、電池保護回路素子５を設けた回路
基板６を取り付けており、リード部４と回路基板５は導
電接続を形成している。また、回路基板６には、電池あ
るいは機器類との接続用端子７およびグラウンド端子８
を設けており、電池保護回路素子５とリード部を熱的に
結合する図１（Ａ）において破線で表される放熱板９を
有している。また、正特性温度素子２の近傍には、温度
検出素子１０が設けられている。電池保護装置１は、リ
ード部３および回路基板の接続用端子７のいずれかを電
池の正側の端子に接続し、他方を電池利用機器側の端子
に接続し、グラウンド端子８をグラウンド側配線に接続
する。また、電池に発熱があった場合には正特性温度素
子に熱が充分に加わるように、電池の近傍に設置する。
【０００８】通常の動作状態では、電池保護回路素子５
の通電による発熱は、放熱板９および放熱板９と熱的に
結合したリード部で放熱される。短絡等によって過大な
電流が流れた場合には、正特性温度素子２の発熱によっ
て正特性温度素子の抵抗の増大で通電電流が抑制され
る。さらに、正特性温度素子の温度を温度検出素子１０
によって検出し、温度が所定の大きさを超えると電池保
護回路素子内の電流遮断回路を動作させて通電を遮断さ
せても良い。正特性温度素子の温度上昇を温度検出素子
によって検出することに代えて、正特性温度素子の両端
の電圧と、通過電流の大きさから、正特性温度素子に固
有の温度を算出して所定の温度以上である場合に、電池
保護回路素子５内の電流遮断回路を動作させても良い。
このように、本発明の保護装置では、正特性温度素子の
抵抗の増大による通電の遮断と、電池保護回路素子の電
柱遮断回路の動作による通電の遮断という二重の安全装
置によって保護が行われることとなり、信頼性の大きな
電池保護を行うことが可能となる。
【０００９】
【発明の効果】本発明は、過大な電流の通過による発熱
によって電気抵抗が増大する正特性温度素子と電池保護
回路素子を一体としたので、電池パックを小型化するこ
とができるので、電池パックの容積当たりの容量を大き
くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の正特性温度素子を備えた電池保護装置
を説明する図である。
【符号の説明】
１…電池保護装置、２…正特性温度素子、３、４…リー
ド部、５…電池保護回路素子、６…回路基板、７…接続
用端子、８…グランウンド端子、９…放熱板、１０…温
度検出素子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 正特性温度素子を備えた電池保護装置に
    おいて、正特性温度素子の平板状のリード上に、過充
    電、過放電、過電流、温度異常の少なくとも１種の異常
    を検出して電流を遮断する少なくとも１個の電池保護回
    路素子を取り付けたことを特徴とする正特性温度素子を
    備えた電池保護装置。
JP20614897A 1997-07-31 1997-07-31 正特性温度素子を備えた電池保護装置 Pending JPH1154110A (ja)

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