KR20140112512A

KR20140112512A - 보호 소자, 보호 소자의 제조 방법 및 보호 소자가 내장된 배터리 모듈

Info

Publication number: KR20140112512A
Application number: KR20147019749A
Authority: KR
Inventors: 치사또 고모리; 유지 후루우찌; 요시히로 요네다; 고이찌 무까이; 고지 에지마; 다까시 후지하따; 가즈따까 후루따; 도시아끼 아라끼
Original assignee: 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2012-12-17
Publication date: 2014-09-23
Also published as: CN103988277B; KR101825261B1; WO2013094565A1; CN103988277A; TW201332241A; JP6099383B2; US9337671B2; JP2013149606A; US20140340046A1; TWI575832B

Abstract

본 발명은, 저배화를 실현하면서 발열체의 열에 의해 전류 경로 상의 저융점 금속을 확실하게 용단(溶斷)하는 것이 가능한 보호 소자를 제공한다. 오목부 (11a)가 형성된 기판 (11)과, 오목부 (11a)에 적층된 발열체 (12)와, 발열체 (12)를 덮도록 기판 (11)에 적층된 제2 기판 (13)과, 제2 기판 (13)이 적층된 기판 (11)의 면 상에 적층된 제1 및 제2 전극 (14a), (14b)와, 발열체 (12)와 중첩되도록 제2 기판 (13) 상에 적층되어, 상기 제1 및 제2 전극 사이의 전류 경로 상과 발열체 (12)에 전기적으로 접속된 발열체 전극 (15)와, 발열체 전극으로부터 제1 및 제2 전극에 걸쳐서 적층되어, 가열에 의해 제1 전극과 제2 전극 사이의 전류 경로를 용단하는 저융점 금속 (16)을 구비하고, 발열체 전극 (15)는, 기판 (11)의 두께 방향에서 규정되는 위치가 제1 전극과 제2 전극에 대하여 동일한 위치에 배치되어 있다.

Description

보호 소자, 보호 소자의 제조 방법 및 보호 소자가 내장된 배터리 모듈{PROTECTIVE ELEMENT, PROTECTIVE ELEMENT FABRICATION METHOD, AND BATTERY MODULE IN WHICH PROTECTIVE ELEMENT IS EMBEDDED}

본 발명은, 전류 경로를 용단(溶斷)함으로써 전류 경로 상에 접속된 회로를 보호하는 보호 소자, 이 보호 소자의 제조 방법, 및 이 보호 소자가 내장된 배터리 모듈에 관한 것이다.

본 출원은, 일본에 있어서 2011년 12월 19일에 출원된 일본 특허 출원 번호 특원2011-277123 및 2012년 12월 17일에 출원된 일본 특허 출원 번호 특원2012-274222를 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이며, 이들 출원은 참조됨으로써 본 출원에 원용된다.

리튬 이온 배터리 등의 이차 전지의 충방전 회로는, 일반적으로 몇 개의 보호 회로를 작동시킴으로써 전지의 출력을 차단하는 기능을 갖고 있다(특허문헌 1).

이 충방전 회로가 통상 동작을 하고 있는 경우, FET 트랜지스터를 사용하여 출력의 ON/OFF를 행하고 있지만, 뇌 서지(lightning surge) 등으로 대표되는 순간적인 대전류가 FET 트랜지스터의 동작 시간을 상회하기 때문에, 내부 회로 보호의 관점에서 과전류를 검지하여 차단하는 퓨즈 등이 보호 회로로서 사용되고 있다. 또한, 전지의 상태를 모니터하고, 과충전, 과방전, 전지의 발열 등의 이상 상태를 검지한 경우, 전지의 출력을 차단하기 위해 FET를 사용하고 있다.

또한, 특허문헌 2에 기재되어 있는 바와 같이, 이차 전지의 충전을 행하고 있는 경우에 전지로의 과충전의 검출이나, 전지의 이상 온도 상승이나, FET의 발열에 의한 오동작시에 강제적으로 전지로의 충전 동작을 차단하는 보호 소자를 갖는 다중의 보호 회로를 사용하여, 이차 전지의 안전을 확보하고 있다.

또한, 이러한 리튬 이온 이차 전지의 보호 회로의 보호 소자로서, 특허문헌 3에 기재되어 있는 바와 같이 보호 소자 내부에 발열체를 갖고, 이 발열체에 의해 전류 경로 상의 저융점 금속을 용단하는 구조가 일반적으로 사용되고 있다.

일본 특허 공개 제2008-29167호 공보 일본 특허 공개 제2006-109596호 공보 일본 특허 공개 (평)7-153367호 공보

예를 들면, 슬레이트형 정보 단말기 등의 등장에 의해 다중 보호를 필요로 하는 전자 기기의 박형화가 한층 더 기대되고 있다.

상술한 특허문헌 3에 기재되어 있는 바와 같은 보호 소자에서는, 절연체를 통해 발열체와 저융점 금속이 열적으로 접속되어 있는 구조를 채용하고 있지만, 다음과 같은 문제가 있었다.

우선, 종래의 보호 소자의 구조는, 기판 상에 발열체, 절연층 및 저융점 금속 접속용으로서의 전극을 적층시킬 필요가 있다. 또한, 이 전극의 상부에 저융점 금속이 접속되고, 나아가 그의 상부에 소자 내부를 보호하기 위한 캡이나 내부 보호판 등을 구비하는 구조가 필요하여, 제품의 총 두께가 두꺼워졌다.

또한, 저융점 금속이 접속되어 있는 전극간에 비교적 큰 돌출부가 발생하기 때문에, 저융점 금속이 가열되어 유동할 때에 그의 유동이 저해되어, 용단하기 위해 필요한 시간이 길어졌다.

본 발명은 이러한 실정을 감안하여 제안된 것이며, 저배화(低背化)를 실현하면서 발열체의 열에 의해 전류 경로 상의 저융점 금속을 확실하게 용단하는 것이 가능한 보호 소자, 이 보호 소자의 제조 방법, 및 이 보호 소자가 내장된 배터리 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명에 관한 보호 소자는 오목부가 형성된 제1 절연 부재를 포함하는 기판과, 기판의 오목부에 적층된 발열체와, 적어도 발열체를 덮도록 기판에 적층된 제2 절연 부재와, 제2 절연 부재가 적층된 기판의 면 상에 적층된 제1 및 제2 전극과, 발열체와 중첩되도록 제2 절연 부재 상에 적층되어, 제1 및 제2 전극 사이의 전류 경로 상과 발열체에 전기적으로 접속된 발열체 전극과, 발열체 전극으로부터 제1 및 제2 전극에 걸쳐서 적층되어, 가열에 의해 제1 전극과 제2 전극 사이의 전류 경로를 용단하는 저융점 금속을 구비하고, 발열체 전극은, 기판의 두께 방향에서 규정되는 위치가 제1 전극과 제2 전극에 대하여 동일한 위치 또는 낮은 위치에 배치되어 있다.

또한, 본 발명에 관한 보호 소자의 제조 방법은, 오목부가 형성된 제1 절연 부재를 포함하는 기판의 오목부에 발열체를 적층하는 스텝과, 적어도 발열체를 덮도록 기판에 제2 절연 부재를 적층하는 스텝과, 제2 절연 부재가 적층된 기판의 면 상에 제1 및 제2 전극을 적층하는 스텝과, 제1 및 제2 전극 사이의 전류 경로 상과 발열체에 전기적으로 접속하는 발열체 전극을 발열체와 중첩되도록 제2 절연 부재에 적층하는 스텝과, 가열에 의해 제1 전극과 제2 전극 사이의 전류 경로가 용단되는 저융점 금속을, 발열체 전극으로부터와 제1 및 제2 전극에 걸쳐서 적층하는 스텝을 갖고, 발열체 전극은, 기판의 두께 방향에서 규정되는 위치가 제1 전극과 제2 전극에 대하여 동일한 위치 또는 낮은 위치에 배치된다.

또한, 본 발명에 관한 배터리 모듈은, 1개 이상의 충방전 가능한 배터리 셀을 포함하는 배터리와, 배터리와 직렬로 접속되어, 배터리의 충방전을 제어하는 충방전 제어 회로와, 배터리와 충방전 제어 회로 사이의 충방전 전류 경로 상에 접속된 보호 소자와, 배터리의 각 배터리 셀의 전압값을 검출하는 검출 회로와, 보호 소자에 흐르는 전류를 제어하는 전류 제어 소자를 구비하고, 보호 소자는, 오목부가 형성된 제1 절연 부재를 포함하는 기판과, 기판의 오목부에 적층된 발열체와, 적어도 발열체를 덮도록 기판에 적층된 제2 절연 부재와, 제2 절연 부재가 적층된 기판의 면 상에 적층되어, 충방전 전류 경로에 접속된 제1 및 제2 전극과, 발열체와 중첩되도록 제2 절연 부재 상에 적층되어, 제1 및 제2 전극 사이의 전류 경로 상과 발열체에 전기적으로 접속된 발열체 전극과, 발열체 전극으로부터 제1 및 제2 전극에 걸쳐서 적층되어, 가열에 의해 제1 전극과 제2 전극 사이의 전류 경로를 용단하는 저융점 금속을 갖고, 발열체 전극은, 기판의 두께 방향에서 규정되는 위치가 제1 전극과 제2 전극에 대하여 동일한 위치 또는 낮은 위치에 배치되어 있으며, 전류 제어 소자는, 검출 회로에 의해 검출되는 각 배터리 셀의 전압값이 소정의 범위 외가 되었을 때에 발열부 전극으로부터 발열부로 전류가 흐르도록 제어한다.

또한, 본 발명에 관한 보호 소자는, 절연 부재를 포함하는 기판과, 기판의 면 상에 적층된 제1 및 제2 전극과, 기판의 면 상의 제1 및 제2 전극간에 적층된 기판 전극과, 기판 전극으로부터 제1 및 제2 전극에 걸쳐서 적층되어, 가열에 의해 제1 전극과 제2 전극 사이의 전류 경로를 용단하는 저융점 금속과, 기판의 면 상을 덮는 캡과, 캡의 천장면부에 설치된 발열체와, 기판의 면 상에 적층되어, 캡에 형성된 도전층을 통해 발열체와 전기적으로 접속된 발열체 전극을 구비하고, 기판 전극은, 상기 기판의 두께 방향에서 규정되는 위치가 제1 전극과 제2 전극에 대하여 동일한 위치 또는 낮은 위치에 배치되어 있다.

또한, 본 발명에 관한 배터리 모듈은, 1개 이상의 충방전 가능한 배터리 셀을 포함하는 배터리와, 배터리와 직렬로 접속되어, 배터리의 충방전을 제어하는 충방전 제어 회로와, 배터리와 충방전 제어 회로 사이의 충방전 전류 경로 상에 접속된 보호 소자와, 배터리의 각 배터리 셀의 전압값을 검출하는 검출 회로와, 보호 소자에 흐르는 전류를 제어하는 전류 제어 소자를 구비하고, 보호 소자는, 절연 부재를 포함하는 기판과, 기판의 면 상에 적층된 제1 및 제2 전극과, 기판의 면 상의 제1 및 제2 전극간에 적층된 기판 전극과, 기판 전극으로부터 제1 및 제2 전극에 걸쳐서 적층되어, 가열에 의해 제1 전극과 제2 전극 사이의 전류 경로를 용단하는 저융점 금속과, 기판의 면 상을 덮는 캡과, 캡의 천장면부에 설치된 발열체와, 기판의 면 상에 적층되어, 캡에 형성된 도전층을 통해 발열체와 전기적으로 접속된 발열체 전극을 구비하고, 기판 전극은, 기판의 두께 방향에서 규정되는 위치가 제1 전극과 제2 전극에 대하여 동일한 위치 또는 낮은 위치에 배치되어 있으며, 전류 제어 소자는, 검출 회로에 의해 검출되는 각 배터리 셀의 전압값이 소정의 범위 외가 되었을 때에 발열체 전극으로부터 발열부로 전류가 흐르도록 제어한다.

본 발명은, 제1 절연 부재를 포함하는 기판과 제2 절연 부재와의 사이에 발열체가 끼워져 있기 때문에, 제2 절연 부재의 두께에 따라 발열체와 저융점 금속과의 위치를 고정밀도로 조절할 수 있으며, 나아가 제1 및 제2 전극의 전류 경로간에 위치하는 발열체 전극이 제1 전극과 제2 전극에 대하여 돌출되지 않기 때문에, 저융점 금속이 볼록 형상이 되지 않고, 가열되어 유동할 때에 그의 유동을 저해하지 않는다. 따라서, 본 발명은 저배화를 실현하면서 발열체의 열에 의해 전류 경로 상의 저융점 금속을 확실하게 용단할 수 있다.

도 1은, 본 발명이 적용된 보호 소자가 내장된 배터리 모듈의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는, 본 발명이 적용된 보호 소자의 회로 구성을 도시하는 도면이다.
도 3A 및 도 3B는, 본 발명이 적용된 보호 소자의 구체적인 구조에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 4는, 발열체와 발열체 전극 사이의 거리 d1을 변화시켰을 때의 용단 시간의 변화에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 5는, 비교예에 관한 보호 소자의 구성에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 6A 및 도 6B는, 본 발명이 적용된 보호 소자와 비교예에 관한 보호 소자에 있어서의 저융점 금속의 용단 특성에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 7A 및 도 7B는, 본 발명이 적용된 보호 소자와 비교예에 관한 보호 소자에 있어서의 제품 총 두께를 평가하기 위한 도면이다.
도 8A 및 도 8B는, 본 발명이 적용된 변형예에 관한 보호 소자의 구체적인 구조에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 9A 및 도 9B는, 본 발명이 적용된 다른 실시예에 관한 보호 소자의 구체적인 구조에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 10A, 도 10B 및 도 10C는, 전극 단차 d4를 변화시켰을 때의 용단 시간의 변화에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 11은, 본 발명이 적용된 보호 소자의 변형예에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 12는, 본 발명이 적용된 보호 소자의 변형예에 대하여 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은, 이하의 실시 형태만으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능한 것은 물론이다.

본 발명이 적용된 보호 소자는, 예를 들면 충방전 가능한 배터리 셀을 포함하는 배터리와 충방전 제어 회로에 내장되는 회로이며, 예를 들면 도 1에 도시한 바와 같은 합계 4개의 충방전 가능한 배터리 셀 (111) 내지 (114)를 포함하는 배터리 (110)을 갖는 배터리 모듈 (100)에 내장되어 사용된다.

즉, 배터리 모듈 (100)은 배터리 (110)과, 배터리 (110)의 충방전을 제어하는 충방전 제어 회로 (120)과, 배터리 (110)과 충방전 제어 회로 (120)을 보호하는 본 발명이 적용된 보호 소자 (1)과, 각 배터리 셀 (111) 내지 (114)의 전압을 검출하는 검출 회로 (140)과, 검출 회로 (140)의 검출 결과에 따라 보호 소자 (1)의 동작을 제어하는 전류 제어 소자 (150)을 구비한다.

배터리 (110)은 상술한 바와 같이, 예를 들면 리튬 이온 전지와 같은 과충전 및 과방전 상태가 되지 않는 제어를 필요로 하는 배터리 셀 (111) 내지 (114)가 직렬 접속된 것이며, 배터리 모듈 (100)의 정극 단자 (100a), 부극 단자 (100b)를 통해 착탈 가능하게 충전 장치 (200)에 접속되어, 충전 장치 (200)으로부터의 충전 전압이 인가된다.

충방전 제어 회로 (120)은, 배터리 (110)으로부터 충전 장치 (200)으로 흐르는 전류 경로에 직렬 접속된 2개의 전류 제어 소자 (121), (122)와, 이들 전류 제어 소자 (121), (122)의 동작을 제어하는 제어부 (123)을 구비한다. 전류 제어 소자 (121), (122)는, 예를 들면 전계 효과 트랜지스터(이하, FET라 함)에 의해 구성되어, 제어부 (123)에 의해 제어되는 게이트 전압에 의해 배터리 (110)의 전류 경로의 도통과 차단을 제어한다. 제어부 (123)은 충전 장치 (200)으로부터 전력 공급을 받아 동작하고, 검출 회로 (140)에 의한 검출 결과에 따라 배터리 (110)이 과방전 또는 과충전일 때, 전류 경로를 차단하도록 전류 제어 소자 (121), (122)의 동작을 제어한다.

보호 소자 (1)은, 예를 들면 배터리 (110)과 충방전 제어 회로 (120) 사이의 충방전 전류 경로 상에 접속되며, 그의 동작이 전류 제어 소자 (150)에 의해 제어된다.

검출 회로 (140)은 각 배터리 셀 (111) 내지 (114)와 접속되어, 각 배터리 셀 (111) 내지 (114)의 전압값을 검출하여, 각 전압값을 충방전 제어 회로 (120)의 제어부 (123)에 공급한다. 또한, 검출 회로 (140)은, 어느 하나의 배터리 셀 (111) 내지 (114)가 과충전 전압 또는 과방전 전압이 되었을 때에 전류 제어 소자 (150)을 제어하는 제어 신호를 출력한다.

전류 제어 소자 (150)은, 검출 회로 (140)으로부터 출력되는 검출 신호에 의해 배터리 셀 (111) 내지 (114)의 전압값이 소정의 범위 외가 되었을 때, 구체적으로는 과방전 또는 과충전 상태가 되었을 때 보호 소자 (1)을 동작시켜, 배터리 (110)의 충방전 전류 경로를 차단하도록 제어한다.

이상과 같은 구성을 포함하는 배터리 모듈 (100)에 있어서, 보호 소자 (1)의 구성에 대하여 구체적으로 설명한다.

우선, 본 발명이 적용된 보호 소자 (1)은, 예를 들면 도 2에 도시한 바와 같은 회로 구성을 갖는다. 즉, 보호 소자 (1)은 직렬 접속된 퓨즈 (101), (102)와, 퓨즈 (101), (102)의 접속점을 통해 통전하면 퓨즈 (101), (102)를 용융하는 저항체 (103)을 포함하는 회로 구성이다. 또한, 보호 소자 (1)에서는, 예를 들면 퓨즈 (101), (102)가 충방전 전류 경로 상에 직렬 접속되며, 저항체 (103)이 전류 제어 소자 (150)과 접속된다.

이러한 회로 구성을 포함하는 보호 소자 (1)은, 저배화를 실현하면서 발열체의 열에 의해 전류 경로 상의 저융점 금속을 확실하게 용단하기 위해, 예를 들면 도 3에 도시한 바와 같은 구조체 (1a)에 의해 실현된다.

여기서, 도 3A는, 삼차원 직교 좌표 XYZ축을 기준으로 하여 배치된 구조체 (1a)의 XY 평면으로부터 본 단면도이다. 또한, 도 3B는, XZ 평면으로부터 본 구조체 (1a)의 적층 구조에 대하여 설명하기 위한 도면이다.

구조체 (1a)는, 오목부 (11a)가 형성된 제1 절연 부재를 포함하는 직사각형 형상의 기판 (11) 상에 다음과 같은 부재를 적층함으로써 구성된다. 여기서, 제1 절연 부재란, 예를 들면 알루미나, 유리 세라믹스, 멀라이트, 지르코니아 등의 절연성을 갖는 부재이다.

우선, 기판 (11)에, 그의 중앙에 형성된 오목부 (11a)에 상술한 저항체 (103)으로서 기능하는 발열체 (12)를 적층한다. 여기서, 발열체 (12)는, 비교적 저항값이 높고 통전하면 발열하는 도전성을 갖는 부재이며, 예를 들면 W, Mo, Ru 등을 포함한다.

이어서, 발열체 (12)가 적층된 오목부 (11a)를 포함하는 기판 (11)의 표면 (11b) 전체를 덮도록, 제2 절연 부재인 제2 기판 (13)을 적층한다. 여기서, 제2 절연 부재는 제1 절연 부재와 마찬가지로, 예를 들면 알루미나, 유리 세라믹스, 멀라이트, 지르코니아 등의 절연성을 갖는 부재이다.

또한, 제2 기판 (13)은, 예를 들면 필름상 또는 시트상의 세라믹 기판을 사용하거나, 또는 페이스트상의 절연 재료를 표면 (11b)에 도포함으로써 형성할 수도 있다. 제2 기판 (13)을 박형화했을 때에 핀 홀이 발생함으로써 절연성을 손상시키는 우려를 방지하는 관점에서, 특히 필름상의 세라믹 기판을 제2 기판 (13)으로서 채용하는 것이 바람직하다.

또한, 후술하는 저융점 금속 (16)에 대하여 양호한 용단 특성을 실현하기 위해서는, 제2 절연 부재를 포함하는 제2 기판 (13)은, 제1 절연 부재를 포함하는 기판 (11)보다도 열전도성이 높은 부재가 바람직하다. 예를 들면, 기판 (11)의 제1 절연 부재로서 열전도율이 1.9 내지 2.2인 유리 세라믹을 사용한 경우에는, 제2 기판 (13)의 절연 재료로서 열전도율이 2.5 내지 3.5인 유전체 페이스트를 사용하는 것이 바람직하다.

이어서, 제2 기판 (13)이 적층된 기판 (11)의 면 (11b)의 상방에 제1 전극 (14a), 제2 전극 (14b)를 적층한다. 여기서, 제1 전극 (14a)와 제2 전극 (14b)는, 예를 들면 W, MoAg, Pt, Pd, Sn, Au, Cu 등을 포함하고, 상술한 충방전 제어 회로 (120)에 내장된 경우에는 충방전 전류 경로에 접속된다.

이어서, 발열체 (12)와 중첩하는 제2 기판 (13)의 상면부 (13a)에 발열체 전극 (15)를 적층한다. 여기서, 발열체 전극 (15)는, 예를 들면 W, Mo, Ag, Pt, Pd, Sn, Au, Cu 등을 포함하고, 제1 전극 (14a) 및 제2 전극 (14b) 사이의 전류 경로 상과, 발열체 (12)에 전기적으로 접속된 전극이다. 또한, 발열체 전극 (15)는, 기판 (11)의 두께 방향, 즉 z축 방향의 높이가 제1 전극 (14a)와 제2 전극 (14b)의 높이와 동일한 위치에 배치된다.

이어서, 발열체 전극 (15)로부터 제1 전극 (14a) 및 제2 전극 (14b)에 걸쳐서 저융점 금속 (16)을 적층한다. 여기서, 저융점 금속 (16)은, 상술한 퓨즈 (101), (102)에 상당하는 부재이며, 예를 들면 In, Ag, Sn, Pb, Au 등을 포함하고, 가열에 의해 제1 전극 (14a)와 제2 전극 (14b) 사이의 전류 경로를 용단하는 것으로서 기능한다.

또한, 저융점 금속 (16)을 적층한 후, 저융점 금속 (16)을 덮도록 하여 캡 (17)을 배치한다.

또한, 구조체 (1a)는 도 3A에 도시한 바와 같이, 발열체 전극 (15)가 기판 (11)의 두께 방향으로 형성된 스루홀 (151)을 통해 발열체 (12)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 발열체 (12)는 접속 단자 (152)에 전기적으로 접속되고, 상술한 바와 같이, 예를 들면 이 접속 단자 (152)를 통해 전류 제어 소자 (150)에 전기적으로 접속된다.

이상과 같이 하여 형성되는 구조체 (1a)에 관한 보호 소자 (1)은, 기판 (11)과 제2 기판 (13) 사이에 발열체 (12)가 끼워져 있으며, 발열체 전극 (15)에 있어서의 기판 (11)의 두께 방향의 높이가 제1 전극 (14a)와 제2 전극 (14b)와 동일한 높이가 되어 있다.

이와 같이 하여, 구조체 (1a)에 관한 보호 소자 (1)은, 제2 기판 (13)의 두께에 의해 발열체 (12)와 저융점 금속 (16)의 위치를 고정밀도로 조절할 수 있고, 결과로서 양호한 용단 특성을 용이하게 얻을 수 있다.

예를 들면, 도 4에 도시한 바와 같이, 발열체 (12)와 발열체 전극 (15) 사이의 거리 d1을 변화시켰을 때의 용단 시간의 변화에 대하여 표 1에 나타낸다. 여기서, 전제 조건으로서, 기판 (11)과 제2 기판 (13)과의 두께의 합계 t를 200㎛로 하고, 소비 전력이 4W인 발열체 (12)를 사용하여 거리 d1을 20㎛ 내지 200㎛ 변화시켰다.

이 표 1로부터 명백해진 바와 같이, 발열체 (12)와 발열체 전극 (15) 사이의 거리 d1이 작을수록 양호한 용단 특성이 얻어진다. 이 결과로부터 봐도 양호한 용단 특성을 실현하기 위해서는, 거리 d1을 고정밀도로 조절할 수 있는 것이 바람직하다는 것은 명확하다. 구조체 (1a)에 관한 보호 소자 (1)은, 제2 기판 (13)의 두께에 의해 발열체 (12)와 저융점 금속 (16)의 위치를 고정밀도로 조절할 수 있고, 결과로서 양호한 용단 특성을 용이하게 얻을 수 있다.

또한, 구조체 (1a)에 관한 보호 소자 (1)은, 발열체 전극 (15)가 제1 전극 (14a)와 제2 전극 (14b)에 대하여 기판 (11)의 두께 방향, 즉 z축 방향으로 돌출되지 않기 때문에, 예를 들면 도 5에 도시하는 비교예에 관한 보호 소자 (2)와 같이, 저융점 금속 (26)의 형상이 기판 (21)에 대하여 볼록 형상이 되지 않아, 가열되어 유동할 때에 그의 유동을 저해하지 않는다.

여기서, 도 5에 도시하는 비교예에 관한 보호 소자 (2)는, 다음과 같이 하여 제조되는 것이다. 우선, 기판 (21)의 동일 평면 (21a) 상에 발열체 (22)와 제1 전극 (23a), 제2 전극 (23b)를 적층한다. 또한, 기판 (21)의 동일 평면 (21a) 상에 적층된 발열체 (22)와 제1 전극 (23a), 제2 전극 (23b) 중, 발열체 (22)만을 덮도록 하여 제2 절연 부재 (24)를 적층한다. 또한 발열체 (22)와 중첩되도록, 제2 절연 부재 (24) 상에 발열체 (22)와 전기적으로 접속되는 발열체 전극 (25)를 적층한다. 또한, 발열체 전극 (25)로부터 제1 전극 (23a), 제2 전극 (23b)에 걸쳐서 저융점 금속 (26)을 적층한다.

이와 같이 하여 제조되는 보호 소자 (2)는, 저융점 금속 (26)의 형상이 볼록 형상이 되기 때문에, 가열되어 유동할 때에 다음과 같은 이유로부터 그의 유동을 저해하게 된다.

도 6을 사용하여, 본 실시 형태에 관한 보호 소자 (1)과 비교예에 관한 보호 소자 (2)에 있어서의 저융점 금속의 용단 특성을 설명한다.

본 실시 형태에 관한 보호 소자 (1)은 저융점 금속 (16)이 가열되어 용융하면, 도 6A에 도시한 바와 같이 저융점 금속 (16)이 각 전극에 인입되지만, 특히 발열체 (12) 근방의 발열체 전극 (15)의 근방에 보다 많은 저융점 금속 (16)이 인입된다. 여기서, 보호 소자 (1)에서는, 발열체 전극 (15)가 제1 전극 (14a)와 제2 전극 (14b)에 대하여 돌출되어 있지 않기 때문에, 많은 저융점 금속 (16)을 용이하게 발열체 전극 (15)에 인입시킬 수 있다.

이에 비해, 보호 소자 (2)는 저융점 금속 (26)이 가열되어 용융하면, 도 6B에 도시한 바와 같이 중력의 영향을 받아, 발열체 전극 (25)보다도 낮은 위치의 제1 전극 (23a), 제2 전극 (23b)에 저융점 금속 (26)이 흐르는 힘이 작용하기 때문에, 발열체 전극 (25)에 인입되는 부분의 저융점 금속 (26)의 유동성이 저해된다.

이와 같이 하여, 본 실시 형태에 관한 보호 소자 (1)은 저융점 금속 (16)이 볼록 형상이 되지 않고, 가열되어 유동할 때에 그의 유동을 저해하지 않기 때문에, 전류 경로 상의 저융점 금속 (16)을 확실하면서도 신속하게 용단할 수 있다.

또한, 도 7A에 도시하는 본 실시 형태에 관한 보호 소자 (1)과, 도 7B에 도시하는 비교예에 관한 보호 소자 (2)에 있어서, 각각 더 높은 위치의 전극으로부터 도시하지 않은 저융점 금속을 덮는 캡 (17), (27)의 최상부 (17a), (27a)까지의 두께를 동일한 두께로 한 경우, 기판 (11), (21)의 하부로부터 각각 가장 높은 위치의 전극까지의 두께(이하, 기판 두께 d2라 함)는, 도 7A 및 도 7B에 도시한 바와 같이 본 실시 형태에 관한 보호 소자 (1) 쪽이 비교예에 관한 보호 소자 (2)에 비해 얇게 할 수 있다. 그 결과로서, 본 실시 형태에 관한 보호 소자 (1) 쪽이 비교예에 관한 보호 소자 (2)에 비해, 제품 자체의 총 두께(이하, 제품 총 두께 d3)를 얇게 할 수 있다.

또한, 보호 소자 (1)은 변형예에 관한 구조체 (1b)로서, 도 8A에 도시한 바와 같이 제2 기판 (13)에 있어서의 각 전극간과 외주부에 제3 기판 (18)을 적층할 수도 있다. 이 제3 기판 (18)은, 제1 전극 (14a1), 제2 전극 (14a2), 발열체 전극 (15)의 각각의 상부면이 평평해지도록 위치 조정할 수 있다.

또한, 보호 소자 (1)은, 변형예에 관한 구조체 (1c)로서, 도 8B에 도시한 바와 같이 제2 기판 (13)에 있어서의 각 전극간과 외주부에 제4 기판 (19)를 적층할 수도 있다. 이 제4 기판 (19)는, 그의 상면부가 제1 전극 (14a), 제2 전극 (14b), 발열체 전극 (15)와의 각각의 전극간보다 높은 위치가 되어 있다. 그 때문에, 구조체 (1c)는, 저융점 금속 (16)의 용단시에 있어서 각 전극간에 저융점 금속 (16)이 잔존하지 않도록 할 수 있으며, 발열체 (12)의 가열에 의해 확실하게 전류 경로를 용단할 수 있다.

또한, 본 발명이 적용된 보호 소자 (1)은, 제2 실시예에 관한 구조체 (1d)로서, 도 9A에 도시한 바와 같은 기판 (11)의 중앙에 발열체 (12)를 매설 가능한 오목부 (11a)를 형성하고, 오목부 (11a)에 매설한 발열체 (12)를, 예를 들면 인쇄 처리에 의해 제2 절연 부재 (13a1)로 피복하여, 기판 (11)의 상부면 (11b)와 제2 절연 부재 (13a1)의 상면부 (13a)가 평평해지도록 할 수도 있다. 이 경우, 구조체 (1d)는, 제2 절연 부재 (13a1)의 상면부 (13a)에 발열체 전극 (15)를 적층함으로써, 상술한 구조체 (1a) 내지 (1c)와 마찬가지로 발열체 전극 (15)의 기판 (11)의 두께 방향의 높이를 제1 전극 (14a)와 제2 전극 (14b)와 동일한 높이가 되도록 할 수 있다. 또한, 이 구조체 (1d)에서는, 저융점 금속 (16)의 형상이 평판상이 되어 용단 전의 각 전극과의 접속 신뢰성이 높고, 용단시에 확실하면서도 신속하게 전극간을 용단할 수 있다.

또한, 본 발명이 적용된 보호 소자 (1)은, 제2 실시예에 관한 구조체 (1e)로서, 도 9B에 도시한 바와 같은 기판 (11)의 중앙에 발열체 (12)를 매설 가능한 오목부 (11a)를 형성하여, 오목부 (11a)에 발열체 (12)와, 인쇄 처리 등에 의해 발열체 (12) 전체를 덮는 제2 절연 부재 (13a1)을 매설할 수도 있다. 이러한 구조체 (1e)에서는, 제2 절연 부재 (13a1)에 발열체 전극 (15)를 적층함으로써, 발열체 전극 (15)의 기판 (11)의 두께 방향의 높이를 제1 전극 (14a)와 제2 전극 (14b)의 높이보다도 낮아지도록 할 수 있다. 또한, 이 구조체 (1e)에서는, 저융점 금속 (16)의 형상이 발열체 전극 (15)의 높이에 따라 오목해진 형상이 되어, 후술하는 성능평가로부터 명백해진 바와 같이 용단시에 확실하면서도 신속하게 전극간을 용단할 수 있다.

이와 같이 하여, 구조체 (1e)에서는 발열체 전극 (15)의 기판 (11)의 두께 방향의 높이를 제1 전극 (14a)와 제2 전극 (14b)의 높이보다도 낮아지도록 배치함으로써, 특히 양호한 용단 특성을 실현할 수 있다.

예를 들면, 도 10에 도시한 바와 같이, 제1 전극 (14a), (23a)와 제2 전극 (14b), (23b)와의 높이를 일정하게 하고, 이 높이를 기준으로 한 발열부 전극 (15), (25)의 높이의 차(이하, 전극 단차 d4라 함)를 변화시켰을 때, 이 전극 단차 d4에 대응하는 용단 시간은 다음의 표 2와 같다.

여기서, 기판 (11), (21)의 z축 방향에서 규정되는 기판 두께를 500㎛로 하고, 제2 절연 부재 (13a1), (24)의 z축 방향에서 규정되는 두께를 200㎛로 하고, 소비 전력이 4W인 발열체 (12), (22)를 사용하여 거리 d2를 -200㎛ 내지 300㎛의 범위에서 변화시켰다.

도 10A는 전극 단차가 양인 경우이다. 즉, 비교예의 보호 소자 (2)의 구조체를 도시한 도면이다. 도 10B는 전극 단차가 0인 경우이다. 즉 구조체 1d를 도시한 도면이다. 도 10C는 전극 단차가 음인 경우이다. 즉 구조체 1e를 도시한 도면이다.

상기한 표로부터 명백해진 바와 같이, 전극 단차 d4가 보다 작은 값이 될수록 용단 시간이 짧아진다. 이것은, 용융된 저융점 금속이 중력의 영향에 의해 발열부 전극에 인입되기 쉬워지기 때문이다.

이와 같이 하여, 본 발명이 적용된 보호 소자 (1)에서는, 구조체 (1d), (1e)의 구조를 채용함으로써 발열체 전극 (15)의 기판 (11)의 두께 방향의 높이를 제1 전극 (14a)와 제2 전극 (14b)의 높이와 동일하거나 또는 낮아지도록 배치함으로써, 양호한 용단 특성을 실현할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명이 적용된 보호 소자 (1)에서는, 발열체 전극 (15)의 기판 (11)의 두께 방향의 높이를 제1 전극 (14a)와 제2 전극 (14b)의 높이보다 낮아지도록 배치함으로써, 보다 양호한 용단 특성을 실현할 수 있다.

또한, 본 발명이 적용된 보호 소자는 발열체 (12)를 기판 (11)의 오목부 (11b)에 형성하는 것 이외에도, 도 11, 도 12에 도시한 바와 같이 캡에 발열체를 형성할 수도 있다. 이 구조체 (1f)는 기판 (11)측에 발열체를 구비하지 않고, 캡 (35)에 형성된 발열체 (36)에 의해 저융점 금속 (16)을 용단하는 것이다. 구조체 (1f)는, 절연 부재를 포함하는 직사각형 형상의 기판 (11) 상에 제1 및 제2 전극 (30a), (30b)와, 제1 및 제2 전극 (30a), (30b) 사이에 적층된 기판 전극 (31)과, 기판 전극 (31)로부터 제1 및 제2 전극에 걸쳐서 적층되어, 가열에 의해 상기 제1 전극 (30a)와 상기 제2 전극 (30b) 사이의 전류 경로를 용단하는 저융점 금속 (16)과, 캡 (35)에 형성된 도전층 (37)을 통해 발열체 (36)과 전기적으로 접속된 한 쌍의 발열체 전극 (32), (32)를 구비한다.

제1 전극 (30a)와 제2 전극 (30b)는, 예를 들면 W, Mo, Ag, Pt, Pd, Sn, Au, Cu 등을 포함하고, 상술한 충방전 제어 회로 (120)에 내장된 경우에는 충방전 전류 경로에 접속된다. 또한, 기판 전극 (31)은, 제1 및 제2 전극 (30a), (30b)와 동일한 재료를 사용할 수 있으며, 기판 (11) 상에 제1 및 제2 전극 (30a), (30b)와 함께 일괄하여 형성할 수 있다.

이들 제1 및 제2 전극 (30a), (30b)와 기판 전극 (31) 상에는, 저융점 금속 (16)이 접속된다.

또한, 이 구조체 (1f)는, 기판 (11)의 면 상을 덮는 캡 (35)가 설치되어 있다. 캡 (35)는 상기 기판 (11)과 마찬가지로, 예를 들면 세라믹스나 유리 에폭시기판 등의 절연성을 갖는 부재를 사용하여 형성되어 있다. 또한, 캡 (35)는 천장면부 (35a)에 발열체 (36)이 설치됨과 함께, 측벽 (35b)에 발열체 (36)과 전기적으로 접속되어 있는 도전층 (37)이 설치되어 있다.

도전층 (37)은, 예를 들면 Cu, W, Mo, Au 등 공지된 도전 재료를 사용할 수 있다. 또한, 도전층 (37)은, 측벽 (35b)의 기단부 단부면부터 외측을 향하게 되어 있다. 또한, 측벽 (35b)는, 기단부가 도전성 접착 페이스트나 땜납 페이스트 등의 도전성을 갖는 접착제 (38)에 의해 발열체 전극 (32), (32)에 접속된다. 이에 따라, 측벽 (35b)는 도전층 (37)이 발열체 전극 (32), (32)에 전기적으로 접속되어 있다.

천장면부 (35a)는, 측벽 (35b) 사이에 걸쳐서 발열체 (36)이 형성되어 있다. 발열체 (36)은, 상기 발열체 (12)와 마찬가지로 비교적 저항값이 높고 통전하면 발열하는 도전성을 갖는 부재이며, 예를 들면 W, Mo, Ru 등을 포함한다. 발열체 (36)은, 이들의 합금 또는 조성물, 화합물의 분말상체를 수지 결합제 등과 혼합하여, 페이스트상으로 한 것을 천장면부 (35a) 상에 스크린 인쇄 기술을 사용하여 패턴 형성하고, 소성하는 등에 의해 형성한다. 발열체 (36)은 천장면부 (35a) 상에 형성된 후, 나아가 캡 (35)를 구성하는 절연 부재가 적층됨으로써 천장면부 (35a)에 내장된다. 또한, 발열체 (36)은 캡 (35)가 기판 (11) 상을 덮음으로써, 저융점 금속 (16)과 대향하는 위치에 형성되어 있다.

또한, 발열체 (36)은, 양단이 측벽 (35b)에 형성된 도전층 (37)과 접속되어 있다. 또한, 천장면부 (35a)는, 발열체 전극 (32), (32) 및 도전층 (37)을 통해 발열체 (36)이 통전됨으로써 발열한다. 따라서, 구조체 (1f)는, 캡 (35)의 천장면부 (35a)측으로부터 저융점 금속 (16)을 가열할 수 있다.

또한, 천장면부 (35a)는, 저융점 금속 (16)과 대향하는 내면에 캡 전극 (39)를 형성하는 것이 바람직하다. 캡 전극 (39)는, 발열체 (36)과 중첩하는 위치에 형성되어 있다. 이 캡 전극 (39)는 발열체 (36)이 발열하고, 저융점 금속 (16)이 용융되면, 용융 도체가 접촉하여 습윤 확산됨으로써, 용융 도체를 유지하는 허용량을 증가시킬 수 있다. 이때, 구조체 (1f)는, 발열체 (36)에 의해 캡 전극 (39)가 가열되어 있기 때문에, 캡 전극 (39)에 확실하게 용융 도체를 습윤 확산시킬 수 있으며, 넘쳐 흐른 용융 도체에 의한 단락을 방지할 수 있다.

이러한 구조체 (1f)는 기판 (11)에 발열체를 형성하고 있지 않기 때문에, 기판 (11)의 동일면 상에 형성되는 제1, 제2 전극 (30a), (30b)와 기판 전극 (31)의 기판 (11)의 두께 방향의 높이를 동일하게 형성할 수 있다. 따라서, 구조체 (1f)에 있어서도, 결과로서 양호한 용단 특성을 용이하게 얻을 수 있다.

또한, 구조체 (1f)에 있어서도, 상술한 바와 같이 기판 (11)의 중앙에 오목부 (11a)를 설치하고, 당해 오목부 (11a)에 기판 전극 (31)을 형성함으로써 기판 전극 (31)의 기판 (11)의 두께 방향의 높이를 제1, 제2 전극 (30a), (30b)보다 낮아지도록 할 수도 있다. 이에 따라, 구조체 (1f)는, 저융점 금속 (16)의 형상이 기판 전극 (31)의 높이에 따라 오목해진 형상이 되어, 상술한 성능 평가로부터 명백해진 바와 같이 용단시에 확실하면서도 신속하게 전극간을 용단할 수 있다.

이와 같이 하여, 구조체 (1f)에서는, 기판 전극 (31)의 기판 (11)의 두께 방향의 높이를 제1 전극 (30a)와 제2 전극 (30b)의 높이와 동일하거나 또는 낮아지도록 배치함으로써 특히 양호한 용단 특성을 실현할 수 있다.

1, 2 보호 소자, 1a-1e 구조체, 11, 21 기판, 11a 오목부, 11b 면, 12, 22, 36 발열체, 13 제2 기판, 13a 상면부, 13a1, 24 제2 절연 부재, 14a, 23a 제1 전극, 14b, 23b 제2 전극, 15, 25, 32 발열체 전극, 16, 26 저융점 금속, 17, 35 캡, 17a 최상부, 18 제3 기판, 19 제4 기판, 21a 평면, 37 도전층, 38 접착제, 39 캡 전극, 100 배터리 모듈, 100a 정극 단자, 100b 부극 단자, 101, 102 퓨즈, 103 저항체, 110 배터리, 111-114 배터리 셀, 120 충방전 제어 회로, 121 전류 제어 소자, 123 제어부, 140 검출 회로, 150 전류 제어 소자, 151 스루홀, 152 접속 단자, 200 충전 장치

Claims

오목부가 형성된 제1 절연 부재를 포함하는 기판과,
상기 기판의 상기 오목부에 적층된 발열체와,
적어도 상기 발열체를 덮도록 상기 기판에 적층된 제2 절연 부재와,
상기 제2 절연 부재가 적층된 상기 기판의 면 상에 적층된 제1 및 제2 전극과,
상기 발열체와 중첩되도록 상기 제2 절연 부재 상에 적층되어, 상기 제1 및 제2 전극 사이의 전류 경로 상과 상기 발열체에 전기적으로 접속된 발열체 전극과,
상기 발열체 전극으로부터 상기 제1 및 제2 전극에 걸쳐서 적층되어, 가열에 의해 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전류 경로를 용단(溶斷)하는 저융점 금속을 구비하고,
상기 발열체 전극은, 상기 기판의 두께 방향에서 규정되는 위치가 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 대하여 동일한 위치 또는 낮은 위치에 배치되어 있는 보호 소자.
제1항에 있어서, 상기 발열체와 상기 제2 절연 부재는 상기 기판에 형성된 상기 오목부에 매설되어 있는 보호 소자.
제1항에 있어서, 상기 발열체는, 상기 기판의 두께 방향에서 규정되는 위치가 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 대하여 낮은 위치에 배치되어 있는 보호 소자.
제3항에 있어서, 상기 제2 절연 부재는 상기 제1 절연 부재보다도 열전도성이 높은 부재인 보호 소자.
오목부가 형성된 제1 절연 부재를 포함하는 기판의 오목부에 발열체를 적층하는 스텝과,
적어도 상기 발열체를 덮도록 상기 기판에 제2 절연 부재를 적층하는 스텝과,
상기 제2 절연 부재가 적층된 상기 기판의 면 상에 제1 및 제2 전극을 적층하는 스텝과,
상기 제1 및 제2 전극 사이의 전류 경로 상과 상기 발열체에 전기적으로 접속하는 발열체 전극을 상기 발열체와 중첩되도록 상기 제2 절연 부재에 적층하는 스텝과,
가열에 의해 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전류 경로가 용단되는 저융점 금속을, 상기 발열체 전극으로부터와 상기 제1 및 제2 전극에 걸쳐서 적층하는 스텝을 갖고,
상기 발열체 전극은, 상기 기판의 두께 방향에서 규정되는 위치가 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 대하여 동일한 위치 또는 낮은 위치에 배치되는 보호 소자의 제조 방법.
1개 이상의 충방전 가능한 배터리 셀을 포함하는 배터리와,
상기 배터리와 직렬로 접속되어, 상기 배터리의 충방전을 제어하는 충방전 제어 회로와,
상기 배터리와 상기 충방전 제어 회로 사이의 충방전 전류 경로 상에 접속된 보호 소자와,
상기 배터리의 각 배터리 셀의 전압값을 검출하는 검출 회로와,
상기 보호 소자에 흐르는 전류를 제어하는 전류 제어 소자를 구비하고,
상기 보호 소자는,
오목부가 형성된 제1 절연 부재를 포함하는 기판과,
상기 기판의 상기 오목부에 적층된 발열체와,
적어도 상기 발열체를 덮도록 상기 기판에 적층된 제2 절연 부재와,
상기 제2 절연 부재가 적층된 상기 기판의 면 상에 적층되어, 상기 충방전 전류 경로에 접속된 제1 및 제2 전극과,
상기 발열체와 중첩되도록 상기 제2 절연 부재 상에 적층되어, 상기 제1 및 제2 전극 사이의 전류 경로 상과 상기 발열체에 전기적으로 접속된 발열체 전극과,
상기 발열체 전극으로부터 상기 제1 및 제2 전극에 걸쳐서 적층되어, 가열에 의해 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전류 경로를 용단하는 저융점 금속을 갖고,
상기 발열체 전극은, 상기 기판의 두께 방향에서 규정되는 위치가 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 대하여 동일한 위치 또는 낮은 위치에 배치되어 있으며,
상기 전류 제어 소자는, 상기 검출 회로에 의해 검출되는 각 배터리 셀의 전압값이 소정의 범위 외가 되었을 때에 상기 발열부 전극으로부터 상기 발열부로 전류가 흐르도록 제어하는 배터리 모듈.
절연 부재를 포함하는 기판과,
상기 기판의 면 상에 적층된 제1 및 제2 전극과,
상기 기판의 면 상의 상기 제1 및 제2 전극간에 적층된 기판 전극과,
상기 기판 전극으로부터 상기 제1 및 제2 전극에 걸쳐서 적층되어, 가열에 의해 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전류 경로를 용단하는 저융점 금속과,
상기 기판의 면 상을 덮는 캡과,
상기 캡의 천장면부에 설치된 발열체와,
상기 기판의 면 상에 적층되어, 상기 캡에 형성된 도전층을 통해 상기 발열체와 전기적으로 접속된 발열체 전극을 구비하고,
상기 기판 전극은, 상기 기판의 두께 방향에서 규정되는 위치가 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 대하여 동일한 위치 또는 낮은 위치에 배치되어 있는 보호 소자.
1개 이상의 충방전 가능한 배터리 셀을 포함하는 배터리와,
상기 배터리와 직렬로 접속되어, 상기 배터리의 충방전을 제어하는 충방전 제어 회로와,
상기 배터리와 상기 충방전 제어 회로 사이의 충방전 전류 경로 상에 접속된 보호 소자와,
상기 배터리의 각 배터리 셀의 전압값을 검출하는 검출 회로와,
상기 보호 소자에 흐르는 전류를 제어하는 전류 제어 소자를 구비하고,
상기 보호 소자는,
절연 부재를 포함하는 기판과,
상기 기판의 면 상에 적층된 제1 및 제2 전극과,
상기 기판의 면 상의 상기 제1 및 제2 전극간에 적층된 기판 전극과,
상기 기판 전극으로부터 상기 제1 및 제2 전극에 걸쳐서 적층되어, 가열에 의해 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전류 경로를 용단하는 저융점 금속과,
상기 기판의 면 상을 덮는 캡과,
상기 캡의 천장면부에 설치된 발열체와,
상기 기판의 면 상에 적층되어, 상기 캡에 형성된 도전층을 통해 상기 발열체와 전기적으로 접속된 발열체 전극을 구비하고,
상기 기판 전극은, 상기 기판의 두께 방향에서 규정되는 위치가 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 대하여 동일한 위치 또는 낮은 위치에 배치되어 있으며,
상기 전류 제어 소자는, 상기 검출 회로에 의해 검출되는 각 배터리 셀의 전압값이 소정의 범위 외가 되었을 때에 상기 발열체 전극으로부터 상기 발열부로 전류가 흐르도록 제어하는 배터리 모듈.