TW200415812A - Secondary batteries having a bypass resistance and the protective method of the secondary battery - Google Patents

Description

200415812 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明，係有關可重複充放電之二次電池 · 關可解除過充電狀態之二次電池。 係有 【先前技術】 習知，二次電池係廣泛地使用於 人電腦等。 H舌或可攜式個 弟2圖之符號101係表示相關技術之二次電池 裝置ill的内部端子a、b係分別連接於輪出端子⑴、 115,當直流電壓源118連接於輸出端子m 日士 ^ :裝置⑴會被直流電厂堅源、118充電，當負载連接：輸出畜 编子U4、115時’藉由蓄電裝置lu的放電 應至負載。 电刀仏 在蓄電裝置111的内部端子a與輸出端子114之門， 插入串聯的二個熔絲12卜122,當過電流通過時，至：一 方的炼絲12卜122會料，而使t電裝置1U與輸出 114切斷。 在二個炫絲m、122彼此所連接的連接點c連接加熱 電路123的一端…該加熱電路123的另一端係透過開 關兀件126而連接於蓄電裝置⑴的内部端子匕（未與炼絲 121連接）。 控制電路125係連接於開關元件126，利用由控制電 路125輸入之外部信號來使開關元件126進行導通與斷開 之切換。 200415812 在此，例如當與輸出端子 118輸出較限定的電壓為高時 狀態。 114、115連接的直流電壓源 ’充電裝置111會呈過充電 ^控制電路125係用來檢測充電裝f 111的充電電壓， 當檢測結果顯示過充電的情況時，則使開關元# 126導通 ’使來自蓄電裝置⑴的電流通過料121與加熱電路 123，而使加熱電路123發熱。 —熔絲m、122係藉加熱電路123的發熱而炫斷，當與 蓄電4置111連接的炼絲121溶斷時，則蓄電装mi合 與輸出端？ 114切斷，俾使蓄電裝i m不致於充電達： 定的電壓以上。 一而’在上述相關技術之二次電《也1〇1，無法解除蓄 電裝置111的過充電狀態，而會有發生不良情況之虞。 對此，在第3圖所示之二次電池1〇2，係設成可解除 過充電狀態者。 μ 該二次電池102，係在與上述二次電池101之蓄電裝 置111側的溶絲121呈短路後相同的狀態，加熱電路12 3 的一端係與蓄電裝置111的内部端子a串聯。 當蓄電裝置111呈過充電狀態，開關元件126導通時 ，與上述二次電池1〇1同樣地，藉由加熱電路123的發熱 而使熔絲121熔斷，並使蓄電裝置Ui與輸出端子114切 斷0 進而，在該二次電池i 02，由於蓄電裝置u丨的内部 端子a、b係透過加熱電路123與開關元件126而短路，因 200415812 此，蓄電裝置1 1 1的放電電流通過加熱電路丨23與開關元 件126 ’而解除蓄電裝置m的過充電狀態。 然而，近年來，蓄電裝置1U的容量提高，使得須長 時間使大放電電流流通。由於加熱電路123的電阻值小， 在上述構成的一次電池1 〇 2，若持續使來自大容量 、―電衣置111的大放電電流流通，則會發生基板受損或 二次電池102熔融的危險性。 為了解除該危險性，雖考慮到將電阻串聯插 電路123 ’惟，在此情形’蓄電裝置lu的放電電流會變 小，會有無法確保使熔絲122熔斷的發熱量之虞。 近年來，對於可攜式個人電腦的小型化^時間化的 與日俱增，使得蓄電裝f⑴也更大容量化，因而導 致上述問題更加嚴重。 7 本發明係用以解決上述相關技術的不良情況而為者， ”目的係提供可安全地解除過充電狀態之二次電池。 【發明内容】 #…解決上述問冑，本發明之二次電池， 第二輸出 裝置、第-熔絲、力σ熱電路 端子； # 你琢畜電裝置之第 端子係透㈣第-料1 一内苟 木 熔、、、糸而連接於該第一輸出端子； 虽直&電壓源連接於該第一、 蓄電裝置會藉由該吉、、ώ φ β、、 弟一輸出舳子間，則該 截、t /现“壓源所輸出的電流而充電，者負 載連接於該第一、第二 兄笔田負 J出而子間，則該蓄電裝置的放電 電流會供應至該負載； 該第一炼絲連接於該第一輸出端 加熱電路的-該加熱電路的另…的分係連接於該 另端係透過該開關元# 而連接於該第二内部端子，當該 we . 亥開關π件導通，則該蓄電 哀置之弟一、弟一内部端子間會透 k邊第一熔絲、加敎雷 路、開關元件而連接； …、电 當電流通過該加熱電路而發埶， ^ ^ …、則该第一熔絲會因該 發熱而熔斷；其特徵在於， 較该加熱電路的電阻值和該第一 心絲的電阻值兩者合 计為咼電阻值之旁路電阻，係盥由 /、 Μ第一熔絲及加熱電路 所連接而成的電路並聯。 本發明之二次電池，係於該第一炼絲與第-輸出端子 之間插入第二熔絲，其係藉由該加熱電路的發熱來溶斷。 本發明之二次電池，禆且古田点 八係具有用來檢測該蓄電裝置的 電壓之控制電路； 該開關元件，係當該控制電路檢測出該f電裝置的電 壓為過電壓時導通。 本發明之二次電池之保護方法，該二次電池係具有可 充放電的蓄電裝置，當該蓄電裝置達既定電壓以上的情況 ’使該蓄電裝置的兩端藉串聯ϋ絲與加熱電路而短 路，並使該加熱電路發熱； 藉由該加熱電路的發熱來熔斷該第一熔絲，使該蓄電 裝置之至少一端與該二次電池之輸出端子切斷，·其特徵在 於， 200415812 一田藉由5亥第一熔絲與加熱電路來使該蓄電裝置的兩端 :路日” #蓄電裝置的兩端亦藉由旁路電阻而短路，在該 第溶、、糸少令斷後，亦藉由通過該旁路電阻的電流來使該蓄 電裝置放電。 本發明之二次電池之保護方法，其係使該旁路電阻的 電阻值，較該第一溶絲的電阻值和該加熱電路的電阻值兩 者合計之值為大。 【實施方式】 第 第1a ®的符?虎1係I示本發明之第一例的二次電池。 該f次電池丨，係具有：蓄電裝置11、控制電路25、 ^第一炼絲21、22、加熱電路23、開關電路26。 第、第一炫絲2卜22係串聯。蓄電裝置11，係具 /電壓側的内部端子、以及負電壓或接地電壓側的内部 =又、3一次電池1之輸出端子亦具有高電壓側的輸 —、以及負電壓或接地電壓側的輸出端子。 ，係U,一内部端子與二次電池1之-輸出端子 、>义弟、第二熔絲21、22的串聯電路而連接。 一 1由°亥串恥電路連接的内部端子與輸出端子係當作 一内部端子a與第一於 端子儀卷你― 輪出编子丨4，而另一内部端子與輪出 山”田―弟二内部端子b與第一輪出端子15，第二 4子b與第—輪出端子15係串聯。 ° 加熱電路23的-端係連接於第—、第二炼絲21 的連接點〇該加熱電路23的另—端係透過開關 而連接於第二輸出端子15(及第二内部端子b)e 26 10 200415812 、&制電路25係連接於開關元件26。開關元件26係能 取導通狀怨與斷開狀態兩種類狀態的元件，並利用控制電 路25之輸出信號來作導通狀態與斷開狀態之切換。 蓄電裝置11係可進行重複充放電。 、…拎制電路25，在通常狀態係將開關元件26置於斷開 狀當在通常狀態下蓄電裝置u充電為一定電壓以上 —:月化第-輸出端子i 4與第二輸出端子i 5之間呈現規 士 不一平別*而子14、15之間連接負. 對該負載施加該規定電壓，利用f電裝置u ^ 輪出電流。 +〜、應 :蓄電襄置U未充電或是放電後狀態之情形 :負载…連接直流電壓源18來對蓄電裝置u充電。： :形’直流電壓源18所輪出的充電 係通:第-：第二炫絲Ή，來對蓄電裝置η充電:) 通過第二料2卜22。—輪出端子14、15的電流會 直’第—、第：輪出端子14、15之間短路、自 直〜黾壓源供應過電流等产 自 即，過電…J 電流大於規定值的情形， 過的情形，藉由第—、.第二賴 熱，而使第一或第二熔絲21 22的發 Ψ n 22之至少一方熔斷，蓄 :的弟一内部端子a與第-輸出端子14切斷，而：攻 電流的流入或流出停止。 刀斷，而使過 在過電流未通過的情开彡 /，亦有產生必須將蓄電裝置 200415812 、一或第—輪出端子14、15切斷的情形。 在蓄電裝置u充電為規定電壓以 電狀態的情形。 上而成為過充 °亥—-人電池i的控制電路25，係用以 =電壓，當檢測出充電電壓上升為規定::電/置11 過充電狀態，則使開關元件26導通。值以上而成為 當在串聯的第-、第二熔絲21、22之中< ::21的-端連接於蓄電裝置η的第—内二成第一 ::絲22的一端連接於第—輸出端 ：a，苐 …的導通’使蓄電裝置u的第 由於藉由開關 、b間藉由第，21、加熱電路=部… 路，故藉由蓄電裝置u的放電，使電；:關…6而短 與加熱電路23。 ’敬^過第一熔絲21 又，藉由開關元件26的導通，裳_ 14、15間藉由第二熔絲 -、第二輪出端子 短路。 Ί路23、開關元件26而 在直流電壓源連接於筮— 的情形，該直流電_ 18係第：了二輪出端子14、Μ 開關元件26而短路，直流電壓；：22、加熱電路M、 二炫絲22與加熱電路23。 '、18所輪出的電流會通過 由於第一、第二熔絲21、2 小’開闕元件26的導通電阻亦：門、：路23的電阻值 ，來自蓄電裝置U或直流電壓界〗：開關元件26導通時 的電流係較大電流，加熱電路 而供應至加熱電路23 係精由該大電流而發熱 12 200415812 第 非係第 ，第 、弟二熔絲21、22兩者皆受到 的影響，藉由開關元件26，導通而通]加：電…熱 係第-、第二料2卜 μ電流’即使並 、第二炫絲2卜22二Λ炫斷程度的大電流 熔斷。 亦曰精由加熱電路23的發熱而 但，由於第 第 23發熱的影響，故會有 ：:均等受到加熱電㊣ 的情形，相反地，亦會有第第= 斷的情形。 乂 炫絲21先楚

形，在該情形，雖葬 ^冗塔鯽的 =18的電流流入停止，惟，第_溶絲21與= 電路？串聯狀態’故f電裝置U的放電電流會通過 冤路而持續流通。 、 在本發明之二次電池1，会路雷阳9 方路電阻24係和第一熔絲21

人加熱電路23的串聯電路並聯。 _ 7 1該旁路電阻24的一端係連接於蓄電裝置U的第 15玄而子a，另一知係連接於加熱電路23與開關元件u 所連接的部分，因此，施加於第一熔絲Μ與加熱 的由磁^ ^ 外電路之電壓，亦會施加於旁路電阻24的兩端。 旁路電阻24的電阻值，係設成較第一熔絲21與加埶 3的電阻值合計之值為大（例如1 〇倍以上），故當第 一熔絲22熔斷，電流通過第一熔絲21與加熱電路23的串 13 200415812 聯電路時’電流幾乎不會通過旁路電阻24。 因此，蓄電裝置11的放電電流大部分係通過加熱電路 23,故藉由加熱電路23的發熱來使第—熔絲2ι熔斷。 在此狀態下，蓄電裝置U的第一、第二内部端子&、 b =間，由於係透過旁路電阻24與開關元件26而呈短路 狀心故蓄電裝置11持續放電，而使蓄電裝置丨丨的電壓 逐漸降低。放電電流係取決於蓄電If】1 W電壓與旁路 電阻24的電阻值之大小。

由於旁路電阻24的電阻值較大，故即使蓄電裝置u 係呈過電壓狀態，通過旁路電阻24㈣流小，故旁 阻24僅稍微發熱。 又由於旁路電阻24係將加熱電路23旁路，在第 、第二熔:、21、22、溶斷的狀態下電流並未通過加熱電 23故在第、熔絲21熔斷後，加熱電路23並不發熱。 其-人，說明第-炼絲21較第二溶絲22先溶斷的情 ’第二熔絲22維持導福，少哲 ^ 守等通在第一 絲21熔斷的狀態下 由於蓄電裝置11的第一內邱 ^ 内°卩螭子a係透過旁路電阻24 開關元件26而連接於楚-咖* 逆接於弟一内部端子b，因此，過充電狀 之畜電裝置11的放^^ 双電電机會通過旁路電阻24，而使蓄 裝置11的電壓逐漸降低。 在將直流電壓源遠 逑接於弟一、第二輸出端子14 15的情形’與蓄雷梦番η 电衷置11的放電無關，藉由直流電壓 18所供應電流來使加埶 …电路2 3發熱，而使第二、熔絲2 2 斷0 14 200415812 結果，在第-、第二熔絲21、22兩者皆炫斷的狀態下 ，二次電池1的内部僅係通過旁路電阻24的電流在流通。 即使在第-、第二溶絲21、22兩者任_先輯=形 :則藉：使蓄電裝i u的放電結束、或使開關元件26呈 斷開狀態，亦可使通過旁路電阻24的電流停止。 雖因蓄電裝置11的電壓降低亦會使控制電路25的動 作停止Μ隹，若使用在控制料25 @動作停止狀態下呈

導通狀態的開關元件26,則可使蓄電裝置u放電至低電 壓為止。 - 狀態 開關元件26,即使在控制電路25動作停止而呈斷開 ，由於殘留於蓄電裝置n的電壓低，故不會有問題 又上述開關元件2 6雖係藉由外部信號來進行導通狀 悲與斷開狀態切換的元件，惟亦可使用M〇s電晶體或雙載 子電晶體等。原理上，亦可使用繼電器元件。 又上述加熱電路2 3，亦能以一或二個以上的加熱元 件來構成，例如，如第lb圖所示般，將二個加熱元件23a 23b並聯，將一方的加熱元件23a配置於第一熔絲2i附 近，將另一加熱元件23b配置於第二熔絲22附近，藉由位 於附近的加熱元件23a、23b發熱來熔斷第一、第二熔絲 21、22亦可。 依本發明’不僅可使蓄電裝置與輸出端子切斷，並可 解除蓄毛裝置之過充電狀態，故安全性極高。 【圖式簡單說明】 15 200415812 (一）圖式部分 第1 a圖係用以說明本發明之二次電池的一例之圖；第 1 b圖係用以說明其加熱電路圖。 第2圖係用以說明相關技術之二次電池的一例之圖。 第3圖係用以說明相關技術之二次電池的另一例之圖 (二）元件代表符號 1 二 次 電 池 11 蓄 電 裝 置 14 第 一 fm 出端 子 15 第 二 m 出端 子 18 直 流 電 壓源 21 第 一 熔絲 22 第 二 炫 絲 23 加 熱 電 路 25 控 制 電 路 26 開 關 元件 a 第 一 内 部端 子 b 第 二 内 部端 子 c 連接 點

16

Claims (1)

1. 200415812 拾、申請專利範圍： 卜-種二次電池，係具有：蓄電裝 熱電路、開關元件、第一、第_ ^ 弟v 4、加 乐 弟—輪出端子； 在该蓄電裝置之第一、第_ ^ 一内部端子之中，第一肉部 知子係透過該第一熔絲而連接 口 饮 < 孩第一輸出端子； ¥直流電壓源連接於該第一、 蓄雷奘詈合ϋ 士外士士 第一輸出、子間，則該 畜电扃置會猎由该直流電壓源 載連接於該第一十輸出端；出的電“充電，當負 電*…… 間，則該蓄電裝置的放電 罨流會供應至該負載； 該第一熔絲連接於該第一輪 ^ _ 别出&子的部分係連接於該 加熱電路的一端，該加熱電路 、 ^ ^ π另一鈿係透過該開關元件 而連接於該第二内部端子，當 田口亥開關70件導通，則該蓄電 ^置之弟―、第二内部端子間會透過該第-料、加埶電 路、開關元件而連接； 、 當電流通過該加熱電路而發熱，則該第-熔絲會因該 發熱而熔斷；其特徵在於， 較該加熱電路的電阻值和該第一溶絲的電阻值兩者合 计為高電阻值之旁路電阻，係與由該第一炫絲及加熱電路 所連接而成的電路並聯。 2、如申請專利範圍帛！項之二次電池，其中，該第一 m輸出&子之間係藉由該加熱電路的發熱來溶斷 3、如申請專利範圍第i項之二次電池，其係具有用來 檢測該蓄電裝置的電壓之控制電路； 17 200415812 該開關元件，係當該控制電路檢測出該蓄電裝置的電 壓為過電壓時導通。 4、如申請專利範圍第2項之二次電池，其係具有用來 檢測該蓄電裝置的電壓之控制電路； 該開關元件，係當該控制電路檢測出該蓄電裝置的電 壓為過電壓時導通。 5 種一次電池之保護方法，該二次電池係具有可充 放電的蓄電裝置，當該蓄電裝置達既定電麼以上的情況， 使該畜電裝置的兩端藉串聯之第一熔絲與加熱電路而短％ 鲁 ，並使該加熱電路發熱； 藉由該加熱電路的發熱來熔斷該第一熔絲，使該蓄電 裝置之至少一端與該二次電池之輸出端子切斷；其特徵在 於， 畜藉由邊第一熔絲與加熱電路來使該蓄電裝置的兩端 短路牯該蓄電裝置的兩端亦藉由旁路電阻而短路，在該 第一熔絲熔斷後，亦藉由通過該旁路電阻的電流來使該蓄 電裝置放電。 6、如申請專利範圍第5項之二次電池之保護方法，其 係使該旁路電阻的電阻值，較該第一熔絲的電阻值和該加 熱電路的電阻值兩者合計之值為大。 拾壹、圖式·· 如次頁 18