保护元件及电池组的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种通过熔断电流通路来保护连接在电流通路上的电路的保护元件及电池组。本申请以2013年8月7日在日本申请的日本专利申请号特愿2013-163950和2014年5月30日在日本申请的日本专利申请号特愿2014-113044为基础主张优先权，并通过参照这些申请来援引于本申请。
【背景技术】
[0002]可充电而重复利用的二次电池大多数被加工成电池组(batterypack)而提供给用户。特别地，在重量能量密度高的锂离子二次电池中，为了确保用户和电子设备的安全，通常将过充电保护、过放电保护等几个保护电路内置于电池组，从而具有在预定的情况下切断电池组的输出的功能。
[0003]在大多数使用锂离子二次电池的电子装置中，使用内置于电池组的FET开关来进行输出的0N/0FF，由此进行电池组的过充电保护或过放电保护动作。然而，无论是FET开关由于何种原因而短路损坏时、被雷击等而导致瞬间流过大电流时、或者由于电池单元的寿命而输出电压异常下降或相反地输出过大异常电压时，电池组或电子设备都应该受到保护以防止起火等事故。因此，为了在这样的设想得到的任何异常状态下，都安全地将电池单元的输出切断，而使用由熔断元件构成的保护元件，该熔断元件具有根据来自外部的信号切断电流通路的功能。
[0004]作为用于这样的锂离子二次电池等的保护电路的保护元件，如专利文献I所记载，通常采用如下结构:在保护元件内部具有发热体，利用该发热体的发热来熔断电流通路上的可熔导体。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献I:日本特开2010-3665号公报
【发明内容】
[0008]技术问题
[0009]在专利文献I所记载的保护元件中，为了用于移动电话、笔记本电脑那样的电流容量比较低的用途，可熔导体(fuse)最大具有15A左右的电流容量。锂离子二次电池的用途近年来逐渐扩大，并研究使用于更大电流的用途，例如电驱动装置等电动工具或混合动力汽车、电动汽车、电力辅助自行车等的传输设备，并且一部分已经开始采用。在这些用途中存在特别是在启动时等流过超过数1A?100A那样的大电流的情况。人们期望实现应对这样的大电流容量的保护元件。
[0010]为了实现应对大电流的保护元件，只要增大可熔导体的截面积即可。然而，保护元件除了由于过电流状态而熔断的情况之外，还需要检测电池单元的过电压状态，并使电流流过由电阻体形成的发热体，利用其发热来切断可熔导体。如果为了应对大电流而增大截面积，则熔断时的可熔导体的熔融量变多，因此变得难以稳定地熔断可熔导体。此外，如果可熔导体的熔融量变多，则在由过电流引起电流切断之前，熔融导体的凝聚量也增大，且由于切断时的电弧放电导致熔融导体大量飞溅，从而导致绝缘电阻的下降或可熔导体的搭载位置的周围电路的短路等的风险也提高。进一步地，还存在熔断动作根据保护元件的配置的姿势而变化的问题。
[0011]因此，本发明的目的在于，提供一种在确保过电流保护时的电流容量的同时，能够抑制在由过电流引起电流切断时由电弧放电而引起的熔融导体的飞溅的保护元件及电池组。此外，本发明的目的在于，提供一种在确保过电流保护时的电流容量的同时，能够利用发热体的发热而可靠地使可熔导体熔断的保护元件及电池组。
[0012]技术方案
[0013]解决上述课题的本发明的保护元件具有:第一绝缘基板;和可熔导体，搭载在上述第一绝缘基板的表面，在上述第一绝缘基板的表面开有吸引熔融的上述可熔导体的吸引孔。
[0014]此外，本发明的电池组具备:一个以上的电池单元;和保护元件，连接在上述电池单元的充放电通路上并切断该充放电通路，上述保护元件具有:第一;和可熔导体，搭载在上述第一绝缘基板的表面而成为所述充放电通路，在上述第一绝缘基板的表面开有吸引熔融的上述可熔导体的吸引孔。
[0015]此外，本发明的保护元件具有:第一外部电极和第二外部电极;可熔导体，遍及上述第一外部电极和上述第二外部电极之间并与上述第一外部电极和上述第二外部电极连接;和吸引部件，与上述可熔导体连接并吸引熔融的上述可熔导体，上述吸引部件具备:第一绝缘基板，配置在上述第一外部电极和上述第二外部电极之间；表面电极，形成在上述第一绝缘基板的表面并与上述可熔导体的一部分连接;发热体，设置在上述第一绝缘基板;贯通孔，沿上述第一绝缘基板的厚度方向设置并与上述表面电极连续，通过使上述可熔导体熔融来切断上述第一外部电极与上述第二外部电极之间的电流通路。
[0016]此外，本发明的电池组具备:一个以上的电池单元;保护元件，连接在上述电池单元的充放电通路上并切断该充放电通路;和电流控制元件，检测上述电池单元的电压值来控制对上述保护元件的通电，上述保护元件具有:第一外部电极和第二外部电极;可熔导体，遍及上述第一外部电极和上述第二外部电极之间并与上述第一外部电极和上述第二外部电极连接;和吸引部件，吸引熔融的上述可熔导体，上述吸引部件具备:第一绝缘基板，配置在上述第一外部电极和上述第二外部电极之间；表面电极，形成在上述第一绝缘基板的表面并与上述可熔导体的一部分连接;发热体，设置在上述第一绝缘基板;和贯通孔，沿上述第一绝缘基板的厚度方向设置并与上述表面电极连续，通过使上述可熔导体熔融来切断上述第一外部电极与上述第二外部电极之间的电流通路。
[0017]此外，解决上述课题的本发明的保护元件，具备:第一绝缘基板;第一外部电极和第二外部电极；中间电极，设置在位于上述第一绝缘基板的一面侧的上述第一外部电极与上述第二外部电极之间；发热体，设置在上述第一绝缘基板的另一面侧；可熔导体，在上述第一绝缘基板的一面与上述中间电极连接，并且遍及上述第一外部电极和上述第二外部电极并与上述第一外部电极和上述第二外部电极连接，利用上述发热体的加热使该第一外部电极与该第二外部电极之间的电流通路熔断；发热体引出电极，设置在上述第一绝缘基板的另一面侧并与上述发热体的一侧的端子电连接;和贯通孔，在上述中间电极与上述发热体引出电极之间沿上述第一绝缘基板的厚度方向设置，并在内侧面设置有与上述中间电极和上述发热体引出电极连续的导电层。
[0018]本发明的电池组，具备:一个以上的电池单元;保护元件，以切断流通于电池单元的电流的方式连接于所述电池单元;和电流控制元件，检测电池单元各自的电压值来控制对保护元件进行加热的电流。并且，保护元件具备:第一绝缘基板;第一外部电极和第二外部电极；中间电极，设置在位于上述第一绝缘基板的一面侧的上述第一外部电极与上述第二外部电极之间；发热体，设置在上述第一绝缘基板的另一面侧;可熔导体，在上述第一绝缘基板的一面与上述中间电极连接，并且遍及上述第一外部电极和上述第二外部电极并与上述第一外部电极和上述第二外部电极连接，利用上述发热体的加热使该第一外部电极与该第二外部电极之间的电流通路熔断；发热体引出电极，设置在上述第一绝缘基板的另一面侧并与上述发热体的一侧的端子电连接;和贯通孔，在上述中间电极与上述发热体引出电极之间沿上述第一绝缘基板的厚度方向设置，并在内侧面设置有与上述中间电极和上述发热体引出电极连续的导电层。
[0019]技术效果
[0020]根据本发明，在可熔导体熔融时，熔融的可熔导体被吸入到形成在第一绝缘基板的吸引孔，因此在产生大量的熔融导体的情况下也能够可靠地熔断。因此，在为了提高额定值而增大了可熔导体的截面积的情况下，也能够可靠地切断电流通路。
【附图说明】
[0021]图1是示出应用了本发明的保护元件的剖面图。
[0022]图2是示出在应用了本发明的保护元件中熔融导体被吸引的状态的剖面图。
[0023]图3是示出在应用了本发明的保护元件中可熔导体被熔断的状态的剖面图。
[0024]图4是示出使用了保护元件的电池组的构成例的框图。
[0025]图5是应用了本发明的保护元件的电路图。
[0026]图6是示出在第一绝缘基板的表面侧具备发热体的保护元件的剖面图。
[0027]图7是示出在第一绝缘基板的背面侧具备发热体的保护元件的剖面图。
[0028]图8是示出在第一绝缘基板内具备发热体的保护元件的剖面图。
[0029]图9是示出使用了保护元件的电池组的构成例的框图。
[0030]图10是应用了本发明的保护元件的电路图。
[0031]图11的(A)是应用了本发明的保护元件的平面图。图11的⑶是图11的(A)的AA^剖面图。
[0032]图12是示出应用了本发明的保护元件的应用例的框图。
[0033]图13是示出应用了本发明的保护元件的电路构成例的图。
[0034]图14的(A)是示出应用了本发明的保护元件的发热体的动作时的剖面图。图14的(B)是示出可熔导体熔断了的状态的剖面图。
[0035]图15的(A)?(E)是示出应用了本发明的保护元件的使用方式的姿势的图。
[0036]图16是示出在图15的(A)?(E)的各个姿势中的可熔导体的熔断时间的图。
[0037]图17的(A)是成为参考例的凝聚式的保护元件的平面图，图17的(B)是图17的(A)的AA’线剖面图。图17的(C)是熔断了的状态的剖面图。
[0038]图18的(A)?(E)是示出图17所示的参考例的保护元件的使用方式中的姿势的图。
[0039]图19是示出在图18的(A)?(E)的各个姿势中的可熔导体的熔断时间的图。
[0040]图20是示出在第一绝缘基板的中间电极设置的贯通孔的变形例的图，(A)示出将贯通孔设置为两列的例子，(B)示出将贯通孔设置为狭缝的例子。
[0041]图21是示出在第一绝缘基板的表面侧具备发热体的保护元件的剖面图。
[0042]图22的(A)?(E)是示出应用了本发明的保护元件的使用方式中的姿势的图。
[0043]图23是示出在图22的(A)?(E)的各个姿势中的可熔导体的熔断时间的图。
[0044]图24是示出具备凝聚部件的保护元件的剖面图，(A)示出可熔导体的熔断前，(B)示出可熔导体的熔断后。
[0045]图25是示出具备凝聚部件的保护元件的电路图。
[0046]图26是示出具备多个吸引部件的保护元件的剖面图，(A)示出可熔导体的熔断前，(B)示出可熔导体的熔断后。
[0047]图27是示出具备多个吸引部件的保护元件的电路图。
[0048]图28是示出具有高熔点金属层和低熔点金属层，且具备被覆结构的可熔导体的立体图，(A)示出将高熔点金属层作为内层并利用低熔点金属层进行被覆的结构，(B)示出将低熔点金属层作为内层并利用高熔点金属层进行被覆的结构。
[0049]图29是示出具备高熔点金属层与低熔点金属层的层叠结构的可熔导体的立体图，(A)示出上下两层结构，(B)示出内层和外层的三层结构。
[0050]图30是示出具备高熔点金属层与低熔点金属层的多层结构的可熔导体的剖面图。
[0051]图31是示出在高熔点金属层的表面形成线状的开口部而露出有低熔点金属层的可熔导体的平面图，(A)示出沿长度方向形成开口部的情况，(B)示出沿宽度方向形成开口部的情况。
[0052]图32是示出在高熔点金属层的表面形成圆形的开口部而露出有低熔点金属层的可熔导体的平面图。
[0053]图33是示出在高熔点金属层形成圆形的开口部，并在内部填充低熔点金属层的可熔导体的平面图。
[0054]图34是示出设置有被高熔点金属所被覆且壁厚较厚的第一侧边缘部和露出低熔点金属的第二侧边缘部的可熔导体的平面图。
[0055]符号说明
[0056]I:保护元件，10:第一绝缘基板，1a:表面，1b:背面，11:第一电极，I Ia:第一外部连接电极，I Ib:导电层，12:第二电极，12a:第二外部连接电极，12b:导电层，13:可熔导体，13a:熔融导体，14:助熔剂，15:覆盖部件，20:吸引孔，21:导电层，22:表面电极，23:背面电极，24:保护元件，25:发热体，26:绝缘层，27:第三外部连接电极，30:电池组，30a:正极端子，30b:负极端子，31?34:电池单元，35:电池堆，36:检测电路，37:电流控制元件，40:充放电控制电路，41、42:电流控制元件，43:控制部，50:保护元件，51:第一外部电极，52:第二外部电极，53:可恪导体，53a:恪融导体，54:吸引部件，55:绝缘部件，55a:表面，55b:背面，56:表面电极，57:发热体，58:贯通孔，59:第一发热体电极，60:第二发热体电极，61:第三外部连接电极，62:绝缘部件，63:发热体引出电极，63a:突出片，64:背面电极，65:导电层，66:预备焊料，67:岛状电极，70:吸引部件，71:保护元件，74:保护元件，75:凝聚部件，76:第二绝缘基板，77:发热体，78:绝缘部件，79:集电极，80:保护元件，90:高熔点金属层，91:低熔点金属层，95:导体带，97:第一侧边缘部，98:第二侧边缘部
【具体实施方式】
[0057]以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行详细