[发明专利]保护元件及电池组

说明书

技术领域

本发明涉及通过熔断电流路径保护连接在电流路径上的电路的保护元件。本申请以在日本于2012年8月1日申请的日本专利申请号特愿2012－171332为基础主张优先权，通过参照该申请，引用到本申请。

背景技术

经充电能够反复利用的二次电池大部分被加工成电池组而提供给用户。特别是重量能量密度高的锂离子二次电池中，为了确保用户及电子设备的安全，一般在电池组内置过充电保护、过放电保护等几个保护电路，具有在既定的情况下截断电池组的输出的功能。

在大部分使用锂离子二次电池的电子装置中，利用内置于电池组的FET开关进行输出的导通/截止（ON/OFF），从而进行电池组的过充电保护或过放电保护动作。然而，在因一些原因而FET开关短路破坏的情况下，被施加雷涌等，从而流过瞬间的大电流的情况下，或者因电池单元的寿命而输出电压异常下降或反而输出过大异常电压的情况下，也需要保护电池组、电子设备，以免发生起火等的事故。因此，为了在能够这样假设的任何异常状态中，安全地截断电池单元的输出，采用由具有根据来自外部的信号截断电流路径的功能的熔丝元件构成的保护元件。

作为面向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1中记载的那样，一般采用在保护元件内部具有发热体，通过该发热体的发热熔断电流路径上的可熔导体的构造。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010－3665号公报。

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1记载的保护元件中，为了以便携电话、笔记本电脑那样电流容量较低的用途使用，可熔导体（熔丝）最大也只有15A左右的电流容量。锂离子二次电池的用途近年来越来越广，研究更大电流的用途，例如对电动驱动器等电动工具、混合动力车、电动汽车、电动辅助自行车等运输设备的采用，开始局部采用。在这些用途中，特别是在启动时等，有流过超过数10A～100A这样的大电流的情况。期望实现与这样的大电流容量对应的保护元件。

为了实现与大电流对应的保护元件，增大可熔导体的截面积即可。当采用成型为1.6mmφ的线状的Sn/Ag/Cu类焊料时，能够得到50A左右的电流容量。然而，保护元件在因过电流状态而熔断的情况以外也需要检测电池单元的过电压状态，使电流流过由电阻器形成的发热体，从而利用其发热切断可熔导体。然而，在“粗的”可熔导体的情况下，存在来自发热体的热传导下降，难以稳定地熔断可熔导体的问题。

因此，目的在于得到能够确保过电流保护时的电流容量，并且发热体发热也能稳定地熔断的保护元件。

用于解决课题的方案

作为用于解决上述的课题的方案，本发明所涉及的保护元件具备：绝缘基板；层叠在绝缘基板的发热体；以至少覆盖发热体的方式层叠在绝缘基板的绝缘部件；第1及第2电极；以与发热体重叠的方式层叠在绝缘部件上并且与第1及第2电极之间的电流路径及发热体的一个端子电连接的发热体引出电极；以及从发热体引出电极遍及第1及第2电极层叠并且通过加热熔断第1电极与第2电极之间的电流路径的可熔导体。而且，可熔导体中，重叠并位于发热体的部分为呈凹状的厚度薄的薄壁部，其他部分为厚度比薄壁部厚且具有与薄壁部大致相同的电流容量的厚壁部，薄壁部能够因发热体的发热而容易熔断。

优选的是，本发明所涉及的保护元件，还具备支撑部件，该支撑部件以将接近薄壁部的厚壁部的至少一部分对绝缘基板支撑的方式配设，至少在表面具有金属层，支撑部件对于绝缘基板热绝缘。

优选的是，本发明所涉及的保护元件，还具备：与可熔导体的薄壁部相接并通过绝缘部件而达到绝缘基板的熔化焊料排出电极；以及形成在绝缘基板上并连接熔化焊料排出电极的容纳电极。

本发明所涉及的电池组具备：1个以上的电池单元；以截断在电池单元中流动的电流的方式连接的保护元件；以及检测电池单元各自的电压值并控制加热保护元件的电流的电流控制元件。而且，保护元件具有：绝缘基板；层叠在绝缘基板的发热体；以至少覆盖发热体的方式层叠在绝缘基板的绝缘部件；第1及第2电极；以与发热体重叠的方式层叠在绝缘部件上并且与第1及第2电极之间的电流路径及发热体的一个端子电连接的发热体引出电极；以及从发热体引出电极遍及第1及第2电极而层叠并且通过加热熔断第1电极与第2电极之间的电流路径的可熔导体，可熔导体包括厚壁部和薄壁部，该薄壁部将重叠并位于发热体的部分以凹状薄厚度地扁平成型。