JP2000208023A - ヒュ―ズ機能付防爆保護デバイス及びこれを用いた充電型電池並びに当該充電型電池を用いた携帯型電子機器 - Google Patents
ヒュ―ズ機能付防爆保護デバイス及びこれを用いた充電型電池並びに当該充電型電池を用いた携帯型電子機器Info
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- JP2000208023A JP2000208023A JP11008788A JP878899A JP2000208023A JP 2000208023 A JP2000208023 A JP 2000208023A JP 11008788 A JP11008788 A JP 11008788A JP 878899 A JP878899 A JP 878899A JP 2000208023 A JP2000208023 A JP 2000208023A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Fuses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧力みならず、温度や過電流にも対応するこ
とができ、しかも安全性の高いヒューズ機能付防爆保護
デバイスとする。 【構成】 凹部１１が形成された圧力調整容器１０と、
導体部２１を備え前記圧力調整容器１０の凹部１１内に
支持された当該凹部１１をほぼ蓋する破砕板２０と、前
記圧力調整容器１０の凹部１１をほぼ蓋した破砕板２０
の導体部２１と電気的に接続された一対の電極部３０
と、当該圧力調整容器１１を密閉するフィルムシート４
０とを備えており、前記導体部２１は、所定の温度以上
になると溶断する素材からなる温度ヒューズ２１Ａと、
所定の以上の電流が流れると溶断する素材からなる過電
流ヒューズ２１Ｂとが直列に形成されている。
とができ、しかも安全性の高いヒューズ機能付防爆保護
デバイスとする。 【構成】 凹部１１が形成された圧力調整容器１０と、
導体部２１を備え前記圧力調整容器１０の凹部１１内に
支持された当該凹部１１をほぼ蓋する破砕板２０と、前
記圧力調整容器１０の凹部１１をほぼ蓋した破砕板２０
の導体部２１と電気的に接続された一対の電極部３０
と、当該圧力調整容器１１を密閉するフィルムシート４
０とを備えており、前記導体部２１は、所定の温度以上
になると溶断する素材からなる温度ヒューズ２１Ａと、
所定の以上の電流が流れると溶断する素材からなる過電
流ヒューズ２１Ｂとが直列に形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒューズ機能付防
爆保護デバイス及びこれを用いた充電型電池並びに当該
充電型電池を用いた携帯型電子機器に関する。具体的に
は、リチウムイオン電池などの充電型電池の安全機構に
適したヒューズ機能付防爆保護デバイスと、このヒュー
ズ機能付防爆保護デバイスを用いたリチウムイオン電池
などの充電型電池と、この充電型電池を用いた携帯電話
等の携帯型電子機器とに関する。
爆保護デバイス及びこれを用いた充電型電池並びに当該
充電型電池を用いた携帯型電子機器に関する。具体的に
は、リチウムイオン電池などの充電型電池の安全機構に
適したヒューズ機能付防爆保護デバイスと、このヒュー
ズ機能付防爆保護デバイスを用いたリチウムイオン電池
などの充電型電池と、この充電型電池を用いた携帯電話
等の携帯型電子機器とに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、携帯電話やビデオカメラ等の
電子機器には、鉛蓄電池やニッケルカドミウム電池など
の充電型電池が数多く用いられている。これら各種の充
電型電池は、例えば、電子機器の故障や誤使用によって
過充電状態や短絡状になると、電池内部が加熱され、電
解液が分解されてガスが発生し、電池内圧が上昇し、爆
発してしまう場合があった。このため、これらの充電型
電池には、各種の保護デバイスが備えられている。
電子機器には、鉛蓄電池やニッケルカドミウム電池など
の充電型電池が数多く用いられている。これら各種の充
電型電池は、例えば、電子機器の故障や誤使用によって
過充電状態や短絡状になると、電池内部が加熱され、電
解液が分解されてガスが発生し、電池内圧が上昇し、爆
発してしまう場合があった。このため、これらの充電型
電池には、各種の保護デバイスが備えられている。
【０００３】例えば、実開昭６４−３８７６４号公報に
は、負極あるいは正極の金属集電体と出力端子とを電気
的に接続する平板状をした金属製の集電リードに、円状
や楕円状の穿孔を設け、当該穿孔箇所近傍をフッ素系樹
脂で被覆した保護デバイスが開示されている。
は、負極あるいは正極の金属集電体と出力端子とを電気
的に接続する平板状をした金属製の集電リードに、円状
や楕円状の穿孔を設け、当該穿孔箇所近傍をフッ素系樹
脂で被覆した保護デバイスが開示されている。
【０００４】当該保護デバイスにあっては、集電リード
は前記穿孔箇所においてリード幅が狭くなっており、高
まった電池内圧により切断され易くなっている。と共に
当該穿孔箇所近傍はフッ素系樹脂で被覆されているた
め、電解液による腐食を防ぐことができ、保護デバイス
の誤動作を防止している。
は前記穿孔箇所においてリード幅が狭くなっており、高
まった電池内圧により切断され易くなっている。と共に
当該穿孔箇所近傍はフッ素系樹脂で被覆されているた
め、電解液による腐食を防ぐことができ、保護デバイス
の誤動作を防止している。
【０００５】また、特開平６−３６７５２号公報には、
電池上部を塞ぐ封口体を放圧用の孔を設け、封口体の外
側に、当該孔に対応して弁膜が形成された薄膜を設けた
保護デバイスが開示されている。当該保護デバイスにあ
っては、一定厚さの弁膜や薄膜を得ることができるの
で、安定した動作圧を得ることができる。
電池上部を塞ぐ封口体を放圧用の孔を設け、封口体の外
側に、当該孔に対応して弁膜が形成された薄膜を設けた
保護デバイスが開示されている。当該保護デバイスにあ
っては、一定厚さの弁膜や薄膜を得ることができるの
で、安定した動作圧を得ることができる。
【０００６】また、過電流を防止するために、電流値を
検出し、過電流が流れた場合には電流を遮断する保護機
能を有する充電型電池もある。
検出し、過電流が流れた場合には電流を遮断する保護機
能を有する充電型電池もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電流値
を検出するためには、ＰＴＣやポリスイッチを構成する
必要があり、これらを構成するための部品点数が増加す
るという問題がある。また、電流値を検出する機構と、
電池内圧の上昇を検出する機構との２つの機構を充電型
電池内に組み込む必要があり、充電型電池の小型化とい
う要請にも応じきれないという問題がある。
を検出するためには、ＰＴＣやポリスイッチを構成する
必要があり、これらを構成するための部品点数が増加す
るという問題がある。また、電流値を検出する機構と、
電池内圧の上昇を検出する機構との２つの機構を充電型
電池内に組み込む必要があり、充電型電池の小型化とい
う要請にも応じきれないという問題がある。
【０００８】さらに、前記ＰＴＣやポリスイッチは、可
逆性機能部品であるため、過電流が解消されると、電流
を再度流し始める。しかし、過電流が流れた根本原因が
修復されないまま復帰する状況にあり、再度過電流が流
れた時には危険性が増加していることとなる。
逆性機能部品であるため、過電流が解消されると、電流
を再度流し始める。しかし、過電流が流れた根本原因が
修復されないまま復帰する状況にあり、再度過電流が流
れた時には危険性が増加していることとなる。
【０００９】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
で、圧力みならず、温度や過電流にも対応することがで
き、しかも安全性の高いヒューズ機能付防爆保護デバイ
ス及びこれを用いた充電型電池並びに当該充電型電池を
用いた携帯型電子機器を提供することを目的としてい
る。
で、圧力みならず、温度や過電流にも対応することがで
き、しかも安全性の高いヒューズ機能付防爆保護デバイ
ス及びこれを用いた充電型電池並びに当該充電型電池を
用いた携帯型電子機器を提供することを目的としてい
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係るヒューズ機
能付防爆保護デバイスは、凹部が形成された圧力調整容
器と、導体部を備え前記圧力調整容器の凹部内に支持さ
れた当該凹部をほぼ蓋する破砕板と、前記圧力調整容器
の凹部をほぼ蓋した破砕板の導体部と電気的に接続され
た一対の電極部と、当該圧力調整容器を密閉するフィル
ムシートとを具備しており、前記導体部は、所定の温度
以上になると溶断する素材或いは所定の以上の電流が流
れると溶断する素材から形成されている。
能付防爆保護デバイスは、凹部が形成された圧力調整容
器と、導体部を備え前記圧力調整容器の凹部内に支持さ
れた当該凹部をほぼ蓋する破砕板と、前記圧力調整容器
の凹部をほぼ蓋した破砕板の導体部と電気的に接続され
た一対の電極部と、当該圧力調整容器を密閉するフィル
ムシートとを具備しており、前記導体部は、所定の温度
以上になると溶断する素材或いは所定の以上の電流が流
れると溶断する素材から形成されている。
【００１１】また、本発明に係る充電型電池は、正極若
しくは負極の集電体と出力電極とを備えた電池であっ
て、前記集電体と前記出力電極とを、前記ヒューズ機能
付防爆保護デバイスを介して電気的に接続している。
しくは負極の集電体と出力電極とを備えた電池であっ
て、前記集電体と前記出力電極とを、前記ヒューズ機能
付防爆保護デバイスを介して電気的に接続している。
【００１２】さらに、本発明に係る携帯型電子機器は、
電池を備えた携帯型電子機器であって、電池には前記充
電型電池を用いている。
電池を備えた携帯型電子機器であって、電池には前記充
電型電池を用いている。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
に係るヒューズ機能付防爆保護デバイスの概略的断面
図、図２は本発明の第１の実施の形態に係るヒューズ機
能付防爆保護デバイスの概略的分解斜視図、図３は本発
明の第１の実施の形態に係るヒューズ機能付防爆保護デ
バイスに用いられる破砕板の概略的斜視図、図４は本発
明の第２の実施の形態に係るヒューズ機能付防爆保護デ
バイスに用いられる破砕板の概略的斜視図、図５は本発
明の第３の実施の形態に係るヒューズ機能付防爆保護デ
バイスに用いられる破砕板の概略的斜視図である。
に係るヒューズ機能付防爆保護デバイスの概略的断面
図、図２は本発明の第１の実施の形態に係るヒューズ機
能付防爆保護デバイスの概略的分解斜視図、図３は本発
明の第１の実施の形態に係るヒューズ機能付防爆保護デ
バイスに用いられる破砕板の概略的斜視図、図４は本発
明の第２の実施の形態に係るヒューズ機能付防爆保護デ
バイスに用いられる破砕板の概略的斜視図、図５は本発
明の第３の実施の形態に係るヒューズ機能付防爆保護デ
バイスに用いられる破砕板の概略的斜視図である。
【００１４】また、図６は本発明の第４の実施の形態に
係るヒューズ機能付防爆保護デバイスの概略的断面図、
図７は本発明の第４の実施の形態に係るヒューズ機能付
防爆保護デバイスに用いられる破砕板の概略的底面図、
図８は本発明の実施の形態に係るヒューズ機能付防爆保
護デバイスを用いた充電型電池の概略的断面図である。
係るヒューズ機能付防爆保護デバイスの概略的断面図、
図７は本発明の第４の実施の形態に係るヒューズ機能付
防爆保護デバイスに用いられる破砕板の概略的底面図、
図８は本発明の実施の形態に係るヒューズ機能付防爆保
護デバイスを用いた充電型電池の概略的断面図である。
【００１５】図１に示すヒューズ機能付防爆保護デバイ
スＡは、凹部１１が形成された圧力調整容器１０と、導
体部２１を備え前記圧力調整容器１０の凹部１１内に支
持された当該凹部１１をほぼ蓋する破砕板２０と、前記
圧力調整容器１０の凹部１１をほぼ蓋した破砕板２０の
導体部２１と電気的に接続された一対の電極部３０と、
当該圧力調整容器１０を密閉するフィルムシート４０と
を備えており、前記導体部２１は、所定の温度以上にな
ると溶断する素材からなる温度ヒューズ部２１Ａと、所
定の以上の電流が流れると溶断する素材からなる過電流
ヒューズ部２１Ｂとが直列に形成されている。
スＡは、凹部１１が形成された圧力調整容器１０と、導
体部２１を備え前記圧力調整容器１０の凹部１１内に支
持された当該凹部１１をほぼ蓋する破砕板２０と、前記
圧力調整容器１０の凹部１１をほぼ蓋した破砕板２０の
導体部２１と電気的に接続された一対の電極部３０と、
当該圧力調整容器１０を密閉するフィルムシート４０と
を備えており、前記導体部２１は、所定の温度以上にな
ると溶断する素材からなる温度ヒューズ部２１Ａと、所
定の以上の電流が流れると溶断する素材からなる過電流
ヒューズ部２１Ｂとが直列に形成されている。
【００１６】前記圧力調整容器１０は、内側に凹部１１
が形成された略ます状をしている。凹部１１の両端に
は、破砕板２０を両持ち状に支持する一対の支持部１２
が形成されている。従って、圧力調整容器１０は、支持
部１２に支持された破砕板２０によって凹部１１をほぼ
蓋がされる構造となっている。しかも、この支持部１２
は、支持部１２に支持された破砕板２０の上面が、圧力
調整容器１０の上面と同等又は低い位置にあるように設
定される。
が形成された略ます状をしている。凹部１１の両端に
は、破砕板２０を両持ち状に支持する一対の支持部１２
が形成されている。従って、圧力調整容器１０は、支持
部１２に支持された破砕板２０によって凹部１１をほぼ
蓋がされる構造となっている。しかも、この支持部１２
は、支持部１２に支持された破砕板２０の上面が、圧力
調整容器１０の上面と同等又は低い位置にあるように設
定される。
【００１７】当該圧力調整容器１０は、例えばセラミッ
クスやガラス、プラスチックなどから、使用目的に応じ
た大きさ、例えば長さ１０ｍｍ、幅及び高さがそれぞれ
数ｍｍ程度の大きさに作製される。特に、この圧力調整
容器１０と破砕板２０とを共にセラミックスから作製す
ることにより、精度の高い圧力調整容器１０及び破砕板
２０を得ることができ、小型で信頼性の高いヒューズ機
能付防爆保護デバイスＡを得ることができる。
クスやガラス、プラスチックなどから、使用目的に応じ
た大きさ、例えば長さ１０ｍｍ、幅及び高さがそれぞれ
数ｍｍ程度の大きさに作製される。特に、この圧力調整
容器１０と破砕板２０とを共にセラミックスから作製す
ることにより、精度の高い圧力調整容器１０及び破砕板
２０を得ることができ、小型で信頼性の高いヒューズ機
能付防爆保護デバイスＡを得ることができる。
【００１８】また、圧力調整容器１０には、破砕板２０
に設けられた接続部２２と各々電気的に接続される一対
の電極部３０が設けられている。当該電極部３０は、端
部３１が、図２に示すように、１つずつ前記支持部１２
の上面に露出している。
に設けられた接続部２２と各々電気的に接続される一対
の電極部３０が設けられている。当該電極部３０は、端
部３１が、図２に示すように、１つずつ前記支持部１２
の上面に露出している。
【００１９】前記破砕板２０は、前記圧力調整容器１０
の蓋を構成するものであって、圧力調整容器１０の開口
部１３とほぼ同じ大きさ或いは若干小さめであって、凹
部１１内に嵌め込み可能な程度に作製される。この破砕
板２０は、当該ヒューズ機能付防爆保護デバイスＡに加
えられた外圧によって破損されるものである。このた
め、セラミックスやガラス、プラスチックなど、比較的
強度が弱い材質から作製され、所定の動作圧で破損され
る程度の板厚、例えば０．１〜０．３ｍｍ程度に設計さ
れる。
の蓋を構成するものであって、圧力調整容器１０の開口
部１３とほぼ同じ大きさ或いは若干小さめであって、凹
部１１内に嵌め込み可能な程度に作製される。この破砕
板２０は、当該ヒューズ機能付防爆保護デバイスＡに加
えられた外圧によって破損されるものである。このた
め、セラミックスやガラス、プラスチックなど、比較的
強度が弱い材質から作製され、所定の動作圧で破損され
る程度の板厚、例えば０．１〜０．３ｍｍ程度に設計さ
れる。
【００２０】また、当該破砕板２０を開口部１３に隙間
なく嵌め込むのではなく、破砕板２０と開口部１３との
間に若干の隙間があった方が望ましい。なぜならば、破
砕板２０は圧力調整容器１０において片持ち支持される
ため、前記隙間がなければ、破損した破砕板２０が凹部
１１内に落ち込まず、結局電気的接続を遮断できないお
それがあるためである。
なく嵌め込むのではなく、破砕板２０と開口部１３との
間に若干の隙間があった方が望ましい。なぜならば、破
砕板２０は圧力調整容器１０において片持ち支持される
ため、前記隙間がなければ、破損した破砕板２０が凹部
１１内に落ち込まず、結局電気的接続を遮断できないお
それがあるためである。
【００２１】一方、破砕板２０を小さくしすぎれば、フ
ィルムシート４０の強度の設定が困難になる。このた
め、破砕板２０は凹部１１に適度に嵌め込み可能な程度
に作製するのが好ましい。
ィルムシート４０の強度の設定が困難になる。このた
め、破砕板２０は凹部１１に適度に嵌め込み可能な程度
に作製するのが好ましい。
【００２２】破砕板２０の下面には、前記一対の電極部
３０と電気的に接続する導体部２１が形成されている。
この導体部２１は、所定の温度以上になると溶断する素
材からなる温度ヒューズ部２１Ａと、所定の以上の電流
が流れると溶断する素材からなる過電流ヒューズ部２１
Ｂとが直列になったものである。
３０と電気的に接続する導体部２１が形成されている。
この導体部２１は、所定の温度以上になると溶断する素
材からなる温度ヒューズ部２１Ａと、所定の以上の電流
が流れると溶断する素材からなる過電流ヒューズ部２１
Ｂとが直列になったものである。
【００２３】前記温度ヒューズ２１Ａは、例えば１６５
℃で溶断するものであれば、Ｐｂが４３重量％、Ｓｎが
４３重量％、Ｂｉが１４重量％であり、１３８℃で溶断
するものであれば、Ｐｂが３７重量％、Ｓｎが３７．５
重量％、Ｉｎが２５重量％であり、１１７℃で溶断する
ものであれば、Ｓｎが５０重量％、Ｉｎが５０重量％と
いう成分比率となる。このように、成分と成分比率を適
宜調整することで、所望の温度で溶断する温度ヒューズ
２１Ａとすることが可能となる。
℃で溶断するものであれば、Ｐｂが４３重量％、Ｓｎが
４３重量％、Ｂｉが１４重量％であり、１３８℃で溶断
するものであれば、Ｐｂが３７重量％、Ｓｎが３７．５
重量％、Ｉｎが２５重量％であり、１１７℃で溶断する
ものであれば、Ｓｎが５０重量％、Ｉｎが５０重量％と
いう成分比率となる。このように、成分と成分比率を適
宜調整することで、所望の温度で溶断する温度ヒューズ
２１Ａとすることが可能となる。
【００２４】一方、過電流ヒューズ２１Ｂも同様に成分
と成分比率を適宜調整することで、所定以上の電流が流
れると溶断する過電流ヒューズ２１Ｂとすることが可能
となる。
と成分比率を適宜調整することで、所定以上の電流が流
れると溶断する過電流ヒューズ２１Ｂとすることが可能
となる。
【００２５】この温度ヒューズ２１Ａと過電流ヒューズ
２１Ｂとからなる導体部２１は、次のようにして製造さ
れる。まず、破砕板２０の素材となるセラミックス板等
の裏面側に過電流ヒューズ２１Ｂとなる素材を蒸着す
る。この際、過電流ヒューズ２１Ｂとなる素材は、一端
側から中央部にまで形成する。
２１Ｂとからなる導体部２１は、次のようにして製造さ
れる。まず、破砕板２０の素材となるセラミックス板等
の裏面側に過電流ヒューズ２１Ｂとなる素材を蒸着す
る。この際、過電流ヒューズ２１Ｂとなる素材は、一端
側から中央部にまで形成する。
【００２６】さらに、前記セラミックス板等の裏面側に
温度ヒューズ２１Ａとなる素材を蒸着する。この際、前
記過電流ヒューズ２１Ｂと、温度ヒューズ２１Ａとは、
セラミックス板等の中央部においてオーバーラップさせ
ることが重要である。すなわち、両者をオーバーラップ
させることで、両者を電気的に直列に接続するのであ
る。
温度ヒューズ２１Ａとなる素材を蒸着する。この際、前
記過電流ヒューズ２１Ｂと、温度ヒューズ２１Ａとは、
セラミックス板等の中央部においてオーバーラップさせ
ることが重要である。すなわち、両者をオーバーラップ
させることで、両者を電気的に直列に接続するのであ
る。
【００２７】かかるヒューズ機能付防爆保護デバイスＡ
は、破砕板２０の両端が支持部１２に載置された状態で
両持ち状に支持されて、凹部１１をほぼ蓋するようにし
て凹部１１内に嵌め込まれる。また、導体部２１と、電
極部３０との間は、導電性接着剤２４を用いたり、クリ
ーム半田を用いることによって電気的に接続される。こ
れによって、破砕板２０は支持部１２に両持ち状に支持
されたことになる。
は、破砕板２０の両端が支持部１２に載置された状態で
両持ち状に支持されて、凹部１１をほぼ蓋するようにし
て凹部１１内に嵌め込まれる。また、導体部２１と、電
極部３０との間は、導電性接着剤２４を用いたり、クリ
ーム半田を用いることによって電気的に接続される。こ
れによって、破砕板２０は支持部１２に両持ち状に支持
されたことになる。
【００２８】さらに、圧力調整容器１０の上面にはフィ
ルムシート４０が被せられ、圧力調整容器１０を密閉す
るように、フィルムシート４０の周縁部が圧力調整容器
１０の開口部１３周囲の上端面に接着剤や熱接着等によ
って密着される。
ルムシート４０が被せられ、圧力調整容器１０を密閉す
るように、フィルムシート４０の周縁部が圧力調整容器
１０の開口部１３周囲の上端面に接着剤や熱接着等によ
って密着される。
【００２９】このフィルムシート４０は、圧力調整容器
１０を密閉できる材質であれば特に限定されるものでは
なく、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン、ポリ塩
化ビニルなどの各種プラスチック材料から作製される。
また、フィルムシート４０は、フィルムシート４０を介
して破砕板２０に外圧が印加できなければならず、ある
程度の柔軟性を有するものが好ましい。
１０を密閉できる材質であれば特に限定されるものでは
なく、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン、ポリ塩
化ビニルなどの各種プラスチック材料から作製される。
また、フィルムシート４０は、フィルムシート４０を介
して破砕板２０に外圧が印加できなければならず、ある
程度の柔軟性を有するものが好ましい。
【００３０】このようにして得られたヒューズ機能付防
爆保護デバイスＡは、例えば、図８に示すように、充電
型電池１００の電解液１５０中に浸積された状態で設置
される。この充電型電池１００は、負極（若しくは正
極）を兼ねた外装缶１１０と、多数の正極（若しくは負
極）を接続した集電体１２０と、当該集電体１２０と電
気的に接続される出力電極１３０とを備えている。外装
缶１１０の開口１１１には、封口体１４０がレーザー溶
接などによって機密に取り付けられ、内部には電解液１
５０が充填されている。また、封口体１４０の中央に
は、出力電極１３０の周囲にガラスなどの絶縁性物質１
７０がハーメチックシールされて密閉されるとともに、
前記電極１３０と外装缶１１０との絶縁が図られてい
る。ヒューズ機能付防爆保護デバイスＡは、前記集電体
１２０にいずれか一方の電極部３０が電気的に接続さ
れ、また、前記出力電極１３０に残る一方の電極部３０
が電気的に接続される。すなわち、ヒューズ機能付防爆
保護デバイスＡを介した状態で、集電体１２０と出力電
極１３０とが電気的に接続される。
爆保護デバイスＡは、例えば、図８に示すように、充電
型電池１００の電解液１５０中に浸積された状態で設置
される。この充電型電池１００は、負極（若しくは正
極）を兼ねた外装缶１１０と、多数の正極（若しくは負
極）を接続した集電体１２０と、当該集電体１２０と電
気的に接続される出力電極１３０とを備えている。外装
缶１１０の開口１１１には、封口体１４０がレーザー溶
接などによって機密に取り付けられ、内部には電解液１
５０が充填されている。また、封口体１４０の中央に
は、出力電極１３０の周囲にガラスなどの絶縁性物質１
７０がハーメチックシールされて密閉されるとともに、
前記電極１３０と外装缶１１０との絶縁が図られてい
る。ヒューズ機能付防爆保護デバイスＡは、前記集電体
１２０にいずれか一方の電極部３０が電気的に接続さ
れ、また、前記出力電極１３０に残る一方の電極部３０
が電気的に接続される。すなわち、ヒューズ機能付防爆
保護デバイスＡを介した状態で、集電体１２０と出力電
極１３０とが電気的に接続される。
【００３１】この充電型電池１００において、例えば、
過充電等によって電解液１５０が分解され、ガスが発生
して電池１００の内圧が上昇すると、ヒューズ機能付防
爆保護デバイスＡの外圧と圧力調整容器１０内の圧力と
の差が大きくなり、フィルムシート４０が内側に向かっ
て撓み、撓んだフィルムシート４０によって破砕板２０
が破損される。これにより、破砕板２０の導体部２１が
破壊され、集電体１２０と出力電極１３０との間の電気
的導通が遮断される。この結果、充電が停止されてガス
の発生が抑えられ、充電型電池１００の発熱や変形を抑
えることができる。また、充電型電池１００の内部に設
置可能であり、電解液１５０の漏出を避けられる。
過充電等によって電解液１５０が分解され、ガスが発生
して電池１００の内圧が上昇すると、ヒューズ機能付防
爆保護デバイスＡの外圧と圧力調整容器１０内の圧力と
の差が大きくなり、フィルムシート４０が内側に向かっ
て撓み、撓んだフィルムシート４０によって破砕板２０
が破損される。これにより、破砕板２０の導体部２１が
破壊され、集電体１２０と出力電極１３０との間の電気
的導通が遮断される。この結果、充電が停止されてガス
の発生が抑えられ、充電型電池１００の発熱や変形を抑
えることができる。また、充電型電池１００の内部に設
置可能であり、電解液１５０の漏出を避けられる。
【００３２】また、なんらかの原因で充電型電池１００
の内部の温度が上昇し、予め設定された温度、すなわち
温度ヒューズ２１Ａが溶断する温度にまで達すると、導
体部２１の温度ヒューズ２１Ａが溶断するので、電流が
遮断される。
の内部の温度が上昇し、予め設定された温度、すなわち
温度ヒューズ２１Ａが溶断する温度にまで達すると、導
体部２１の温度ヒューズ２１Ａが溶断するので、電流が
遮断される。
【００３３】さらに、なんらかの原因で予め設定された
以上の電流、すなわち過電流が流れた場合には過電流ヒ
ューズ２１Ｂが溶断する温度にまで達すると、導体部２
１の過電流ヒューズ２１Ｂが溶断するので、電流が遮断
される。
以上の電流、すなわち過電流が流れた場合には過電流ヒ
ューズ２１Ｂが溶断する温度にまで達すると、導体部２
１の過電流ヒューズ２１Ｂが溶断するので、電流が遮断
される。
【００３４】このように構成された充電型電池を用いた
携帯型電子機器、例えば携帯電話やノート型パソコン等
は充電型電池の電解液１５０の漏出がなくなるので、前
記漏出に起因する故障等を防止することができる。
携帯型電子機器、例えば携帯電話やノート型パソコン等
は充電型電池の電解液１５０の漏出がなくなるので、前
記漏出に起因する故障等を防止することができる。
【００３５】上述した実施の形態では、破砕板２０の導
体部２１は、温度ヒューズ部２１Ａと過電流ヒューズ部
２１Ｂとが直列になったもであったが、本発明がこれに
限定されるものではない。
体部２１は、温度ヒューズ部２１Ａと過電流ヒューズ部
２１Ｂとが直列になったもであったが、本発明がこれに
限定されるものではない。
【００３６】例えば、図４に示すように、導体部２１を
所定以上の温度となると溶断する素材からなる温度ヒュ
ーズ２１Ａとして構成することも可能であるし、 図５
に示すように導体部２１を所定の以上の電流が流れると
溶断する素材からなる過電流ヒューズ２１Ｂとして構成
することも可能である。
所定以上の温度となると溶断する素材からなる温度ヒュ
ーズ２１Ａとして構成することも可能であるし、 図５
に示すように導体部２１を所定の以上の電流が流れると
溶断する素材からなる過電流ヒューズ２１Ｂとして構成
することも可能である。
【００３７】さらに、上述した実施の形態では、破砕板
２０は支持部１２に両持ち支持されたが、図６に示すよ
うに、片持ち支持されるようにしてもよい。この場合に
は、支持部１２は一方にのみ形成されるため、一対の電
極部３０も一方にみの形成される。このため、破砕板２
０の導体部２１は、図７に示すように、略Ｕ字形状に形
成される。
２０は支持部１２に両持ち支持されたが、図６に示すよ
うに、片持ち支持されるようにしてもよい。この場合に
は、支持部１２は一方にのみ形成されるため、一対の電
極部３０も一方にみの形成される。このため、破砕板２
０の導体部２１は、図７に示すように、略Ｕ字形状に形
成される。
【００３８】なお、破砕板２０の導通部２１と電極部３
０とを接続する際には、破砕板２０が支持部１２に片持
ち状に支持されるように、図外の治具によって図６に示
す矢印Ｙ方向に力を加えておく。
０とを接続する際には、破砕板２０が支持部１２に片持
ち状に支持されるように、図外の治具によって図６に示
す矢印Ｙ方向に力を加えておく。
【００３９】このように、破砕板２０を片持ち支持する
と、両持ち支持の場合より、弱い圧力で破砕板２０が破
損されるようになり、感度の向上に資する。
と、両持ち支持の場合より、弱い圧力で破砕板２０が破
損されるようになり、感度の向上に資する。
【００４０】
【発明の効果】請求項１に係るヒューズ機能付防爆保護
デバイスは、凹部が形成された圧力調整容器と、導体部
を備え前記圧力調整容器の凹部内に支持された当該凹部
をほぼ蓋する破砕板と、前記圧力調整容器の凹部をほぼ
蓋した破砕板の導体部と電気的に接続された一対の電極
部と、当該圧力調整容器を密閉するフィルムシートとを
備えており、前記導体部は、所定の温度以上になると溶
断する素材から形成されている。
デバイスは、凹部が形成された圧力調整容器と、導体部
を備え前記圧力調整容器の凹部内に支持された当該凹部
をほぼ蓋する破砕板と、前記圧力調整容器の凹部をほぼ
蓋した破砕板の導体部と電気的に接続された一対の電極
部と、当該圧力調整容器を密閉するフィルムシートとを
備えており、前記導体部は、所定の温度以上になると溶
断する素材から形成されている。
【００４１】このため、このヒューズ機能付防爆保護デ
バイスは、圧力によって電流を遮断するのみならず、温
度によっても電流を遮断する機能を併有することにな
る。特に、この機能を部品点数を特に増加させることな
く、小型のまま実現できるので好都合である。
バイスは、圧力によって電流を遮断するのみならず、温
度によっても電流を遮断する機能を併有することにな
る。特に、この機能を部品点数を特に増加させることな
く、小型のまま実現できるので好都合である。
【００４２】また、請求項２に係るヒューズ機能付防爆
保護デバイスは、凹部が形成された圧力調整容器と、導
体部を備え前記圧力調整容器の凹部内に支持された当該
凹部をほぼ蓋する破砕板と、前記圧力調整容器の凹部を
ほぼ蓋した破砕板の導体部と電気的に接続された一対の
電極部と、当該圧力調整容器を密閉するフィルムシート
とを備えており、前記導体部は、所定の以上の電流が流
れると溶断する素材から形成されている。
保護デバイスは、凹部が形成された圧力調整容器と、導
体部を備え前記圧力調整容器の凹部内に支持された当該
凹部をほぼ蓋する破砕板と、前記圧力調整容器の凹部を
ほぼ蓋した破砕板の導体部と電気的に接続された一対の
電極部と、当該圧力調整容器を密閉するフィルムシート
とを備えており、前記導体部は、所定の以上の電流が流
れると溶断する素材から形成されている。
【００４３】このため、こヒューズ機能付防爆保護デバ
イスでは、圧力によって電流を遮断するのみならず、過
電流が流れることによっても電流を遮断する機能を併有
することになる。特に、この機能を部品点数を特に増加
させることなく、小型のまま実現できるので好都合であ
る。
イスでは、圧力によって電流を遮断するのみならず、過
電流が流れることによっても電流を遮断する機能を併有
することになる。特に、この機能を部品点数を特に増加
させることなく、小型のまま実現できるので好都合であ
る。
【００４４】さらに、請求項３に係るヒューズ機能付防
爆保護デバイスは、凹部が形成された圧力調整容器と、
導体部を備え前記圧力調整容器の凹部内に支持された当
該凹部をほぼ蓋する破砕板と、前記圧力調整容器の凹部
をほぼ蓋した破砕板の導体部と電気的に接続された一対
の電極部と、当該圧力調整容器を密閉するフィルムシー
トとを備えており、前記導体部は、所定の温度以上にな
ると溶断する素材と、所定の以上の電流が流れると溶断
する素材とが直列に形成されている。
爆保護デバイスは、凹部が形成された圧力調整容器と、
導体部を備え前記圧力調整容器の凹部内に支持された当
該凹部をほぼ蓋する破砕板と、前記圧力調整容器の凹部
をほぼ蓋した破砕板の導体部と電気的に接続された一対
の電極部と、当該圧力調整容器を密閉するフィルムシー
トとを備えており、前記導体部は、所定の温度以上にな
ると溶断する素材と、所定の以上の電流が流れると溶断
する素材とが直列に形成されている。
【００４５】このように構成したヒューズ機能付防爆保
護デバイスは、 圧力のみならず、温度及び過電流に対
応することができる。しかも、部品点数を増加させるこ
となくかかる機能を実現できることは、デバイスの小型
化にも資するものである。
護デバイスは、 圧力のみならず、温度及び過電流に対
応することができる。しかも、部品点数を増加させるこ
となくかかる機能を実現できることは、デバイスの小型
化にも資するものである。
【００４６】一方、前記破砕板が、片持ち支持されてい
ると、両持ち支持の場合より、弱い圧力で破砕板が破損
されるようになり、圧力に対する感度の向上に資する。
ると、両持ち支持の場合より、弱い圧力で破砕板が破損
されるようになり、圧力に対する感度の向上に資する。
【００４７】ところで、正極若しくは負極の集電体と出
力電極とを備えた電池において、前記集電体と前記出力
電極とを、前記ヒューズ機能付防爆保護デバイスを介し
て電気的に接続した充電型電池は、例えば、過充電の場
合、内部の温度が上昇した場合に導体部が溶断し、電池
内圧が上昇した場合に破砕板が破損されることで導体部
が破壊され、集電体と出力電極との電気的導通が遮断さ
れる。この結果、充電が停止されて充電型電池の発熱や
変形を防止することができる。
力電極とを備えた電池において、前記集電体と前記出力
電極とを、前記ヒューズ機能付防爆保護デバイスを介し
て電気的に接続した充電型電池は、例えば、過充電の場
合、内部の温度が上昇した場合に導体部が溶断し、電池
内圧が上昇した場合に破砕板が破損されることで導体部
が破壊され、集電体と出力電極との電気的導通が遮断さ
れる。この結果、充電が停止されて充電型電池の発熱や
変形を防止することができる。
【００４８】また、本発明に係る携帯型電子機器は、前
記電池を使用しているので、この電池の過充電や温度上
昇或いは内圧の上昇等があったとしても、電池が発熱し
たり変形したりすることがない。このため、電池の発熱
等に起因する異常動作を防止することが可能となる。
記電池を使用しているので、この電池の過充電や温度上
昇或いは内圧の上昇等があったとしても、電池が発熱し
たり変形したりすることがない。このため、電池の発熱
等に起因する異常動作を防止することが可能となる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るヒューズ機能
付防爆保護デバイスの概略的断面図である。
付防爆保護デバイスの概略的断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るヒューズ機能
付防爆保護デバイスの概略的分解斜視図である。
付防爆保護デバイスの概略的分解斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るヒューズ機能
付防爆保護デバイスに用いられる破砕板の概略的斜視で
ある。
付防爆保護デバイスに用いられる破砕板の概略的斜視で
ある。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るヒューズ機能
付防爆保護デバイスに用いられる破砕板の概略的斜視図
である。
付防爆保護デバイスに用いられる破砕板の概略的斜視図
である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係るヒューズ機能
付防爆保護デバイスに用いられる破砕板の概略的斜視図
である。
付防爆保護デバイスに用いられる破砕板の概略的斜視図
である。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係るヒューズ機能
付防爆保護デバイスの概略的断面図である。
付防爆保護デバイスの概略的断面図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係るヒューズ機能
付防爆保護デバイスに用いられる破砕板の概略的底面図
である。
付防爆保護デバイスに用いられる破砕板の概略的底面図
である。
【図８】本発明の実施の形態に係るヒューズ機能付防爆
保護デバイスを用いた充電型電池の概略的断面図であ
る。
保護デバイスを用いた充電型電池の概略的断面図であ
る。
１０ 圧力調整容器 １１ 凹部 １２ 支持部 ２０ 破砕板 ２１ 導体部 ３０ 電極部 ４０ フィルムシート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 峯 啓治 大阪府八尾市北久宝寺１丁目４番33号 ホ シデン株式会社内 (72)発明者 平井 誠作 大阪府八尾市北久宝寺１丁目４番33号 ホ シデン株式会社内 Ｆターム(参考） 5G013 AA02 AA09 BA01 CA02 CA03 5G502 AA02 AA15 BB13 BD06 CC14 FF08 5H030 AA06 AS11
Claims (6)
- 【請求項１】 凹部が形成された圧力調整容器と、導体
部を備え前記圧力調整容器の凹部内に支持された当該凹
部をほぼ蓋する破砕板と、前記圧力調整容器の凹部をほ
ぼ蓋した破砕板の導体部と電気的に接続された一対の電
極部と、当該圧力調整容器を密閉するフィルムシートと
を具備しており、前記導体部は、所定の温度以上になる
と溶断する素材から形成されていることを特徴とするヒ
ューズ機能付防爆保護デバイス。 - 【請求項２】 凹部が形成された圧力調整容器と、導体
部を備え前記圧力調整容器の凹部内に支持された当該凹
部をほぼ蓋する破砕板と、前記圧力調整容器の凹部をほ
ぼ蓋した破砕板の導体部と電気的に接続された一対の電
極部と、当該圧力調整容器を密閉するフィルムシートと
を具備しており、前記導体部は、所定の以上の電流が流
れると溶断する素材から形成されていることを特徴とす
るヒューズ機能付防爆保護デバイス。 - 【請求項３】 凹部が形成された圧力調整容器と、導体
部を備え前記圧力調整容器の凹部内に支持された当該凹
部をほぼ蓋する破砕板と、前記圧力調整容器の凹部をほ
ぼ蓋した破砕板の導体部と電気的に接続された一対の電
極部と、当該圧力調整容器を密閉するフィルムシートと
を具備しており、前記導体部は、所定の温度以上になる
と溶断する素材と、所定の以上の電流が流れると溶断す
る素材とが直列に形成されていることを特徴とするヒュ
ーズ機能付防爆保護デバイス。 - 【請求項４】 前記破砕板は、片持ち支持されているこ
とを特徴とする請求項１、２又は３記載のヒューズ機能
付防爆保護デバイス。 - 【請求項５】 正極若しくは負極の集電体と出力電極と
を備えた電池において、前記集電体と前記出力電極と
を、請求項１、２、３又は４記載のヒューズ機能付防爆
保護デバイスを介して電気的に接続したことを特徴とす
る充電型電池。 - 【請求項６】 電池を備えた携帯型電子機器において、
前記電池は、請求項５記載の充電型電池であることを特
徴とする携帯型電子機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11008788A JP2000208023A (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | ヒュ―ズ機能付防爆保護デバイス及びこれを用いた充電型電池並びに当該充電型電池を用いた携帯型電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11008788A JP2000208023A (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | ヒュ―ズ機能付防爆保護デバイス及びこれを用いた充電型電池並びに当該充電型電池を用いた携帯型電子機器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000208023A true JP2000208023A (ja) | 2000-07-28 |
Family
ID=11702618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11008788A Pending JP2000208023A (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | ヒュ―ズ機能付防爆保護デバイス及びこれを用いた充電型電池並びに当該充電型電池を用いた携帯型電子機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000208023A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001057206A (ja) * | 1999-08-19 | 2001-02-27 | Nec Mobile Energy Kk | 電流遮断装置を備えた密閉型電池 |
| CN101867028A (zh) * | 2010-06-10 | 2010-10-20 | 天津佰特瑞电子有限公司 | 一种锂离子动力电池防爆装置 |
| JP2012018828A (ja) * | 2010-07-08 | 2012-01-26 | Tamura Thermal Device Corp | 温度ヒューズ |
| US8642197B2 (en) | 2011-10-19 | 2014-02-04 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Rechargeable battery |
| CN108511293A (zh) * | 2018-05-28 | 2018-09-07 | 苏州诺纳可电子科技有限公司 | 一种保险丝防爆装置 |
| CN110137623A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-08-16 | 张丽 | 一种新能源手机电池散热保护结构 |
-
1999
- 1999-01-18 JP JP11008788A patent/JP2000208023A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001057206A (ja) * | 1999-08-19 | 2001-02-27 | Nec Mobile Energy Kk | 電流遮断装置を備えた密閉型電池 |
| CN101867028A (zh) * | 2010-06-10 | 2010-10-20 | 天津佰特瑞电子有限公司 | 一种锂离子动力电池防爆装置 |
| JP2012018828A (ja) * | 2010-07-08 | 2012-01-26 | Tamura Thermal Device Corp | 温度ヒューズ |
| US8642197B2 (en) | 2011-10-19 | 2014-02-04 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Rechargeable battery |
| CN108511293A (zh) * | 2018-05-28 | 2018-09-07 | 苏州诺纳可电子科技有限公司 | 一种保险丝防爆装置 |
| CN108511293B (zh) * | 2018-05-28 | 2019-09-06 | 乐清市智格电子科技有限公司 | 一种保险丝防爆装置 |
| CN110137623A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-08-16 | 张丽 | 一种新能源手机电池散热保护结构 |
| CN110137623B (zh) * | 2019-06-13 | 2021-04-20 | 江西弘耀达通讯有限公司 | 一种新能源手机电池散热保护结构 |
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