[发明专利]保护元件

说明书

技术领域

本发明涉及保护电气装置的保护元件，更详细地，涉及保护包含在电气装置中的电气要素或电路的保护元件。例如涉及在二次电池这样的电气装置内流过过剩的电流的情况下切断该电流的流动的保护元件，即，涉及过电流保护元件。

背景技术

作为在圆筒型锂离子二次电池的充电或放电时流过过剩电流的情况下切断该电流的流动的保护元件，使用温度熔断器元件、电流熔断器元件、聚合物PTC元件等。这当中，聚合物PTC元件由于能装入二次电池的封口板而配置，因此特别在使由众多二次电池构成的电池包变得紧凑这一点上是有用的。但是，市售的PTC元件由于与金属比较电阻值更大，因此与使用由金属构成的熔断器元件的情况相比，在流通大的电流的情况下不利。

考虑这样的问题点，而提出在圆筒型锂离子二次电池单元中，在例如封口板的内侧取代PTC元件而使用隔板的方案(参考下述非专利文献1)。但是，在使用隔板的情况下，有不能确保针对过剩电流的保护的问题点。

另外，作为用在二次电池中的保护元件的熔断器元件，在电阻值低、能流过大的电流的点上是有利的。但是，由于熔断器元件未直接配置在单元内部，而是配置在电池侧面或电池彼此的连接部，因此在电池包变大的点上不利。另外，熔断器元件虽然通过在电路中流过过剩电流的情况下进行熔断(blow)来切断过剩电流的流动，从而保护电路，但一旦进行熔断，作为单元就不能再使用，在这点上也不利。

先行技术文献

专利文献

非专利文献1：Matsushita Technical Journal Vol.52No.4Aug.2006pp31-35

发明内容

发明的概要

发明要解决的课题

为此，本发明要解决的课题在于，提供在能流过更大的电流的同时能提供针对过剩电流的保护、进而具有除去过剩电流的原因后的恢复性的保护元件。

用于解决课题的手段

在第1要旨中，本发明提供一种保护元件，具有：由PTC组成物形成、具有至少1个贯通开口部的PTC层状要素；位于PTC层状要素的各主表面上的导电性金属薄层；和位于规定该贯通开口部的至少1个的侧面上、将各主表面上的导电性金属薄层电连接的熔断器层。

在第2要旨中，本发明提供具有上述以及后述那样的本发明的保护元件的电气装置，例如二次电池。

本发明的保护元件具有由PTC组成物形成的PTC层状要素而构成，该PTC层状要素具有至少1个贯通开口部。该开口部沿PTC层状要素的厚度方向延伸并贯通PTC层状要素，与该厚度方向垂直的方向的截面形状并没有特别的限定，但优选例如是圆形。但是，也可以是其它形状，例如正方形、菱形、长方形、椭圆形。贯通开口部的数量是至少1个。即，可以是1个或2个以上，例如2个、3个、4个、5个，能对应于保护元件所要求的保护的程度来适宜选择。在具有1个贯通开口部的情况下，贯通开口部优选位于PTC层状要素的中心部，即位于与厚度方向垂直的方向的截面形状的中心部。

构成PTC层状要素的PTC组成物例如是包含导电性填料的聚合物材料(例如以分散状态包含碳黑粒状物质的高密度聚乙烯)，将示出PTC特性的聚合物组成物形成为层状，例如若进行挤压成形，则自身可以是已知的材料，只要是能用在本发明的保护元件中的材料即可，没有特别的限定。具体地，例如可以是使用在特表平10-501374号公报所记载的器件中的示出PTC特性的聚合物组成物。

上述PTC层状要素的厚度并没有特别的限定，例如是0.1～0.7mm，优选是0.2～0.6mm。在PTC层状要素的厚度超过0.7mm的情况下，难以装入已有的二次电池内。另外，在PTC层状要素的厚度不足0.1mm的情况下，挤压成形下的制造变得困难，从稳定性以及成本的观点来看不利。

该PTC层状要素具有配置在其两侧的主表面上的导电性金属薄层而构成。该导电性金属薄层只要是有导电性的金属的薄的层(例如厚度0.1μm～100μm程度)即可，没有特别的限定，例如能由铜、镍、铝、金等的金属构成，也可以由多个金属薄层形成。