[发明专利]保护元件、电气装置、二次电池单元和垫片

说明书

本发明提供一种保护元件，包括：环状PTC层状要素，所述环状PTC层状要素由PTC组成物形成，并且在所述环状PTC层状要素的径向中心处具有第一贯通开口部；环状金属箔，所述环状金属箔位于所述环状PTC层状要素的每一个主表面上并与所述环状PTC层状要素同轴；环状导电性金属薄层，所述环状导电性金属薄层位于所述环状金属箔中的每一个上并与所述环状PTC层状要素同轴；和第一熔断器层，所述第一熔断器层位于限定所述第一贯通开口部的一侧面上并电连接所述环状导电性金属薄层。所述第一熔断器层包括具有第一厚度的第一金属层和具有第二厚度的第二金属层，所述第二厚度大于所述第一厚度。

本申请是2015年2月27日进入国家阶段、国家申请号为201380045059.6、发明名称为“保护元件”的分案申请。

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 V01.52 No.4 Aug.2006 pp31-35

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

在本发明的一方面中，提供了一种保护元件，包括：环状PTC层状要素，所述环状PTC层状要素由PTC组成物形成，并且在所述环状PTC层状要素的径向中心处具有第一贯通开口部；环状金属箔，所述环状金属箔位于所述环状PTC层状要素的每一个主表面上并与所述环状PTC层状要素同轴；环状导电性金属薄层，所述环状导电性金属薄层位于所述环状金属箔中的每一个上并与所述环状PTC层状要素同轴；和第一熔断器层，所述第一熔断器层位于限定所述第一贯通开口部的一侧面上并电连接所述环状导电性金属薄层，其中所述第一熔断器层包括具有第一厚度的第一金属层和具有第二厚度的第二金属层，所述第二厚度大于所述第一厚度。

根据本发明的一个示例性实施例，所述第一金属层由具有高熔点的金属构成，所述第二金属层由具有低熔点的金属构成。

根据本发明的一个示例性实施例，具有高熔点的金属是Ni。

根据本发明的一个示例性实施例，具有低熔点的金属具有低于所述PCT组成物的聚合物材料的分解温度的熔点。