【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及在过充电、过放电等异常时切断电流路径的保护元件以及使用了该保护元件的电池组。本申请是以在日本2021年9月10日申请的日本专利申请号日本特愿2021-148187为基础来主张优先权的申请，该申请通过参照而引用于本申请。
技术介绍
1、能够充电而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。特别是在重量能量密度高的锂离子二次电池中，为了确保用户以及电子设备的安全，一般将过充电保护、过放电保护等数个保护电路内置于电池组，具有在规定的情况下切断电池组的输出的功能。
2、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，使用在保护元件内部具有发热体，通过该发热体的发热将电流路径上的可熔导体熔断的结构。
3、锂离子二次电池的用途近年来在不断扩大，开始用于更大电流的用途，例如电动螺丝刀等电动工具、无人机、电动摩托车、混合动力汽车、电动汽车、电动助力自行车等设备。这样，由于锂离子二次电池的用途的扩大，保护元件也需要满足各种要求，其中，与高响应、高可靠性相关的特性在确保安全的保护元件的性质上成为最重要的指标之一。
4、图12是表示现有的保护元件的一个构成例的图，(a)是省略罩构件而表示的俯视图，(b)是截面图，(c)是仰视图。图12所示的保护元件100具备绝缘基板10、形成在绝缘基板101的表面上的第一、第二电极102、103、形成在绝缘基板101的表面的发热体104、覆盖发热体104的绝缘层105、层叠在绝缘层105上并且与发热体104连接的发热体引出电极106以及经由连接用焊料遍及第一电
5、第一、第二电极102、103是在连接保护元件100的外部电路的电流路径上连接的端子部，第一电极102经由雉堞部(castellation)与形成在绝缘基板101的背面的第一外部连接电极102a连接，第二电极103经由雉堞部与形成在绝缘基板101的背面的第二外部连接电极103a连接。保护元件100通过第一、第二外部连接电极102a、103a与设置在安装保护元件100的外部电路基板的连接电极连接，从而熔丝元件107被装入到形成在外部电路基板上的电流路径的一部分。
6、发热体104是电阻值比较高且通电时发热的具有导电性的构件，例如由镍铬合金、w、mo、ru等或包含它们的材料构成。另外，发热体104与形成在绝缘基板101的表面上的发热体电极108连接。发热体电极108经由雉堞部与形成于绝缘基板101的背面的第三外部连接电极108a连接。保护元件100通过第三外部连接电极108a与设置于安装保护元件100的外部电路基板的连接电极连接，从而发热体104与设置于外部电路的外部电源连接。而且，发热体104通过未图示的开关元件等始终被控制通电以及发热。
7、发热体104被由玻璃层等构成的绝缘层105覆盖，并且在绝缘层105上形成发热体引出电极106，由此隔着绝缘层105与发热体引出电极106重叠。此外，在发热体引出电极106上连接有遍及第一、第二电极102、103之间而连接的熔丝元件107。
8、由此，保护元件100中，发热体104与熔丝元件107通过重叠而热连接，若发热体104因通电而发热，则能够熔断熔丝元件107。
9、熔丝元件107由无pb焊料等低熔点金属、ag、cu或以它们为主成分的合金等高熔点金属形成，或者具有低熔点金属和高熔点金属的层叠结构。并且，熔丝元件107从第一电极102经由发热体引出电极106连接到第二电极103，从而构成组装有保护元件100的外部电路的电流路径的一部分。而且，熔丝元件107由于通入超过额定的电流而由于自发热(焦耳热)而熔断，或者由于发热体104的发热而熔断，将第一、第二电极102、103间切断。
10、并且，保护元件100在需要切断外部电路的电流路径时，通过开关元件向发热体104通电。由此，保护元件100的发热体104发热至高温，组装在外部电路的电流路径上的熔丝元件107熔融。熔丝元件107的熔融导体被吸引到润湿性高的发热体引出电极106以及第一、第二电极102、103，从而熔丝元件107熔断。因此，保护元件100能够使第一电极102～发热体引出电极106～第二电极103之间熔断，切断外部电路的电流路径。
11、现有技术文献
12、专利文献
13、专利文献1：日本特开2015-35281号公报
技术实现思路
1、专利技术所要解决的课题
2、绝缘层105例如使用厚膜印刷技术形成。通过印刷工艺能够形成的玻璃的厚度一般为10μm～60μm左右，能够形成得非常薄，因此能够将发热体104中产生的热有效地传递到熔丝元件107。
3、但是，二次电池的用途的高电压化不断发展，对发热体104施加的电压也标准地使用超过安全且低电压的42v。另外，如上所述，绝缘层105形成得非常薄，因此有时会形成在印刷时在玻璃层内产生的针孔等。因此，如图13所示，在对发热体104施加高电压时，会在针孔等绝缘性能降低的部位发生绝缘破坏，在发热体104进行充分的发热之前，有时发热体104被破坏。
4、作为其对策，可举出增加印刷的次数而增厚绝缘层105的厚度。为了防止向发热体104通电时的绝缘破坏，绝缘层105一般以20μm以上的膜厚形成。
5、但是，绝缘层105的膜厚越厚，向熔丝元件107的热传导效率越低，在为了实现应对大电流的保护元件而使熔丝元件107的厚度增大的情况下等，不能迅速熔断。
6、因此，本技术的目的在于提供一种实现防止熔丝元件的快速熔断和绝缘破坏，能够应对高响应性、高可靠性的保护元件及电池组。
7、用于解决课题的方法
8、为了解决上述的课题，本技术所涉及的保护元件具备绝缘基板、设置于上述绝缘基板的第一、第二电极、形成于上述绝缘基板的发热体、与上述发热体电连接的发热体引出电极、经由上述发热体引出电极从上述第一电极遍及到上述第二电极而搭载的可熔导体以及覆盖上述发热体的绝缘保护层，上述绝缘保护层含有导热性填料。
9、另外，本技术所涉及的电池组具备一个以上的电池单元、连接在上述电池单元的充放电路径上并切断该充放电路径的保护元件以及检测上述电池单元的电压值来控制向上述保护元件的通电的电流控制元件，上述保护元件具备绝缘基板、设置于上述绝缘基板的第一电极、第二电极、形成于上述绝缘基板的发热体、与上述发热体电连接的发热体引出电极、经由上述发热体引出电极从上述第一电极遍及到上述第二电极而搭载的可熔导体以及覆盖上述发热体的绝缘保护层，上述绝缘保护层含有导热性填料。
10、专利技术效果
11、根据本技术，通过提高绝缘层的导热系数，从发热体向可熔导体的传热速度变高，另外，能够防止绝缘破坏，能够提供应对高响应性、高可靠性的保护元件。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种保护元件，具备：
2.根据权利要求1所述的保护元件，其中，所述导热性填料包含氧化铝和/或氮化铝。
3.根据权利要求1或2所述的保护元件，其中，所述绝缘保护层具有20μm以上的厚度。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的保护元件，其中，所述绝缘保护层的导热系数为1.5W/mk以上。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的保护元件，其中，所述导热性填料的体积容量相对于构成所述绝缘保护层的绝缘材料的体积容量为20％以上。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的保护元件，其中，所述发热体及所述绝缘保护层形成于所述绝缘基板的搭载有所述可熔导体的面。
7.根据权利要求1～5中任一项所述的保护元件，其中，所述发热体及所述绝缘保护层形成于所述绝缘基板的与搭载有所述可熔导体的面相反侧的面。
8.一种电池组，具备：
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种保护元件，具备：
2.根据权利要求1所述的保护元件，其中，所述导热性填料包含氧化铝和/或氮化铝。
3.根据权利要求1或2所述的保护元件，其中，所述绝缘保护层具有20μm以上的厚度。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的保护元件，其中，所述绝缘保护层的导热系数为1.5w/mk以上。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的保护元件，其中，所述导...
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