JP2000323175A - 二次電池の保護回路及び保護素子 - Google Patents

二次電池の保護回路及び保護素子

Info

Publication number
JP2000323175A
JP2000323175A JP11135325A JP13532599A JP2000323175A JP 2000323175 A JP2000323175 A JP 2000323175A JP 11135325 A JP11135325 A JP 11135325A JP 13532599 A JP13532599 A JP 13532599A JP 2000323175 A JP2000323175 A JP 2000323175A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
secondary battery
ptc
voltage
protection element
protection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP11135325A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3221860B2 (ja
Inventor
Yoshinori Iwazono
芳宣 祝園
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP13532599A priority Critical patent/JP3221860B2/ja
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to KR1020017000709A priority patent/KR100593127B1/ko
Priority to CNB2004100831393A priority patent/CN1291518C/zh
Priority to PCT/JP2000/003160 priority patent/WO2000070702A1/ja
Priority to DE60045183T priority patent/DE60045183D1/de
Priority to EP00927790A priority patent/EP1107344B1/en
Priority to CNB008008787A priority patent/CN1178328C/zh
Priority to US09/743,539 priority patent/US6577105B1/en
Publication of JP2000323175A publication Critical patent/JP2000323175A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3221860B2 publication Critical patent/JP3221860B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過充電状態の継続による電池破壊を防止する
二次電池の保護回路と、この回路に適用する保護素子を
提供する。 【解決手段】 不測の事態により二次電池5に過充電状
態が継続されたとき、第2の電圧検出部2により過充電
状態の継続を検出し、第3のFETをオン動作させる。
この動作により第2のPTC12に電流が流れることに
よる温度上昇により、熱カップリングされた第1のPT
C11を加熱する。第1のPTC11が温度上昇により
トリップすることにより、その抵抗値が急増して二次電
池5の通電回路を規制して過充電状態から解放させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオン二
次電池等の二次電池を過充電から保護する二次電池の保
護回路と、この二次電池の保護回路に用いる保護素子に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】携帯電話機に端的な例が見られるように
携帯機器の小型化、軽量化の進展には著しいものがあ
る。これを支えているのが電源となる電池の性能向上で
あり、小型・軽量化しつつも所要の電力供給を可能にし
ている。それでも、電池には更なる電池容量の増加が要
求されており、電池容量を増加させるための改良が必要
となっている。電池容量を増加させるには、発電要素で
ある極板のサイズ拡大が効果的であるが、リチウムイオ
ン二次電池等のように高エネルギー密度の電池において
は、誤った使用や不慮の短絡、周辺機器の故障等から電
池を保護する保護装置を設けるためのスペースが必要と
なるため、極板の拡大に限度がある。
【0003】前記保護装置は、短絡等による過大放電電
流を阻止するPTC素子や過充電に伴う電池内圧の異常
上昇により通電回路を遮断する電流遮断弁、過大な内圧
を放出する防爆弁等として構成される。この保護装置は
電池内に配設されるため、この配設スペースが極板の拡
大を制限している。特に、前記電流遮断弁は機械的な動
作構造を伴うため占有スペースが大きく、小型化を指向
する電池の電池容量を増加させるための極板サイズの拡
大に限度を与えている。
【0004】前記電流遮断弁の機械的な通電回路遮断の
機能を電気的な電流遮断手段に置き換えることによっ
て、電流遮断弁が占める電池内のスペースの縮小を図る
ことができる。図8は、電気的な電流遮断機能を設けた
保護回路の従来構成を示すものである。
【0005】図8に示す保護回路は、二次電池40を異
常状態から保護する複数の保護機能を備えて構成されて
おり、PTC42は、短絡等により過大な放電電流が流
れたとき、過大電流によって自己発熱し、温度上昇によ
る抵抗値の急増により二次電池40の放電電流を規制す
る。また、第1の電圧検出部31は、二次電池40の電
圧から過充電及び過放電の状態が検出されたとき、スイ
ッチング素子として機能する第1のFET33または第
2のFET34をオフ状態に制御して通電回路を遮断
し、二次電池40を過充電及び過放電状態から保護す
る。また、第2の電圧検出部32は、第1の電圧検出部
31による過充電状態の遮断が正常になされなかったと
き、過充電状態の継続によって更に上昇した二次電池4
0の電圧を検出し、第3のFET35を動作させて加熱
抵抗器36に通電する。加熱抵抗器36は温度ヒューズ
38に熱カップリングされているので、加熱抵抗器36
の温度上昇によって温度ヒューズ38は溶断して二次電
池40の通電回路を遮断する。
【0006】上記第2の電圧検出部32の動作による通
電回路遮断の電気的な構成は、機械的に通電回路を遮断
する電流遮断弁の動作に代わるものであり、過充電の継
続による二次電池10の破裂等の事故が防止される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、携帯
機器を小型化するためには、二次電池の小型化が重要な
課題となっており、更には小型化しても容積当たりのエ
ネルギー密度を向上させる要求もある。これを達成する
ために機械的に通電回路を遮断する電流遮断弁を電気的
な構成に代えることが有効な手段であり、従来技術に示
した電気的な通電回路遮断の構成をより小型化して、二
次電池を過充電が継続された状態から有効に保護する保
護回路と、これに用いる保護素子の開発が待たれてい
る。
【0008】本発明は、確実な二次電池の保護動作を行
い得る保護回路をコンパクトに構成すると同時に、この
保護回路に適合する保護素子を提供することを目的とす
るものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本願の第1発明に係る二次電池の保護回路は、二次電
池の正負極間の電圧を検出して所定値を越える電圧が検
出されたとき制御信号を出力する電圧検出手段と、前記
二次電池に直列に接続されたPTCに熱カップリングさ
れて通電により温度上昇する加熱手段と、前記電圧検出
手段からの制御信号によって前記加熱手段に通電するス
イッチング手段とを具備してなることを特徴とするもの
で、電圧検出手段が所定値を越える電圧、例えば、過充
電状態が継続されたときの電圧を検出したときに出力さ
れる制御信号によってスイッチング手段が動作して加熱
手段に通電され、加熱手段は熱カップリングされたPT
Cを加熱する。PTCは温度に対して正特性の抵抗値変
化を示し、特に所定の臨界温度以上で抵抗値が激増する
トリップ状態となる特徴を有するもので、平常時は微小
な抵抗値で二次電池の入出力電流による電圧降下は小さ
く入出力回路に支障を与えないが、過大な電流が流れた
ときには自己発熱によって抵抗値を激増させて過大電流
を阻止する。このPTCが加熱手段によって加熱された
ときにも温度上昇によって抵抗値が激増して二次電池の
入出力回路の電流を規制する。従って、前記電圧検出手
段が過充電状態の継続等の異常状態を示す電圧を検出し
たとき、PTCのトリップによって二次電池の入出力電
流を規制するので、過充電状態の継続による二次電池の
破損が防止される。
【0010】上記構成において、加熱手段は前記PTC
に熱カップリングさせた第2のPTCとして構成するこ
とができ、第2のPTCに通電して温度上昇させると、
熱カップリングされたPTCを加熱して、PTCをトリ
ップ状態にすることができる。
【0011】また、本願の第2発明に係る二次電池の保
護回路は、二次電池の正負極間の電圧を検出して所定値
を越える電圧が検出されたとき制御信号を出力する電圧
検出手段と、前記二次電池に直列に接続された温度ヒュ
ーズに熱カップリングされた加熱用PTCと、前記電圧
検出手段からの制御信号によって前記加熱用PTCに通
電するスイッチング手段とを具備してなることを特徴と
するもので、電圧検出手段が所定値を越える電圧、例え
ば、過充電状態が継続されたときの電圧を検出したとき
に出力される制御信号によってスイッチング手段が動作
して加熱用PTCに通電され、加熱用PTCは通電電流
によって温度上昇し、熱カップリングされた温度ヒュー
ズを溶断させる。従って、前記電圧検出手段が過充電状
態の継続等の異常状態を示す電圧を検出したとき、二次
電池の入出力回路は遮断されるので、過充電状態の継続
による二次電池の破損が防止される。
【0012】上記第1及び第2の各発明において、電圧
検出手段によって検出される所定値を越える電圧は、過
充電状態が検出される電圧より高い電圧に設定すること
により、二次電池は過充電による損傷から二重に保護さ
れる。即ち、過充電や過放電等の状態を検出して二次電
池の入出力回路を遮断する制御回路が別途構成されてい
るとき、過充電状態の初期値は前記制御回路によって検
出されて過充電は阻止されるが、この制御回路に異常が
生じたとき、二次電池は過充電の継続によって破裂等の
損傷が生じる。電圧検出手段が前記初期値より高い電圧
検出によって制御信号を出力するように構成することに
より、過充電の継続によって上昇した電圧が検出され、
過充電状態を阻止する動作がなされて制御回路に異常が
生じたときにも二次電池は保護される。
【0013】また、本願の第3発明に係る二次電池の保
護素子は、平板状に形成された複数のPTC素子を熱カ
ップリングした状態に積層形成されてなることを特徴と
するもので、1つのPTC素子を二次電池と直列に接続
し、他のPTC素子をその通電を制御する通電制御回路
に接続すると、二次電池と直列に接続された側のPTC
素子に熱カップリングさせた他のPTC素子に通電した
とき、通電による加熱により、二次電池と直列に接続さ
れたPTC素子は温度上昇して抵抗値が激増したトリッ
プ状態となったとき、二次電池の入出力電流を規制する
ことができる。従って、通電制御回路は過充電等の二次
電池の異常状態の検出によって加熱する側のPTC素子
に通電するように構成することによって、複数のPTC
素子を熱カップリングさせた保護素子は、二次電池の保
護素子として有効に作用する。
【0014】上記構成において、各PTC素子の形状サ
イズ及び電気的特性を任意に選択して組み合わせること
ができ、保護回路の回路構成に応じて適正な組み合わせ
を構成することができる。
【0015】また、平板状に形成された2枚のPTC素
子をその平板面間で電極材を介して接合すると共に、各
PTC素子の外面側にもそれぞれ電極材を接合して保護
素子を構成することにより、熱カップリングさせた2枚
のPTC素子を省スペースに構成することができる。
【0016】また、任意の電極材は銅ニッケル合金もし
くは銅ニッケル合金とニッケルとのクラッド材によって
形成することにより、ハンダ付けや溶接性に優れ、導電
性及び熱伝導性にも優れているので、要所にこれを採用
することにより作業性や電気的及び機械的な性能を向上
させることができる。
【0017】また、各電極材からリード部を延出形成す
ることにより、回路接続を容易にすることができる。
【0018】また、各電極材からのリード部の延出方向
は相反する2方向に形成することも、それぞれ異なる方
向に形成することもでき、回路構成の状態に応じて任意
に選択することができる。
【0019】また、各電極材は接合するPTC素子の外
形寸法より小さく形成することにより、電極材とPTC
素子との間の接合のためのハンダ付けを好適に行うこと
ができる。
【0020】また、本願の第4発明に係る二次電池の保
護素子は、温度ヒューズとPTC素子とが熱カップリン
グした状態に形成されてなることを特徴とするもので、
温度ヒューズを二次電池と直列に接続し、PTC素子を
その通電を制御する通電制御回路に接続すると、PTC
素子に通電したとき、通電による加熱により温度ヒュー
ズは溶断して二次電池の入出力電流を遮断することがで
きる。従って、通電制御回路は過充電等の二次電池の異
常状態の検出によってPTC素子に通電するように構成
することによって、二次電池の保護素子として有効に作
用する。
【0021】また、熱カップリングさせた複数のPTC
を断熱材で覆って構成することにより、熱の放散が抑制
されて熱カップリングが効果的になされる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。
尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であ
って、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【0023】図1は、第1の実施形態に係る二次電池の
保護回路の構成を示すものである。二次電池5の正極側
は保護素子10を構成するPTC11を通してプラス入
出力端子15に接続され、負極側は第1のFET7及び
第2のFET8を通してマイナス入出力端子16に接続
されている。また、この二次電池5及び保護回路の温度
を機器側、特に充電器から検知できるように、サーミス
タ13が温度検出端子17に接続されている。このよう
に二次電池5の正極側及び負極側にそれぞれ直列に配設
された前記PTC11、第1のFET7及び第2のFE
T8は、二次電池5の様々な異常状態に応じて通電電流
を規制もしくは遮断するために設けられたもので、以下
に異常時での通電回路の遮断動作について説明する。
【0024】前記PTC(Positive Temp
errature Coefficient)11は、
所定の温度以上に上昇したときの急激な抵抗値の増加に
よって通電回路の電流を規制する。この抵抗値の急増は
トリップと称され、抵抗値は平常時の10の3乗から4
乗にも変化するものである。このトリップ状態は、PT
C11に流れる電流によって自己発熱することによって
もなされるので、短絡等によって過大な電流が流れたと
き自己発熱して抵抗値が急増し、二次電池5の入出力電
流を規制するので、短絡等による二次電池5の損傷が防
止される。
【0025】また、第1及び第2の各FET7、8は、
スイッチング素子として動作し、第1の電圧検出部1に
よってオン/オフ制御される。第1の電圧検出部1は二
次電池5の電圧を検出して、それが予め設定された放電
停止電圧以下になったとき、第1のFET7を導通状態
から遮断状態に制御し、二次電池5の放電回路を遮断し
て二次電池5を過放電から保護する。この放電回路の遮
断状態は、第1のFET7が備える寄生ダイオード(図
示せず)を介した充電によって二次電池5の電圧が前記
放電停止電圧より高い所定電圧以上になると、第1の電
圧検出部2は第1のFET7を遮断状態から導通状態に
制御するので、二次電池5には通常の充電が行われて過
放電からの回復がなされる。また、第1の電圧検出部1
は二次電池5の電圧が予め設定された充電停止電圧以上
になったとき、第2のFET8を導通状態から遮断状態
に制御し、二次電池5の充電回路を遮断して二次電池5
を過充電から保護する。この充電回路の遮断状態は、第
2のFET8が備える寄生ダイオード(図示せず)を介
した放電によって二次電池5の電圧が前記充電停止電圧
より低い所定電圧以下になると、第1の電圧検出部1は
第2のFET8を遮断状態から導通状態に制御するの
で、二次電池5は通常の放電ができる状態となる。
【0026】この第1の電圧検出部1による通電回路の
遮断動作が正常に機能せず、充電器の故障によって過充
電状態が継続されてしまったとき、二次電池5は電解液
の分解により内圧が上昇し、二次電池5の破裂をまねく
恐れがある。このような不測の事態に備えて第2の電圧
検出部2が設けられている。
【0027】第2の電圧検出部2は、過充電状態が継続
されたときの二次電池5の電圧を検出して、これが設定
電圧以上になったとき第3のFET3を導通状態に制御
する。第3のFET3の導通により、前記PTC11と
熱カップリングさせて保護素子10の形態に形成されて
いる第2のPTC12及び放電抵抗4に通電される。こ
の通電によって第2のPTC12は温度上昇して熱カッ
プリングされたPTC11を加熱することによってPT
C11をトリップさせ、その抵抗値の急増により二次電
池5への充電電流を規制する。
【0028】前記第2の電圧検出部2により第3のFE
T3を導通動作させる設定電圧は、第1の電圧検出部1
が過充電を検出する充電停止電圧より大きな検出電圧値
に設定される。例えば、充電器側で設定されている充電
完了電圧が4.20Vであるとき、第1の電圧検出部1
による充電停止電圧は4.30Vに設定され、第2の電
圧検出部2による過充電継続状態の検出設定電圧は4.
45Vに設定される。
【0029】図2は、過充電状態が継続されたときの二
次電池5の電圧変化と温度変化とを測定した試験データ
を示すもので、過充電状態の進行とともに電池電圧は徐
々に上昇し、電池温度は急激な上昇を迎えることが示さ
れている。電池温度が急激に上昇しはじめたときの電池
電圧は5Vを越えていることから、第2の電圧検出部2
において過充電継続状態の検出設定電圧を前記のように
4.45Vに設定しておくことによって、前述のように
電池温度が急激に上昇しはじめる以前に充電電流はPT
C11をトリップさせることによって規制されるので、
過充電状態の継続による電池破損は防止される。
【0030】また、第2の電圧検出部2は、過充電継続
状態の検出設定電圧よりも低い所定電圧以下の電圧が検
出されるまで過充電継続を検出した状態を維持し、第3
のFET3の導通状態を保持する。従って、第2の電圧
検出部2が過充電の継続を検出した状態は保持され、第
1の電圧検出部1や充電器の動作異常による二次電池5
の破損は防止される。
【0031】上記構成における第2のPTC12による
PTC11の加熱は間接的な加熱となるので、熱カップ
リングによる熱伝導が確実になされることが不可欠であ
り、本実施形態においては、PTC11と第2のPTC
12とを一体的に構成した保護素子10として構成して
いる。この保護素子10の詳細な構成について以下に説
明する。
【0032】図3は、保護素子10を分解して示すもの
で、第1のPTC素子11aと第2のPTC素子12a
との間に中間電極材20、第1のPTC11の外側面に
下電極材21、第2のPTC12の外側面に上電極材1
9を配して、これらは図4(a)に示すように、積層間
で互いに接合されて積層一体化される。第1及び第2の
各PTC素子11a、12aに接合される各電極材1
9、20、21は、それぞれ対面する各PTC素子11
a、12aよりひと回り小さい外形形状に形成され、そ
の周囲にできる各PTC素子11a、12aの露出面と
半田付け等の接合手段によって互いに接合される。ま
た、各電極材19、20、21には、それぞれ配線接続
のためのリード19a、20a、21aが延出形成され
る。各リード19a、20a、21aは、同一平面上に
位置するように加工しておくことによって、保護回路を
構成する回路基板上への実装が容易となる。このように
形成された保護素子10は、電気記号で示すと、図4
(b)に示すようになり、PTC11と第2のPTC1
2とを一体化した状態に形成される。
【0033】この保護素子10のPTC11は、図1に
示すように、二次電池5に直列接続され、短絡等により
過大電流が流れたとき、過大電流によって自己発熱し
て、その温度がトリップ温度になったとき抵抗値が急増
するので、二次電池5の入出力電流は規制され、過大電
流は阻止される。また、前述したように、第2の電圧検
出部2によって過充電の継続状態を示す電圧が検出され
たとき、第2の電圧検出部2は第3のFET3を導通動
作させ、第2のPTC12に通電する。この通電により
第2のPTC12は温度上昇してPTC11を加熱す
る。この加熱によってPTC11がトリップ状態になる
と、前述の過大電流の阻止動作と同様に二次電池5の充
電電流を規制する。
【0034】保護素子10のリード形成は、図5に示す
ように、各電極材19、20、21から延出形成するリ
ード19b、20b、21bをそれぞれ異なる3方向に
引き出して構成することもできる。また、各電極材1
9、20、21は、その材質として銅ニッケル合金を用
いて形成することにより、半田付け等による接合性や熱
カップリングのための熱伝導性に優れたものにすること
ができる。この銅ニッケル合金の使用は、全ての電極材
19、20、21に適用することなく、熱カップリング
のための熱伝導体となる中間電極材20のみに適用する
ように選択的に採用することもできる。また、銅ニッケ
ル合金に代えて銅ニッケル合金とニッケルとのクラッド
材を用いても同様の機能を得ることができる。
【0035】また、PTC11及び第2のPTC12
は、それぞれの形状寸法、電気的特性を選択して組み合
わせることができる。PTC11は、平常時においては
可能な限り低い抵抗値で二次電池5の入出力電流による
電圧降下を低く抑え、設定された過大な電流値以上の過
大電流によって速やかに温度上昇して抵抗値を急増させ
るトリップ状態となるように、その形状寸法及び電気的
特性が選択される。一方、第2のPTC12は、通常時
の抵抗値を大きくして通電されたときの発熱量を大きく
し、その温度によって第1のPTC11をトリップ状態
にする発熱量を呈するものとなるように、その形状寸法
及び電気的特性が選択される。
【0036】以上説明した保護素子10は、2種類のP
TC素子を組み合わせて構成しているが、PTC11を
2枚の第2のPTC12によってサンドイッチ状態に挟
み込み、熱カップリングによる加熱を促進することもで
きる。また、第1のPTC11を加熱するものは、PT
C素子でなく、通電により温度上昇する抵抗体等を用い
て構成することもできる。
【0037】次に、本発明の第2の実施形態に係る二次
電池の保護回路について説明する。尚、本構成は、図6
に示すように、第1の実施形態の構成におけるPTC1
1に代えて温度ヒューズ14を配して保護素子30を構
成したもので、他の構成は第1の実施形態の構成と同様
であり、共通する要素には同一の符号を付して、その説
明は省略する。
【0038】図6において、第2の電圧検出部2が過充
電継続状態の検出設定電圧を検出したとき、第3のFE
T3をオン動作させると、加熱用PTC18に電流が流
れることにより温度上昇して温度ヒューズ14を加熱す
る。この加熱用PTC18の加熱により温度ヒューズ1
4が溶断したとき、二次電池5への充電電流は遮断さ
れ、過充電の継続による二次電池5の破損が防止され
る。
【0039】前記保護素子30は、図7に示すように、
温度ヒューズ14と加熱用PTC18とを重ね合わせて
熱カップリングされた状態に構成されている。この保護
素子30は、図示するように、温度ヒューズ14にはリ
ード14a、14bが、加熱用PTC18にはリード1
8a、18bがそれぞれ取り付けられ、回路基板上に装
着して保護回路を構成することができる。
【0040】以上説明した保護素子10、30は、断熱
材で被覆して構成することによって、熱の外部への放散
が抑制され、第2のPTC12または加熱用PTC18
による加熱がより効率よくなされる。
【0041】
【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば、過充
電状態の継続による電池破壊を防止する構成を機械的な
電流遮断手段でなく、電気的に行うことができるので、
電流遮断の構成を配設するスペースが少なく、小型の二
次電池にも容易に適用することができる。また、電流規
制もしくは遮断の用に創案された保護素子は、配置スペ
ースを少なくして効果的に動作するので、小型の二次電
池にも配設することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態に係る保護回路の構成を示す電
気回路図。
【図2】過充電状態が継続されたときの電池電圧と電池
温度との変化を示すグラフ。
【図3】保護素子の構成を分解して示す斜視図。
【図4】保護素子の(a)は側面図、(b)は電気記号
図。
【図5】保護素子の別態様を示す斜視図。
【図6】第2の実施形態に係る保護回路の構成を示す電
気回路図。
【図7】第2の実施形態に係る保護素子の(a)は側面
図、(b)は平面図。
【図8】従来技術になる保護回路の構成を示す電気回路
図。
【符号の説明】
2 第2の電圧検出部(電圧検出手段) 3 第3のFET(スイッチング手段) 10、30 保護素子 11 PTC 12 第2のPTC 11a 第1のPTC素子 12a 第2のPTC素子 14 温度ヒューズ 18 加熱用PTC 19 上電極材 20 中間電極材 21 下電極材 19a、20a、21a リード

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二次電池の正負極間の電圧を検出して所
    定値を越える電圧が検出されたとき制御信号を出力する
    電圧検出手段と、前記二次電池に直列に接続されたPT
    Cに熱カップリングされて通電により温度上昇する加熱
    手段と、前記電圧検出手段からの制御信号によって前記
    加熱手段に通電するスイッチング手段とを具備してなる
    ことを特徴とする二次電池の保護回路。
  2. 【請求項2】 加熱手段が、PTCに熱カップリングさ
    せた第2のPTCである請求項1記載の二次電池の保護
    回路。
  3. 【請求項3】 二次電池の正負極間の電圧を検出して所
    定値を越える電圧が検出されたとき制御信号を出力する
    電圧検出手段と、前記二次電池に直列に接続された温度
    ヒューズに熱カップリングされた加熱用PTCと、前記
    電圧検出手段からの制御信号によって前記加熱用PTC
    に通電するスイッチング手段とを具備してなることを特
    徴とする二次電池の保護回路。
  4. 【請求項4】 電圧検出手段によって検出される所定値
    を越える電圧が、過充電状態が検出される電圧より高い
    電圧に設定されてなる請求項1〜3いずれか一項に記載
    の二次電池の保護回路。
  5. 【請求項5】 平板状に形成された複数のPTC素子を
    熱カップリングされた状態に積層形成してなることを特
    徴とする二次電池の保護素子。
  6. 【請求項6】 各PTC素子の形状、サイズ及び電気的
    特性を任意に選択して組み合わせる請求項5記載の二次
    電池の保護素子。
  7. 【請求項7】 平板状に形成された2枚のPTC素子を
    その平板面間で電極材を介して接合すると共に、各PT
    C素子の外面側にもそれぞれ電極材を接合して構成され
    てなる請求項5または6記載の二次電池の保護素子。
  8. 【請求項8】 任意の電極材が銅ニッケル合金もしくは
    銅ニッケル合金とニッケルとのクラッド材によって形成
    されてなる請求項7記載の二次電池の保護素子。
  9. 【請求項9】 各電極材からリード部が延出形成されて
    なる請求項7または8記載の二次電池の保護素子。
  10. 【請求項10】 各電極材からのリード部の延出方向が
    相反する2方向に形成されてなる請求項7〜9いずれか
    一項に記載の二次電池の保護素子。
  11. 【請求項11】 各電極材からのリード部の延出方向が
    それぞれ異なる方向に形成されてなる請求項7〜9記載
    の二次電池の保護素子。
  12. 【請求項12】 各電極材が接合するPTC素子の外形
    寸法より小さく形成されてなる請求項7〜11いずれか
    一項に記載の二次電池の保護素子。
  13. 【請求項13】 温度ヒューズとPTC素子とを熱カッ
    プリングされた状態に形成されてなることを特徴とする
    二次電池の保護素子。
  14. 【請求項14】 熱カップリングさせた部位が断熱材で
    覆われてなる請求項5または13記載の二次電池の保護
    素子。
JP13532599A 1999-05-17 1999-05-17 二次電池の保護回路 Expired - Fee Related JP3221860B2 (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13532599A JP3221860B2 (ja) 1999-05-17 1999-05-17 二次電池の保護回路
CNB2004100831393A CN1291518C (zh) 1999-05-17 2000-05-17 二次电池的保护电路及保护元件
PCT/JP2000/003160 WO2000070702A1 (en) 1999-05-17 2000-05-17 Circuit and device for protecting secondary battery
DE60045183T DE60045183D1 (de) 1999-05-17 2000-05-17 Schaltung und vorrichtung zum schutz einer sekundärbatterie
KR1020017000709A KR100593127B1 (ko) 1999-05-17 2000-05-17 2차 전지의 보호회로 및 보호소자
EP00927790A EP1107344B1 (en) 1999-05-17 2000-05-17 Circuit and device for protecting secondary battery
CNB008008787A CN1178328C (zh) 1999-05-17 2000-05-17 二次电池的保护电路及保护元件
US09/743,539 US6577105B1 (en) 1999-05-17 2000-05-17 Circuit and device for protecting secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13532599A JP3221860B2 (ja) 1999-05-17 1999-05-17 二次電池の保護回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000323175A true JP2000323175A (ja) 2000-11-24
JP3221860B2 JP3221860B2 (ja) 2001-10-22

Family

ID=15149132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13532599A Expired - Fee Related JP3221860B2 (ja) 1999-05-17 1999-05-17 二次電池の保護回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3221860B2 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003151640A (ja) * 2001-11-09 2003-05-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 二次電池保護素子とその取付け方法
WO2004070908A1 (ja) * 2003-02-06 2004-08-19 Sony Chemicals Corp. バイパス抵抗付き二次電池と二次電池の保護方法
CN1300890C (zh) * 2002-12-13 2007-02-14 三星电子株式会社 用于个人通信设备的内置电池控制器
JP2007141572A (ja) * 2005-11-16 2007-06-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池パック
WO2014109364A1 (ja) * 2013-01-11 2014-07-17 タイコエレクトロニクスジャパン合同会社 保護素子
JP2017506056A (ja) * 2014-01-28 2017-02-23 グァンドン オッポ モバイル テレコミュニケーションズ コーポレーション リミテッド 過電圧・過電流保護回路及び移動端末
CN110431724A (zh) * 2017-06-13 2019-11-08 株式会社Lg化学 使用平衡电阻器的过电压保护***

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003151640A (ja) * 2001-11-09 2003-05-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 二次電池保護素子とその取付け方法
CN1300890C (zh) * 2002-12-13 2007-02-14 三星电子株式会社 用于个人通信设备的内置电池控制器
WO2004070908A1 (ja) * 2003-02-06 2004-08-19 Sony Chemicals Corp. バイパス抵抗付き二次電池と二次電池の保護方法
JP2007141572A (ja) * 2005-11-16 2007-06-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池パック
WO2014109364A1 (ja) * 2013-01-11 2014-07-17 タイコエレクトロニクスジャパン合同会社 保護素子
JPWO2014109364A1 (ja) * 2013-01-11 2017-01-19 Littelfuseジャパン合同会社 保護素子
JP2017506056A (ja) * 2014-01-28 2017-02-23 グァンドン オッポ モバイル テレコミュニケーションズ コーポレーション リミテッド 過電圧・過電流保護回路及び移動端末
CN110431724A (zh) * 2017-06-13 2019-11-08 株式会社Lg化学 使用平衡电阻器的过电压保护***
JP2020516226A (ja) * 2017-06-13 2020-05-28 エルジー・ケム・リミテッド バランシング抵抗を用いた過電圧の防止システム
US11177683B2 (en) 2017-06-13 2021-11-16 Lg Chem, Ltd. Overvoltage protection system using balancing resistor
JP7045541B2 (ja) 2017-06-13 2022-04-01 エルジー エナジー ソリューション リミテッド バランシング抵抗を用いた過電圧の防止システム

Also Published As

Publication number Publication date
JP3221860B2 (ja) 2001-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100593127B1 (ko) 2차 전지의 보호회로 및 보호소자
JP7219290B2 (ja) 回路遮断器
JP3609741B2 (ja) パック電池
JP5504193B2 (ja) 二次電池パック及び二次電池パック用保護回路モジュール
TWI443701B (zh) Protection elements, battery control devices, and battery packs
JPH1154110A (ja) 正特性温度素子を備えた電池保護装置
TWI567773B (zh) 保護裝置及具有該保護裝置之電力裝置
JP2001216883A (ja) 保護素子及びバッテリパック
JP6021645B2 (ja) 保護デバイス
JP3221860B2 (ja) 二次電池の保護回路
JPH11339766A (ja) 電池パック
KR20170133512A (ko) 보호 소자, 퓨즈 소자
JP2003217416A (ja) 温度ヒュ−ズおよびこれを装着した保護装置
JP5073204B2 (ja) ポリマーptc素子
JP2010040282A (ja) 抵抗内蔵型温度ヒューズ
WO2020189225A1 (ja) バッテリパック、保護回路
JP2008112735A (ja) 温度ヒュ−ズを用いた保護装置
JP4300769B2 (ja) 電池装置およびその製造方法
JP2002358939A (ja) 電 池
JP2003153435A (ja) 二次電池保護回路
JP4368039B2 (ja) 自己発熱素子を有する温度ヒューズとこの温度ヒューズを内蔵するパック電池
KR102135271B1 (ko) 배터리 보호 회로 장치
JP6542576B2 (ja) 保護素子、二次電池の保護回路および電池パック
JP2003151640A (ja) 二次電池保護素子とその取付け方法
KR20180135610A (ko) 과전압 방지 장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070817

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080817

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080817

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090817

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090817

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100817

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110817

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110817

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120817

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130817

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees