JP2009016880A - Ptc element and battery protecting system - Google Patents

Ptc element and battery protecting system Download PDF

Info

Publication number
JP2009016880A
JP2009016880A JP2008270110A JP2008270110A JP2009016880A JP 2009016880 A JP2009016880 A JP 2009016880A JP 2008270110 A JP2008270110 A JP 2008270110A JP 2008270110 A JP2008270110 A JP 2008270110A JP 2009016880 A JP2009016880 A JP 2009016880A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piece
terminal
electrode plate
ptc element
plate
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.)
Pending
Application number
JP2008270110A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhide Yamashita
保英 山下
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.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP2008270110A priority Critical patent/JP2009016880A/en
Publication of JP2009016880A publication Critical patent/JP2009016880A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Thermistors And Varistors (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a PTC element for effectively developing its inherent function without disjoining electrode plates from a terminal plate even when pressure or impact acts on the PTC element while preventing the thermal deterioration of the element body when joining the electrode plates to the terminal plate by welding. <P>SOLUTION: The PTC element includes the element body 4 whose resistance value is increased with temperature rise in a predetermined temperature region, the pair of first and second electrode plates 10, 12 joined to the surface and reverse of the element body 4. The first electrode plate 10 as one of the electrode plates has a first element joint piece 10a joined to the element body 4, and a first terminal joint piece 10b integrally molded on the first element joint piece 10a, and bent and arranged on the surface of the first element joint piece 10a. The second electrode plate is formed as a clad plate with at least two types of plate materials laminated. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電池や電子回路を過電流から保護すること等を目的として使用されるＰＴＣ素子と、そのＰＴＣ素子を有する電池保護システムとに関する。   The present invention relates to a PTC element used for the purpose of protecting a battery or an electronic circuit from an overcurrent, and a battery protection system having the PTC element.

ＰＴＣ（positive temperature coefficient）素子は、所定の温度領域において、素子の温度が上昇すると、素子の抵抗値が増加する特性を有する。特に、ＰＴＣ素子の温度がポリマーの融解温度に達すると、ＰＴＣ素子の抵抗が急激に増加する。このような性質はＰＴＣ特性と呼ばれる。   A PTC (positive temperature coefficient) element has a characteristic that the resistance value of the element increases when the temperature of the element rises in a predetermined temperature region. In particular, when the temperature of the PTC element reaches the melting temperature of the polymer, the resistance of the PTC element increases rapidly. Such a property is called a PTC characteristic.

ＰＴＣ素子は、電子機器等の電気回路に組み込まれる。電子機器の使用中に、何らかの理由によって回路に過剰電流が流れた場合、電子機器の温度が上昇し、それに伴いＰＴＣ素子自体の温度も上昇する。そして、ＰＴＣ素子の温度がポリマーの融解温度に達すると、ＰＴＣ素子の抵抗値が急激に増加する。その結果、電気回路において、ＰＴＣ素子が過剰電流を遮断する。よって、電気機器が過剰電流によって故障することを未然に防止できる。   The PTC element is incorporated in an electric circuit such as an electronic device. If an excessive current flows in the circuit for some reason during use of the electronic device, the temperature of the electronic device rises, and the temperature of the PTC element itself rises accordingly. When the temperature of the PTC element reaches the melting temperature of the polymer, the resistance value of the PTC element increases rapidly. As a result, the PTC element blocks excess current in the electric circuit. Therefore, it is possible to prevent the electrical device from being damaged due to excessive current.

このように、ＰＴＣ素子は、過熱、過剰電流に対する安全保護装置として使用される。具体的には、ＰＴＣ素子は、携帯電話の電源である２次電池を過電流から保護するための回路（保護回路）に組み込まれたりする。２次電池の充電中または放電中に過剰電流が流れた場合、ＰＴＣ素子は電流を遮断して２次電池を保護する。   Thus, the PTC element is used as a safety protection device against overheating and excessive current. Specifically, the PTC element is incorporated in a circuit (protection circuit) for protecting a secondary battery that is a power source of the mobile phone from overcurrent. When an excessive current flows during charging or discharging of the secondary battery, the PTC element cuts off the current and protects the secondary battery.

このようなＰＴＣ素子の一例としては、ポリマー材料（結晶性重合体）に導電性粒子を分散させた素子本体（重合体正温度係数抵抗体）を、電極板（あるいは金属箔）で挟んだ構造を有するポリマーＰＴＣ素子が知られている（特許文献１参照）。   An example of such a PTC element is a structure in which an element body (polymer positive temperature coefficient resistor) in which conductive particles are dispersed in a polymer material (crystalline polymer) is sandwiched between electrode plates (or metal foils). There is known a polymer PTC element having a thickness (see Patent Document 1).

ポリマーＰＴＣ素子は、従来、以下のような方法によって製造される。まず、金属粒子、カーボンブラック等の導電性フィラーを含む高分子（高密度ポリエチレン等）を押出成形し、素子本体を形成する。次に、素子本体の表裏面に、電極板を熱圧着することによって、ポリマーＰＴＣ素子が完成する。   Conventionally, the polymer PTC element is manufactured by the following method. First, a polymer (such as high-density polyethylene) containing a conductive filler such as metal particles and carbon black is extruded to form an element body. Next, the polymer PTC element is completed by thermocompression bonding the electrode plate to the front and back surfaces of the element body.

このポリマーＰＴＣ素子を所定の保護回路に組み込む際は、その電極板を、保護回路と電気的に接続された端子板へ接合する。この接合は、従来、ハンダ付け、溶接等により実施される。   When the polymer PTC element is incorporated in a predetermined protection circuit, the electrode plate is joined to a terminal plate electrically connected to the protection circuit. This joining is conventionally performed by soldering, welding, or the like.

ハンダ付け、溶接等を行う場合、電極板および端子板の少なくとも一部分を高温に加熱する必要がある。ポリマーＰＴＣ素子の電極板（あるいは金属箔）は非常に薄いため、ハンダ付け、溶接の際に電極板へ加わる熱が、直ちに素子本体に伝導する。その結果、素子本体が高温となり、熱劣化（軟化または溶融）することがある。素子本体が軟化または溶融すると、ポリマー中の導電性粒子の分散性が局所的に不均一となる。このような熱履歴を経たポリマーＰＴＣ素子においては、室温での抵抗値（室温抵抗値）がこの熱履歴前に比べて大きく増大してしまう。   When performing soldering, welding, etc., it is necessary to heat at least a part of the electrode plate and the terminal plate to a high temperature. Since the electrode plate (or metal foil) of the polymer PTC element is very thin, heat applied to the electrode plate during soldering and welding is immediately conducted to the element body. As a result, the element body becomes high temperature and may be thermally deteriorated (softened or melted). When the element body is softened or melted, the dispersibility of the conductive particles in the polymer becomes locally non-uniform. In a polymer PTC element that has undergone such a thermal history, the resistance value at room temperature (room temperature resistance value) is greatly increased compared to that before this thermal history.

さらには、このようなポリマーＰＴＣ素子に対して、温度の上昇、下降を繰り返すと、ポリマーＰＴＣ素子の室温抵抗値がますます高くなってしまう。このように室温抵抗値の高くなったポリマーＰＴＣ素子においては、消費電力が増加してしまう。   Furthermore, if the temperature is repeatedly increased and decreased with respect to such a polymer PTC element, the room temperature resistance value of the polymer PTC element becomes higher. In such a polymer PTC element having a high room temperature resistance value, the power consumption increases.

このように、電極板と端子板とを接合する際の加熱に起因するポリマーＰＴＣ素子の室温抵抗値の増大は、携帯電話などの小型機器に搭載する場合に、電池の短寿命化などの問題につながる。   As described above, the increase in the room temperature resistance value of the polymer PTC element caused by heating when joining the electrode plate and the terminal plate is a problem such as shortening the battery life when mounted on a small device such as a mobile phone. Leads to.

また、小型機器においては、落下などにより、電極板と端子板との間の接合部に衝撃が加わり、これらの接合が外れるおそれもある。あるいは、小型機器内の電子部品の熱膨張などにより、ポリマーＰＴＣ素子の素子本体に圧力が加わり、過剰電流の遮断機能を阻害するおそれもある。
国際公開 ＷＯ２００４／０２３４９９ Further, in a small device, an impact may be applied to the joint between the electrode plate and the terminal plate due to dropping or the like, and the joint may be disconnected. Alternatively, pressure may be applied to the element body of the polymer PTC element due to thermal expansion of an electronic component in a small device, which may hinder the function of interrupting excess current.
International publication WO2004 / 023499

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、電極板と端子板とを溶接等によって接合する際に、素子本体が熱劣化することを防止できると共に、ＰＴＣ素子に衝撃や圧力が作用したとしても、電極板と端子板との接合が外れることがなく、素子本来の機能を有効に発揮することができるＰＴＣ素子を提供することである。また、本発明の別の目的は、過剰な電流が流れた場合や、衝撃や圧力が作用したとしても、電池を有効に保護することができる電池保護システムを提供することである。   The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to prevent the element body from being thermally deteriorated when the electrode plate and the terminal plate are joined by welding or the like, and to apply an impact or pressure to the PTC element. Even if this works, it is an object of the present invention to provide a PTC element capable of effectively exhibiting the original function of the element without disconnecting the bonding between the electrode plate and the terminal plate. Another object of the present invention is to provide a battery protection system that can effectively protect a battery even when an excessive current flows or an impact or pressure is applied.

上記目的を達成するために、本発明に係るＰＴＣ素子は、
所定の温度領域において温度上昇に伴い抵抗値が増加する素子本体と、
前記素子本体の表裏面に接合された一対の第１および第２電極板と、を有するＰＴＣ素子であって、
前記電極板のうち少なくとも一方の第１電極板が、
前記素子本体に対して接合する第１素子接合片と、
前記第１素子接合片に対して一体に成形してあり、前記第１素子接合片の表面上に折り曲げられて配置された第１端子接合片と、を有する。 In order to achieve the above object, the PTC element according to the present invention includes:
An element body whose resistance value increases as the temperature rises in a predetermined temperature range;
A PTC element having a pair of first and second electrode plates bonded to the front and back surfaces of the element body,
At least one first electrode plate of the electrode plates is
A first element bonding piece bonded to the element body;
A first terminal joining piece that is integrally formed with the first element joining piece and is bent and disposed on the surface of the first element joining piece.

好ましくは、前記素子本体が、正の温度係数を持つ導電性ポリマーである。   Preferably, the element body is a conductive polymer having a positive temperature coefficient.

本発明に係るＰＴＣ素子では、第１電極板に対して、端子板をスポット溶接などで接合する際に、第１電極板における第１端子接合片に対して端子板を接合する。第１端子接合片は、第１素子接合片の表面上に折り曲げられて配置されている。そのため、第１端子接合片と端子板とをスポット溶接する際の熱は、素子本体にまで伝わりにくく、素子本体の熱劣化を防止することができる。   In the PTC element according to the present invention, when the terminal plate is joined to the first electrode plate by spot welding or the like, the terminal plate is joined to the first terminal joining piece in the first electrode plate. The first terminal bonding piece is arranged by being bent on the surface of the first element bonding piece. Therefore, the heat at the time of spot welding the first terminal joining piece and the terminal plate is not easily transmitted to the element body, and thermal deterioration of the element body can be prevented.

素子本体の熱劣化を防止することができるため、本発明に係るＰＴＣ素子では、通常使用時においては、消費電力の低減を図ることができると共に、必要な場合には、電流を遮断して電子機器を保護すると言う本来の機能を有効に発揮することができる。   Since it is possible to prevent thermal deterioration of the element body, the PTC element according to the present invention can reduce power consumption during normal use, and if necessary, cut off the current to cut off the electron. The original function of protecting the device can be effectively exhibited.

また、本発明に係るＰＴＣ素子では、第１端子接合片は、第１素子接合片の表面上に折り曲げられて配置されているので、素子全体としてコンパクトな形状である。   Further, in the PTC element according to the present invention, the first terminal joining piece is bent and disposed on the surface of the first element joining piece, so that the entire element has a compact shape.

さらに、本発明に係るＰＴＣ素子では、第１端子接合片は、第１素子接合片の表面上に折り曲げられて配置されているので、落下などにより、第１電極板と端子板との間の接合部に衝撃が加わったとしても、第１電極板における折曲部が衝撃を有効に吸収する。そのため、第１電極板と端子板との間の接合部が外れることはない。   Furthermore, in the PTC element according to the present invention, since the first terminal joint piece is bent and disposed on the surface of the first element joint piece, the first terminal joint piece is dropped between the first electrode plate and the terminal plate due to dropping or the like. Even if an impact is applied to the joint, the bent portion of the first electrode plate effectively absorbs the impact. For this reason, the joint between the first electrode plate and the terminal plate does not come off.

また、小型機器内の電子部品の熱膨張などにより、ポリマーＰＴＣ素子に対して圧力が作用したとしても、第１電極板における折曲部が圧力による変位を有効に吸収し、素子本体に圧力が加わることはなく、過剰電流の遮断機能を有効に発揮することができる。   Further, even if pressure acts on the polymer PTC element due to thermal expansion of electronic components in a small device, the bent portion of the first electrode plate effectively absorbs displacement due to pressure, and pressure is applied to the element body. It is not added and the function of interrupting excess current can be effectively exhibited.

好ましくは、前記第１電極片が、断面略Ｕ字形を有し、
前記第１端子接合片が、前記第１素子接合片に対して所定隙間で配置してある。なお、本発明において、断面略Ｕ字形とは、断面略Ｖ字形、断面略コ字形状なども含む意味で用いる。 Preferably, the first electrode piece has a substantially U-shaped cross section,
The first terminal bonding piece is disposed with a predetermined gap with respect to the first element bonding piece. In the present invention, the term “substantially U-shaped cross-section” is used in the sense of including a substantially V-shaped cross section, a substantially U-shaped cross section, and the like.

第１端子接合片が、第１素子接合片に対して所定隙間で配置してあることで、第１端子接合片と端子板とをスポット溶接などで接合する際に発生する熱は、この隙間から放熱される。その結果、素子本体への熱伝導が抑制され、素子本体の熱劣化を防止することができる。また、その隙間には、スポット溶接を行うための電極に作用する押圧力を受けるための支持板などを差し込むことも可能であり、溶接時の作業性が向上する。   Since the first terminal joining piece is arranged with a predetermined gap with respect to the first element joining piece, the heat generated when the first terminal joining piece and the terminal plate are joined by spot welding or the like is the gap. Radiated from the heat. As a result, heat conduction to the element body is suppressed, and thermal deterioration of the element body can be prevented. In addition, it is possible to insert a support plate or the like for receiving a pressing force acting on an electrode for performing spot welding into the gap, thereby improving workability during welding.

さらに、第１端子接合片が、第１素子接合片に対して所定隙間で配置してあることで、ＰＴＣ素子に作用する衝撃力や圧力を吸収する作用効果が向上する。   Furthermore, the effect which absorbs the impact force and pressure which act on a PTC element improves because the 1st terminal joined piece is arrange | positioned with the predetermined clearance gap with respect to the 1st element joined piece.

好ましくは、前記第１電極板の厚みが３１〜３２０μｍ、さらに好ましくは５０〜２００μｍである。第１電極板の厚みが薄すぎると、端子板などとの接合部の強度が低下するおそれがあると共に、衝撃や圧力に対する緩衝作用が低下するおそれがある。また、第１電極板の厚みが厚すぎると、第１電極板の折曲に要する作業が煩雑になると共に、素子全体のコンパクト化の要請に反する。   Preferably, the thickness of the first electrode plate is 31 to 320 μm, more preferably 50 to 200 μm. If the thickness of the first electrode plate is too thin, the strength of the joint with the terminal plate or the like may be reduced, and the buffering action against impact or pressure may be reduced. In addition, if the thickness of the first electrode plate is too thick, the work required for bending the first electrode plate becomes complicated, and it is against the request for downsizing of the entire device.

好ましくは、前記第１電極板における前記第１素子接合片の素子接合面が前記素子本体の表面に直接に接触しており、前記素子接合面には凹凸が形成してあり、
前記第１端子接合片における端子接合面は、前記素子接合面よりも平坦面にしてある。 Preferably, the element bonding surface of the first element bonding piece in the first electrode plate is in direct contact with the surface of the element main body, and the element bonding surface is uneven.
The terminal joint surface in the first terminal joint piece is flatter than the element joint surface.

素子接合面に凹凸を形成することで、第１電極板と素子本体との接合強度が向上する。また、端子接合面を平坦面にすることで、スポット溶接などによる端子板と第１電極板との接合強度が向上する。また、第１素子接合片の素子接合面が素子本体の表面に直接に接触することで、ロー付けなどの作業が不要になり、製造コストの低減を図ることもできる。   By forming irregularities on the element bonding surface, the bonding strength between the first electrode plate and the element body is improved. In addition, by making the terminal joint surface flat, the joint strength between the terminal plate and the first electrode plate by spot welding or the like is improved. In addition, since the element bonding surface of the first element bonding piece is in direct contact with the surface of the element body, work such as brazing becomes unnecessary, and the manufacturing cost can be reduced.

好ましくは、前記第２電極板は、
前記素子本体に対して接合する第２素子接合片と、
前記第２素子接合片に対して一体に成形してあり、前記第２素子接合片の延長平面上に位置する第２端子接合片と、を有する。 Preferably, the second electrode plate is
A second element bonding piece bonded to the element body;
A second terminal joining piece that is integrally formed with the second element joining piece and is located on an extended plane of the second element joining piece.

好ましくは、第２素子接合片の延長平面上に位置する第２端子接合片に対して、二種類以上の材質の板材が積層してあるクラッド板に接合してある。   Preferably, the second terminal bonding piece located on the extended plane of the second element bonding piece is bonded to a clad plate in which two or more kinds of plate materials are laminated.

第２電極板が、電池の電極と異なる材質で構成してある場合に、クラッド板を介在させることで、スポット溶接により、第２端子接合片とクラッド板とを接合し、クラッド板と電池の電極とを接合することが容易になる。   When the second electrode plate is made of a material different from that of the battery electrode, the second terminal joining piece and the clad plate are joined by spot welding by interposing the clad plate. It becomes easy to join the electrode.

あるいは、前記第２端子接合片自体を、二種類以上の材質の板材が積層してあるクラッド板で構成してもよい。   Or you may comprise the said 2nd terminal joining piece itself with the clad board on which the board | plate material of two or more types of materials was laminated | stacked.

好ましくは、前記第１および第２電極板で覆われていない前記素子本体の露出面には、保護膜が形成してある。保護膜は、酸素バリア性を有することが好ましい。保護膜を構成することで、素子本体の劣化を防止することができる。   Preferably, a protective film is formed on the exposed surface of the element body which is not covered with the first and second electrode plates. The protective film preferably has an oxygen barrier property. By configuring the protective film, it is possible to prevent deterioration of the element body.

本発明では、前記素子本体の表裏面には、金属箔が積層してあり、各金属箔に対して、前記第１および第２電極板が接合してあっても良い。   In the present invention, metal foil may be laminated on the front and back surfaces of the element body, and the first and second electrode plates may be bonded to each metal foil.

本発明に係る電池保護システムは、
上記のいずれかに記載のＰＴＣ素子と、
前記ＰＴＣ素子の第１電極板に電気的に接続される保護回路と、
前記ＰＴＣ素子の第２電極板に電気的に接続される電池とを有する。 The battery protection system according to the present invention includes:
A PTC element according to any of the above,
A protection circuit electrically connected to the first electrode plate of the PTC element;
A battery electrically connected to the second electrode plate of the PTC element.

本発明に係る電池保護システムでは、過剰な電流が流れた場合や、衝撃や圧力が作用したとしても、電池を有効に保護することができる。   The battery protection system according to the present invention can effectively protect the battery even when an excessive current flows or even when an impact or pressure is applied.

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るＰＴＣ素子の使用状態を示す要部断面図、
図２は図１に示すＰＴＣ素子の斜視図、
図３はスポット溶接の詳細を示す要部断面図、
図４は本発明の他の実施形態に係るＰＴＣ素子の断面図である。
ポリマーＰＴＣ素子の全体構成 Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a principal part showing a usage state of a PTC element according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of the PTC element shown in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the main part showing details of spot welding,
FIG. 4 is a cross-sectional view of a PTC element according to another embodiment of the present invention.
Overall configuration of polymer PTC element

まず、本発明に係るＰＴＣ素子の一実施形態として、携帯電話の電源として用いられる２次電池セルを保護するためのポリマーＰＴＣ素子について説明する。   First, as an embodiment of the PTC element according to the present invention, a polymer PTC element for protecting a secondary battery cell used as a power source of a mobile phone will be described.

図１に示すポリマーＰＴＣ素子２は、携帯電話の電源である２次電池セル３２と、その二次電池セル３２を過電流から保護するための保護回路３０との間に組み込まれる。ポリマーＰＴＣ素子２は、保護回路３０によっても制御しきれない過電流が２次電池セル３２の充電中または放電中に流れた場合、保護回路３０と二次電池セル３２との間の電流を遮断して２次電池セル３２を保護する。
以下では、まず、ポリマーＰＴＣ素子の全体構成について説明する。 A polymer PTC element 2 shown in FIG. 1 is incorporated between a secondary battery cell 32 which is a power source of a mobile phone and a protection circuit 30 for protecting the secondary battery cell 32 from overcurrent. The polymer PTC element 2 cuts off the current between the protection circuit 30 and the secondary battery cell 32 when an overcurrent that cannot be controlled by the protection circuit 30 flows during charging or discharging of the secondary battery cell 32. Thus, the secondary battery cell 32 is protected.
Below, the whole structure of a polymer PTC element is demonstrated first.

図１および図２に示すポリマーＰＴＣ素子２は、正の抵抗温度特性（ＰＴＣ特性）を有する導電性ポリマーで構成してある素子本体４を備えている。この素子本体４は、表裏面（互いに対向する第１面６および第２面８）を有する。第１面６および第２面８には、それぞれ第１電極板１０と、第２電極板１２とが接合されている。その結果、素子本体４は、第１電極板１０と第２電極板１２との間に挟まれるように配置される。   A polymer PTC element 2 shown in FIG. 1 and FIG. 2 includes an element body 4 made of a conductive polymer having a positive resistance temperature characteristic (PTC characteristic). The element body 4 has front and back surfaces (a first surface 6 and a second surface 8 facing each other). A first electrode plate 10 and a second electrode plate 12 are joined to the first surface 6 and the second surface 8, respectively. As a result, the element body 4 is disposed so as to be sandwiched between the first electrode plate 10 and the second electrode plate 12.

第１電極板１０は、素子本体４に対して接合する第１素子接合片１０ａと、この第１素子接合片１０ａに対して一体に成形してあり、第１素子接合片１０ａの表面上に折り曲げられて配置された第１端子接合片１０ｂと、を有する。第１端子接合片１０ａと第１素子接合片１０ｂとは、折曲部１０ｃを介して折り曲げられ、断面略Ｕ字形状に形成してあり、第１端子接合片１０ａと第１素子接合片１０ｂとの間には、所定間隔Ｗ１の隙間１０ｄを形成してある。   The first electrode plate 10 is integrally formed with the first element bonding piece 10a bonded to the element body 4 and the first element bonding piece 10a, and is formed on the surface of the first element bonding piece 10a. And a first terminal joining piece 10b arranged in a bent state. The first terminal joint piece 10a and the first element joint piece 10b are bent through a bent portion 10c and formed in a substantially U-shaped cross section. The first terminal joint piece 10a and the first element joint piece 10b Is formed with a gap 10d having a predetermined interval W1.

本実施形態では、第１電極板１０における第１素子接合片１０ａの素子接合面１０ｅが素子本体４の第１面６に直接に接触しており、素子接合面１０ｅには凹凸が形成してある。また、第１端子接合片１０ｂにおける端子接合面１０ｆは、素子接合面１０ｅよりも平坦面にしてある。   In the present embodiment, the element bonding surface 10e of the first element bonding piece 10a in the first electrode plate 10 is in direct contact with the first surface 6 of the element body 4, and the element bonding surface 10e is uneven. is there. Further, the terminal bonding surface 10f of the first terminal bonding piece 10b is flatter than the element bonding surface 10e.

素子接合面１０ｅに形成してある凹凸は、素子本体４との熱圧着を強固にするためのものであり、その形成方法は、特に限定されないが、たとえばメッキ膜形成による粗面化処理が好ましい。メッキ膜形成による粗面化処理により、第１素子接合片１０ａの素子接合面１０ｅには、節瘤状の突起が多数形成できる。この節瘤状の突起は、凹凸差が５〜１５μｍ程度で頭部に対して中間部または基部がくびれている凸部であり、素子本体４と素子接合片１０ａの素子接合面１０ｅとの熱圧着強度を向上させることができる。   The unevenness formed on the element bonding surface 10e is for strengthening the thermocompression bonding with the element main body 4, and the formation method is not particularly limited, but for example, roughening treatment by plating film formation is preferable. . A large number of nodular protrusions can be formed on the element bonding surface 10e of the first element bonding piece 10a by the roughening treatment by the plating film formation. This nodule-like protrusion is a convex part with a difference in unevenness of about 5 to 15 μm and a narrowed middle part or base part with respect to the head, and thermocompression bonding between the element body 4 and the element bonding surface 10e of the element bonding piece 10a Strength can be improved.

なお、素子接合面１０ｅに形成してある凹凸の形成方法としては、メッキ膜形成による粗面化処理以外に、酸による表面処理、エッチング処理、ブラスト処理、切削などの機械加工による粗面化処理、その他の処理が例示される。第１電極板１０における端子接合面１０ｆは、第１電極板１０の片面全面に対して凹凸を形成した後に、プレス加工などにより平坦化処理することにより形成しても良い。あるいは、素子接合面１０ｅ以外の部分をマスクして、素子接合面１０ｅのみに凹凸を形成しても良い。   In addition, as a method of forming the unevenness formed on the element bonding surface 10e, in addition to the roughening treatment by plating film formation, the surface roughening treatment by acid machining, etching treatment, blast treatment, cutting, etc. Other processes are exemplified. The terminal bonding surface 10f of the first electrode plate 10 may be formed by forming a concavo-convex shape on the entire surface of one surface of the first electrode plate 10 and then performing a flattening process by pressing or the like. Alternatively, a portion other than the element bonding surface 10e may be masked to form irregularities only on the element bonding surface 10e.

図２に示すように、第１端子接合片１０ｂは、第１素子接合片１０ａに対して、幅が狭く形成してある。第１端子接合片１０ｂは、図１に示す端子板１６に対してスポット溶接される。端子板１６は、保護回路３０に対して電気的に接続される。   As shown in FIG. 2, the first terminal joining piece 10b is formed narrower than the first element joining piece 10a. The first terminal joining piece 10b is spot-welded to the terminal plate 16 shown in FIG. Terminal plate 16 is electrically connected to protection circuit 30.

本実施形態では、第１電極板１０は、ニッケルまたはニッケル合金で構成してあり、端子板１６も、第１電極板１０とスポット溶接により接合しやすいニッケル板で構成してある。端子板１６の厚みは、通常１００〜３００μｍ程度である。   In the present embodiment, the first electrode plate 10 is made of nickel or a nickel alloy, and the terminal plate 16 is also made of a nickel plate that can be easily joined to the first electrode plate 10 by spot welding. The thickness of the terminal board 16 is usually about 100 to 300 μm.

第２電極板１２は、素子本体４に対して接合する第２素子接合片１２ａと、その第２素子接合片１２ａに対して一体に成形してあり、第２素子接合片１２ａの延長平面上に位置する第２端子接合片１２ｂと、を有する。第２電極板１２における第２素子接合片１２ａの素子接合面１２ｃには、素子接合面１０ｅと同様な凹凸が形成してある。   The second electrode plate 12 is formed integrally with the second element joining piece 12a to be joined to the element body 4 and the second element joining piece 12a, and is on the extended plane of the second element joining piece 12a. 2nd terminal joining piece 12b located in this. On the element bonding surface 12c of the second element bonding piece 12a in the second electrode plate 12, the same unevenness as the element bonding surface 10e is formed.

第２電極板１２における第２素子接合片１２ａの素子接合面１２ｃ以外の表面１２ｄには、素子接合面１２ｃに形成してある凹凸が形成されず、平坦面となっていることが好ましい。第２電極板１２において素子接合面１２ｃに凹凸を形成するための方法と、素子接合面１２ｃ以外の表面１２ｄを平坦化する方法は、第１電極板１０において部分的に凹凸面を形成するための方法と同様である。   It is preferable that the surface 12d of the second electrode plate 12 other than the element bonding surface 12c of the second element bonding piece 12a does not have the unevenness formed on the element bonding surface 12c and is a flat surface. The method for forming irregularities on the element bonding surface 12c in the second electrode plate 12 and the method for flattening the surface 12d other than the element bonding surface 12c form a partially irregular surface on the first electrode plate 10. It is the same as the method.

第２電極板１２における第２端子接合片１２ｂは、図２に示すように、第２素子接合片１２ａに対して、幅が狭く形成してある。図１に示すように、ポリマーＰＴＣ素子２は、２次電池セル３２に設置してあるスペーサ３６上に配置され、第２端子接合片１２ｂは、クラッド板１８に対してスポット溶接される。クラッド板１８は、ニッケル層２０とアルミニウム層２２との積層板で構成してある。   As shown in FIG. 2, the second terminal joining piece 12b in the second electrode plate 12 is formed narrower than the second element joining piece 12a. As shown in FIG. 1, the polymer PTC element 2 is disposed on a spacer 36 installed in the secondary battery cell 32, and the second terminal joining piece 12 b is spot welded to the clad plate 18. The clad plate 18 is composed of a laminated plate of a nickel layer 20 and an aluminum layer 22.

クラッド板１８におけるニッケル層２０は、ニッケル金属あるいはニッケル合金で構成してある第２電極板１２における第２端子接合片１２ｂの裏面に接触してスポット溶接などで接合される。また、クラッド板１８におけるアルミニウム層２２は、２次電池セル３２の電極端子３４と接触してスポット溶接などで接合される。２次電池セル３２の電極端子３４は、一般的には、アルミニウム材で構成してあり、クラッド板１８におけるアルミニウム層２２に対して接合されやすい。   The nickel layer 20 in the clad plate 18 contacts the back surface of the second terminal joining piece 12b in the second electrode plate 12 made of nickel metal or nickel alloy and is joined by spot welding or the like. Further, the aluminum layer 22 in the clad plate 18 comes into contact with the electrode terminal 34 of the secondary battery cell 32 and is joined by spot welding or the like. The electrode terminal 34 of the secondary battery cell 32 is generally made of an aluminum material and is easily bonded to the aluminum layer 22 in the clad plate 18.

クラッド板１８の厚さは、特に限定されないが、通常、１００〜３００μｍ程度である。クラッド板１８の長さは、特に限定されず、用途に応じて自由に設計される。   The thickness of the clad plate 18 is not particularly limited, but is usually about 100 to 300 μm. The length of the clad plate 18 is not particularly limited and can be freely designed according to the application.

第１電極板１０の厚みｔ１は、好ましくは３１〜３２０μｍ、さらに好ましくは５０〜２００μｍである。第１電極板１０の厚みが薄すぎると、端子板１６との接合部の強度が低下するおそれがあると共に、衝撃や圧力に対する緩衝作用が低下するおそれがある。また、第１電極板１０の厚みが厚すぎると、第１電極板１０の折曲に要する作業が煩雑になると共に、素子全体のコンパクト化の要請に反する。なお、第２電極板１２の厚みは、第１電極板１０と同程度である。   The thickness t1 of the first electrode plate 10 is preferably 31 to 320 μm, more preferably 50 to 200 μm. If the thickness of the first electrode plate 10 is too thin, the strength of the joint with the terminal plate 16 may be reduced, and the buffering action against impact and pressure may be reduced. In addition, if the thickness of the first electrode plate 10 is too thick, the work required for bending the first electrode plate 10 becomes complicated, and it is against the request for downsizing of the entire element. The thickness of the second electrode plate 12 is approximately the same as that of the first electrode plate 10.

第１電極板１０において、第１素子接合片１０ａと第１端子接合片１０ｂとの間の隙間１０ｄの間隔Ｗ１は、特に限定されないが、好ましくは５０〜２００mm、さらに好ましくは１００〜１５０mmである。間隔Ｗ１が狭すぎると、第１端子接合片１０ｂと端子板１６とのスポット溶接時の放熱が不十分になる傾向にあると共に、ポリマーＰＴＣ素子２に作用する衝撃力や圧力を吸収する作用効果が低減される傾向にある。また、間隔Ｗ１が広すぎると、素子全体のコンパクト化の要請に反する。   In the first electrode plate 10, the interval W1 of the gap 10d between the first element bonding piece 10a and the first terminal bonding piece 10b is not particularly limited, but is preferably 50 to 200 mm, more preferably 100 to 150 mm. . If the interval W1 is too narrow, heat radiation during spot welding between the first terminal joining piece 10b and the terminal plate 16 tends to be insufficient, and the effect of absorbing impact force and pressure acting on the polymer PTC element 2 is obtained. Tends to be reduced. On the other hand, if the interval W1 is too wide, it is against the request for downsizing of the entire device.

図１に示すように、素子本体４の表面のうち、電極板１０および１２で囲まれていない側面には、必要に応じて保護膜３が形成されている。保護膜３を形成することで、大気中の酸素による素子本体４の酸化を抑制し、素子本体４の劣化を防止することができる。保護膜３の種類としては、酸素を遮蔽する機能を有するものであれば特に限定されないが、エポキシ樹脂、ＥＶＯＨ（エチレン−ビニルアルコール共重合体）、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）等が例示される。   As shown in FIG. 1, a protective film 3 is formed on the surface of the element body 4 on the side surface not surrounded by the electrode plates 10 and 12 as necessary. By forming the protective film 3, it is possible to suppress the oxidation of the element body 4 due to oxygen in the atmosphere and to prevent the element body 4 from being deteriorated. The type of the protective film 3 is not particularly limited as long as it has a function of shielding oxygen, and examples thereof include epoxy resin, EVOH (ethylene-vinyl alcohol copolymer), PVA (polyvinyl alcohol), and the like.

素子本体４の形状は、特に限定されず、直方体型、円柱型等が例示される。素子本体４の形状が直方体の場合、素子本体４の寸法は、縦３〜５ｍｍ×横２〜５ｍｍ×厚さ０．５〜１．０ｍｍ程度である。
ポリマーＰＴＣ素子２の製造方法 The shape of the element body 4 is not particularly limited, and examples thereof include a rectangular parallelepiped type and a cylindrical type. When the shape of the element body 4 is a rectangular parallelepiped, the dimensions of the element body 4 are about 3 to 5 mm in length, 2 to 5 mm in width, and about 0.5 to 1.0 mm in thickness.
Method for manufacturing polymer PTC element 2

次に、ポリマーＰＴＣ素子２の製造方法について説明する。
（素子本体４）
素子本体４は、通常、主成分である重合体（熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等の高分子化合物）および導電性粒子を含む樹脂組成物（導電性ポリマー）から構成される。なお、素子本体４は、重合体として、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との両方を含んでもよい。 Next, a manufacturing method of the polymer PTC element 2 will be described.
(Element body 4)
The element body 4 is generally composed of a resin composition (conductive polymer) including a polymer (polymer compound such as a thermosetting resin or a thermoplastic resin) as main components and conductive particles. The element body 4 may include both a thermosetting resin and a thermoplastic resin as a polymer.

まず、高分子化合物（熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等）、導電性粒子（金属粉、カーボンブラック等）、低分子有機化合物および、高分子化合物同士を架橋反応させるための反応開始剤等を秤量、混練し、ＰＴＣ組成物を調整する。混練の方法としては、特に限定されないが、ニーダ、押出機、ミル等が例示される。また、ＰＴＣ組成物に含有させる導電性粒子としては、ふるい機等によって所定の粒径をもつ導電性粒子のみを分級し、これを用いる。次に、このＰＴＣ組成物を成形し、素子本体４（図１）を得る。   First, a polymer compound (thermosetting resin, thermoplastic resin, etc.), conductive particles (metal powder, carbon black, etc.), a low molecular organic compound, a reaction initiator for cross-linking the polymer compounds, etc. Weigh and knead to adjust the PTC composition. The kneading method is not particularly limited, and examples thereof include a kneader, an extruder, and a mill. Further, as the conductive particles to be contained in the PTC composition, only conductive particles having a predetermined particle diameter are classified using a sieve or the like. Next, this PTC composition is shape | molded and the element main body 4 (FIG. 1) is obtained.

熱硬化性樹脂としては、特に限定されないが、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコン樹脂、ポリウレタン樹脂及びフェノール樹脂等が挙げられる。好ましくは、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる。エポキシ樹脂を用いることによって、ポリマーＰＴＣ素子が、十分な抵抗変化量及び耐熱性を有することができる。熱硬化性樹脂の分子量は、通常、重量平均分子量Ｍｗが３００〜１００００程度である。上記の熱硬化性樹脂は単独で用いてもよく、また複数種の樹脂を用いてもよい。また、異なる種類の熱硬化性樹脂同士が架橋された構造を有する化合物を用いてもよい。   Although it does not specifically limit as a thermosetting resin, An epoxy resin, a polyimide resin, unsaturated polyester resin, a silicon resin, a polyurethane resin, a phenol resin, etc. are mentioned. Preferably, an epoxy resin is used as the thermosetting resin. By using an epoxy resin, the polymer PTC element can have a sufficient resistance change amount and heat resistance. As for the molecular weight of the thermosetting resin, the weight average molecular weight Mw is usually about 300 to 10,000. Said thermosetting resin may be used independently and multiple types of resin may be used. Moreover, you may use the compound which has a structure where different kinds of thermosetting resins were bridge | crosslinked.

熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、好ましくは、結晶性ポリマーを用いる。熱可塑性樹脂の融点は、特に限定されないが、好ましくは、７０〜２００℃程度である。融点がこの範囲にある樹脂を用いることによって、ポリマーＰＴＣ素子動作時における熱可塑性樹脂の融解、流動、素子本体の変形を防止することができる。   Although it does not specifically limit as a thermoplastic resin, Preferably, a crystalline polymer is used. The melting point of the thermoplastic resin is not particularly limited, but is preferably about 70 to 200 ° C. By using a resin having a melting point within this range, it is possible to prevent the thermoplastic resin from melting, flowing, and deformation of the element body during the operation of the polymer PTC element.

熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、ポリエチレン等のポリオレフィン、エチレン−酢酸ビニルコポリマー等のコポリマー、ポリビニルクロライド、ポリビニルフルオライド、ポリビニリデンフルオライド等のハロゲン化ビニルおよびビニリデンポリマー、１２−ナイロン等のポリアミド、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、熱可塑性エラストマー、ポリエチレンオキサイド、ポリアセタール、熱可塑性変性セルロース、ポリスルホン類、ポリメチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。   Examples of the thermoplastic resin include, but are not limited to, polyolefins such as polyethylene, copolymers such as ethylene-vinyl acetate copolymer, vinyl halides and vinylidene polymers such as polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, and polyvinylidene fluoride, and 12-nylon. Examples include polyamide, polystyrene, polyacrylonitrile, thermoplastic elastomer, polyethylene oxide, polyacetal, thermoplastic modified cellulose, polysulfones, and polymethyl (meth) acrylate.

熱可塑性樹脂の重量平均分子量Ｍｗは、特に限定されないが、好ましくは、１００００〜５００００００である。これらの熱可塑性樹脂は単独で用いてもよく、また複数種の樹脂を用いてもよい。また、異なる種類の熱可塑性樹脂同士が架橋された構造を有する化合物を用いてもよい。   Although the weight average molecular weight Mw of a thermoplastic resin is not specifically limited, Preferably, it is 10000-5 million. These thermoplastic resins may be used alone or a plurality of types of resins may be used. Moreover, you may use the compound which has a structure where different types of thermoplastic resins were bridge | crosslinked.

素子本体４に含まれる導電性粒子としては、特に限定されないが、金属粉、カーボンブラック等が例示される。好ましくは、導電性粒子として金属粉を用いる。この金属粉としては、好ましくは、ニッケルを主成分とするものを用いる。金属粉の平均粒径は、好ましくは０．１μｍ以上、より好ましくは０．５〜４．０μｍ程度である。   Although it does not specifically limit as electroconductive particle contained in the element main body 4, Metal powder, carbon black, etc. are illustrated. Preferably, metal powder is used as the conductive particles. As the metal powder, a powder mainly composed of nickel is preferably used. The average particle diameter of the metal powder is preferably 0.1 μm or more, and more preferably about 0.5 to 4.0 μm.

素子本体４において、樹脂組成物中の導電性粒子の含有量は、樹脂組成物全体に対して、好ましくは、２０〜８０質量％である。導電性粒子の含有量をこの範囲内とすることによって、非動作時の室温抵抗値を十分に低くすることができ、また、大きな抵抗変化量を得ることができる。さらには、素子抵抗のバラツキを十分に減少させることができる。   In the element body 4, the content of the conductive particles in the resin composition is preferably 20 to 80% by mass with respect to the entire resin composition. By setting the content of the conductive particles within this range, the room temperature resistance value during non-operation can be sufficiently lowered, and a large resistance change amount can be obtained. Furthermore, variation in element resistance can be sufficiently reduced.

素子本体４を構成する樹脂組成物は、上記の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、および導電性粒子以外に、例えば、ワックス、油脂、脂肪酸、高級アルコール等の低分子有機化合物を更に含んでもよい。その結果、素子本体４の温度上昇に伴う抵抗変化量を増大させることができる。   The resin composition constituting the element body 4 may further contain, for example, a low-molecular organic compound such as wax, oil, fatty acid, higher alcohol, etc., in addition to the thermosetting resin, thermoplastic resin, and conductive particles. . As a result, it is possible to increase the resistance change amount accompanying the temperature rise of the element body 4.

素子本体４は、内部に空隙を有し、この空隙に上記樹脂組成物を充填することが可能な基材を含んでもよい。このような基材としては、上記の役割を果たすことが可能なものであれば特に制限されず、織布、不織布、連続多孔質体等が例示される。   The element body 4 may include a base material that has a gap inside and can fill the gap with the resin composition. Such a substrate is not particularly limited as long as it can play the above role, and examples thereof include woven fabrics, nonwoven fabrics, and continuous porous bodies.

素子本体４には、必要に応じて、電子線照射を行う。この電子線照射によって、反応開始剤が機能し、高分子同士の架橋反応が促進される。架橋反応のエネルギー源としては、電子線に限定されず、ガンマ線、紫外線、熱等も用いられる。照射する電子線の加速電圧及び電子線照射量は、素子本体４に含まれる高分子化合物の種類、あるいは素子本体の寸法等に応じて、適宜調整すればよい。なお、電子線照射は、電極板１０および１２の接合後であっても良い。   The element body 4 is irradiated with an electron beam as necessary. By this electron beam irradiation, the reaction initiator functions and the cross-linking reaction between the polymers is promoted. The energy source for the crosslinking reaction is not limited to electron beams, and gamma rays, ultraviolet rays, heat, and the like are also used. What is necessary is just to adjust suitably the acceleration voltage and electron beam irradiation amount of the electron beam to irradiate according to the kind of high molecular compound contained in the element main body 4, or the dimension of an element main body. The electron beam irradiation may be performed after the electrode plates 10 and 12 are joined.

（第１金属板１０および第２電極板１２の形成および熱圧着）   (Formation and thermocompression bonding of first metal plate 10 and second electrode plate 12)

第１金属板１０および第２金属板１２は、所定厚みのニッケル金属板あるいはニッケル合金板を打ち抜き成型して形成される。第１金属板１０における素子接合面１０ｅと、第２金属板１２における素子接合面１２ｃには、前述した方法により、素子本体４との熱圧着を強固にするための凹凸が形成してある。   The first metal plate 10 and the second metal plate 12 are formed by punching a nickel metal plate or nickel alloy plate having a predetermined thickness. The element bonding surface 10e of the first metal plate 10 and the element bonding surface 12c of the second metal plate 12 are formed with irregularities for strengthening thermocompression bonding with the element body 4 by the method described above.

次に、素子本体４の表裏面（第１面６および第２面８）それぞれに、第１電極板１０および第２電極板１２を、熱プレス機等により、熱圧着する。熱圧着時の加熱温度は、素子本体４の材質にもよるが、好ましくは、１３０〜１８０°Ｃ程度である。また、熱圧着時の圧力は、好ましくは１×１０６〜３×１０６Ｐａ程度である。 Next, the first electrode plate 10 and the second electrode plate 12 are thermocompression bonded to the front and back surfaces (the first surface 6 and the second surface 8) of the element body 4 by a hot press machine or the like. Although the heating temperature at the time of thermocompression bonding depends on the material of the element body 4, it is preferably about 130 to 180 ° C. The pressure during thermocompression bonding is preferably about 1 × 10 6 to 3 × 10 6 Pa.

なお、熱圧着時には、圧力により素子本体４が厚み方向に多少潰れて、電極板１０および１２の側方に多少はみ出すこともあるが、不要部分は、容易に除去することができる。   At the time of thermocompression bonding, the element main body 4 is slightly crushed in the thickness direction due to pressure and may protrude slightly to the side of the electrode plates 10 and 12, but unnecessary portions can be easily removed.

その後に、第１電極板１０を折曲部１０ｃで折り曲げ、第１端子接合片１０ｂを、第１素子接合片１０ａに対して所定間隔Ｗ１の隙間１０ｄを保ち平行にする。なお、この第１電極板１０の折曲工程は、第１電極板１０を素子本体４に対して熱圧着する前に行っても良い。   Thereafter, the first electrode plate 10 is bent at the bent portion 10c, and the first terminal joining piece 10b is made parallel to the first element joining piece 10a while maintaining a gap 10d with a predetermined interval W1. The bending process of the first electrode plate 10 may be performed before the first electrode plate 10 is thermocompression bonded to the element body 4.

（保護膜３の形成）   (Formation of protective film 3)

次に、素子本体４の表面のうち、電極板１０および１２で囲まれていない露出側面に、必要に応じて保護膜３を形成する。保護膜３の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、前述した樹脂を塗布して乾燥させる方法が例示される。
このようにして、図２に示すように、本実施形態に係るポリマーＰＴＣ素子２が完成する。
ポリマーＰＴＣ素子２の組み付け方法 Next, the protective film 3 is formed on the exposed side surface of the element body 4 that is not surrounded by the electrode plates 10 and 12 as necessary. A method for forming the protective film 3 is not particularly limited, and examples thereof include a method in which the above-described resin is applied and dried.
In this way, as shown in FIG. 2, the polymer PTC element 2 according to this embodiment is completed.
Assembly method of polymer PTC element 2

ポリマーＰＴＣ素子２は、図１に示すように、２次電池セル３２と、保護回路３０との間に組み込まれる。ポリマーＰＴＣ素子２を、図１に示すように接続するために、たとえば、まず、素子２における第２金属板１２の端子接合片１２ｂを、クラッド板１８のニッケル層２０側に対してスポット溶接する。   As shown in FIG. 1, the polymer PTC element 2 is incorporated between the secondary battery cell 32 and the protection circuit 30. In order to connect the polymer PTC element 2 as shown in FIG. 1, for example, first, the terminal joining piece 12 b of the second metal plate 12 in the element 2 is spot-welded to the nickel layer 20 side of the clad plate 18. .

次に、あるいは、その前後に、クラッド板１８におけるアルミニウム層２２を、２次電池セル３２の電極端子３４と接触してスポット溶接する。素子２と２次電池セル３２との間に隙間が形成される場合には、スペーサ３６などを、素子２と２次電池セル３２との間に配置させる。   Next or before and after that, the aluminum layer 22 on the clad plate 18 is spot-welded in contact with the electrode terminals 34 of the secondary battery cells 32. When a gap is formed between the element 2 and the secondary battery cell 32, the spacer 36 or the like is disposed between the element 2 and the secondary battery cell 32.

次に、あるいは、その前後に、第１金属板１０の端子接合片１０ｂに対して、保護回路３０に接続してある端子板１６をスポット溶接により接合する。スポット溶接に際しては、図３に示すように、第１電極板１０における隙間１０ｄに、支持板５２を差し込んだ状態で、一対の電極棒５０を、端子板１６の表面から押し付けて、一対の電極棒５０間に電流を流し、端子板１６と第１端子接合片１０ｂとのスポット溶接を行う。   Next, or before and after that, the terminal plate 16 connected to the protection circuit 30 is joined to the terminal joining piece 10b of the first metal plate 10 by spot welding. At the time of spot welding, as shown in FIG. 3, the pair of electrode rods 50 are pressed from the surface of the terminal plate 16 with the support plate 52 inserted into the gap 10d in the first electrode plate 10 to form a pair of electrodes. An electric current is passed between the rods 50 to perform spot welding between the terminal plate 16 and the first terminal joining piece 10b.

本実施形態に係るポリマーＰＴＣ素子２では、第１電極板１０に対して、端子板１６をスポット溶接などで接合する際に、第１電極板１０における第１端子接合片１０ｂに対して端子板１６を接合する。第１端子接合片１０ｂは、第１素子接合片１０ａの表面上に折り曲げられて配置されている。そのため、第１端子接合片１０ｂと端子板１６とをスポット溶接する際の熱は、素子本体４にまで伝わりにくく、素子本体４の熱劣化を防止することができる。   In the polymer PTC element 2 according to the present embodiment, when the terminal plate 16 is bonded to the first electrode plate 10 by spot welding or the like, the terminal plate is connected to the first terminal joining piece 10b in the first electrode plate 10. 16 is joined. The first terminal joining piece 10b is bent and arranged on the surface of the first element joining piece 10a. Therefore, the heat at the time of spot welding the first terminal joining piece 10b and the terminal plate 16 is difficult to be transmitted to the element body 4, and thermal deterioration of the element body 4 can be prevented.

素子本体４の熱劣化を防止することができるため、本実施形態に係るポリマーＰＴＣ素子２では、通常使用時においては、消費電力の低減を図ることができると共に、必要な場合には、電流を遮断して２次電池セル３２を保護すると言う本来の機能を有効に発揮することができる。   Since heat degradation of the element body 4 can be prevented, the polymer PTC element 2 according to the present embodiment can reduce power consumption during normal use, and can supply current if necessary. The original function of blocking and protecting the secondary battery cell 32 can be effectively exhibited.

また、本実施形態に係るＰＴＣ素子２では、第１端子接合片１０ｂは、第１素子接合片１０ａの表面上に折り曲げられて配置されているので、素子２の全体としてコンパクトな形状である。   Further, in the PTC element 2 according to the present embodiment, the first terminal joining piece 10b is bent and disposed on the surface of the first element joining piece 10a, so that the element 2 as a whole has a compact shape.

さらに、本実施形態に係るポリマーＰＴＣ素子２では、第１端子接合片１０ｂは、第１素子接合片１０ａの表面上に折り曲げられて配置されているので、落下などにより、第１電極板１０と端子板１６との間の接合部に衝撃が加わったとしても、第１電極板１０における折曲部１０ｃが衝撃を有効に吸収する。そのため、第１電極板１０と端子板１６との間の接合部が外れることはない。   Furthermore, in the polymer PTC element 2 according to the present embodiment, the first terminal joining piece 10b is bent and disposed on the surface of the first element joining piece 10a. Even if an impact is applied to the joint between the terminal plate 16 and the bent portion 10c of the first electrode plate 10, the impact is effectively absorbed. For this reason, the joint between the first electrode plate 10 and the terminal plate 16 does not come off.

また、２次電池セル３２の熱膨張などにより、ポリマーＰＴＣ素子２に対して圧力が作用したとしても、第１電極板１０における折曲部１０ｃが圧力による変位を有効に吸収し、素子本体４に圧力が加わることはなく、過剰電流の遮断機能を有効に発揮することができる。   Even if a pressure acts on the polymer PTC element 2 due to thermal expansion of the secondary battery cell 32, the bent portion 10c in the first electrode plate 10 effectively absorbs the displacement due to the pressure, and the element body 4 No pressure is applied to the, and the function of interrupting excess current can be effectively exhibited.

また、第１端子接合片１０ｂが、第１素子接合片１０ａに対して所定隙間で配置してあることで、第１端子接合片１０ｂと端子板１６とをスポット溶接で接合する際に発生する熱は、この隙間から放熱される。その結果、素子本体４への熱伝導が抑制され、素子本体４の熱劣化を防止することができる。また、その隙間１０ｄには、図３に示すように、スポット溶接を行うための電極に作用する押圧力を受けるための支持板５２などを差し込むことも可能であり、溶接時の作業性が向上する。   In addition, the first terminal joining piece 10b is disposed with a predetermined gap with respect to the first element joining piece 10a, and thus occurs when the first terminal joining piece 10b and the terminal plate 16 are joined by spot welding. Heat is radiated from this gap. As a result, heat conduction to the element body 4 is suppressed, and thermal deterioration of the element body 4 can be prevented. Further, as shown in FIG. 3, a support plate 52 for receiving a pressing force acting on an electrode for spot welding can be inserted into the gap 10d, thereby improving workability during welding. To do.

さらに、第１端子接合片１０ｂが、第１素子接合片１０ａに対して所定隙間Ｗ１で配置してあることで、ＰＴＣ素子２に作用する衝撃力や圧力を吸収する作用効果が向上する。   Furthermore, since the first terminal joining piece 10b is arranged with a predetermined gap W1 with respect to the first element joining piece 10a, the effect of absorbing impact force and pressure acting on the PTC element 2 is improved.

また、本実施形態に係るポリマーＰＴＣ素子２と、保護回路３０と、２次電池セル３２とを有する電池保護システムでは、過剰な電流が流れた場合や、衝撃や圧力が作用したとしても、電池を有効に保護することができる。   Further, in the battery protection system having the polymer PTC element 2, the protection circuit 30, and the secondary battery cell 32 according to the present embodiment, even if an excessive current flows or an impact or pressure acts, the battery Can be effectively protected.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
たとえば、図４に示すように、本発明では、素子本体４の表裏面には、ニッケルなどの金属箔６２が積層してあり、各金属箔６２に対して、第１金属板１０および第２電極板１２が、ハンダ層６０を介して接合してあっても良い。金属箔６２は、ニッケルなどの金属または合金で構成してあり、シート状の素子本体４の両面に金属箔を熱プレスした後に、これを所定の寸法に打ち抜くことによって、素子本体４と一体化することができる。金属箔６２の厚みは、電極板１０および１２の厚みよりも薄く、一般的には、２５〜３０μｍである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention.
For example, as shown in FIG. 4, in the present invention, metal foils 62 such as nickel are laminated on the front and back surfaces of the element body 4. The electrode plate 12 may be bonded via the solder layer 60. The metal foil 62 is made of a metal such as nickel or an alloy. After the metal foil is hot-pressed on both surfaces of the sheet-like element body 4, the metal foil 62 is punched into a predetermined dimension, thereby being integrated with the element body 4. can do. The thickness of the metal foil 62 is thinner than the thicknesses of the electrode plates 10 and 12, and is generally 25 to 30 μm.

この実施形態においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、この実施形態の場合には、第２電極板１２を、クラッド板１８で構成してある。   Also in this embodiment, the same effect as the above-described embodiment can be obtained. In the case of this embodiment, the second electrode plate 12 is constituted by a clad plate 18.

また、本発明に係るポリマーＰＴＣ素子２は、２次電池セル３２の過電流保護素子としてのみならず、自己制御型発熱体、温度センサー、限流素子、過電流保護素子等としても使用されることが可能である。   The polymer PTC element 2 according to the present invention is used not only as an overcurrent protection element for the secondary battery cell 32 but also as a self-control heating element, a temperature sensor, a current limiting element, an overcurrent protection element, and the like. It is possible.

また、本発明では、ポリマーＰＴＣ素子２の製造方法は、特に限定されない。たとえば上述した実施形態のように、素子本体４、第１電極板１０、第２電極板１２を、それぞれ単独の状態で互いに接合することなく、以下のようにしてポリマーＰＴＣ素子２を製造しても良い。すなわち、切断後に素子本体４を構成するシート状素子本体と、切断後に第１電極板１０および第２電極板をそれぞれ構成することになる一対のシート状電極とを、熱圧着した後に、不要部分をプレスで打ち抜くことによって個別のポリマーＰＴＣ素子２を形成しても良い。その場合には、ポリマーＰＴＣ素子２を構成する部品の集合体同士を、一度に接合することによって、ポリマーＰＴＣ素子２の製造工程の効率を向上することができる。   In the present invention, the method for producing the polymer PTC element 2 is not particularly limited. For example, as in the above-described embodiment, the polymer PTC element 2 is manufactured as follows without joining the element body 4, the first electrode plate 10, and the second electrode plate 12 to each other alone. Also good. That is, an unnecessary portion after thermocompression bonding a sheet-like element body constituting the element body 4 after cutting and a pair of sheet-like electrodes that respectively constitute the first electrode plate 10 and the second electrode plate after cutting. The individual polymer PTC elements 2 may be formed by punching out the substrate with a press. In that case, the efficiency of the manufacturing process of the polymer PTC element 2 can be improved by joining the assembly of parts constituting the polymer PTC element 2 at a time.

図１は本発明の一実施形態に係るＰＴＣ素子の使用状態を示す要部断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a principal part showing a usage state of a PTC element according to an embodiment of the present invention. 図２は図１に示すＰＴＣ素子の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the PTC element shown in FIG. 図３はスポット溶接の詳細を示す要部断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the main part showing details of spot welding. 図４は本発明の他の実施形態に係るＰＴＣ素子の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a PTC element according to another embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

２… ポリマーＰＴＣ素子
３… 保護膜
４… 素子本体
１０… 第１電極板
１０ａ… 第１素子接合片
１０ｂ… 第１端子接合片
１０ｃ… 折曲部
１０ｄ… 隙間
１０ｅ… 素子接合面
１２… 第２電極板
１２ａ… 第２素子接合片
１２ｂ… 第２端子接合片
１２ｃ… 素子接合面
１２ｄ… 素子接合面以外の表面
１６… 端子板
１８… クラッド板
３０… 保護回路
３２… ２次電池セル
３４… 電極端子
５０… 電極棒
６０… 金属箔
６２… ハンダ層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Polymer PTC element 3 ... Protective film 4 ... Element main body 10 ... 1st electrode plate 10a ... 1st element joining piece 10b ... 1st terminal joining piece 10c ... Bending part 10d ... Crevice 10e ... Element joining surface 12 ... 2nd Electrode plate 12a ... 2nd element joined piece 12b ... 2nd terminal joined piece 12c ... Element joined surface 12d ... Surface other than element joined surface 16 ... Terminal plate 18 ... Cladding plate 30 ... Protection circuit 32 ... Secondary battery cell 34 ... Electrode Terminal 50 ... Electrode rod 60 ... Metal foil 62 ... Solder layer

Claims (10)

所定の温度領域において温度上昇に伴い抵抗値が増加する素子本体と、
前記素子本体の表裏面に接合された一対の第１および第２電極板と、を有するＰＴＣ素子であって、
前記第１電極板は、
前記素子本体に対して接合する第１素子接合片と、
前記第１素子接合片に対して一体に成形してあり、前記第１素子接合片の表面上に折り曲げられて配置された第１端子接合片と、を有し、
前記第２電極板は、
前記素子本体に対して接合する第２素子接合片と、
前記第２素子接合片に対して一体に成形してあり、前記第２素子接合片の延長平面上に位置する第２端子接合片と、を有し、
前記第２電極板は、二種類以上の材質の板材が積層してあるクラッド板で構成してあるＰＴＣ素子。 An element body whose resistance value increases as the temperature rises in a predetermined temperature range;
A PTC element having a pair of first and second electrode plates bonded to the front and back surfaces of the element body,
The first electrode plate is
A first element bonding piece bonded to the element body;
A first terminal joint piece that is integrally formed with the first element joint piece and is bent and disposed on the surface of the first element joint piece;
The second electrode plate is
A second element bonding piece bonded to the element body;
A second terminal joint piece formed integrally with the second element joint piece and positioned on an extension plane of the second element joint piece;
The second electrode plate is a PTC element formed of a clad plate in which two or more kinds of plate materials are laminated. 前記素子本体が、正の温度係数を持つ導電性ポリマーである請求項１に記載のＰＴＣ素子。   The PTC element according to claim 1, wherein the element body is a conductive polymer having a positive temperature coefficient. 前記第１電極片が、断面略Ｕ字形を有し、
前記第１端子接合片が、前記第１素子接合片に対して所定隙間で配置してある請求項１または２に記載のＰＴＣ素子。 The first electrode piece has a substantially U-shaped cross section;
The PTC element according to claim 1, wherein the first terminal bonding piece is disposed with a predetermined gap with respect to the first element bonding piece. 前記第１電極板の厚みが３１〜３２０μｍである請求項１〜３のいずれかに記載のＰＴＣ素子。   The PTC element according to claim 1, wherein the first electrode plate has a thickness of 31 to 320 μm. 前記第１電極板における前記第１素子接合片の素子接合面が前記素子本体の表面に直接に接触しており、前記素子接合面には凹凸が形成してあり、
前記第１端子接合片における端子接合面は、前記素子接合面よりも平坦面にしてある請求項１〜４のいずれかに記載のＰＴＣ素子。 The element bonding surface of the first element bonding piece in the first electrode plate is in direct contact with the surface of the element main body, and the element bonding surface is formed with irregularities,
The PTC element according to any one of claims 1 to 4, wherein a terminal bonding surface of the first terminal bonding piece is flatter than the element bonding surface. 前記クラッド板が、ニッケル層とアルミニウム層であり、前記アルミニウム層が、２次電池セルの電極端子と接触してスポット溶接で接合される請求項１〜５のいずれかに記載のＰＴＣ素子。The PTC element according to claim 1, wherein the clad plate is a nickel layer and an aluminum layer, and the aluminum layer is in contact with an electrode terminal of a secondary battery cell and joined by spot welding. 前記第１端子接合片は、前記第１素子接合片に対して幅が狭く成形してある請求項１〜６のいずれかに記載のＰＴＣ素子。The PTC element according to any one of claims 1 to 6, wherein the first terminal joining piece has a narrower width than the first element joining piece. 前記第１および第２電極板で覆われていない前記素子本体の露出面には、保護膜が形成してある請求項１〜７のいずれかに記載のＰＴＣ素子。 Wherein the exposed surface of the element body is not covered with the first and second electrode plates, PTC element according to any one of claims 1 to 7, the protective film is formed. 前記素子本体の表裏面には、金属箔が積層してあり、各金属箔に対して、前記第１および第２電極板が接合してある請求項１〜８のいずれかに記載のＰＴＣ素子。 The PTC element according to any one of claims 1 to 8 , wherein metal foils are laminated on the front and back surfaces of the element body, and the first and second electrode plates are bonded to each metal foil. . 請求項１〜９のいずれかに記載のＰＴＣ素子と、
前記ＰＴＣ素子の第１電極板に電気的に接続される保護回路と、
前記ＰＴＣ素子の第２電極板に電気的に接続される電池とを有する電池保護システム。 A PTC element according to any one of claims 1 to 9 ,
A protection circuit electrically connected to the first electrode plate of the PTC element;
A battery protection system comprising: a battery electrically connected to the second electrode plate of the PTC element.
JP2008270110A 2008-10-20 2008-10-20 Ptc element and battery protecting system Pending JP2009016880A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008270110A JP2009016880A (en) 2008-10-20 2008-10-20 Ptc element and battery protecting system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008270110A JP2009016880A (en) 2008-10-20 2008-10-20 Ptc element and battery protecting system

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006203500A Division JP2008034470A (en) 2006-07-26 2006-07-26 Ptc element and battery protection system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009016880A true JP2009016880A (en) 2009-01-22

Family

ID=40357306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008270110A Pending JP2009016880A (en) 2008-10-20 2008-10-20 Ptc element and battery protecting system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009016880A (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0778704A (en) * 1993-09-07 1995-03-20 Murata Mfg Co Ltd Positive temperature coefficient thermistor and manufacture thereof
JP2004247544A (en) * 2003-02-14 2004-09-02 Tdk Corp Manufacturing method of polymer ptc element
JP2005268733A (en) * 2004-03-17 2005-09-29 Lg Cable Ltd Thermistor whose lead structure is improved, and secondary battery on which same thermistor is mounted

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0778704A (en) * 1993-09-07 1995-03-20 Murata Mfg Co Ltd Positive temperature coefficient thermistor and manufacture thereof
JP2004247544A (en) * 2003-02-14 2004-09-02 Tdk Corp Manufacturing method of polymer ptc element
JP2005268733A (en) * 2004-03-17 2005-09-29 Lg Cable Ltd Thermistor whose lead structure is improved, and secondary battery on which same thermistor is mounted

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4497142B2 (en) PTC element and battery protection system
JP4904614B2 (en) Battery pack and manufacturing method thereof
JPH0690962B2 (en) Method for manufacturing PTC element
JPH0690964B2 (en) Method for manufacturing PTC element
EP2988313A1 (en) Protective device
JP4358134B2 (en) Bypass switch
JP2005527100A (en) Circuit protection device
JP2017098186A (en) Breaker, safety circuit with the same, and secondary battery circuit
JP4487992B2 (en) PTC element and battery protection system
JP2008071828A (en) Ptc element and battery protection system
JP4497141B2 (en) PTC element and battery protection system
JP2008091505A (en) Ptc element and battery protection system
JP2009016880A (en) Ptc element and battery protecting system
JP2008034470A (en) Ptc element and battery protection system
JP4497143B2 (en) PTC element and battery protection system
KR102309416B1 (en) Pouch Type Secondary Battery for Preventing Disconnection Between Foil and Lead by sheet and Method thereof
KR101124964B1 (en) Method for connecting between cathod lead or anode lead of secondary battery and external element
JP2008047681A (en) Ptc element, and battery protecting system
KR101895104B1 (en) Ptc device
JP2010092933A (en) Ptc element and method of manufacturing the same
JP2008066347A (en) Ptc element and battery protection system
JP3827514B2 (en) Polymer PTC element
TWI311770B (en) Over-current protection device and manufacturing method thereof
CN215451615U (en) Battery module with thermal runaway protection
JP4623415B2 (en) PTC element

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20081020

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20100914

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110201