KR20210035376A - Battery protection fuse - Google Patents

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KR20210035376A
KR20210035376A KR1020190116867A KR20190116867A KR20210035376A KR 20210035376 A KR20210035376 A KR 20210035376A KR 1020190116867 A KR1020190116867 A KR 1020190116867A KR 20190116867 A KR20190116867 A KR 20190116867A KR 20210035376 A KR20210035376 A KR 20210035376A
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이창우
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김형균
정영규
정경환
김강민
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한국생산기술연구원
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Abstract

Provided is a battery protection fuse which comprises: a housing including an inner space with one surface open; a first electrode and a second electrode separately disposed on the opened one surface of the housing; a magnetic alloy located inside the inner space. The magnetic alloy contacts the first electrode and the second electrode by magnetism below a Curie temperature to enable a current to flow, and loses magnetism above the Curie temperature such that the first electrode and the second electrode are separated from each other to create a short-circuit. Compared to a fuse of the prior art, the battery protection fuse is characterized in that the alloy itself is fused and the current is not short-circuited, such that the fuse is not consumed. Furthermore, a battery protection fuse including a permanent magnet does not need to be magnetized again so as to be reused, thereby being economically efficient and conveniently used.

Description

배터리 보호용 퓨즈{Battery protection fuse}Battery protection fuse

본 발명은 배터리 보호용 퓨즈에 관한 것으로, 구체적으로, 자성 합금의 큐리온도 이상의 온도에서 전기적 단락이 발생함으로써 배터리를 보호할 수 있는 퓨즈를 제공한다. The present invention relates to a fuse for battery protection, and in particular, provides a fuse capable of protecting a battery by generating an electrical short at a temperature equal to or higher than the Curie temperature of a magnetic alloy.

일반적으로, 리튬이차 전지 등의 배터리에 과전류 및 과전압이 인가되는 것을 방지하기 위해 배터리를 보호하기 위한 퓨즈가 적용된다.In general, a fuse for protecting the battery is applied to prevent overcurrent and overvoltage from being applied to a battery such as a lithium secondary battery.

이러한 퓨즈의 일종인 세라믹 칩 퓨즈의 일례로, 대한민국 공개특허 제 2015-0083810호는 복수의 비 전도층과, 퓨즈 요소 아래보다 퓨즈 요소 위에 더 많은 비 전도층이 있도록 복수의 비전도성 층의 층들 사이에 배치된 퓨즈 요소와, 보호 대상 회로 및 전원에 퓨즈를 연결하도록 퓨즈 요소에 전기적으로 연결된 제 1 및 제 2 단자를 포함하는 오프셋 퓨즈 요소를 구비한 세라믹 칩 퓨즈를 개시한다. As an example of a ceramic chip fuse, which is a kind of such fuse, Korean Patent Laid-Open No. 2015-0083810 discloses a plurality of non-conductive layers, and between layers of a plurality of non-conductive layers so that there are more non-conductive layers on the fuse element than below the fuse element. Disclosed is a ceramic chip fuse having an offset fuse element including a fuse element disposed in the fuse element and first and second terminals electrically connected to the fuse element to connect the fuse to a circuit to be protected and a power source.

도 1은 상술한 종래기술의 세라믹 칩 퓨즈를 구비한 충전회로에서의 전류 및 전압에 따른 용단(fusing) 과정을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a fusing process according to current and voltage in a charging circuit having a ceramic chip fuse of the prior art.

도 1과 같이, 상술한 종래기술의 세라믹 칩 퓨즈(10)를 장착한 충전회로는, 충전지로서의 리튬이온 2차전지(7)의 충전을 제어하는 충전기(1)와 두 개의 스위칭 소자(FET)(3, 4)와 접속되는 1차 보호회로IC(2), 2차 보호회로IC(5), 2차 보호회로IC(5)를 통해 스위칭되어 세라믹 칩 퓨즈(10)를 발열시키는 스위칭 소자(FET)(6) 및 1차 보호회로IC(2)와 2차 보호회로IC(5) 및 스위칭소자(FET)(6)의 사이에 접속되는 퓨즈부재(11)를 구비한 세라믹 칩 퓨즈(10)를 포함하여 구성된다.As shown in Fig. 1, the charging circuit equipped with the ceramic chip fuse 10 of the prior art described above includes a charger 1 and two switching elements (FET) that control charging of the lithium ion secondary battery 7 as a rechargeable battery. A switching element that heats the ceramic chip fuse 10 by switching through the primary protection circuit IC (2), the secondary protection circuit IC (5), and the secondary protection circuit IC (5) connected to (3, 4) ( Ceramic chip fuse 10 having a fuse member 11 connected between the FET 6 and the primary protection circuit IC 2 and the secondary protection circuit IC 5 and the switching element FET 6 ).

상술한 종래기술의 세라믹 칩 퓨즈들은 과전류가 인가되는 경우에는 퓨즈 부재(11)의 자체 발열에 의해 1차 용단(12)되고, 과전압이 인가되는 경우에는 2차 보호회로IC(5)에 의해 스위칭소자(FET)(6)가 온(on) 되어 세라믹 칩 퓨즈(10) 내부의 히터로서의 저항발열체에 전원을 공급하여 발열시킴으로써 2차 용단(13)되도록 구성되어, 충전지와 충전회로를 보호하도록 구성될 수 있다.The ceramic chip fuses of the prior art described above are first blown 12 by self-heating of the fuse member 11 when an overcurrent is applied, and switched by the secondary protection circuit IC 5 when an overvoltage is applied. The element (FET) 6 is turned on to supply power to the resistance heating element as a heater inside the ceramic chip fuse 10 to generate heat, so that the secondary fuse 13 is configured to protect the rechargeable battery and the charging circuit. Can be.

도 2는 상기 퓨즈에 사용될 수 있는 저 융점 합금의 중량비 및 융점 온도를 나타낸 표이다. 2 is a table showing the weight ratio and melting point temperature of the low melting point alloy that can be used in the fuse.

도 2를 참조하면, 주로 Pb, Sn, Bi, In, Cd, Ag, Au, Zn, Cu기반의 합금으로, 상기 Pb 및 Cd은 환경규제를 받는 금속이고, Sn, Bi, In, Ag 및 Au는 희소금속 또는 귀금속에 해당된다. 또한, 저 융점 합금을 퓨즈에 사용하기 위하여 구동 온도 제어를 위하여 복잡한 조성을 사용하여 하고, 다양한 공정에 적용하기 어려운 문제점이 있다. 2, mainly Pb, Sn, Bi, In, Cd, Ag, Au, Zn, Cu-based alloys, the Pb and Cd are metals subject to environmental regulations, Sn, Bi, In, Ag and Au Corresponds to rare or precious metals. In addition, in order to use a low melting point alloy for a fuse, a complicated composition is used for controlling the driving temperature, and it is difficult to apply it to various processes.

또한, 고온에 의해 용단되어 배터리를 보호하는 퓨즈는 재사용이 가능하지 않다는 문제점도 가지고 있다. In addition, a fuse that is blown by high temperature to protect the battery has a problem that it is not possible to reuse it.

따라서, 다양한 공정적용이 가능한 베이스 금속(base metal)을 기반으로 한 비소모성 배터리 보호용 퓨즈의 개발이 필요하다.Accordingly, there is a need to develop a non-consumable battery protection fuse based on a base metal capable of applying various processes.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 양태는 일면 개방된 내부공간을 가지는 하우징; 상기 하우징의 개방된 면 상에 서로 이격되어 위치하는 제 1 전극 및 제 2 전극; 및 상기 내부공간 내부에 위치하는 자성 합금; 을 포함하고, 상기 자성 합금은 큐리 온도 미만에서 상기 제 1 전극 및 제 2 전극과 자성에 의해 접촉하여 전류를 흐르게 하고, 상기 큐리 온도 이상에서 자성을 상실하여 상기 제 1 전극 및 제 2 전극과 분리되어 전류를 단락시키는 것을 특징으로 하는 배터리 보호용 퓨즈를 제공한다.Technical problem to be achieved by the present invention is to solve the above problems, an aspect of the present invention is a housing having an open inner space on one side; A first electrode and a second electrode spaced apart from each other on the open surface of the housing; And a magnetic alloy located inside the inner space. Including, wherein the magnetic alloy is in contact with the first electrode and the second electrode magnetically at less than the Curie temperature to allow current to flow, and is separated from the first electrode and the second electrode by losing magnetism above the Curie temperature It provides a battery protection fuse, characterized in that the short circuit current.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. There will be.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양태는 일면 개방된 내부공간을 가지는 하우징; 상기 하우징의 개방된 면 상에 서로 이격되어 위치하는 제 1 전극 및 제 2 전극; 및 상기 내부공간 내부에 위치하는 자성 합금; 을 포함하고, 상기 자성 합금은 기 설정된 단락 온도 미만에서 상기 제 1 전극 및 제 2 전극과 자성에 의해 접촉하여 전류를 흐르게 하고, 상기 기 설정된 단락 온도 이상에서 자성을 상실하여 상기 제 1 전극 및 제 2 전극과 분리되어 전류를 단락시키는 것을 특징으로 하는 배터리 보호용 퓨즈를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, an aspect of the present invention is a housing having an inner space open on one side; A first electrode and a second electrode spaced apart from each other on the open surface of the housing; And a magnetic alloy located inside the inner space. Including, wherein the magnetic alloy is in contact with the first electrode and the second electrode by magnetism below a preset short-circuit temperature to allow current to flow, and loses magnetism above the preset short-circuit temperature to cause the first electrode and the first electrode to flow. It provides a battery protection fuse, characterized in that it is separated from the 2 electrode to short-circuit a current.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 기 설정된 단락온도는 50 ℃ 내지 500 ℃일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the preset short circuit temperature may be 50 ℃ to 500 ℃.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 자성합금의 큐리온도는 상기 기 설정된 단락온도보다 낮을 수 있다. In an embodiment of the present invention, the Curie temperature of the magnetic alloy may be lower than the preset short circuit temperature.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 자성 합금은 강자성체 전이금속 및 비강자성 물질을 포함하고, 상기 자성 합금의 큐리온도는 상기 강자성체 전이금속의 큐리온도보다 낮을 수 있다. In one embodiment of the present invention, the magnetic alloy includes a ferromagnetic transition metal and a non-ferromagnetic material, and the Curie temperature of the magnetic alloy may be lower than the Curie temperature of the ferromagnetic transition metal.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 강자성체 전이금속은 Fe, Co 또는 Ni 중 어느 하나일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the ferromagnetic transition metal may be any one of Fe, Co, or Ni.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 하우징은 점토(Clay), 석영(Quartz), 알루미나(Alumina), 폴리에틸렌(PE), 폴리염화비닐(PVC), 고무(Rubber), 열가소성탄성체(thermoplastic elastomer; TPE), 에틸렌 비닐아세테이트(EVA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리이미드(PI), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 및 에폭시(Epoxy) 중 어느 하나일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the housing is clay (Clay), quartz (Quartz), alumina (Alumina), polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), rubber (Rubber), thermoplastic elastomer (thermoplastic elastomer; TPE) ), ethylene vinyl acetate (EVA), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyimide (PI), polyether ether ketone (PEEK), polytetrafluoroethylene (PTFE), ethylene tetra It may be any one of fluoroethylene (ETFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), and epoxy.

본 발명의 일 양태는 일면 개방된 내부공간을 가지는 하우징; 상기 하우징의 개방된 면 상에 서로 이격되어 위치하는 제 1 전극 및 제 2 전극; 상기 내부공간 내부에 위치하는 자성 합금; 상기 제 1 전극 및 제 2 전극 상에 위치하는 절연층; 및 상기 절연층 상에 위치하는 영구자석; 을 포함하고, 상기 자성 합금은 기 설정된 단락온도 미만에서 상기 제 1 전극 및 제 2 전극과 자성에 의해 접촉하여 전류를 흐르게 하고, 상기 기 설정된 단락온도 이상에서 자성을 상실하여 상기 제 1 전극 및 제 2 전극과 분리되어 전류를 단락시키는 것을 특징으로 하는 배터리 보호용 퓨즈를 제공한다. One aspect of the present invention is a housing having an inner space open on one side; A first electrode and a second electrode spaced apart from each other on the open surface of the housing; A magnetic alloy located inside the inner space; An insulating layer on the first electrode and the second electrode; And a permanent magnet positioned on the insulating layer. Including, wherein the magnetic alloy is in contact with the first electrode and the second electrode by magnetism below a preset short-circuit temperature to allow a current to flow, and loses magnetism above the preset short-circuit temperature, so that the first electrode and the second electrode It provides a battery protection fuse, characterized in that it is separated from the 2 electrode to short-circuit a current.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 기 설정된 단락온도는 50 ℃ 내지 500 ℃일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the preset short circuit temperature may be 50 ℃ to 500 ℃.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 자성합금의 큐리온도는 기 설정된 단락온도보다 낮을 수 있다. In an embodiment of the present invention, the Curie temperature of the magnetic alloy may be lower than a preset short circuit temperature.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 자성 합금은 강자성체 전이금속 및 비강자성 물질을 포함하고, 상기 자성 합금의 큐리온도는 상기 강자성체 전이금속의 큐리온도보다 낮을 수 있다. In one embodiment of the present invention, the magnetic alloy includes a ferromagnetic transition metal and a non-ferromagnetic material, and the Curie temperature of the magnetic alloy may be lower than the Curie temperature of the ferromagnetic transition metal.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 강자성체 전이금속은 Fe, Co 또는 Ni 중 어느 하나일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the ferromagnetic transition metal may be any one of Fe, Co, or Ni.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 하우징은 점토(Clay), 석영(Quartz), 알루미나(Alumina), 폴리에틸렌(PE), 폴리염화비닐(PVC), 고무(Rubber), 열가소성탄성체(thermoplastic elastomer; TPE), 에틸렌 비닐아세테이트(EVA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리이미드(PI), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 및 에폭시(Epoxy) 중 어느 하나일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the housing is clay (Clay), quartz (Quartz), alumina (Alumina), polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), rubber (Rubber), thermoplastic elastomer (thermoplastic elastomer; TPE) ), ethylene vinyl acetate (EVA), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyimide (PI), polyether ether ketone (PEEK), polytetrafluoroethylene (PTFE), ethylene tetra It may be any one of fluoroethylene (ETFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), and epoxy.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 절연층은 점토(Clay), 석영(Quartz), 알루미나(Alumina), 폴리에틸렌(PE), 폴리염화비닐(PVC), 고무(Rubber), 열가소성탄성체(thermoplastic elastomer; TPE), 에틸렌 비닐아세테이트(EVA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리이미드(PI), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 및 에폭시(Epoxy) 중 어느 하나일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the insulating layer is clay (Clay), quartz (Quartz), alumina (Alumina), polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), rubber (Rubber), thermoplastic elastomer (thermoplastic elastomer); TPE), ethylene vinyl acetate (EVA), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyimide (PI), polyetheretherketone (PEEK), polytetrafluoroethylene (PTFE), ethylene It may be any one of tetrafluoroethylene (ETFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), and epoxy.

본 발명의 배터리 보호용 퓨즈는 구동 온도 제어를 위하여 복잡한 조성이 필요하지 않은 베이스 금속(base metal)을 기반으로 하는 자성 합금을 이용하는 바, 다양한 공정에 적용하기 쉽다. 또한, 상기 배터리 보호용 퓨즈는 자성합금이 큐리온도 이상에서 자성을 잃는 성질을 이용하여 전류를 단락 시킴으로써 배터리를 보호하는 바, 과전류가 인가되는 경우 퓨즈부재의 자체 발열에 의해 용단되어 재사용이 불가능한 종래의 퓨즈와 비교하여, 비소모성이고, 재사용이 가능하다는 장점이 있다. The battery protection fuse of the present invention uses a magnetic alloy based on a base metal that does not require a complex composition for controlling the driving temperature, and thus it is easy to apply to various processes. In addition, the battery protection fuse protects the battery by shorting the current by using the property that the magnetic alloy loses magnetism above the Curie temperature.When an overcurrent is applied, it is blown by the self-heating of the fuse member and thus cannot be reused. Compared to a fuse, it has the advantage of being non-consumable and reusable.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1은 종래기술의 퓨즈를 구비한 충전회로에서의 전류 및 전압에 따른 용단(fusing) 과정을 나타내는 도면이다.
도 2는 저 융점 합금의 중량비 및 융점 온도를 나타낸 표이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 보호용 퓨즈의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 자성 합금의 제조방법의 순서도이다.
도 5는 강자성체 전이금속 합금의 자화밀도 보여주는 Slater-pauling 곡선(a) 및 강자성체 전이금속의 큐리온도(b)를 비교한 표이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예의 자성 합금 분말인 Ni-Cu합금 분말의 구리 조성에 따른 순수자기모멘트(a), Ni-Cu합금 분말의 구리조성에 따른 큐리온도(b) 및 Ni-Cu합금 분말의 상태도(c)이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 보호용 퓨즈의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 보호용 퓨즈의 전기적 단락의 측정실험의 모식도 이다.1 is a view showing a fusing process according to current and voltage in a charging circuit having a fuse of the prior art.
2 is a table showing the weight ratio and melting point temperature of the low melting point alloy.
3 is a cross-sectional view of a fuse for battery protection according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart of a method of manufacturing a magnetic alloy according to an embodiment of the present invention.
5 is a table comparing the Slater-pauling curve (a) showing the magnetization density of the ferromagnetic transition metal alloy and the Curie temperature (b) of the ferromagnetic transition metal.
6 is a pure magnetic moment (a) according to the copper composition of the Ni-Cu alloy powder, which is a magnetic alloy powder according to an embodiment of the present invention, a Curie temperature (b) according to the copper composition of the Ni-Cu alloy powder, and a Ni-Cu alloy It is the state diagram (c) of the powder.
7 is a cross-sectional view of a fuse for battery protection according to an embodiment of the present invention.
8 is a schematic diagram of a measurement experiment of an electrical short circuit of a fuse for battery protection according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be implemented in various different forms, and therefore is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, bonded)" with another part, it is not only "directly connected", but also "indirectly connected" with another member in the middle. "Including the case. In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further provided, rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시예의 배터리 보호용 퓨즈(100)의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a battery protection fuse 100 according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 양태는 일면 개방된 내부공간(111)을 가지는 하우징(110); 상기 하우징(110)의 개방된 면 상에 서로 이격되어 위치하는 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(122); 및 상기 내부공간(111) 내부에 위치하는 자성 합금(130); 을 포함하고, 상기 자성 합금(130)은 기 설정된 단락 온도 미만에서 상기 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(122)과 자성에 의해 접촉하여 전류를 흐르게 하고, 상기 기 설정된 단락 온도 이상에서 자성을 상실하여 상기 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(122)과 분리되어 전류를 단락시키는 것을 특징으로 하는 배터리 보호용 퓨즈(100)를 제공한다. 3, an aspect of the present invention is a housing 110 having an inner space 111 that is open on one side; A first electrode 121 and a second electrode 122 spaced apart from each other on the open surface of the housing 110; And a magnetic alloy 130 located inside the inner space 111. Including, the magnetic alloy 130 is magnetically contacted with the first electrode 121 and the second electrode 122 at less than a preset short-circuit temperature to allow current to flow, and magnetically at or above the preset short-circuit temperature. It provides a battery protection fuse 100, characterized in that it is separated from the first electrode 121 and the second electrode 122 and short-circuits a current.

먼저 본 발명의 배터리 보호용 퓨즈(100)는 일면 개방된 내부공간(111)을 가지는 하우징(110)을 포함한다. First, the battery protection fuse 100 of the present invention includes a housing 110 having an inner space 111 that is open on one side.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 하우징(110)은 상기 배터리 보호용 퓨즈(100)의 외관을 형성하는 것으로, 상기 자성 합금(130)이 위치하는 내부공간(111)을 가질 수 있다. In one embodiment of the present invention, the housing 110 forms the exterior of the battery protection fuse 100 and may have an inner space 111 in which the magnetic alloy 130 is located.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 하우징(110)은 도체에 흐르는 전기를 차단하면서 도체와 외부를 분리/지지하기 위하여, 절연재료로 이루어질 수 있다. In one embodiment of the present invention, the housing 110 may be made of an insulating material to separate/support the conductor and the outside while blocking electricity flowing through the conductor.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 절연재료는 전자가 원자에 강하게 결합되어 있는 물질, 예를 들면, 점토(Clay), 석영(Quartz), 알루미나(Alumina), 폴리에틸렌(PE), 폴리염화비닐(PVC), 고무(Rubber), 열가소성탄성체(thermoplastic elastomer; TPE), 에틸렌 비닐아세테이트(EVA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리이미드(PI), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 및 에폭시(Epoxy) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. In one embodiment of the present invention, the insulating material is a material in which electrons are strongly bonded to atoms, for example, clay, quartz, alumina, polyethylene (PE), polyvinyl chloride ( PVC), rubber, thermoplastic elastomer (TPE), ethylene vinyl acetate (EVA), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyimide (PI), polyetheretherketone (PEEK), polytetrafluoroethylene (PTFE), ethylenetetrafluoroethylene (ETFE), polyvinylidene fluoride (PVDF) and epoxy (Epoxy).

다음으로, 본 발명의 배터리 보호용 퓨즈(100)는 상기 하우징(110)의 개방된 면 상에 서로 이격되어 위치하는 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(122) 및 상기 내부공간(111) 내부에 위치하는 자성 합금(130)을 포함한다. Next, the battery protection fuse 100 of the present invention includes the first electrode 121 and the second electrode 122 and the inner space 111 spaced apart from each other on the open surface of the housing 110. It includes a magnetic alloy 130 located in.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(122)은 본 발명의 배터리 보호용 퓨즈(100)를 이용한 배터리 보호 회로에서 전원부에 직렬 또는 병렬로 접속될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the first electrode 121 and the second electrode 122 may be connected in series or parallel to the power supply in the battery protection circuit using the battery protection fuse 100 of the present invention.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(122)은 전류가 흐를 수 있는 도체이고, 상기 자성 합금(130)과 자성에 의하여 접촉할 수 있는 금속, 예를 들면, Fe, Co, Ni, Gd, 및 Dy 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. In one embodiment of the present invention, the first electrode 121 and the second electrode 122 are conductors through which current can flow, and a metal that can contact the magnetic alloy 130 by magnetism, for example, , Fe, Co, Ni, Gd, and may be made of any one of Dy.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(122)은 상기 하우징(110)의 상에 위치 할 수 있고, 상기 하우징(110)의 개방된 면 상에서 이격되어 개방전극을 형성할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the first electrode 121 and the second electrode 122 may be positioned on the housing 110 and are spaced apart from the open surface of the housing 110 to provide an open electrode. Can be formed.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 자성 합금(130)은 강자성체 전이금속 및 비강자성 물질을 포함하고, 상기 자성 합금의 큐리온도는 상기 강자성체 전이금속의 큐리온도보다 낮을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the magnetic alloy 130 includes a ferromagnetic transition metal and a non-ferromagnetic material, and the Curie temperature of the magnetic alloy may be lower than the Curie temperature of the ferromagnetic transition metal.

본 명세서에서 큐리온도(Curie temperature, Tc)란, 강자성체가 상자성체로 변화하거나, 상자성체가 강자성체로 변화하는 상전이 온도를 의미한다. In the present specification, Curie temperature (T c ) refers to a phase transition temperature at which a ferromagnetic material changes into a paramagnetic material or a paramagnetic material changes into a ferromagnetic material.

예를 들면, 강자성체를 가열하여 온도가 증가하면 원자의 열 에너지가 자기 모멘트의 결합에너지보다 증가하여 자기 모멘트가 정렬된 상태로 존재할 수 없게 되어, 특정 온도에서 자발자화가 소실되는데, 상기 특정 온도가 큐리온도에 해당한다. For example, when the temperature increases by heating a ferromagnetic material, the thermal energy of the atom increases than the binding energy of the magnetic moment, so that the magnetic moment cannot exist in an aligned state, and the spontaneous magnetization is lost at a specific temperature. Corresponds to Curion.

예를 들면, 상기 자성 합금은 강자성체 전이금속 및 상기 비강자성 물질을 포함하여 합금을 설계함으로써, 상기 강자성체 전이금속의 큐리온도보다 낮은 큐리온도를 가지는 자성 합금(130)을 제조할 수 있다.For example, by designing an alloy including a ferromagnetic transition metal and the non-ferromagnetic material as the magnetic alloy, a magnetic alloy 130 having a Curie temperature lower than that of the ferromagnetic transition metal may be manufactured.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 자성합금(130)의 큐리온도는 기 설정된 단락온도보다 낮을 수 있고, 상기 기 설정된 단락온도는 50 ℃ 내지 500 ℃일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the Curie temperature of the magnetic alloy 130 may be lower than a preset short-circuit temperature, and the preset short-circuit temperature may be 50° C. to 500° C.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 단락온도는 배터리가 손상될 수 있는 온도에 도달하였을때, 전류를 단락하여, 추가의 온도가 배터리에 가해지는 것을 방지하여, 배터리를 보호할 수 있는 온도를 의미한다. In one embodiment of the present invention, the short-circuit temperature refers to a temperature at which the battery can be protected by short-circuiting a current to prevent additional temperature from being applied to the battery when it reaches a temperature at which the battery may be damaged. do.

예를 들면, 상기 배터리는 리튬이온 배터리일 수 있으며, 상기 리튬이온 배터리는 약 80 ℃이상의 온도에서 변형이 발생하기 시작하며, 약 170 ℃ 내지 180 ℃에서 배터리의 폭발이 일어날 수 있다. 이때, 상기 단락온도는 약 80 ℃로 설정될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. For example, the battery may be a lithium-ion battery, and the lithium-ion battery begins to deform at a temperature of about 80°C or higher, and the battery may explode at about 170°C to 180°C. In this case, the short circuit temperature may be set to about 80° C., but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 단락온도는 배터리의 종류, 사용장치 및 사용환경에 따라 상이하게 설정할 수 있고, 기 설정된 단락온도보다 낮은 큐리온도를 가지는 자성 합금(130)을 이용하여, 배터리를 보호할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the short-circuit temperature may be set differently according to the type of battery, the device to be used, and the environment of use, and by using a magnetic alloy 130 having a Curie temperature lower than a preset short-circuit temperature, the battery is Can be protected.

예를 들면, 상기 배터리에 과전류 또는 과전압이 인가 되면, 상기 배터리 보호용 퓨즈(100)에 기 설정된 단락온도 이상의 온도가 흐르게 될 수 있고, 상기 기 설정된 단락온도 이상의 온도는 상기 자성 합금(130)의 큐리온도 보다 높은 온도에 해당하므로, 상기 자성 합금(130)은 자성을 잃고 상기 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(122)과 분리되어 전류를 단락시킬 수 있다.For example, when overcurrent or overvoltage is applied to the battery, a temperature equal to or higher than a preset short-circuit temperature may flow in the battery protection fuse 100, and a temperature equal to or higher than the preset short-circuit temperature is Curie of the magnetic alloy 130 Since it corresponds to a temperature higher than the temperature, the magnetic alloy 130 loses its magnetism and is separated from the first electrode 121 and the second electrode 122 to short-circuit the current.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 자성 합금(130)은 상기 강자성체 전이금속 및 비강자성 물질의 조성비율을 설계하는 단계 및 합성하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the magnetic alloy 130 may be manufactured, including the steps of designing and synthesizing the composition ratio of the ferromagnetic transition metal and the non-ferromagnetic material.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 큐리온도는 0 ℃ 내지 358 ℃일 수 있고, 상기 강자성체 전이금속 및 비강자성 물질의 조성비율을 설계하는 단계에서, 목표하는 큐리온도를 결정하여 상기 자성 합금(130)의 큐리온도를 설정할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the Curie temperature may be 0° C. to 358° C., and in the step of designing the composition ratio of the ferromagnetic transition metal and the non-ferromagnetic material, the magnetic alloy 130 is determined by determining a target Curie temperature. You can set the Curie temperature of ).

도 4는 본 발명의 일 실시예에서, 상기 자성 합금(130)을 제조 하는 방법의 순서도이다. 4 is a flowchart of a method of manufacturing the magnetic alloy 130 in an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 자성 합금(130)의 제조방법은, 강자성체 전이금속 및 비강자성 물질의 조성비율을 조절하여 목표하는 큐리온도를 가지는 자성 합금(130)을 설계하는 단계(S10); 설계된 조성비율에 따른 상기 강자성체 전이금속 및 비강자성 물질을 준비하는 단계(S20); 및 준비된 상기 강자성체 전이금속 및 비강자성 물질을 혼합하여 자성 합금(130)을 제조하는 단계(S30); 를 포함할 수 있다. Referring to Figure 4, the method of manufacturing the magnetic alloy 130 of the present invention, the step of designing a magnetic alloy 130 having a target Curie temperature by adjusting the composition ratio of the ferromagnetic transition metal and the non-ferromagnetic material (S10) ; Preparing the ferromagnetic transition metal and the non-ferromagnetic material according to the designed composition ratio (S20); And preparing a magnetic alloy 130 by mixing the prepared ferromagnetic transition metal and a non-ferromagnetic material (S30). It may include.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 목표하는 큐리온도는 상기 강자성체 전이금속의 큐리온도 보다 낮은 것을 특징으로 할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the target Curie temperature may be lower than the Curie temperature of the ferromagnetic transition metal.

먼저, 본 발명의 일 실시예의 자성 합금(130)의 제조방법은 강자성체 전이금속 및 비강자성 물질의 조성비율을 조절하여 목표하는 큐리온도를 가지는 자성 합금(130)을 설계하는 단계(S10)를 포함한다. First, the method of manufacturing a magnetic alloy 130 according to an embodiment of the present invention includes a step (S10) of designing a magnetic alloy 130 having a target Curie temperature by adjusting the composition ratio of a ferromagnetic transition metal and a non-ferromagnetic material. do.

본 발명의 자성 합금(130)을 설계하는 단계(S10)는 적절한 강자성체 전이금속 및 비강자성 물질을 선택하여 수행할 수 있다. Designing the magnetic alloy 130 of the present invention (S10) may be performed by selecting an appropriate ferromagnetic transition metal and a non-ferromagnetic material.

본 명세서에서 강자성체(Ferromagnetism)란 외부 자기장이 가해지지 않아도 영구 자기 모멘트를 가지는 물질을 의미하며, Fe, Ni, Co와 같은 단원자 강자성체 및 산화철, 산화크롬, 페라이트등의 금속 산화물을 모두 포함하는 개념이다.In the present specification, the term ferromagnetism refers to a material having a permanent magnetic moment even when an external magnetic field is not applied, and a concept including all monoatomic ferromagnetic materials such as Fe, Ni, and Co, and metal oxides such as iron oxide, chromium oxide, and ferrite. to be.

도 5는 강자성체 전이금속 합금의 자화밀도 보여주는 Slater-pauling 곡선(a) 및 강자성체 전이금속의 큐리온도(b)를 비교한 표이다. 5 is a table comparing the Slater-pauling curve (a) showing the magnetization density of the ferromagnetic transition metal alloy and the Curie temperature (b) of the ferromagnetic transition metal.

본 발명의 일 실시예의 상기 강자성체 전이금속이란, 강자성의 특성을 가지는 전이금속을 의미하며, 예를 들면, Fe, Co 또는 Ni 중 어느 하나 일 수 있다. The ferromagnetic transition metal according to an embodiment of the present invention means a transition metal having ferromagnetic properties, and may be, for example, any one of Fe, Co, or Ni.

도 5를 참조하면, 상기 Fe 및 Co는 자기모멘트 및 큐리온도가 높고, 상기 Co는 높은 가격을 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 강자성체 전이금속은 Ni일 수 있다. Referring to FIG. 5, the Fe and Co have a high magnetic moment and a Curie temperature, and the Co may have a high price. Therefore, in an embodiment of the present invention, the ferromagnetic transition metal may be Ni.

본 명세서에서 비강자성 물질이란, 상기 강자성체를 제외한 자성체를 의미하고, 외부 자기장이 가해져야 자화되는 상자성(Paramagnetism), 반자성(Diamagnetism), 서로 반대방향으로 자기 모멘트가 정렬되어 순수 자기 모멘트가 0인 반강자성(Antiferromagnetism)을 포함하는 개념이다. In the present specification, the non-ferromagnetic material refers to a magnetic material other than the ferromagnetic material, and paramagnetism, diamagnetism, which are magnetized only when an external magnetic field is applied, and magnetic moments are aligned in opposite directions so that the pure magnetic moment is zero. It is a concept that includes antiferromagnetism.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 비강자성 물질은 Mn, Zn, Cr, Mo, Pd, Pt, Ag, Al, Si, B, V, P, Ga 또는 Cu 중 어느 하나 일 수 있다. In an embodiment of the present invention, the nonferromagnetic material may be any one of Mn, Zn, Cr, Mo, Pd, Pt, Ag, Al, Si, B, V, P, Ga, or Cu.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 강자성체 전이금속은 Ni일 수 있고, 상기 비강자성 물질은 Cu일 수 있고, 상기 자성 합금(130)은 Ni-Cu합금일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the ferromagnetic transition metal may be Ni, the nonferromagnetic material may be Cu, and the magnetic alloy 130 may be a Ni-Cu alloy.

도 6은 본 발명의 일 실시예의 자성 합금(130)인 Ni-Cu합금의 Cu 조성에 따른 순수자기모멘트(a), Ni-Cu합금의 Cu조성에 따른 큐리온도(b) 및 Ni-Cu합금의 상태도(c)이다.6 is a pure magnetic moment (a) according to the Cu composition of the Ni-Cu alloy, which is the magnetic alloy 130 of an embodiment of the present invention, the Curie temperature (b) and the Ni-Cu alloy according to the Cu composition of the Ni-Cu alloy Is the state diagram (c).

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 자성 합금(130)을 설계하는 단계(S10)는 목표하는 큐리온도를 설정하고, 적절한 원자 자기모멘트를 설정하여, Ni 및 Cu의 조성비율을 설정할 수 있다. 6, in an embodiment of the present invention, in the step of designing the magnetic alloy 130 (S10), a target Curie temperature is set, an appropriate atomic magnetic moment is set, and the composition ratio of Ni and Cu Can be set.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 자성 합금(130)을 설계하는 단계(S10)는, 상기 강자성체 전이금속, 예를 들면 Ni은 상기 자성 합금(130)의 전체 중량에 대하여 5 wt% 내지 90 wt%, 예를 들면, 65 wt% 내지 90 wt%로 하고, 상기 비강자성 물질, 예를 들면, Cu는 상기 자성 합금(130)의 전체 중량에 대하여 10 wt% 내지 95 wt%, 예를 들면 10 wt% 내지 35 wt%로 포함되도록 하여 수행될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the step of designing the magnetic alloy 130 (S10), the ferromagnetic transition metal, for example, Ni is 5 wt% to 90 wt based on the total weight of the magnetic alloy 130 %, for example, 65 wt% to 90 wt%, and the non-ferromagnetic material, such as Cu, is 10 wt% to 95 wt%, for example, 10 wt% based on the total weight of the magnetic alloy 130 It can be carried out by being included in wt% to 35 wt%.

다음으로, 본 발명의 일 실시예의 자성 합금(130)의 제조방법은 강자성체 전이금속 및 비강자성 물질을 준비하는 단계(S20)를 포함한다. Next, the method of manufacturing the magnetic alloy 130 according to an embodiment of the present invention includes preparing a ferromagnetic transition metal and a non-ferromagnetic material (S20).

본 발명의 일 실시예에서, 상기 강자성체 전이금속 및 비강자성 물질은 상기 자성 합금(130)을 설계하는 단계(S10)에서 선택된 강자성체 전이금속 및 비강자성 물질의 조성 비율에 따라 준비될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the ferromagnetic transition metal and the non-ferromagnetic material may be prepared according to the composition ratio of the ferromagnetic transition metal and the non-ferromagnetic material selected in the step of designing the magnetic alloy 130 (S10).

본 발명의 일 실시예에서, 상기 강자성체 전이금속, 예를 들면 Ni은 상기 자성 합금(130)의 전체 중량에 대하여 5 wt% 내지 90 wt%, 예를 들면, 65 wt% 내지 90 wt%로 하고, 상기 비강자성 물질, 예를 들면, Cu는 상기 자성 합금(130)의 전체 중량에 대하여 10 wt% 내지 95 wt%, 예를 들면 10 wt% 내지 35 wt%로 포함되도록 하여 준비될 수 있고, 이때, 상기 자성 합금(130)의 큐리온도는 0 ℃ 내지 358 ℃, 예를 들면, 50 ℃ 내지 300 ℃, 예를 들면, 50 ℃ 내지 200 ℃일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the ferromagnetic transition metal, such as Ni, is 5 wt% to 90 wt%, for example, 65 wt% to 90 wt%, based on the total weight of the magnetic alloy 130 , The non-ferromagnetic material, for example, Cu may be prepared to be included in an amount of 10 wt% to 95 wt%, for example 10 wt% to 35 wt%, based on the total weight of the magnetic alloy 130, At this time, the Curie temperature of the magnetic alloy 130 may be 0° C. to 358° C., for example, 50° C. to 300° C., for example, 50° C. to 200° C.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에서, 자성 합금(130)의 제조방법은 강자성체 전이금속 및 비강자성 물질을 혼합하여 자성 합금(130)을 제조하는 단계(S30)를 포함한다. Next, in an embodiment of the present invention, a method of manufacturing the magnetic alloy 130 includes a step (S30) of manufacturing the magnetic alloy 130 by mixing a ferromagnetic transition metal and a non-ferromagnetic material.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 자성 합금(130)을 제조하는 단계(S30)는 본 발명의 기술분야에서 자명한 합금의 제조공정, 예를 들면, Top-down 방식의 아크멜팅 공정 또는 Bottom-up 방식의 연속식 습식합성 공정 중 어느 하나의 방법으로 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In one embodiment of the present invention, the step of manufacturing the magnetic alloy 130 (S30) is a manufacturing process of an alloy that is obvious in the technical field of the present invention, for example, a top-down arc melting process or a bottom- It may be performed by any one of the up-type continuous wet synthesis processes, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 강자성체 전이금속 및 비강자성 물질의 조성비율을 조절함으로써, 목표하는 큐리온도(curie temperature)를 가지는 자성 합금(130)을 제조할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a magnetic alloy 130 having a target Curie temperature may be manufactured by adjusting the composition ratio of the ferromagnetic transition metal and the non-ferromagnetic material.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 목표하는 큐리온도는 0 ℃ 내지 358 ℃, 예를 들면, 50 ℃ 내지 300 ℃, 예를 들면, 50 ℃ 내지 200 ℃일 수 있고, 상기 큐리온도는 상기 강자성체 전이금속의 큐리온도보다 낮을 수 있다. In an embodiment of the present invention, the target Curie temperature may be 0° C. to 358° C., for example, 50° C. to 300° C., for example, 50° C. to 200° C., and the Curie temperature is the ferromagnetic transition It may be lower than the Curie temperature of the metal.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 자성 합금(130)은 큐리온도 미만의 온도에서 상기 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(122)과 자성에 의해 접촉하여 전류를 흐르게 하고, 큐리온도 이상의 온도에서 자성을 상실하여 상기 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(122)과 분리되어 전류를 단락시킬 수 있다. In one embodiment of the present invention, the magnetic alloy 130 makes contact with the first electrode 121 and the second electrode 122 by magnetism at a temperature less than the Curie temperature to allow current to flow, and a temperature equal to or higher than the Curie temperature. Since the magnetism is lost at, it is separated from the first electrode 121 and the second electrode 122 to short-circuit the current.

예를 들면, 상기 배터리 보호용 퓨즈(100)에 상기 자성 합금(130)의 큐리온도 미만의 온도에서, 상기 자성 합금(130)은 자성을 가질 수 있고, 상기 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(122)과 자성을 통하여 접촉할 수 있고, 이때, 전류가 흐를 수 있다(도 3의 a). For example, at a temperature lower than the Curie temperature of the magnetic alloy 130 in the battery protection fuse 100, the magnetic alloy 130 may have magnetism, and the first electrode 121 and the second electrode It can be in contact with 122 through magnetism, and at this time, current can flow (Fig. 3a).

또 다른 예에서, 상기 배터리 보호용 퓨즈(100)에 상기 자성 합금(130)의 큐리온도 이상의 온도가 가해지는 경우, 상기 자성 합금(130)은 자성을 잃고, 상기 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(122)과 상기 자성 합금(130)사이의 자성이 소멸함으로써, 분리될 수 있고, 이때, 전류가 단락될 수 있다(도 3의 b). In another example, when a temperature higher than the Curie temperature of the magnetic alloy 130 is applied to the battery protection fuse 100, the magnetic alloy 130 loses magnetism, and the first electrode 121 and the second As the magnetism between the electrode 122 and the magnetic alloy 130 disappears, it may be separated, and at this time, a current may be short-circuited (FIG. 3 b ).

본 발명의 일 실시예에서, 상기 자성 합금(130)은 상기 내부공간(111)의 내부에 위치할 수 있고, 상기 자성 합금(130)의 부피는 상기 내부공간(111)의 부피보다 작을 수 있다. 구체적으로, 상기 자성 합금(130)은 상기 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(122)과 접촉 또는 비 접촉의 두 가지 상태(도 3의 a) 및 b))로 존재할 수 있고, 따라서, 비 접촉하는 경우, 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(122)에 전류가 흐르지 않도록 상기 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(122)과 상기 자성 합금(130) 사이에 충분한 공간이 확보 되어야 할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the magnetic alloy 130 may be located inside the inner space 111, and the volume of the magnetic alloy 130 may be smaller than the volume of the inner space 111. . Specifically, the magnetic alloy 130 may exist in two states (a) and b) of FIG. 3) in contact or non-contact with the first electrode 121 and the second electrode 122, and thus, In the case of non-contact, sufficient space is secured between the first electrode 121 and the second electrode 122 and the magnetic alloy 130 so that current does not flow through the first electrode 121 and the second electrode 122 It may have to be.

본 발명의 배터리 보호용 퓨즈(100)는 종래기술의 퓨즈와 비교하여, 합금 자체가 용단되어 전류가 단락되지 않으므로, 퓨즈가 소모되지 않는다는 장점이 있다. The battery protection fuse 100 of the present invention has an advantage in that the fuse is not consumed because the alloy itself is melted and the current is not shorted, as compared to the fuse of the prior art.

도 7은 본 발명의 일 실시예의 배터리 보호용 퓨즈(100)의 단면도이다. 7 is a cross-sectional view of a battery protection fuse 100 according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명은 일 실시예에서, 일면 개방된 내부공간(111)을 가지는 하우징(110); 상기 하우징(110)의 개방된 면 상에 서로 이격되어 위치하는 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(122); 상기 내부공간(111) 내부에 위치하는 자성 합금(130); 상기 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(122) 상에 위치하는 절연층(140); 및 상기 절연층(140) 상에 위치하는 영구자석(150); 을 포함하고, 상기 자성 합금(130)은 기 설정된 단락 온도 미만에서 상기 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(122)과 자성에 의해 접촉하여 전류를 흐르게 하고, 상기 기 설정된 단락 온도 이상에서 자성을 상실하여 상기 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(122)과 분리되어 전류를 단락시키는 것을 특징으로 하는 배터리 보호용 퓨즈(100)를 제공한다. Referring to Figure 7, the present invention, in one embodiment, the housing 110 having an inner space 111 that is open on one side; A first electrode 121 and a second electrode 122 spaced apart from each other on the open surface of the housing 110; A magnetic alloy 130 located inside the inner space 111; An insulating layer 140 positioned on the first electrode 121 and the second electrode 122; And a permanent magnet 150 positioned on the insulating layer 140. Including, the magnetic alloy 130 is magnetically contacted with the first electrode 121 and the second electrode 122 at less than a preset short-circuit temperature to allow current to flow, and magnetically at or above the preset short-circuit temperature. It provides a battery protection fuse 100, characterized in that it is separated from the first electrode 121 and the second electrode 122 and short-circuits a current.

먼저, 본 발명의 배터리 보호용 퓨즈(100)는 일면 개방된 내부공간(111)을 가지는 하우징(110); 상기 하우징(110)의 개방된 면 상에 서로 이격되어 위치하는 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(122); 상기 내부공간(111) 내부에 위치하는 자성 합금(130)을 포함한다.First, the battery protection fuse 100 of the present invention includes a housing 110 having an inner space 111 that is open on one side; A first electrode 121 and a second electrode 122 spaced apart from each other on the open surface of the housing 110; It includes a magnetic alloy 130 located inside the inner space 111.

상기 내부공간(111), 하우징(110), 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(122) 및 자성 합금(130)에 대한 설명은 상기 양태에서 설명한 것으로 갈음한다. Descriptions of the inner space 111, the housing 110, the first electrode 121 and the second electrode 122, and the magnetic alloy 130 are replaced with those described in the above embodiment.

다음으로, 본 발명의 배터리 보호용 퓨즈(100)는 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(122) 상에 위치하는 절연층(140)을 포함한다. Next, the battery protection fuse 100 of the present invention includes an insulating layer 140 positioned on the first electrode 121 and the second electrode 122.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 절연층(140)은 상기 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(122) 및 상기 영구자석(150)이 직접 접촉하는 것을 방지하는 층으로서, 전자가 원자에 강하게 결합되어 있는 물질, 예를 들면, 점토(Clay), 석영(Quartz), 알루미나(Alumina), 폴리에틸렌(PE), 폴리염화비닐(PVC), 고무(Rubber), 열가소성탄성체(thermoplastic elastomer; TPE), 에틸렌 비닐아세테이트(EVA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리이미드(PI), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 및 에폭시(Epoxy) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. In one embodiment of the present invention, the insulating layer 140 is a layer that prevents direct contact between the first electrode 121 and the second electrode 122 and the permanent magnet 150, and electrons are transferred to atoms. Strongly bound materials, such as clay, quartz, alumina, polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), rubber, thermoplastic elastomer (TPE) , Ethylene vinyl acetate (EVA), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyimide (PI), polyether ether ketone (PEEK), polytetrafluoroethylene (PTFE), ethylene tetrafluoro It may be made of any one of ethylene (ETFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), and epoxy.

다음으로, 본 발명의 배터리 보호용 퓨즈(100)는 상기 절연층(140) 상에 위치하는 영구자석(150)을 포함한다. Next, the battery protection fuse 100 of the present invention includes a permanent magnet 150 positioned on the insulating layer 140.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 영구자석(150)은 상기 자성 합금(130)의 큐리온도 이하의 온도에서 상기 자성 합금(130) 및 상기 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(122)이 접촉하는 것을 도울 수 있다(도 7의 a). In one embodiment of the present invention, the permanent magnet 150 is the magnetic alloy 130 and the first electrode 121 and the second electrode 122 at a temperature less than the Curie temperature of the magnetic alloy 130 It can help to make contact (Fig. 7a).

본 발명의 일 실시예에서, 상기 영구자석(150)은 상기 자성 합금(130)의 큐리온도 이상의 온도에서 자성을 잃고 상기 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(122)과 분리된 경우(도 7의 b), 다시 큐리온도 이하의 온도로 냉각하여, 상기 자성 합금(130) 및 상기 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(122)이 재 접촉하는 것을 도울 수 있다. 이때, 상기 자성 합금(130)의 재자화가 필요하지 않을 수 있다. In an embodiment of the present invention, when the permanent magnet 150 loses its magnetism at a temperature equal to or higher than the Curie temperature of the magnetic alloy 130 and is separated from the first electrode 121 and the second electrode 122 (Fig. 7b), cooling to a temperature equal to or lower than the Curie temperature may help the magnetic alloy 130 and the first electrode 121 and the second electrode 122 contact again. In this case, remagnetization of the magnetic alloy 130 may not be required.

본 발명의 배터리 보호용 퓨즈(100)는 종래기술의 퓨즈와 비교하여, 합금 자체가 용단되어 전류가 단락되지 않으므로, 퓨즈가 소모되지 않으며, 나아가, 상기 영구자석(150)을 포함한 배터리 보호용 퓨즈(100)는 재사용을 위하여 재자화를 필요로 하지 않으므로, 경제적이고, 사용이 편리하다는 장점이 있다.Compared with the fuse of the prior art, the fuse 100 for battery protection of the present invention does not consume the fuse because the alloy itself is melted and the current is not shorted. ) Does not require remagnetization for reuse, so it is economical and convenient to use.

실시예 1 내지 8. 배터리 보호용 퓨즈 제작 Examples 1 to 8. Fabrication of fuse for battery protection

강자성체 전이금속으로 Ni 및 비강자성 원소로 Cu를 하기의 표 1에 기재한 조성 비율에 따라, 아크멜팅 방법을 수행하여 자성 합금을 제조하였다:According to the composition ratio shown in Table 1 below, Ni as a ferromagnetic transition metal and Cu as a nonferromagnetic element, a magnetic alloy was prepared by performing an arc melting method:

실시예Example Cu(wt%)Cu(wt%) Ni(wt%)Ni(wt%) 1One 3535 6565 22 3030 7070 33 2525 7575 44 2020 8080 55 1515 8585 66 1010 9090 77 55 9595 88 00 100100

Quartz를 이용하여 하우징을 제작하고, 상기 제조된 자성 합금을 포함한 배터리 보호용 퓨즈를 제작하였다.A housing was fabricated using quartz, and a battery protection fuse including the prepared magnetic alloy was fabricated.

실시예 a 내지 h. 배터리 보호용 퓨즈 제작 Examples a-h. Fabrication of fuse for battery protection

상기 실시예 1에서 아크멜팅 공정 대신에 연속식 습식합성 공정을 이용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 같은 방법을 이용하여 배터리 보호용 퓨즈를 제작하였다. A fuse for battery protection was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the continuous wet synthesis process was used instead of the arc melting process in Example 1.

실험예 1 내지 16. 전기적 단락 측정Experimental Examples 1 to 16. Electrical short circuit measurement

상기 실시예 1 내지 8 및 실시예 a 내지 h에서 제조한 배터리 보호용 퓨즈를 열처리 하여 전기적 단락이 생기는 시점의 온도를 측정하였다. The temperature at the point of occurrence of an electrical short was measured by heat treatment of the fuse for battery protection prepared in Examples 1 to 8 and Examples a to h.

도 8은 상기 실험방법의 모식도이다. 8 is a schematic diagram of the experimental method.

실험 결과, 상기 표 1에 기재된 Ni 및 Cu의 조성비율에 따라, 큐리온도가 제어되는 것을 확인할 수 있었다. As a result of the experiment, it was confirmed that the Curie temperature was controlled according to the composition ratio of Ni and Cu described in Table 1 above.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that other specific forms can be easily modified without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative and non-limiting in all respects. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.

100: 배터리 보호용 퓨즈
110: 하우징
111: 하우징 내부공간
121: 제 1 전극
122: 제 2 전극
130: 자성 합금
140: 절연층
150: 영구자석100: fuse for battery protection
110: housing
111: interior space of the housing
121: first electrode
122: second electrode
130: magnetic alloy
140: insulating layer
150: permanent magnet

Claims (13)

일면 개방된 내부공간을 가지는 하우징;
상기 하우징의 개방된 면 상에 서로 이격되어 위치하는 제 1 전극 및 제 2 전극; 및
상기 내부공간 내부에 위치하는 자성 합금;
을 포함하고,
상기 자성 합금은 기 설정된 단락 온도 미만에서 상기 제 1 전극 및 제 2 전극과 자성에 의해 접촉하여 전류를 흐르게 하고, 상기 기 설정된 단락 온도 이상에서 자성을 상실하여 상기 제 1 전극 및 제 2 전극과 분리되어 전류를 단락시키는 것을 특징으로 하는 배터리 보호용 퓨즈.A housing having an inner space open on one side;
A first electrode and a second electrode spaced apart from each other on the open surface of the housing; And
A magnetic alloy located inside the inner space;
Including,
The magnetic alloy contacts the first electrode and the second electrode by magnetism at less than a preset short-circuit temperature to allow current to flow, and is separated from the first electrode and the second electrode by losing magnetism above the preset short-circuit temperature. A fuse for battery protection, characterized in that the current is short-circuited. 제 1 항에 있어서,
상기 기 설정된 단락온도는 50 ℃ 내지 500 ℃인 것을 특징으로 하는 배터리 보호용 퓨즈.The method of claim 1,
The preset short circuit temperature is a battery protection fuse, characterized in that 50 ℃ to 500 ℃. 제 1 항에 있어서,
상기 자성합금의 큐리온도는 상기 기 설정된 단락온도보다 낮은 것을 특징으로 하는 배터리 보호용 퓨즈.The method of claim 1,
A battery protection fuse, characterized in that the Curie temperature of the magnetic alloy is lower than the preset short circuit temperature. 제 1 항에 있어서,
상기 자성 합금은 강자성체 전이금속 및 비강자성 물질을 포함하고, 상기 자성 합금의 큐리온도는 상기 강자성체 전이금속의 큐리온도보다 낮은 것을 특징으로 하는 배터리 보호용 퓨즈.The method of claim 1,
The magnetic alloy includes a ferromagnetic transition metal and a non-ferromagnetic material, and a Curie temperature of the magnetic alloy is lower than a Curie temperature of the ferromagnetic transition metal. 제 4 항에 있어서,
상기 강자성체 전이금속은 Fe, Co 또는 Ni 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 배터리 보호용 퓨즈.The method of claim 4,
The ferromagnetic transition metal is a fuse for battery protection, characterized in that any one of Fe, Co, or Ni. 제 1 항에 있어서,
상기 하우징은 점토(Clay), 석영(Quartz), 알루미나(Alumina), 폴리에틸렌(PE), 폴리염화비닐(PVC), 고무(Rubber), 열가소성탄성체(thermoplastic elastomer; TPE), 에틸렌 비닐아세테이트(EVA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리이미드(PI), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 및 에폭시(Epoxy) 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 배터리 보호용 퓨즈.The method of claim 1,
The housing is clay, quartz, alumina, polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), rubber, thermoplastic elastomer (TPE), ethylene vinyl acetate (EVA). , Polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyimide (PI), polyetheretherketone (PEEK), polytetrafluoroethylene (PTFE), ethylenetetrafluoroethylene (ETFE), poly A fuse for battery protection, characterized in that made of any one of vinylidene fluoride (PVDF) and epoxy. 일면 개방된 내부공간을 가지는 하우징;
상기 하우징의 개방된 면 상에 서로 이격되어 위치하는 제 1 전극 및 제 2 전극;
상기 내부공간 내부에 위치하는 자성 합금;
상기 제 1 전극 및 제 2 전극 상에 위치하는 절연층; 및
상기 절연층 상에 위치하는 영구자석;
을 포함하고,
상기 자성 합금은 기 설정된 단락온도 미만에서 상기 제 1 전극 및 제 2 전극과 자성에 의해 접촉하여 전류를 흐르게 하고, 상기 기 설정된 단락온도 이상에서 자성을 상실하여 상기 제 1 전극 및 제 2 전극과 분리되어 전류를 단락시키는 것을 특징으로 하는 배터리 보호용 퓨즈.A housing having an inner space open on one side;
A first electrode and a second electrode spaced apart from each other on the open surface of the housing;
A magnetic alloy located inside the inner space;
An insulating layer on the first electrode and the second electrode; And
A permanent magnet positioned on the insulating layer;
Including,
The magnetic alloy contacts the first electrode and the second electrode by magnetism below a preset short-circuit temperature to allow current to flow, and is separated from the first electrode and the second electrode by losing magnetism above the preset short-circuit temperature. A fuse for battery protection, characterized in that the current is short-circuited. 제 7 항에 있어서,
상기 기 설정된 단락온도는 50 ℃ 내지 500 ℃인 것을 특징으로 하는 배터리 보호용 퓨즈.The method of claim 7,
The preset short circuit temperature is a battery protection fuse, characterized in that 50 ℃ to 500 ℃. 제 7 항에 있어서,
상기 자성합금의 큐리온도는 기 설정된 단락온도보다 낮은 것을 특징으로 하는 배터리 보호용 퓨즈.The method of claim 7,
A battery protection fuse, characterized in that the Curie temperature of the magnetic alloy is lower than a preset short circuit temperature. 제 7 항에 있어서,
상기 자성 합금은 강자성체 전이금속 및 비강자성 물질을 포함하고, 상기 자성 합금의 큐리온도는 상기 강자성체 전이금속의 큐리온도보다 낮은 것을 특징으로 하는 배터리 보호용 퓨즈.The method of claim 7,
The magnetic alloy includes a ferromagnetic transition metal and a non-ferromagnetic material, and a Curie temperature of the magnetic alloy is lower than a Curie temperature of the ferromagnetic transition metal. 제 10 항에 있어서,
상기 강자성체 전이금속은 Fe, Co 또는 Ni 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 배터리 보호용 퓨즈.The method of claim 10,
The ferromagnetic transition metal is a fuse for battery protection, characterized in that any one of Fe, Co, or Ni. 제 7 항에 있어서,
상기 하우징은 점토(Clay), 석영(Quartz), 알루미나(Alumina), 폴리에틸렌(PE), 폴리염화비닐(PVC), 고무(Rubber), 열가소성탄성체(thermoplastic elastomer; TPE), 에틸렌 비닐아세테이트(EVA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리이미드(PI), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 및 에폭시(Epoxy) 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 배터리 보호용 퓨즈.The method of claim 7,
The housing is clay, quartz, alumina, polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), rubber, thermoplastic elastomer (TPE), ethylene vinyl acetate (EVA). , Polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyimide (PI), polyetheretherketone (PEEK), polytetrafluoroethylene (PTFE), ethylenetetrafluoroethylene (ETFE), poly A fuse for battery protection, characterized in that made of any one of vinylidene fluoride (PVDF) and epoxy. 제 7 항에 있어서,
상기 절연층은 점토(Clay), 석영(Quartz), 알루미나(Alumina), 폴리에틸렌(PE), 폴리염화비닐(PVC), 고무(Rubber), 열가소성탄성체(thermoplastic elastomer; TPE), 에틸렌 비닐아세테이트(EVA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리이미드(PI), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 및 에폭시(Epoxy) 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 배터리 보호용 퓨즈.The method of claim 7,
The insulating layer is clay, quartz, alumina, polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), rubber, thermoplastic elastomer (TPE), ethylene vinyl acetate (EVA). ), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyimide (PI), polyether ether ketone (PEEK), polytetrafluoroethylene (PTFE), ethylene tetrafluoroethylene (ETFE), Fuse for battery protection, characterized in that consisting of any one of polyvinylidene fluoride (PVDF) and epoxy (Epoxy).
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