TW202326782A - 保護元件及電池組 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種謀求熔絲元件之快速熔斷與防止絕緣破壞，且可應對高應答性、高可靠性之保護元件及電池組。
保護元件1具備：絕緣基板2；第1、第2電極4a、4b，其等設置於絕緣基板2；發熱體5，其形成於絕緣基板2；發熱體引出電極4c，其與發熱體5電性連接；可熔導體3，其經由發熱體引出電極4c而自第1電極4a遍及第2電極4b搭載；及絕緣保護層7，其覆蓋發熱體5；且絕緣保護層7含有導熱性填料10。
Description
本技術係關於一種於過充電、過放電等異常時遮斷電流路徑之保護元件、及使用該保護元件之電池組。
可充電後反覆利用之二次電池多數係加工成電池組而提供給使用者。尤其是關於重量能量密度較高之鋰離子二次電池，為了確保使用者及電子機器之安全，一般將過充電保護、過放電保護等多個保護電路內置於電池組，於特定之情形時具有將電池組之輸出遮斷之功能。
作為適於此種鋰離子二次電池等之保護電路之保護元件，使用如下構造：於保護元件內部具有發熱體，藉由該發熱體之發熱將電流路徑上之可熔導體熔斷。
鋰離子二次電池之用途近年來不斷擴大，開始用於更大電流之用途，例如電動起子等電動工具、無人機、電動腳踏車、油電混合車、電動汽車、電動輔助自行車等機器。如此，因鋰離子二次電池之用途擴大，故保護元件亦必須滿足各種要求，其中，高應答、高可靠性相關之特性於確保安全之保護元件之性質上成為最重要的指標之一。
圖12係表示先前之保護元件之一構成例之圖，(A)係將罩部構件省略表示之俯視圖，(B)係剖視圖，(C)係仰視圖。圖12所示之保護元件100具備：絕緣基板101；第1、第2電極102、103，其等形成於絕緣基板101之表面上；發熱體104，其形成於絕緣基板101之表面；絕緣層105，其被覆發熱體104；發熱體引出電極106，其積層於絕緣層105上並且與發熱體104連接；以及熔絲元件107，其係遍及第1電極102、發熱體引出電極106、及第2電極103經由連接用焊料而搭載之可熔導體。
第1、第2電極102、103係連接於供連接保護元件100之外部電路之電流路徑上之端子部，第1電極102經由堡形結構(castellation)而與形成於絕緣基板101之背面之第1外部連接電極102a連接，第2電極103經由堡形結構而與形成於絕緣基板101之背面之第2外部連接電極103a連接。保護元件100係藉由將第1、第2外部連接電極102a、103a連接於設置在供安裝保護元件100之外部電路基板之連接電極，而將熔絲元件107組裝至形成於外部電路基板上之電流路徑之一部分。
發熱體104係電阻值相對較高且具有當通電時發熱之導電性之構件，例如由鎳鉻合金、W、Mo、Ru等或包含其等之材料構成。又，發熱體104與形成於絕緣基板101之表面上之發熱體電極108連接。發熱體電極108經由堡形結構而與形成於絕緣基板101之背面之第3外部連接電極108a連接。保護元件100係藉由將第3外部連接電極108a連接於設置在供安裝保護元件100之外部電路基板之連接電極，而將發熱體104與設置於外部電路之外部電源連接。而且，發熱體104由未圖示之開關元件等始終控制通電及發熱。
發熱體104由包含玻璃層等之絕緣層105被覆，並且藉由在絕緣層105上形成發熱體引出電極106，而經由絕緣層105與發熱體引出電極106重疊。又，於發熱體引出電極106上連接有遍及第1、第2電極102、103間而連接之熔絲元件107。
藉此，保護元件100藉由將發熱體104與熔絲元件107重疊而使其等熱連接，當發熱體104藉由通電而發熱時可將熔絲元件107熔斷。
熔絲元件107由無Pb焊料等低熔點金屬或者Ag、Cu或以其等為主成分之合金等高熔點金屬形成，或者具有低熔點金屬與高熔點金屬之積層構造。而且，熔絲元件107藉由自第1電極102經由發熱體引出電極106連接至第2電極103，而構成組裝有保護元件100之外部電路之電流路徑之一部分。而且，熔絲元件107藉由流通超過額定之電流而利用自發熱(焦耳熱)熔斷，或者藉由發熱體104之發熱而熔斷，將第1、第2電極102、103間遮斷。
而且，當需要將外部電路之電流路徑遮斷時，保護元件100藉由開關元件對發熱體104通電。藉此，保護元件100中，發熱體104發熱至高溫，將組裝至外部電路之電流路徑上之熔絲元件107熔融。熔絲元件107之熔融導體係藉由被潤濕性較高之發熱體引出電極106及第1、第2電極102、103吸引而將熔絲元件107熔斷。因此，保護元件100可使第1電極102～發熱體引出電極106～第2電極103之間熔斷，從而將外部電路之電流路徑遮斷。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2015-35281號公報
[發明所欲解決之問題]
絕緣層105例如係使用厚膜印刷技術而形成。可藉由印刷製程而形成之玻璃之厚度一般為10～60 μm左右，能夠形成得非常薄，故而可將發熱體104所產生之熱有效率地傳遞至熔絲元件107。
然而，二次電池之用途越來越高電壓化，施加至發熱體104之電壓亦趨於標準地使用超過作為安全且低電壓之42 V之電壓。又，絕緣層105如上所述形成得非常薄，故而存在印刷時形成產生於玻璃層內之針孔等之情形。因此，如圖13所示，於對發熱體104施加高電壓時，存在於針孔等絕緣性能降低之部位，發生絕緣破壞，於發熱體104進行充分之發熱之前，發熱體104已被破壞之情形。
作為其對策，可列舉增加印刷次數而使絕緣層105之厚度變厚。為了防止對發熱體104通電時之絕緣破壞，絕緣層105一般以20 μm以上之膜厚形成。
然而，絕緣層105之膜厚越厚，則對熔絲元件107之導熱效率越降低，於為了實現應對大電流之保護元件而增大熔絲元件107之厚度之情形等時，無法使熔絲元件107迅速地熔斷。
因此，本技術之目的在於提供一種謀求熔絲元件之快速熔斷與防止絕緣破壞，可應對高應答性、高可靠性之保護元件及電池組。
[解決問題之技術手段]
為了解決上述問題，本技術之保護元件具備：絕緣基板；第1、第2電極，其等設置於上述絕緣基板；發熱體，其形成於上述絕緣基板；發熱體引出電極，其與上述發熱體電性連接；可熔導體，其經由上述發熱體引出電極而自上述第1電極遍及上述第2電極搭載；及絕緣保護層，其覆蓋上述發熱體；且上述絕緣保護層含有導熱性填料。
又，本技術之電池組具備：1個以上之電池單元；保護元件，其連接於上述電池單元之充放電路徑上，將該充放電路徑遮斷；及電流控制元件，其檢測上述電池單元之電壓值並控制對上述保護元件之通電；且上述保護元件具備：絕緣基板；第1、第2電極，其等設置於上述絕緣基板；發熱體，其形成於上述絕緣基板；發熱體引出電極，其與上述發熱體電性連接；可熔導體，其經由上述發熱體引出電極而自上述第1電極遍及上述第2電極搭載；及絕緣保護層，其覆蓋上述發熱體；且上述絕緣保護層含有導熱性填料。
[發明之效果]
根據本技術，可提供一種保護元件，其藉由提高絕緣層之熱導率，從而自發熱體向可熔導體之傳熱速度變高，又，可防止絕緣破壞，應對高應答性、高可靠性。
以下，參照圖式，對應用本技術之保護元件及電池組詳細地進行說明。再者，本技術並不僅限定於以下之實施方式，當然能夠於不脫離本技術之主旨之範圍內進行各種變更。又，圖式係模式性的圖，有時各尺寸之比率等與實物不同。具體尺寸等應參考以下之說明進行判斷。又，當然圖式相互之間亦包含相互之尺寸之關係或比率不同之部分。
應用本技術之保護元件1如圖1(A)～(C)所示，具備：絕緣基板2；可熔導體3，其支持於絕緣基板2上；第1電極4a、第2電極4b及發熱體引出電極4c，其等連接於可熔導體3；發熱體5，其設置於絕緣基板2且藉由通電而發熱；發熱體電極6，其與發熱體5連接，成為對發熱體5之供電端子；及絕緣保護層7，其被覆發熱體5。
圖1所示之保護元件1中，於絕緣基板2之支持有可熔導體3之正面2a，形成有發熱體5及被覆發熱體5之絕緣保護層7。又，於絕緣基板2之正面2a，形成有與可熔導體3之一端部連接之第1電極4a及與可熔導體3之另一端部連接之第2電極4b，作為通電部。進而，於絕緣基板2之正面2a側形成有發熱體引出電極4c，該發熱體引出電極4c與發熱體5電性連接並且重疊於絕緣保護層7上，且亦與可熔導體3連接。
此處，絕緣保護層7由玻璃等絕緣材料構成，並且含有導熱性填料。因此，絕緣保護層7之導熱效率提高，將發熱體5之發熱高效率地傳遞至可熔導體3。藉此，無須為了提高導熱效率而使絕緣保護層7形成得極薄，可形成為厚至能夠防止針孔等產生之程度而抑制絕緣破壞。又，即便不使絕緣保護層7形成得極薄，亦能夠將可熔導體3迅速地熔斷，因此，亦能夠防止發熱體5於可熔導體3熔斷之前先損傷。
藉由將此種保護元件1組裝至外部電路，從而可熔導體3構成該外部電路之電流路徑之一部分，因發熱體5之發熱、或者超過額定之過電流而熔斷，藉此將電流路徑遮斷。以下，對保護元件1之各構成詳細地進行說明。
[絕緣基板]
絕緣基板2例如由氧化鋁、玻璃陶瓷、莫來石、氧化鋯等具有絕緣性之構件形成。另外，絕緣基板2亦可使用玻璃環氧基板、酚基板等印刷配線基板中所使用之材料。
[第1、第2電極]
於絕緣基板2之相對向之兩端部，形成有第1、第2電極4a、4b。第1、第2電極4a、4b分別由Ag或Cu等之導電圖案形成。又，較佳為於第1、第2電極4a、4b之表面上藉由鍍覆處理等公知之方法而塗佈有Ni/Au鍍層、Ni/Pd鍍層、Ni/Pd/Au鍍層等被膜。藉此，保護元件1可防止第1、第2電極4a、4b之氧化，且防止伴隨導通電阻上升之額定變動。又，於將保護元件1回焊安裝之情形時，可防止因連接可熔導體3之連接用焊料熔融而將第1、第2電極4a、4b侵蝕(焊料腐蝕)。
第1電極4a自絕緣基板2之正面2a經由堡形結構而與形成於背面2b之第1外部連接電極11連續。又，第2電極4b自絕緣基板2之正面2a經由堡形結構而與形成於背面2b之第2外部連接電極12連續。當將保護元件1安裝於外部電路基板時，第1、第2外部連接電極11、12連接於設置在該外部電路基板之連接電極，藉此將可熔導體3組裝至形成於該外部電路基板上之電流路徑之一部分。
第1、第2電極4a、4b藉由經由連接焊料等導電連接材料搭載可熔導體3，而經由可熔導體3電性連接。又，如圖2(A)(B)所示，藉由在保護元件1中流通超過額定之大電流而使可熔導體3藉由自發熱(焦耳熱)熔斷，或者發熱體5伴隨通電而發熱使可熔導體3熔斷，從而第1、第2電極4a、4b之連接被遮斷。
[發熱體]
發熱體5係電阻值相對較高且具有通電時發熱之導電性之構件，例如由鎳鉻合金、W、Mo、Ru等或包含其等之材料構成。發熱體5可藉由以下方法形成：將其等之合金或者組合物、化合物之粉狀體與樹脂黏合劑等混合後製成膏狀者，於絕緣基板2上使用網版印刷技術形成圖案，並進行燒成等。作為一例，發熱體5可藉由以下方法形成，即，將氧化釕系膏、銀、及玻璃膏之混合膏根據特定之電壓進行調整，於絕緣基板2之正面2a之特定位置以特定之面積製膜，然後，於適當條件下進行燒成處理。又，發熱體5之形狀可適當設計，但如圖1所示，就使發熱面積最大化之方面而言，較佳為根據絕緣基板2之形狀而形成為大致矩形狀。
又，發熱體5係一端部5a與第1引出電極15連接，另一端部5b與第2引出電極16連接。第1引出電極15係自發熱體電極6沿著發熱體5之一端部5a引出形成，於圖1所示之保護元件1中，沿著形成為大致矩形狀之發熱體5之一側緣延伸，並且與該發熱體5之一側緣重疊。同樣地，第2引出電極16係自中間電極8沿著發熱體5之另一端部5b引出形成，於圖1所示之保護元件1中，沿著形成為大致矩形狀之發熱體5之另一側緣延伸，並且與該發熱體5之另一側緣重疊。
發熱體電極6及中間電極8形成於絕緣基板2之與設置有第1、第2電極4a、4b之側緣不同之相對向之側緣。發熱體電極6係對發熱體5之供電電極，經由第1引出電極15而與發熱體5之一端部5a連接，並且經由堡形結構而與形成於絕緣基板2之背面2b之第3外部連接電極13連續。
發熱體電極6、第1、第2引出電極15、16、及中間電極8係與第1、第2電極4a、4b同樣地，可藉由將Ag或Cu等導電膏印刷、燒成而形成。又，藉由將形成於絕緣基板2之正面2a上之該等各電極由相同之材料構成，可利用一次之印刷及燒成步驟而形成。
再者，發熱體電極6亦可設置規制壁，該規制壁防止與第3外部連接電極13連接之外部電路基板之電極上所設置之連接用焊料於回焊安裝等中熔融，而經由堡形結構爬上發熱體電極6上，於發熱體電極6上潤濕擴散。第1、第2電極4a、4b亦同樣地，亦可設置規制壁。規制壁例如可使用玻璃或阻焊劑、絕緣性接著劑等對焊料不具有潤濕性之絕緣材料而形成，可藉由印刷等而形成於發熱體電極6上。藉由設置規制壁，可防止熔融之連接用焊料潤濕擴散至發熱體電極6或第1、第2電極4a、4b，而維持保護元件1與外部電路基板之連接性。
中間電極8係設置於發熱體5與積層於絕緣保護層7上之發熱體引出電極4c之間的電極，與發熱體5之另一端部5b連接，並且與發熱體引出電極4c連接。發熱體引出電極4c經由絕緣保護層7而與發熱體5重疊並且與可熔導體3連接。
[絕緣保護層]
又，發熱體5、第1引出電極15及第2引出電極16由絕緣保護層7被覆。又，於絕緣保護層7上形成有發熱體引出電極4c，且重疊有可熔導體3。
絕緣保護層7係為了謀求發熱體5之保護及絕緣，並且將發熱體5之熱高效率地向發熱體引出電極4c及可熔導體3傳遞而設置，如圖3所示，由對發熱體5之發熱溫度具有耐熱性之玻璃等絕緣材料9構成，並且該絕緣材料9中含有導熱性填料10。作為構成絕緣材料9之玻璃原料，例如有氧化矽系玻璃之外覆層用玻璃膏或絕緣用玻璃膏。
絕緣保護層7例如可藉由將玻璃系之膏利用網版印刷等塗佈、燒成而形成。於圖1所示之保護元件1中，絕緣保護層7形成為覆蓋形成於絕緣基板2之正面2a之發熱體5。
就玻璃膏等之塗佈性或可熔導體3之遮斷時間之觀點考慮來設定絕緣保護層7之厚度。即，玻璃膏之黏度根據導熱性填料10之含量而變化，根據塗佈厚度不同，會產生成為絕緣破壞之原因之針孔等，或者於微細之開口圖案之情形時膏難以自遮罩剝離而於圖案產生缺損。又，若絕緣保護層7之厚度增加，則距發熱體引出電極4c及可熔導體3之距離延長，故而根據絕緣保護層7之熱導率不同，可熔導體3之遮斷時間會延長。因此，絕緣保護層7之厚度係根據玻璃膏等材料之塗佈性或所要求之可熔導體3之遮斷時間來適當設定，例如設為厚於10 μm且為40 μm以下，較佳設為20 μm以上40 μm以下。
[導熱性填料]
絕緣材料9中所含有之導熱性填料10之熱導率較構成絕緣保護層7之絕緣材料9高。因此，藉由含有導熱性填料10，絕緣保護層7之導熱效率提高，將發熱體5之發熱高效率地傳遞至可熔導體3(參照圖3)。藉此，可將絕緣保護層7形成為厚至可防止針孔等產生之程度而抑制絕緣破壞，並且可將發熱體5之發熱高效率地傳遞至可熔導體3，使其迅速地熔斷。又，藉由將可熔導體3迅速地熔斷，亦能夠防止發熱體5於可熔導體3之熔斷之前先損傷。
導熱性填料10只要為熱導電性優異之填料則並無特別限定。導熱性填料10例如可使用氧化鋁(Aluminium oxide)、氧化鎂(Magnesium Oxide)、氧化鋁(alumina)、氧化鎂(magnesia)、二氧化矽等金屬氧化物、氮化鋁、氮化硼等氮化物等。其等之中，就耐熱性(高熱可靠性)、低比重、低成本化等觀點而言，較佳為使用氧化鋁或氮化鋁。作為導熱性填料10，以界面強化或分散性之提高為目的，亦可使用經矽烷偶合劑處理後者。又，導熱性填料10可單獨使用1種，但亦可將含有高熱導率之填料等2種以上併用，來調整為了使絕緣保護層7具備所期望之熱傳遞效率所需要之導熱性填料10之體積容量。
又，導熱性填料10之形狀並不特別限定，例如，可列舉球狀、粉末狀、顆粒狀、扁平狀、鱗片狀等之導熱性填料。
導熱性填料10使用熱導率越高者，則越能以較少之含量提高絕緣保護層7之熱導率。又，導熱性填料10使用熱導率越高者，則為了確保絕緣保護層7之所期望之熱導率所需要之含量越少，越能抑制構成絕緣保護層7之絕緣材料9之塗佈黏度之上升，越具有良好之塗佈性。
圖4係表示於玻璃(熱導率：1 W/mK)中分散有氧化鋁(熱導率：40 W/mK)而成之絕緣保護層7之熱導率與氧化鋁之體積分率之對應的圖表。圖5係表示於玻璃(熱導率：1 W/mK)中分散有氮化鋁(熱導率：285 W/mK)而成之絕緣保護層7之熱導率與氮化鋁之體積分率之對應的圖表。
再者，絕緣保護層7之熱導率例如可藉由與調配有填料之複合體之熱導率相關的Bruggeman式而求出。於下述所示之Bruggeman式中，考慮樹脂與填料之熱導率、填料於複合樹脂中所占之填充率、填料形狀(球狀)及尺寸之效果、接近填料間之溫度分佈之影響。
[數1]
導熱性填料10與構成絕緣保護層7之絕緣材料9之熱導率之差較佳為19 W/mK以上。例如，於使用玻璃(熱導率：1 W/mK)作為絕緣材料9，使用氧化鋁(含量96%)(熱導率：20 W/mK)作為導熱性填料10之情形時，熱導率之差為19 W/mK。又，於使用玻璃(熱導率：1 W/mK)作為絕緣材料9，使用氧化鎂(熱導率：50 W/mK)作為導熱性填料10之情形時，熱導率之差為49 W/mK。如下所述，藉由使用高導熱之導熱性填料10，從而為了使絕緣保護層7為所期望之熱導率所需要之導熱性填料10之體積容量變少，具有良好之塗佈性，可提高製造效率。
絕緣保護層7中之導熱性填料10之含量係根據該導熱性填料10之熱導率、絕緣保護層7之所期望之熱導率及絕緣材料9之塗佈性來設定。絕緣保護層7中之導熱性填料10之含量例如較佳為超過20體積%且未達60體積%。於導熱性填料10之含量未達20體積%之情形時，無法謀求絕緣保護層7之熱導率之提高，因絕緣保護層7或可熔導體3之厚度而難以實現可熔導體3之迅速熔斷。又，若導熱性填料10之含量超過60體積%，則絕緣材料9之塗佈黏度變高，因塗佈厚度而對塗佈性帶來障礙。例如，絕緣保護層7中用以確保2 W/mK之熱導率之導熱性填料10之含量於使用具有20 W/mK以上之高熱導率之導熱性填料10之情形時為20～25體積%。
導熱性填料10之平均粒徑例如可設為0.5～20 μm之範圍。又，就實現導熱性填料10之填充量之高填充(最密填充)化，並且進一步提高絕緣保護層7之熱導率之觀點而言，亦可使用平均粒徑不同之2種以上之導熱性填料10。於使用單一之導熱性填料10之情形時，存在於粒子與粒子之間產生間隙之情形，但藉由使用平均粒徑不同之2種以上之導熱性填料10，而容易填埋粒子與粒子之間之間隙，其結果，可使絕緣保護層7更加高導熱化。例如，就分散性與高導熱性之觀點而言，較佳為併用平均粒徑0.5～5 μm之小徑填料與平均粒徑5～20 μm之大徑填料，作為導熱性填料10。
又，於併用平均粒徑不同之2種導熱性填料10之情形時，相對小徑之導熱性填料10與相對大徑之導熱性填料10之體積比(小徑之導熱性填料：大徑之導熱性填料)例如可設為15：85～90：10之範圍，亦可設為40：60～60：40之範圍。
保護元件1藉由安裝於外部電路基板，而經由第3外部連接電極13使發熱體5與形成於外部電路之電流控制元件等連接。發熱體5於平常時被限制通電及發熱，但於要遮斷外部電路之通電路徑之特定時序經由第3外部連接電極13而通電、發熱。
保護元件1藉由將發熱體5之熱經由絕緣保護層7及發熱體引出電極4c傳遞至可熔導體3，可使連接第1、第2通電部4a、4b之可熔導體3熔融。此時，根據保護元件1，由於構成絕緣保護層7之絕緣材料9中含有導熱性填料10，故而可將發熱體5之發熱高效率地傳遞至可熔導體3。藉此，可使可熔導體3迅速地熔斷。絕緣保護層7由於具備高熱傳遞效率，故而無須為了將熱迅速地傳遞至可熔導體3而形成得極薄，可防止針孔等產生，從而可抑制絕緣破壞。又，藉由使可熔導體3迅速地熔斷，亦能夠防止發熱體5於可熔導體3之熔斷之前先損傷。
可熔導體3之熔融導體3a凝聚於發熱體引出電極4c上及第1、第2通電部4a、4b，藉此將第1、第2通電部4a、4b間之電流路徑遮斷(圖2)。再者，如下所述，發熱體5因可熔導體3熔斷，而自身之通電路徑亦被遮斷，故而停止發熱。
[發熱體引出電極]
形成於絕緣保護層7上之發熱體引出電極4c係一端與中間電極8連接，並且隔著絕緣保護層7而與發熱體5重疊。又，發熱體引出電極4c經由連接焊料等接合材料而於第1、第2電極4a、4b間連接有可熔導體3。
又，發熱體引出電極4c與第1、第2電極4a、4b同樣地，可藉由將Ag或Cu等導電膏印刷、燒成而形成。又，較佳為於發熱體引出電極4c之表面上，藉由鍍覆處理等公知之方法而塗佈Ni/Au鍍層、Ni/Pd鍍層、Ni/Pd/Au鍍層等被膜。
[可熔導體]
繼而，對可熔導體3進行說明。可熔導體3係遍及第1及第2電極4a、4b間而安裝，藉由發熱體5因通電而產生之發熱、或流通超過額定之電流而利用自發熱(焦耳熱)熔斷，將第1電極4a與第2電極4b之間之電流路徑遮斷。
可熔導體3只要為藉由發熱體5因通電而產生之發熱、或過電流狀態而熔融之導電性之材料即可，例如，可使用SnAgCu系之無Pb焊料、BiPbSn合金、BiPb合金、BiSn合金、SnPb合金、PbIn合金、ZnAl合金、InSn合金、PbAgSn合金等。
又，可熔導體3亦可為含有高熔點金屬及低熔點金屬之構造體。例如，如圖6所示，可熔導體3係包括內層與外層之積層構造體，具有低熔點金屬層18作為內層，具有高熔點金屬層19作為積層於低熔點金屬層18之外層。可熔導體3經由連接焊料等接合材料而連接於第1、第2電極4a、4b及發熱體引出電極4c上。
低熔點金屬層18較佳為以焊料或Sn為主成分之金屬，係一般被稱為「無Pb焊料」之材料。低熔點金屬層18之熔點未必高於回焊溫度，亦可以200℃左右熔融。高熔點金屬層19係積層於低熔點金屬層18之表面之金屬層，例如係以Ag或Cu或其等中之任一者為主成分之金屬，且具有於藉由回焊進行第1、第2電極4a、4b及發熱體引出電極4c與可熔導體3之連接或保護元件1向外部電路基板上之安裝之情形時亦不熔融之高熔點。
此種可熔導體3可藉由在低熔點金屬箔上使用鍍覆技術成膜高熔點金屬層而形成，或者亦可使用其他周知之積層技術、膜形成技術而形成。又，可熔導體3可設為低熔點金屬層18之整個面由高熔點金屬層19被覆之構造，亦可為除相對向之一對側面以外被覆之構造。再者，可熔導體3亦可使高熔點金屬層19為內層，使低熔點金屬層18為外層而構成，又，可設為將低熔點金屬層18與高熔點金屬層19交替地積層而成之3層以上之多層構造，於外層之一部分設置開口部並使內層之一部分露出等，由各種構成形成。
可熔導體3藉由在成為內層之低熔點金屬層18積層高熔點金屬層19作為外層，即便於回焊溫度超過低熔點金屬層18之熔融溫度之情形時，亦能夠維持作為可熔導體3之形狀，不至於熔斷。因此，可藉由回焊而高效率地進行第1、第2電極4a、4b及發熱體引出電極4c與可熔導體3之連接或保護元件1向外部電路基板上之安裝，又，藉由回焊亦可防止因局部電阻值伴隨可熔導體3之變形而變高或變低等而導致於特定溫度下不熔斷、或者於未達特定溫度時熔斷等熔斷特性之變動。
又，可熔導體3於流通特定之額定電流之期間，不會藉由自發熱而熔斷。而且，若流通高於額定之值之電流，則可熔導體3藉由自發熱而熔融，將第1、第2電極4a、4b間之電流路徑遮斷。又，藉由發熱體5通電發熱而熔融，將第1、第2電極4a、4b間之電流路徑遮斷。
此時，可熔導體3藉由熔融之低熔點金屬層18侵蝕(焊料腐蝕)高熔點金屬層19，而使高熔點金屬層19於低於熔融溫度之溫度下熔解。因此，可熔導體3可利用低熔點金屬層18對高熔點金屬層19之浸蝕作用而於短時間內熔斷。又，可熔導體3之熔融導體3a由於因發熱體引出電極4c及第1、第2電極4a、4b之物理性饋入作用而分斷，故而可迅速且確實地將第1、第2電極4a、4b間之電流路徑遮斷(圖2)。
又，可熔導體3較佳為使低熔點金屬層18之體積形成得較高熔點金屬層19之體積多。可熔導體3藉由過電流所致之自發熱或發熱體5之發熱而被加熱，藉由低熔點金屬熔融而侵蝕高熔點金屬，藉此可迅速地熔融、熔斷。因此，可熔導體3藉由使低熔點金屬層18之體積形成得較高熔點金屬層19之體積多，而促進該侵蝕作用，從而可迅速地將第1、第2電極4a、4b間遮斷。
又，可熔導體3由於在成為內層之低熔點金屬層18積層高熔點金屬層19而構成，故而可較先前之包含高熔點金屬之晶片熔絲(chip fuse)等大幅地降低熔斷溫度。因此，可熔導體3與相同尺寸之晶片熔絲等相比，可增大截面面積且大幅度提高額定電流。又，可謀求較具有相同額定電流之先前之晶片熔絲更小型化、薄型化，且快速熔斷性優異。
又，可熔導體3可提高對異常高之電壓瞬間施加至組裝有保護元件1之電氣系統之突波之耐性(耐脈衝性)。即，可熔導體3必須於例如100 A之電流流通數msec之情形時才會熔斷。於該方面，由於極短時間內流通之大電流於導體之表層流通(集膚效應)，故而可熔導體3設置電阻值較低之Ag鍍層等高熔點金屬層19作為外層，因此容易流通因突波施加之電流，可防止因自發熱所致之熔斷。因此，可熔導體3與先前之包含焊料合金之熔絲相比，可大幅度提高對突波之耐性。
再者，可熔導體3為了防止氧化、及提高熔斷時之潤濕性等，亦可塗佈助焊劑(未圖示)。又，保護元件1係藉由將絕緣基板2由殼體17覆蓋而保護其內部。殼體17例如可使用各種工程塑膠、熱塑性塑膠、陶瓷、玻璃環氧基板等具有絕緣性之構件而形成。又，殼體17於絕緣基板2之正面2a上具有足以供可熔導體3於熔融時膨脹成球狀且熔融導體3a凝聚於發熱體引出電極4c或第1、第2電極4a、4b上之內部空間。
[電路構成例]
此種保護元件1例如係組裝至鋰離子二次電池之電池組20內之電路而使用。如圖7所示，電池組20例如具有包括合計4個鋰離子二次電池之電池單元21a～21d之電池堆25。
電池組20具備電池堆25、控制電池堆25之充放電的充放電控制電路26、於電池堆25異常時將充放電路徑遮斷之應用有本發明之保護元件1、檢測各電池單元21a～21d之電壓之檢測電路27、根據檢測電路27之檢測結果來控制保護元件1之動作之成為開關元件的電流控制元件28。
電池堆25係將需要用以保護其免受過充電及過放電狀態影響之控制之電池單元21a～21d串聯連接而成者，經由電池組20之正極端子20a、負極端子20b而能夠裝卸地連接於充電裝置22，被施加來自充電裝置22之充電電壓。藉由充電裝置22而充電之電池組20藉由將正極端子20a、負極端子20b連接於以電池動作之電子機器，可使該電子機器動作。
充放電控制電路26具備串聯連接於電池堆25與充電裝置22之間之電流路徑的2個電流控制元件23a、23b、及控制該等電流控制元件23a、23b之動作之控制部24。電流控制元件23a、23b例如由電場效應電晶體(以下，稱為FET)構成，藉由利用控制部24控制閘極電壓，而控制電池堆25向電流路徑之充電方向及/或放電方向之導通與遮斷。控制部24自充電裝置22接受電力供給而動作，根據檢測電路27之檢測結果，以於電池堆25過放電或過充電時將電流路徑遮斷之方式，控制電流控制元件23a、23b之動作。
保護元件1例如連接於電池堆25與充放電控制電路26之間之充放電電流路徑上，其動作由電流控制元件28控制。
檢測電路27與各電池單元21a～21d連接，檢測各電池單元21a～21d之電壓值，並將各電壓值供給至充放電控制電路26之控制部24。又，檢測電路27於電池單元21a～21d中之任一者成為過充電電壓或過放電電壓時輸出控制電流控制元件28之控制信號。
電流控制元件28例如由FET構成，藉由自檢測電路27輸出之檢測信號，於電池單元21a～21d之電壓值成為超過特定之過放電或過充電狀態之電壓時，使保護元件1動作，以無論電流控制元件23a、23b之開關動作如何均將電池堆25之充放電電流路徑遮斷之方式進行控制。
用於包含如以上之構成之電池組20的應用本發明之保護元件1具有如圖8所示之電路構成。即，保護元件1係將第1外部連接電極11與電池堆25側連接，將第2外部連接電極12與正極端子20a側連接，藉此將可熔導體3串聯連接於電池堆25之充放電路徑上。又，保護元件1將發熱體5經由發熱體電極6及第3外部連接電極13而與電流控制元件28連接，並且將發熱體5與電池堆25之開放端連接。如此，發熱體5係一端經由發熱體引出電極4c而與可熔導體3及電池堆25之一開放端連接，另一端經由第3外部連接電極13而與電流控制元件28及電池堆25之另一開放端連接。藉此，形成對能夠由電流控制元件28控制通電之發熱體5之供電路徑。
[保護元件之動作]
當檢測電路27檢測出電池單元21a～21d中之任一者之異常電壓時，向電流控制元件28輸出遮斷信號。於是，電流控制元件28控制電流以對發熱體5通電。保護元件1係使電流自電池堆25流至發熱體5，藉此發熱體5開始發熱。保護元件1藉由發熱體5之發熱而將可熔導體3熔斷，從而將電池堆25之充放電路徑遮斷。又，保護元件1藉由使可熔導體3形成為含有高熔點金屬與低熔點金屬，可使低熔點金屬於高熔點金屬之熔斷前熔融，利用熔融之低熔點金屬對高熔點金屬之侵蝕作用而在短時間內使可熔導體3熔解。
此時，保護元件1藉由使絕緣保護層7含有導熱性填料10，而提高熱導率。藉此，絕緣保護層7可將發熱體5之發熱高效率地傳遞至可熔導體3，使可熔導體3迅速地熔斷。又，絕緣保護層7無須形成得極薄，可防止針孔等產生，故而可防止發熱體電極6、第1引出電極15或發熱體5、與發熱體引出電極4c之間之絕緣破壞(火花)。進而，藉由使可熔導體3迅速地熔斷，亦能夠防止發熱體5於可熔導體3之熔斷之前先損傷，可安全且迅速地將電流路徑遮斷。
保護元件1藉由將可熔導體3熔斷，亦將對發熱體5之供電路徑遮斷，故而停止發熱體5之發熱。
再者，保護元件1於對電池組20流通超過額定之過電流之情形時，可熔導體3藉由自發熱而熔融，亦能夠將電池組20之充放電路徑遮斷。
如此，保護元件1藉由發熱體5因通電而產生之發熱、或者因過電流所致之可熔導體3之自發熱而使可熔導體3熔斷。如上所述，保護元件1於向電路基板之回焊安裝時，或於安裝有保護元件1之電路基板進而曝露於回焊加熱等高溫環境下之情形時，藉由具有低熔點金屬由高熔點金屬被覆之構造，亦能夠抑制可熔導體3變形。因此，可防止因可熔導體3變形所致之電阻值之變動等導致熔斷特性變動，藉由特定之過電流或發熱體5之發熱而迅速地熔斷。
本發明之保護元件1並不限定於用於鋰離子二次電池之電池組之情形，當然亦能夠應用於需要利用電信號來遮斷電流路徑之各種用途。
[變化例1]
對應用本技術之保護元件之變化例進行說明。再者，於以下之說明中，有時對與上述保護元件1相同之構件標註相同之符號並省略其詳細情況。圖9所示之保護元件30中，由在表面形成發熱體5之基板側保護層7a、及覆蓋形成於基板側保護層7a上之發熱體5之被覆保護層7b構成絕緣保護層7。基板側保護層7a形成於絕緣基板2之正面2a，且形成有發熱體5及第1、第2引出電極15、16。被覆保護層7b藉由積層形成於基板側保護層7a上，而與基板側保護層7a一起覆蓋發熱體5。藉此，絕緣保護層7於內部設置有發熱體5。又，被覆保護層7b積層有發熱體引出電極4c。基板側保護層7a及被覆保護層7b之形成方法與上述絕緣保護層7相同。
被覆保護層7b較佳為熱導率較基板側保護層7a高。藉此，發熱體5之發熱不易向絕緣基板2側逃逸並且能夠將熱更迅速地傳遞至被覆保護層7b側，每單位時間向被覆保護層7b側傳遞之熱量增加，可高效率地將可熔導體3加熱。作為使被覆保護層7b之熱導率較基板側保護層7a高之方法，例如有僅使被覆保護層7b含有導熱性填料10，而不使基板側保護層7a含有導熱性填料10之方法。又，有使用使被覆保護層7b中含有之導熱性填料10之熱導率較基板側保護層7a中含有之導熱性填料10高之方法。或者，有使被覆保護層7b中含有之導熱性填料10之量較基板側保護層7a中含有之導熱性填料10之量多的方法。本技術中，作為使被覆保護層7b之熱導率較基板側保護層7a高之方法，當然並不限定於該等方法。
[變化例2]
繼而，對應用本技術之保護元件之另一變化例進行說明。再者，於以下之說明中，有時對與上述保護元件1、30相同之構件標註相同之符號並省略其詳細情況。如圖10、圖11所示，應用本技術之保護元件40亦可於絕緣基板之背面設置發熱體。保護元件40於絕緣基板2之與正面2a相反側之背面2b，形成有發熱體5、第1、第2引出電極15、16及被覆其等之絕緣保護層7。又，於絕緣基板2之背面2b，形成有發熱體電極6、背面側中間電極8b、第1、第2外部連接電極11、12。
又，於絕緣基板2之正面2a，形成有第1、第2電極4a、4b、可熔導體3、發熱體引出電極4c、及正面側中間電極8a。
背面側中間電極8b與上述中間電極8同樣地，引出有第2引出電極16。又，正面側中間電極8a與背面側中間電極8b藉由形成於絕緣基板2之側面之堡形結構或貫通絕緣基板2之導電通孔等而電性連接。正面側中間電極8a連接有發熱體引出電極4c。正面側中間電極8a與背面側中間電極8b可藉由與上述中間電極8相同之材料、相同之步驟而形成。
發熱體引出電極4c經由正面側中間電極8a及背面側中間電極8b而與發熱體5電性連接及熱連接。即，保護元件40係發熱體5經由絕緣基板2而將發熱體引出電極4c加熱，並且可經由導熱性優異之正面側中間電極8a及背面側中間電極8b將發熱體4之熱傳遞至發熱體引出電極4c，從而將可熔導體3加熱、熔斷(圖11(A)(B))。
再者，於保護元件40中，發熱體電極6亦成為與外部電路基板之電極連接之外部連接電極，故而未設置保護元件1中所設置之第3外部連接電極13。
於保護元件40中，絕緣保護層7與保護元件30同樣地，由在表面形成發熱體5之基板側保護層7a、及覆蓋形成於基板側保護層7a上之發熱體5之被覆保護層7b構成絕緣保護層7。基板側保護層7a形成於絕緣基板2之背面2b，於表面形成有發熱體5及第1、第2引出電極15、16。被覆保護層7b藉由積層形成於基板側保護層7a上，而與基板側保護層7a一起覆蓋發熱體5。
保護元件40之被覆保護層7b較佳為熱導率較基板側保護層7a低。藉此，發熱體5之發熱不易向被覆保護層7b側逃逸，並且能夠將熱更迅速地傳遞至絕緣基板2側，每單位時間向基板側保護層7a側傳遞之熱量增加，可高效率地將可熔導體3加熱。作為使基板側保護層7a之熱導率較被覆保護層7b高之方法，例如有僅使基板側保護層7a含有導熱性填料10，而不使被覆保護層7b含有導熱性填料10之方法。又，有使用使基板側保護層7a中含有之導熱性填料10之熱導率較被覆保護層7b中含有之導熱性填料10高之方法。或者，有使基板側保護層7a中含有之導熱性填料10之量較被覆保護層7b中含有之導熱性填料10之量多的方法。本技術中，作為使基板側保護層7a之熱導率較被覆保護層7b高之方法，當然並不限定於該等方法。
[實施例1]
繼而，對本技術之實施例1及實施例2進行說明。於實施例1中，準備形成玻璃層作為絕緣保護層，且改變玻璃層之厚度及熱導率而得之保護元件樣品，測量自發熱體之通電至可熔導體遮斷所需要之時間(遮斷時間)。保護元件之構成與上述保護元件30相同。發熱體由氧化釕形成，厚度設為15 μm。對發熱體以施加電壓60 V通電15 A。
玻璃層之膜厚稱為發熱體上部之被覆保護層之膜厚，各樣品之膜厚設為10 μm、20 μm、30 μm、40 μm。基板側保護層之厚度設為15 μm。玻璃層中含有之導熱性填料使用氧化鋁(熱導率：40 W/mK)。又，玻璃層之熱導率係藉由改變導熱性填料之體積分率而在1 W/mK～20 W/mK之範圍內調整(參照圖4)。
保護元件樣品之評估係以遮斷時間為基準，將0.2秒以下設為優(◎)，將超過0.2秒且為0.3秒以下設為良(○)，將超過0.3秒設為不良(×)。於施加電壓時發生絕緣破壞之情形時，具有該膜厚之保護元件樣品之評估係無論玻璃層之熱導率如何全部為不良(×)。
[表1]
| 玻璃層厚度[μm] | 發生短路 | 絕緣保護層之熱導率[W·mK] | |||||||||||||
| 1 | 1.25 | 1.5 | 1.75 | 2 | 2.25 | 2.5 | 2.75 | 3 | 5 | 10 | 15 | 20 | |||
| 10 | 有 | 熔斷時間[sec] | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 評估 | × | × | × | × | × | × | × | × | × | × | × | × | × |
[表2]
| 玻璃層厚度[μm] | 發生短路 | 絕緣保護層之熱導率[W·mK] | |||||||||||||
| 1 | 1.25 | 1.5 | 1.75 | 2 | 2.25 | 2.5 | 2.75 | 3 | 5 | 10 | 15 | 20 | |||
| 20 | 無 | 熔斷時間[sec] | 0.300 | 0.240 | 0.200 | 0.171 | 0.150 | 0.133 | 0.120 | 0.109 | 0.100 | 0.060 | 0.030 | 0.020 | 0.015 |
| 評估 | ○ | ○ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ |
[表3]
| 玻璃層厚度[μm] | 發生短路 | 絕緣保護層之熱導率[W·mK] | |||||||||||||
| 1 | 1.25 | 1.5 | 1.75 | 2 | 2.25 | 2.5 | 2.75 | 3 | 5 | 10 | 15 | 20 | |||
| 30 | 無 | 熔斷時間[sec] | 0.450 | 0.360 | 0.300 | 0.257 | 0.225 | 0.200 | 0.180 | 0.164 | 0.150 | 0.090 | 0.045 | 0.030 | 0.023 |
| 評估 | × | × | ○ | ○ | ○ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ |
[表4]
| 玻璃層厚度[μm] | 發生短路 | 絕緣保護層之熱導率[W·mK] | |||||||||||||
| 1 | 1.25 | 1.5 | 1.75 | 2 | 2.25 | 2.5 | 2.75 | 3 | 5 | 10 | 15 | 20 | |||
| 40 | 無 | 熔斷時間[sec] | 0.600 | 0.480 | 0.400 | 0.343 | 0.300 | 0.267 | 0.240 | 0.218 | 0.200 | 0.120 | 0.060 | 0.040 | 0.030 |
| 評估 | × | × | × | × | ○ | ○ | ○ | ○ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ |
如表1所示，於將玻璃層之膜厚設為10 μm之保護元件樣品中發生了絕緣破壞，故而該膜厚之樣品全部不良。
如表2所示，於將玻璃層之膜厚設為20 μm之保護元件中，所有樣品之遮斷時間為0.3秒以下。
如表3所示，於將玻璃層之膜厚設為30 μm之保護元件中，玻璃層之熱導率為1 W/mK及1.25 W/mK之樣品之遮斷時間超過0.3秒，但玻璃層之熱導率為1.5 W/mK以上之樣品之遮斷時間為0.3秒以下。
如表4所示，於將玻璃層之膜厚設為40 μm之保護元件中，玻璃層之熱導率為1 W/mK～1.75 W/mK之樣品之遮斷時間超過0.3秒，但玻璃層之熱導率為2 W/mK以上之樣品之遮斷時間為0.3秒以下。
如以上所述，越含有熱導率較高之導熱性填料而使絕緣保護層之熱導率越高，則越能提供可將絕緣保護層形成得較厚且防止絕緣破壞之可靠性較高之保護元件，且亦能夠縮短熔斷時間。又，若絕緣保護層之厚度相同，則絕緣保護層之熱導率越高，則越能縮短熔斷時間，可提供應答性更高之保護元件。
[實施例2]
於實施例2中，形成玻璃層作為絕緣保護層，針對導熱性填料之每個熱導率而求出為了使絕緣保護層之熱導率為2 W/mK所需要之導熱性填料之體積容量(%)，對玻璃膏之塗佈性進行評估。
絕緣保護層係藉由將玻璃膏網版印刷於絕緣基板上而形成。遮罩之開口部設為1000×100 μm，玻璃膏之塗佈厚度設為20 μm。
作為塗佈性之評估指標，將塗佈圖案無針孔或缺損且可順利地印刷之情形設為○(優良)，將降低印刷速度獲得良好之印刷狀態之情形設為△(普通)，將即便降低印刷速度仍產生了針孔或缺損之情形設為×(不良)。
[表5]
| 導熱性填料 | 導熱性填料之熱導率[W/mK] | 體積容量(熱導率2 W/mK)[%] | 塗佈性 |
| 結晶性氧化矽 | 10 | 35 | △ |
| 氧化鋁96% | 20 | 25 | ○ |
| 氧化鋁99.7%以上 | 40 | 22 | ○ |
| 氧化鎂 | 50 | 21 | ○ |
| 氮化鋁 | 285 | 20 | ○ |
如表5所示，可知若導熱性填料相對於玻璃膏之體積容量為35%以上，則會導致構成絕緣保護層之玻璃膏之黏度上升，故而塗佈性降低。
即，導熱性填料之熱導率越低，則為了使絕緣保護層之熱導率為2 W/mK所需要之導熱性填料之體積容量越多，越會導致構成絕緣保護層之玻璃膏之黏度上升，故而塗佈性降低。
另一方面，導熱性填料之熱導率越高，則為了使絕緣保護層之熱導率為2 W/mK所需要之導熱性填料之體積容量可較少，抑制玻璃膏之黏度上升，具有良好之塗佈性。
於實施例2中可知，藉由將導熱性填料之體積容量抑制為25%以下，而具備玻璃膏之良好之塗佈性。因此，可知為了使絕緣保護層之熱導率為2 W/mK，有效的是含有至少具備20 W/mK之熱導率者作為導熱性填料。
1:保護元件
2:絕緣基板
2a:正面
2b:背面
3:可熔導體
4a:第1電極
4b:第2電極
4c:發熱體引出電極
5:發熱體
5a:一端部
5b:另一端部
6:發熱體電極
7:絕緣保護層
7a:基板側保護層
7b:被覆保護層
8:中間電極
9:絕緣材料
10:導熱性填料
11:第1外部連接電極
12:第2外部連接電極
13:第3外部連接電極
15:第1引出電極
16:第2引出電極
17:殼體
18:低熔點金屬層
19:高熔點金屬層
20:電池組
20a:正極端子
20b:負極端子
21:電池單元
21a~21d:電池單元
22:充電裝置
23:電流控制元件
23a,23b:電流控制元件
24:控制部
25:電池堆
26:充放電控制電路
27:檢測電路
28:電流控制元件
30:保護元件
40:保護元件
100:保護元件
101:絕緣基板
102:第1電極
102a:第1外部連接電極
103:第2電極
103a:第2外部連接電極
104:發熱體
105:絕緣層
106:發熱體引出電極
107:熔絲元件
108:發熱體電極
108a:第3外部連接電極
圖1係表示應用本技術之保護元件之一構成例之圖，(A)係將罩部構件省略表示之俯視圖，(B)係剖視圖，(C)係仰視圖。
圖2係表示於圖1所示之保護元件中可熔導體熔斷後之狀態之圖，(A)係將罩部構件省略表示之俯視圖，(B)係剖視圖。
圖3係表示絕緣保護層中之導熱之概念圖。
圖4係表示於玻璃(熱導率：1 W/mK)中分散有氧化鋁(熱導率：40 W/mK)而成之絕緣保護層之熱導率與氧化鋁體積分率之對應的圖表。
圖5係表示於玻璃(熱導率：1 W/mK)中分散有氮化鋁(熱導率：285 W/mK)而成之絕緣保護層之熱導率與氮化鋁體積分率之對應的圖表。
圖6係可熔導體之剖視圖。
圖7係表示電池組之構成例之電路圖。
圖8係保護元件之電路圖。
圖9係表示應用本技術之保護元件之變化例之剖視圖。
圖10係表示於絕緣基板之背面設置有發熱體之保護元件之一構成例的圖，(A)係將罩部構件省略表示之俯視圖，(B)係剖視圖，(C)係仰視圖。
圖11係表示於圖10所示之保護元件中可熔導體熔斷後之狀態之圖，(A)係將罩部構件省略表示之俯視圖，(B)係剖視圖。
圖12係表示先前之保護元件之圖，(A)係俯視圖，(B)係剖視圖，(C)係仰視圖。
圖13係表示於圖12所示之保護元件中產生火花之狀態之俯視圖。
4c:發熱體引出電極
5:發熱體
7:絕緣保護層
9:絕緣材料
10:導熱性填料
Claims (8)
- 一種保護元件，其具備： 絕緣基板； 第1、第2電極，其等設置於上述絕緣基板； 發熱體，其形成於上述絕緣基板； 發熱體引出電極，其與上述發熱體電性連接； 可熔導體，其經由上述發熱體引出電極而自上述第1電極遍及上述第2電極搭載；及 絕緣保護層，其覆蓋上述發熱體；且 上述絕緣保護層含有導熱性填料。
- 如請求項1之保護元件，其中上述導熱性填料包含氧化鋁及/或氮化鋁。
- 如請求項1或2之保護元件，其中上述絕緣保護層具有20 μm以上之厚度。
- 如請求項1至3中任一項之保護元件，其中上述絕緣保護層之熱導率為1.5 W/mk以上。
- 如請求項1至4中任一項之保護元件，其中相對於構成上述絕緣保護層之絕緣材料之體積容量的上述導熱性填料之體積容量為20%以上。
- 如請求項1至5中任一項之保護元件，其中上述發熱體及上述絕緣保護層形成於上述絕緣基板之搭載有上述可熔導體之面。
- 如請求項1至5中任一項之保護元件，其中上述發熱體及上述絕緣保護層形成於上述絕緣基板之與搭載有上述可熔導體之面相反側之面。
- 一種電池組，其具備： 1個以上之電池單元； 保護元件，其連接於上述電池單元之充放電路徑上，將該充放電路徑遮斷；及 電流控制元件，其檢測上述電池單元之電壓值並控制對上述保護元件之通電；且 上述保護元件具備： 絕緣基板； 第1、第2電極，其等設置於上述絕緣基板； 發熱體，其形成於上述絕緣基板； 發熱體引出電極，其與上述發熱體電性連接； 可熔導體，其經由上述發熱體引出電極而自上述第1電極遍及上述第2電極搭載；及 絕緣保護層，其覆蓋上述發熱體；且 上述絕緣保護層含有導熱性填料。
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