專利名稱：過電流保護(hù)組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種過電流保護(hù)組件，特別是關(guān)于一種燒毀或失效時(shí)可呈開路狀態(tài)的過電流保護(hù)組件。
已知的過電流保護(hù)組件10，如

圖1所示，包含一電流檢測(cè)單元11、一上金屬導(dǎo)電片16和下金屬導(dǎo)電片15。該電流檢測(cè)單元11包含一上電極箔13、一下電極箔12以及夾在兩者的間的一具有正溫度系數(shù)(PTC)的導(dǎo)電材料14。該上金屬導(dǎo)電片16和下金屬導(dǎo)電片15連接于該上電極箔13及下電極箔12的表面，以作為與二次電池的正負(fù)極電氣連接或在任一電子線路進(jìn)行串聯(lián)的導(dǎo)線。該P(yáng)TC導(dǎo)電材料14由一聚合物及一導(dǎo)電填料所組成。
由于該P(yáng)TC導(dǎo)電材料14的電阻值對(duì)溫度變化反應(yīng)敏銳，在正常使用狀況時(shí)，其電阻可維持極低值，使電路得以正常運(yùn)作。但是，當(dāng)發(fā)生過電流或過高溫的現(xiàn)象時(shí)，其電阻值會(huì)瞬間提高至一高電阻狀態(tài)(例如104歐姆以上)，而將過量的電流反向抵消，以達(dá)到保護(hù)電路組件的目的。
然而當(dāng)已知的過電流保護(hù)組件10本身因不當(dāng)使用而燒毀時(shí)，將造成連接至電池正負(fù)極的上金屬導(dǎo)電片16和下金屬導(dǎo)電片15產(chǎn)生短路，稱為不安全的燒毀(failure)。因而原本保護(hù)電路的目的不但沒有達(dá)到，反而可能危及電路系統(tǒng)的使用安全。
隨著二次電池的體積愈來愈小、對(duì)功率使用效率和使用安全性的要求日益提高，若以已知的過電流保護(hù)組件10進(jìn)行組裝時(shí)，將造成使用上的安全顧慮，因此有必要針對(duì)此一問題提出一有效的解決方案。
為實(shí)現(xiàn)上述目的并避免已知技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型揭示一種過電流保護(hù)組件，可使用于移動(dòng)電子裝置的電池保護(hù)應(yīng)用，其利用一上金屬導(dǎo)電片和下金屬導(dǎo)電片的外側(cè)和內(nèi)側(cè)具有不平衡的熱膨漲系數(shù)的特性而產(chǎn)生一向外側(cè)變形的扭力，且通過該扭力拉扯一電流檢測(cè)單元而呈現(xiàn)至少一斷裂面，并導(dǎo)致一類似保險(xiǎn)絲的電氣開路的效果，而達(dá)到本實(shí)用新型的避免過電流保護(hù)組件燒毀時(shí)產(chǎn)生短路而造成電路系統(tǒng)使用危險(xiǎn)的目的。
本實(shí)用新型的過電流保護(hù)組件的第一實(shí)施例包含一電流檢測(cè)單元、一上金屬導(dǎo)電片及一下金屬導(dǎo)電片。該上金屬導(dǎo)電片及下金屬導(dǎo)電片的表面具有至少一條刻痕，且通過該至少一條刻痕可使該過電流保護(hù)組件在失效燒毀時(shí)在該電流檢測(cè)單元內(nèi)產(chǎn)生一斷裂面，而避免產(chǎn)生短路。
本實(shí)用新型的過電流保護(hù)組件的第二實(shí)施例包含一電流檢測(cè)單元、一第二上金屬導(dǎo)電片、一第一上金屬導(dǎo)電片、一第二下金屬導(dǎo)電片及一第一下金屬導(dǎo)電片。該第一上金屬導(dǎo)電片具有較該第二上金屬導(dǎo)電片小的熱膨漲系數(shù)，且該第一下金屬導(dǎo)電片具有較該第二下金屬導(dǎo)電片小的熱膨漲系數(shù)。通過該不相等的熱膨漲系數(shù)，可使該過電流保護(hù)組件在燒毀時(shí)在該電流檢測(cè)單元內(nèi)產(chǎn)生一斷裂面，而避免產(chǎn)生短路。
圖2(b)顯示圖2(a)的過電流保護(hù)組件在燒毀時(shí)的開路狀態(tài)。當(dāng)本實(shí)用新型的過電流保護(hù)組件20在高溫下燒毀時(shí)，該正溫度系數(shù)導(dǎo)電材料24將呈現(xiàn)碳化，而易于脆裂。此時(shí)，由于該上金屬導(dǎo)電片26和下金屬導(dǎo)電片25的外側(cè)表面具有復(fù)數(shù)條刻痕27，因而該上金屬導(dǎo)電片26和下金屬導(dǎo)電片25因外側(cè)和內(nèi)側(cè)具有不平衡的熱膨漲系數(shù)而產(chǎn)生一向外側(cè)變形的扭力。該扭力將持續(xù)拉扯該電流檢測(cè)單元21，最后導(dǎo)致已呈現(xiàn)碳化的該正溫度系數(shù)導(dǎo)電材料24呈現(xiàn)至少一斷裂面28，或從組件其它脆弱處產(chǎn)生斷裂面。由于該至少一斷裂面的存在，將使空氣進(jìn)入，導(dǎo)致一類似保險(xiǎn)絲的電氣開路的效果，而達(dá)到本實(shí)用新型的避免此一過電流保護(hù)組件燒毀時(shí)產(chǎn)生短路而造成系統(tǒng)使用危險(xiǎn)的目的。本實(shí)用新型的刻痕面積最好占該上金屬導(dǎo)電片26和下金屬導(dǎo)電片25的面積的1％以上，較佳者占3％以上，最佳者占5％以上，則產(chǎn)生該斷裂面28的效果將更加明顯。
圖3(a)是根據(jù)本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的過電流保護(hù)組件。和第一實(shí)施例不同的是，該過電流保護(hù)組件30的上金屬導(dǎo)電片由一熱膨漲系數(shù)較小的第一上金屬導(dǎo)電片31和一熱膨漲系數(shù)較大的第二上金屬導(dǎo)電片32所組成；且下金屬導(dǎo)電片由一熱膨漲系數(shù)較小的第一下金屬導(dǎo)電片34和一熱膨漲系數(shù)較大的第二下金屬導(dǎo)電片33所組成。該第一上金屬導(dǎo)電片31和第一下金屬導(dǎo)電片34的材料可選自鉻、鎳、鈦及其合金，而該第二上金屬導(dǎo)電片32和第二下金屬導(dǎo)電片33的材料可選自銅、鋁、錫及其合金。
圖3(b)顯示圖3(a)的過電流保護(hù)組件在燒毀時(shí)的開路狀態(tài)。當(dāng)本實(shí)用新型的過電流保護(hù)組件30在高溫下燒毀時(shí)，該正溫度系數(shù)導(dǎo)電材料24將呈現(xiàn)碳化，而易于脆裂。此時(shí)，由于該第一上金屬導(dǎo)電片31的熱膨漲系數(shù)小于該第二上金屬導(dǎo)電片32的熱膨漲系數(shù)，且該第一下金屬導(dǎo)電片34的熱膨漲系數(shù)小于該第二下金屬導(dǎo)電片33的熱膨漲系數(shù)，因而上金屬導(dǎo)電片和下金屬導(dǎo)電片具有不平衡的熱膨漲系數(shù)而產(chǎn)生一向外側(cè)變形的扭力。該扭力將持續(xù)拉扯該電流檢測(cè)單元21，最后導(dǎo)致已呈現(xiàn)碳化的該正溫度系數(shù)導(dǎo)電材料24呈現(xiàn)至少一斷裂面35。由于該至少一斷裂面35的存在，將導(dǎo)致一電氣開路的效果，而達(dá)到本實(shí)用新型的避免過電流保護(hù)組件燒毀時(shí)產(chǎn)生短路而造成電路系統(tǒng)使用危險(xiǎn)的目的。該過電流保護(hù)組件30的第一上金屬導(dǎo)電片31和第一下金屬導(dǎo)電片34的表面亦可以刻刀加入刻痕，而在高溫?zé)龤r(shí)加強(qiáng)向外側(cè)變形的扭力的效果。
本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點(diǎn)已公開如上，然而本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員仍可能基于本實(shí)用新型的教示及揭示而作種種不背離本實(shí)用新型精神的替換及修飾。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)不限于實(shí)施例所揭示的內(nèi)容，而應(yīng)包括各種不背離本實(shí)用新型的替換及修飾，并為后附的權(quán)利要求所確定的范圍所涵蓋。
權(quán)利要求1.一種過電流保護(hù)組件，其特征在是包含一電流檢測(cè)單元，其為一正溫度系數(shù)電阻組件，包含一上電極箔、下電極箔和夾在該兩電極箔之間的導(dǎo)電材料；一上金屬導(dǎo)電片，連接至該上電極箔，其表面具有至少一條刻痕；及一下金屬導(dǎo)電片，連接至該下電極箔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的過電流保護(hù)組件，其特征是該下金屬導(dǎo)電片的表面具有至少一條刻痕。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的過電流保護(hù)組件，其特征是該刻痕由刻刀或蝕刻所產(chǎn)生。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的過電流保護(hù)組件，其特征是該刻痕面積占該上金屬導(dǎo)電片和下金屬導(dǎo)電片的面積的1％以上。
5.一種過電流保護(hù)組件，其特征是包含一電流檢測(cè)單元，為一正溫度系數(shù)電阻組件，包含一上電極箔、下電極箔和夾在該兩電極箔之間的導(dǎo)電材料；一上金屬導(dǎo)電片，包含(a)一第二上金屬導(dǎo)電片，連接于該上電極箔；(b)一第一上金屬導(dǎo)電片，位于該第二上金屬導(dǎo)電片之上并與其相連，且具有不同于第二上金屬導(dǎo)電片的熱膨漲系數(shù)；及一下金屬導(dǎo)電片，連接于該下電極箔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的過電流保護(hù)組件，其特征是該下金屬導(dǎo)電片，包含一第二下金屬導(dǎo)電片，連接于該下電極箔；及一第一下金屬導(dǎo)電片，位于該第二下金屬導(dǎo)電片之上并與其相連，且具有不同于該第二下金屬導(dǎo)電片的熱膨漲系數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的過電流保護(hù)組件，其特征是該第一上金屬導(dǎo)電片和第一下金屬導(dǎo)電片的材料選自鉻、鎳、鐵、鈷、鎢、鈦及其合金。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的過電流保護(hù)組件，其特征是該第二上金屬導(dǎo)電片和第二下金屬導(dǎo)電片的材料選自銅、鋁、錫、鉛、銀、鉑、金及其合金。
9.根據(jù)權(quán)利要求5的過電流保護(hù)組件，其特征是至少一金屬導(dǎo)電片的表面具有刻痕。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種過電流保護(hù)組件，其利用一上金屬導(dǎo)電片和下金屬導(dǎo)電片的外側(cè)和內(nèi)側(cè)具有不平衡的熱膨漲系數(shù)的特性而產(chǎn)生一向外側(cè)變形的扭力，且通過該扭力拉扯該電流檢測(cè)單元而呈現(xiàn)至少一斷裂面，并導(dǎo)致一類似保險(xiǎn)絲的電氣開路的效果，而達(dá)到本實(shí)用新型的避免過電流保護(hù)組件萬一失效燒毀時(shí)產(chǎn)生短路而造成任何電路使用危險(xiǎn)的目的。
文檔編號(hào)H01C7/13GK2593323SQ0225183
公開日2003年12月17日 申請(qǐng)日期2002年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月3日
發(fā)明者朱復(fù)華, 王紹裘, 馬云晉 申請(qǐng)人:聚鼎科技股份有限公司