保护元件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及保护电气装置的保护元件，更详细来说，涉及保护包含在电气装置中 的电气要素或电路的保护元件。例如，涉及在二次电池那样的电气装置内流过过量的电流 的情况下切断该电流的流动的保护元件即过电流保护元件。
【背景技术】
[0002] 作为在圆筒型锂离子二次电池的充电或放电时流过过量电流的情况下切断该电 流的流动的保护元件，使用温度恪丝元件、电流恪丝元件、聚合物PTC元件等。这当中，由于 聚合物PTC元件能装入二次电池的封口板来配置，因此特别在由许多二次电池构成的电池 包变得紧凑的点上很有用。
[0003] 但是，市售的例如圆环状PTC元件不能持续接通大的电流（例如IOA的电流）。另 外，PTC元件虽然具有若消除异常而温度降低则成为低电阻的恢复性，但根据用途不同存在 会产生问题的情况。例如，在并联多个来使用的圆筒型锂离子二次电池单元中使用PTC元 件的情况下，只要不去除使用了 PTC元件的短路的单元，该单元就会持续发热，结果有导致 电池单元破裂的可能性。
[0004] 考虑到这样的问题点，提出了在圆筒型锂离子二次电池单元中例如在封口板的内 侧取代PTC元件而使用隔板的方案（参考下述非专利文献1)。但是，在使用隔板的情况下， 存在不能确保针对过量电流的保护的问题点。
[0005] 先行技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 非专利文献 I :Matsushita Technical Journal Vol. 52No. 4Aug. 2006pp31_35
【发明内容】
[0008] 发明要解决的课题
[0009] 进而，在过电流保护元件中，优选即使是超过额定容量不是太多的过量电流、例如 额定容量的2倍程度的过量电流，也迅速且确实地切断过量电流。
[0010] 为此，本发明要解决的课题在于，提供一种在能够流过更大的电流的同时，对超过 额定容量不是太多的过量电流例如额定容量的2倍程度的过量电流也能够提供确实且迅 速的保护的保护元件。
[0011] 用于解决课题的手段
[0012] 在第1主旨中，本发明提供一种保护元件，具有：层状要素，其由绝缘性树脂形成， 并具有至少1个贯通开口部；导电性金属薄层，其位于层状要素的各主表面上；以及熔丝 层，其位于对该贯通开口部的至少1个进行规定的侧面上，将导电性金属薄层电连接，并至 少包含由高熔点金属构成的第1金属层以及由低熔点金属构成的第2金属层。
[0013] 在第2主旨中，本发明提供具有上述以及后述那样本发明的保护元件的电气装置 例如二次电池。
[0014] 本发明的保护元件具有由绝缘性树脂形成的层状要素，该层状要素具有至少1个 贯通开口部。该开口部沿层状要素的厚度方向延伸而贯通层状要素，与该厚度方向垂直的 方向的截面形状并没有特别限定，但优选例如是圆形。但是，也可以是其它形状例如正方 形、菱形、长方形、椭圆形。贯通开口部的数量为至少1个。即是1个或2个以上，例如可以 是2个、3个、4个、5个、8个、9个，能够根据保护元件所需要的保护的程度来适当选择。在 具有1个贯通开口部的情况下，贯通开口部优选位于层状要素的中心部即与厚度方向垂直 的方向的截面形状的中心部。
[0015] 构成层状要素的绝缘性树脂只要是有电绝缘性的树脂，就没有特别的限定。例如 能够例示聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、含氟树脂、ABS树脂、聚碳酸酯-ABS合金树脂、PBT树 月旨、合成橡胶（elastomer)等的树脂。尤其优选使用聚乙烯、聚偏二氟乙烯这样的树脂，这 样的树脂具有与用于聚合物PTC元件的聚合物同样的柔软性，能够取代聚合物PTC元件将 本发明的保护元件装入二次电池单元的封口板，另外，在一般能在电气装置中可靠使用的 点上有利。在其他方式中，能够取代在上述的二次电池单元的封口板的内侧所用的隔板而 使用本发明的保护元件，这种情况下，保护元件能够作为垫片来使用。
[0016] 该层状要素具有在其两侧的主表面上配置的导电性金属薄层。该导电性金属薄层 只要是有导电性的金属的薄的层（例如厚度为〇. 1 μπι?100 μπι程度），就没有特别的限 定，例如能够由铜、镍、铝、金等的金属构成，也可以由多个金属薄层形成。
[0017] 导电性金属薄层位于各主表面上的层状要素能够通过如下方式来制造：将构成层 状要素的绝缘性树脂和构成金属薄层的金属薄片（或金属箔）一起同时挤压，由此得到在 金属薄片（或金属箔）之间夹着绝缘性树脂的状态的挤压物。在另一方式中，还能够通过如 下方式来制造：例如通过挤压而得到绝缘性树脂的层状物，将该层状物夹在金属薄片（或 金属箔）之间，对它们一体地进行热压接而得到压接物。这样的挤压物（或压接物）为在 两侧的主表面具有导电性金属薄层的、绝缘性树脂的层状要素许多相邻地集合的状态，将 挤压物（或压接物）按给定形状、尺寸进行切割，能够得到单个的具有导电性薄层的层状要 素。
[0018] 进而，在其他方式中，也可以通过对绝缘性树脂的层状要素实施导电性金属的镀 覆，从而在两侧的主表面上形成导电性金属薄层。这种情况下，也优选在得到上述那样的集 合状态的形成物之后，分割成单独的层状要素。
[0019] 如此，在进行镀覆的情况下，层状要素特别优选在其主表面通过对另外的金属层 尤其优选为金属箔例如与上述同样地进行挤压或热压接，从而预先使另外的金属层与层状 要素密接。这种情况下，优选在该另外的金属层上通过镀覆来形成导电性金属薄层。在通 过镀覆来形成该导电性金属薄层的情况下，在作为导电性金属薄层的镀层能够与密接于层 状要素的另外的金属层密接的点上有利。例如，本发明的保护元件在层状要素的两侧主表 面具有镍箔或镀镍铜箔作为另外的金属层，并具有通过镀镍以及镀锡而形成的导电性金属 薄层以及构成熔丝层的金属层。
[0020] 层状要素的形态只要是厚度方向的量纲小于其它量纲优选为相当小（例如薄片 状形态），就没有特别的限定。层状要素的平面形状（从正上方观察层状要素的情况下的图 形、例如图2所示的保护元件的轮廓形状）或者与层状要素的厚度方向垂直的方向的截面 形状优选具有几何学上线对称以及/或者点对称的形状，例如具有圆形、正方形、长方形、 菱形、环状（特别是圆环状、所谓的圈饼状）等的形状的主表面。
[0021] 其中，层状要素优选是环状，尤其优选是圆环状。在环状的情况下，可以是中央的 开口部例如圆环状的情况下的中央的圆形开口部为本发明的贯通开口部。另外，层状要素 在规定环形状的内侧周与外侧周之间的部分（例如其中间部），可以具有1个或1个以上的 追加的贯通开口部例如截面为圆形的贯通开口部。
[0022] 本发明的保护元件具有位于对这样的贯通开口部的至少1个进行规定的侧面上、 将位于层状要素的两侧主表面的导电性金属薄层电连接的熔丝层。该熔丝层包含熔点彼此 不同的至少2种金属层（以下将2种金属层中由高熔点金属构成的层称作"第1金属层" 而将由低熔点金属构成的层称作"第2金属层"）。该熔丝层也可以由3层以上的金属层构 成。在该熔丝层由3层以上的金属层构成的情况下，并不需要形成这些层的金属全都不同， 只要至少2种不同即可。优选第1金属层以及第2金属层以外的其他的金属层的熔点为第 2金属层的熔点以上的温度，更优选为第1金属层的熔点以下且第2金属层的熔点以上的温 度。在层叠上述金属层的情况下，并不限定层叠顺序，可以根据产品要求等进行适当设定。 例如，在要求耐腐蚀性的情况下，可以将形成最外层的金属设为Ni等。另外，虽然优选对该 金属层进行层叠，但并不限定于此，例如，也可以在贯通开口部的半周形成1个层，在剩余 的半周形成别