专利名称：薄型温度保险丝及其制造方法
技术领域：
本发明涉及电子类相关产品过温保护技术领域，特别涉及保险丝技术领域，具体 是指一种薄型温度保险丝及其制造方法。
背景技术：
锂离子电池的安全一直是业界比较关注的问题，特别是几年前连续出现的由于锂 离子电池安全问题而召回笔记本电脑、手机事件以来，电池厂商更加关注电池的安全问题。 锂离子电池具有容量高、能量大、无记忆效应、循环寿命长等优点，因此目前锂离子电池是 手机、笔记本电脑、数码相机，包括目前正在快速发展的手持式电动工具、电子书以及电动 汽车等领域的理想电池。但由于锂是一种化学性质非常活泼的元素，有不稳定、过热等的物 理特性，在受外力破坏瞬间易起火、爆炸，因此安全设计的不同，充电系统的不同、散热系统 的不同，都会对锂离子电池的安全性能产生影响，一旦发生短路、过充、过热等情况，如无防 护系统，就会发生着火、爆炸的可能。手机作为电池最为广泛的应用领域，于2006年还专门出台了统一的标准移动电 话用可再充电电池标准IEEE 1725 2006，该标准对电池的设计、制造、质量控制、安全认 证特别是过充、过电流等环节加以了规范；笔记本电脑虽然没有统一的标准，但据报道说， 包括索尼公司、三洋电机公司、东芝电池公司、松下电池工业公司等会员在内的日本电池工 业协会和日本电子信息技术产业协会正就具体标准进行讨论，并且各方已基本达成共识， 新制定的行业统一标准将包括存在于电池内的最大金属颗粒的数量和大小，以及电池在充 电时控制电压波动的方式等。由于日本厂家生产的笔记本电脑用锂离子电池占全球市场的 70%，因此该标准的实施将促进笔记本电脑用电池的安全管理。上述标准的重点均是包括短路、过温保护、过充等安全特性加以规范，例如 IEEE1725 2006标准要求设备至少要有一项过电流与两项过充保护机制，同时其中一项 过充保护机制必须设计在电池组内，设计人员可以在电池芯、电池组、主要装置(如手机) 或充电器之间透过数种设计组合与各种保护机制来符合此标准，包括主动电路与温度保险 丝、被动温度/热量控制(PTC)或节温器等装置，因此锂离子电池除了 IC、M0SFET —级保护 元件外通常要加上聚合物正温度系数元件PPTC或温度保险丝为主的二级保护元件。温度保险丝是由特殊合金材料制作而成的元件，当电池内部或外部产生短路或其 他原因导致电池内部温度升高达到合金的熔化温度时，紧贴着电芯的片式温度保险丝中合 金就会快速熔断，起到完全关断效果，从而切断电池的外部回路，防止电池爆炸，产生人身 伤害事件。虽然片式温度保险丝是一次性保护元件，其一旦动作，整个电池就不能再工作 了。当然，随着锂离子电池的制造技术水平越来越高，其质量越来越好，这种偶然故障出现 的概率越来越小，一旦出现异常就不让该电池可以继续使用，反而变成了温度保险丝的优 点。由于温度保险丝尺寸小、电阻低、关断温度精准、无残余电流等特点，在手机电池等领域 特别是大工作电流如电子书等领域也越来越被广范地使用。以往公开的发明专利，如公开号CN101393823A、CN101763982A，在其公开的资料中提供了一种薄型温度熔断器(保险丝)的制备方法，其中在金属引脚与易熔合金连接以及 上载带与下载带的连接上，并未明确提出增强可焊性和亲密性的方法，而金属引脚与易熔 合金的连接不合理可能会引起熔断速度、温度灵敏度等异常，上载带与下载带的连接不合 理可能会引起助熔剂的泄露、抗拉拔力减弱等异常。因此，需要提供一种薄型温度保险丝，其反应灵敏，性能稳定，具有高抗拉拔力，能 够在锂电池低概率故障发生温度急剧上升时，能快速熔断，从物理上切断电路，彻底保护电 路，消除安全隐患，避免故障扩大。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种薄型温度保险丝及其制 造方法，该薄型温度保险丝设计独特，构思巧妙，结构简洁，反应灵敏，性能稳定，具有高抗 拉拔力，能够在锂电池低概率故障发生温度急剧上升时，能快速熔断，从物理上切断电路， 彻底保护电路，消除安全隐患，避免故障扩大，适于大规模推广应用。为了实现上述目的，在本发明的第一方面，提供了一种薄型温度保险丝，其特点 是，包括第一金属引脚、第二金属引脚、易熔合金和具有封闭空间的绝缘密封体，所述第一 金属引脚包括第一端部，所述第二金属引脚包括第一末端，所述第一端部和所述第一末端 分别穿设进所述绝缘密封体并与所述绝缘密封体密封连接，且所述第一端部和所述第一末 端间隔设置，所述易熔合金位于所述封闭空间内并分别与所述第一端部和所述第一末端连 接，其中所述第一端部和/或所述第一末端与所述绝缘密封体和/或所述易熔合金凹凸配 合连接。也就是说，至少所述第一端部和所述第一末端之一与至少所述绝缘密封体和所述 易熔合金之一凹凸配合连接。较佳地，所述第一端部和/或所述第一末端与所述易熔合金凹凸配合连接，所述 第一端部和/或所述第一末端设置有凸台，所述易熔合金设置有与所述凸台配合的凹部或 通孔，所述凸台位于所述凹部或通孔中。较佳地，所述第一端部和/或所述第一末端与所述易熔合金凹凸配合连接，所述 第一端部和/或所述第一末端设置有凹部或通孔，所述易熔合金设置有与所述凹部或通孔 配合的凸台，所述凸台位于所述凹部或通孔中。较佳地，所述第一端部和/或所述第一末端与所述绝缘密封体凹凸配合连接，所 述第一端部和/或所述第一末端设置有凸台，所述绝缘密封体设置有与所述凸台配合的凹 部，所述凸台位于所述凹部中。较佳地，所述第一端部和/或所述第一末端与所述绝缘密封体凹凸配合连接，所 述第一端部和/或所述第一末端设置有凹部或通孔，所述绝缘密封体设置有与所述凹部或 通孔配合的凸台，所述凸台位于所述凹部或通孔中。较佳地，所述第一端部和/或所述第一末端与所述绝缘密封体凹凸配合连接，所 述第一端部和/或所述第一末端设置有通孔，所述绝缘密封体设置有连接柱，所述连接柱 穿设所述通孔且两端分别与所述绝缘密封体自身连接。所述第一引脚和所述第二引脚可以设置成任何合适形状，只要两者非接触，且所 述第一端部和所述第一末端间隔设置，之间具有间距，较佳地，所述第一引脚和所述第二引
5脚成一直线设置。所述绝缘封闭体可以采用任何合适的方式制成，较佳地，所述绝缘封闭体由所述 上载带和所述下载带密封连接而成。所述上载带和所述下载带的连接可以采用任何合适的 方式，例如焊接。所述上载带和所述下载带的材料可以采用任何合适的材料，例如塑料膜， 比如聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、聚碳酸酯膜中的一种。为了加快易熔合金的熔断速度，较佳地，所述薄型温度保险丝还包括助溶剂层，所 述助溶剂层包覆在所述易熔合金上。为了加快易熔合金的熔断速度，较佳地，所述易熔合金的两端宽、中间窄，所述易 熔合金的两端分别与所述第一端部和所述第一末端连接。在本发明的第二方面，提供了一种上述的薄型温度保险丝的制造方法，其特点是， 包括以下步骤1)将所述第一端部和所述第一末端间隔设置，用所述易熔合金分别连接所述第一 端部和所述第一末端；2)采用绝缘材料制成所述绝缘密封体，同时将所述第一端部、所述第一末端和所 述易熔合金封闭在所述封闭空间内；其中，所述第一端部和/或所述第一末端与所述绝缘密封体和/或所述易熔合金 凹凸配合连接。易熔合金将第一端部和第一末端连接可以采用任何合适的方式，例如可以焊接相 连，可通过热熔、激光、超声波、冷压等方式相连，易熔合金两端需完全覆盖第一端部和/或 第一末端上具有的通孔、凹部或凸台上。所述第一金属引脚和第二金属引脚可以采用任何合适的方式制成，较佳地，所述 第一金属引脚和第二金属引脚采用金属线冲切而成。第一端部和/或第一末端上具有的凹 部、通孔或凸台可以采用冲切形成，也可以采用激光形成。所述绝缘材料可以为任何合适的形式，较佳地，所述绝缘材料为上载带和下载带， 所述上载带和所述下载带密封连接而成所述绝缘封闭体。如上所述，所述上载带和所述下 载带的连接可以采用任何合适的方式，例如焊接。所述上载带和所述下载带的材料可以采 用任何合适的材料，例如塑料膜，比如聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、 聚碳酸酯膜中的一种。所述上载带和所述下载带与第一端部和第一末端焊接时，可通过热 压或超声波方式实现。为了加快易熔合金的熔断速度，较佳地，在所述步骤幻之前，还包括步骤11)在 所述易熔合金上设置助溶剂层。助溶剂层可以采用涂布或印刷方式实现。为了加快助溶剂固化，更佳地，在所述步骤2、和所述步骤11)之间，还包括步骤 12)在所述助溶剂层上设置固化剂层。固化剂层可以是常温固化剂层或光固化剂层，可通过 涂布方式实现，涂布完成后，再进行表面固化。最后，还可以进行修边、清洗、打标、终检，最终形成薄型温度保险丝成品。本发明的有益效果具体在于本发明的薄型温度保险丝包括第一金属引脚、第二 金属引脚、易熔合金和具有封闭空间的绝缘密封体，第一金属引脚包括第一端部，第二金属 引脚包括第一末端，第一端部和第一末端分别穿设进绝缘密封体并与绝缘密封体密封连 接，且第一端部和第一末端间隔设置，易熔合金位于封闭空间内并分别与第一端部和第一末端连接，其中第一端部和/或第一末端与绝缘密封体和/或易熔合金凹凸配合连接，设计 独特，构思巧妙，结构简洁，反应灵敏，性能稳定，具有高抗拉拔力，能够在锂电池低概率故 障发生温度急剧上升时，能快速熔断，从物理上切断电路，彻底保护电路，消除安全隐患，避 免故障扩大，适于大规模推广应用。
图1是本发明的薄型温度保险丝的第一具体实施例的剖视示意图。图加是图1所示的第一具体实施例的第一金属引脚和第二金属引脚的俯视示意 图。图2b是图加所示的第一金属引脚和第二金属引脚的侧视示意图。图3是图1所示的第一具体实施例的下载带与第一金属引脚和第二金属引脚焊接 的俯视示意图。图4是在图3的第一金属引脚和第二金属引脚与易熔合金焊接的俯视示意图。图fe是本发明的薄型温度保险丝的第二具体实施例的第一金属引脚和第二金属 引脚的俯视示意图。图恥是图fe所示的第一金属引脚和第二金属引脚的侧视示意图。图6a是本发明的薄型温度保险丝的第三具体实施例的第一金属引脚和第二金属 引脚的俯视示意图。图6b是图6a所示的第一金属引脚和第二金属引脚的侧视示意图。图7a是本发明的薄型温度保险丝的第四具体实施例的第一金属引脚和第二金属 引脚的俯视示意图。图7b是图7a所示的第一金属引脚和第二金属引脚的侧视示意图。
具体实施例方式为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。其中相同 的部件采用相同的附图标记。实施例1请参见图1 4所示，图1 4显示的是本发明的薄型温度保险丝的第一具体实 施例。第一步请参阅图加和2b所示，将金属线冲切成长8 X宽2. 3mm的第一金属引脚 1和第二金属引脚2，在第一金属引脚1的第一端部11和第二金属引脚2的第一末端21利 用冲床冲击方式分别形成两排并排通孔，即端头通孔3和中部通孔4。金属线为镀镍钢带， 厚度0. Imm ；第二步请参阅图3所示，将聚对苯二甲酸乙二醇酯PET膜冲切成长5mmX宽4mm 的下载带5，厚度为0. 1 0. 2mm。然后将第一步所得的第一金属引脚1和第二金属引脚2 呈直线排列，均带端头通孔3和中部通孔4的第一端部11和第一末端21对应在一起，两者 中间预留1. 5mm间距，将下载带5通过热压方式固定在第一端部11和第一末端21下方；第三步请参阅图4所示，易熔合金6制成两端宽，中间窄形状，两端宽，尺寸为长 0. 5mmX宽0. 15mm ；中间窄，尺寸为长1. 5mmX宽0. 12mm，将易熔合金6两宽端与第一端部11和第一末端21通过激光焊接连接，其中端头通孔3位于焊接处，端头通孔3可以更好的 提升焊接亲密性；第四步请参阅图1所示，将第三步制得件固定，用点胶机将助熔剂涂布在易熔合 金5上面，通过紫外光固化形成助熔剂层7。然后将聚对苯二甲酸乙二醇酯PET膜冲切成长 6mmX宽5mm上载带8，通过热压合将上载带8与下载带5完全密合形成绝缘密封体，从而 由上载带8和下载带5包裹第一端部11、第一末端21、易熔合金6和助熔剂层7，中部通孔 4位于上载带8和下载带5焊接处，两载带通过中部通孔4能相互胶着，实现紧密连接；第五步经修边、清洗、打标、终检后形成薄型温度保险丝。实施例2其它结构和尺寸与实施例1相同，仅第一金属引脚1的第一端部11和第二金属引 脚2的第一末端21与易熔合金6的焊接方式不同。请参阅图如和恥所示，第一端部11 和第一末端21设有并排的凸台9，凸台9高0. 1 0. 15mm，类似实施例1的图4所示，采用 冷压方式将易熔合金6与第一端部11和第一末端21压合，凸台9位于压合处。实施例3其它结构和尺寸与实施例1相同，仅第一金属引脚1的第一端部11和第二金属引 脚2的第一末端21与易熔合金6的焊接方式不同。请参阅图6a和6b所示，第一端部11 和第一末端21设有一排通孔，即端头通孔3。类似实施例1的图4所示，易熔合金6与第一 端部11和第一末端21的焊接方式采用激光焊接，端头通孔3位于焊接处。实施例4其它结构和尺寸与实施例1相同，仅第一金属引脚1的第一端部11和第二金属引 脚2的第一末端21与易熔合金6的焊接方式不同。请参阅图7a和7b所示，第一端部11和 第一末端21设有一排通孔，即中部通孔4，所处位置不同于实施例3中端头通孔3的位置。 类似实施例1的图4所示，易熔合金6与第一端部11和第一末端21的焊接方式采用激光 焊接。请参照图3和图1所示，中部通孔4位置恰好在下载带5与上载带8的焊接处，两载 带通过中部通孔4能相互胶着，实现紧密连接。实施例5性能测试对实施例1 4制得的保险丝进行性能测试，测试结果如表1所示。表 1
实施例1实施例2实施例3实施例4端头凸台XVXX端头通孔VXVX中部通孔VXXV拉拔力N3081518熔断时间s915911
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从表1可以观察出，实施例1与实施例3比较增加了金属引脚中部通孔，但抗拉拔力大辐提升，说明上 下载带通过中部通孔4紧密焊接，可有效防止助熔剂泄露；实施例1与实施例4比较增加了端头通孔3，熔断速度加快k，说明提升易熔合金 6与金属引脚亲密性可加速保险丝动作。在本发明中，第一端部11和第一末端21的端头通孔3，便于和易熔合金6焊接，有 效的增加易熔合金6与第一金属引脚1及第二金属引脚2的亲密性，提升了熔断性能；第一端部11和第一末端21的凸台9，因无论激光还是热熔，工作时都有会产生一 定温度，在要求更低的熔断温度时，冷压易熔合金6满足焊接条件；第一端部11和第一末端21的中部通孔4，有利于与上载带8及下载带5的焊接， 可有效增强保险丝的抗拉拔力，同时在上载带8和下载带5包裹的空间压力加大时有效的 防止保险丝在未工作前助熔剂的泄漏。综上，本发明的薄型温度保险丝设计独特，构思巧妙，结构简洁，反应灵敏，性能稳 定，具有高抗拉拔力，能够在锂电池低概率故障发生温度急剧上升时，能快速熔断，从物理 上切断电路，彻底保护电路，消除安全隐患，避免故障扩大，适于大规模推广应用。在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出 各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的 而非限制性的。
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权利要求
1.一种薄型温度保险丝，其特征在于，包括第一金属引脚、第二金属引脚、易熔合金和 具有封闭空间的绝缘密封体，所述第一金属引脚包括第一端部，所述第二金属引脚包括第 一末端，所述第一端部和所述第一末端分别穿设进所述绝缘密封体并与所述绝缘密封体密 封连接，且所述第一端部和所述第一末端间隔设置，所述易熔合金位于所述封闭空间内并 分别与所述第一端部和所述第一末端连接，其中所述第一端部和/或所述第一末端与所述 绝缘密封体和/或所述易熔合金凹凸配合连接。
2.根据权利要求1所述的薄型温度保险丝，其特征在于，所述第一端部和/或所述第一 末端与所述易熔合金凹凸配合连接，所述第一端部和/或所述第一末端设置有凸台，所述 易熔合金设置有与所述凸台配合的凹部或通孔，所述凸台位于所述凹部或通孔中。
3.根据权利要求1所述的薄型温度保险丝，其特征在于，所述第一端部和/或所述第 一末端与所述易熔合金凹凸配合连接，所述第一端部和/或所述第一末端设置有凹部或通 孔，所述易熔合金设置有与所述凹部或通孔配合的凸台，所述凸台位于所述凹部或通孔中。
4.根据权利要求1所述的薄型温度保险丝，其特征在于，所述第一端部和/或所述第一 末端与所述绝缘密封体凹凸配合连接，所述第一端部和/或所述第一末端设置有凸台，所 述绝缘密封体设置有与所述凸台配合的凹部，所述凸台位于所述凹部中。
5.根据权利要求1所述的薄型温度保险丝，其特征在于，所述第一端部和/或所述第一 末端与所述绝缘密封体凹凸配合连接，所述第一端部和/或所述第一末端设置有凹部或通 孔，所述绝缘密封体设置有与所述凹部或通孔配合的凸台，所述凸台位于所述凹部或通孔 中。
6.根据权利要求1所述的薄型温度保险丝，其特征在于，所述第一端部和/或所述第一 末端与所述绝缘密封体凹凸配合连接，所述第一端部和/或所述第一末端设置有通孔，所 述绝缘密封体设置有连接柱，所述连接柱穿设所述通孔且两端分别与所述绝缘密封体自身 连接。
7.根据权利要求1所述的薄型温度保险丝，其特征在于，所述第一引脚和所述第二引 脚成一直线设置。
8.根据权利要求1所述的薄型温度保险丝，其特征在于，所述绝缘封闭体由所述上载 带和所述下载带密封连接而成。
9.根据权利要求1所述的薄型温度保险丝，其特征在于，所述薄型温度保险丝还包括 助溶剂层，所述助溶剂层包覆在所述易熔合金上。
10.根据权利要求1所述的薄型温度保险丝，其特征在于，所述易熔合金的两端宽、中 间窄，所述易熔合金的两端分别与所述第一端部和所述第一末端连接。
11.一种根据权利要求1所述的薄型温度保险丝的制造方法，其特征在于，包括以下步骤1)将所述第一端部和所述第一末端间隔设置，用所述易熔合金分别连接所述第一端部 和所述第一末端；2)采用绝缘材料制成所述绝缘密封体，同时将所述第一端部、所述第一末端和所述易 熔合金封闭在所述封闭空间内；其中，所述第一端部和/或所述第一末端与所述绝缘密封体和/或所述易熔合金凹凸 配合连接。
12.根据权利要求11所述的薄型温度保险丝的制造方法，其特征在于，所述第一金属 引脚和第二金属引脚采用金属线冲切而成。
13.根据权利要求11所述的薄型温度保险丝的制造方法，其特征在于，所述绝缘材料 为上载带和下载带，所述上载带和所述下载带密封连接而成所述绝缘封闭体。
14.根据权利要求11所述的薄型温度保险丝的制造方法，其特征在于，在所述步骤2) 之前，还包括步骤11)在所述易熔合金上设置助溶剂层。
15.根据权利要求14所述的薄型温度保险丝的制造方法，其特征在于，在所述步骤2) 和所述步骤11)之间，还包括步骤12)在所述助溶剂层上设置固化剂层。
全文摘要
本发明涉及一种薄型温度保险丝，包括第一及第二金属引脚、易熔合金和具有封闭空间的绝缘密封体，第一金属引脚包括第一端部，第二金属引脚包括第一末端，第一端部和第一末端分别穿设进绝缘密封体并与绝缘密封体密封连接，且第一端部和第一末端间隔设置，易熔合金位于封闭空间内并分别与第一端部和第一末端连接，其中第一端部和/或第一末端与绝缘密封体和/或易熔合金凹凸配合连接，还提供了相关制造方法，本发明的薄型温度保险丝设计独特，构思巧妙，结构简洁，反应灵敏，性能稳定，具有高抗拉拔力，能够在锂电池低概率故障发生温度急剧上升时，能快速熔断，从物理上切断电路，彻底保护电路，消除安全隐患，避免故障扩大，适于大规模推广应用。
文档编号H01H69/02GK102129944SQ201110104299
公开日2011年7月20日 申请日期2011年4月25日 优先权日2011年4月25日
发明者唐佳林, 敖伦坡, 黄金华 申请人:上海科特高分子材料有限公司, 上海霖天功能材料有限公司