(57)【要約】【課題】電池が損傷を受ける前に両端の電圧差が所定の電圧、例えば過充電電圧以上であれば発熱する電圧感応発熱素子の発熱により温度感応素子を作動させ、電池自体の過熱が起きる前に印加電流を遮断することによって、電池の損傷を防止しつつ過充電を防ぐこと。【解決手段】両端の電圧差が所定の電圧以上であれば発熱する電圧感応発熱素子と、温度によって可逆的に電流をオン／オフする機能を持つ温度感応素子と、を具備し、前記温度感応素子が電圧感応発熱素子から発生する熱を感知できるように結合されていることを特徴とする接合安全素子；及び前記接合安全素子を具備した二次電池を提供する。
2007529982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端の電圧差が所定の電圧以上の時に発熱する電圧感応発熱素子と、
温度によって可逆的に電流をオン／オフする機能を持つ温度感応素子とを備えてなり、
前記温度感応素子が前記電圧感応発熱素子から発生する熱を感知できるように結合されてなる、接合安全素子。
【請求項２】
前記電圧感応発熱素子及び前記温度感応素子が、可逆的に作動するものである、請求項１に記載の接合安全素子。
【請求項３】
前記温度感応素子が、所定の温度以上で電流を遮断するものである、請求項１に記載の接合安全素子。
【請求項４】
温度感応素子が、ＰＴＣ素子またはバイメタルである、請求項１に記載の接合安全素子。
【請求項５】
前記電圧感応発熱素子が、ナーダイオードまたはバリスタである、請求項１に記載の接合安全素子。
【請求項６】
前記電圧感応発熱素子が、破壊電圧の前に熱が発生し、前記温度感応素子が前記破壊電圧の前の電圧で発生する熱によって作動する、請求項１に記載の接合安全素子。
【請求項７】
前記発熱素子の破壊電圧が、発熱素子が熱発生によって温度感応素子を作動させる電圧より１５％以上高いものである、請求項６に記載の接合安全素子。
【請求項８】
電圧感応発熱素子が熱発生によって温度感応素子を作動させる電圧が、前記接合安全素子が使われる電気または電子機器の最大規格電圧を超過し電気または電子機器が破壊される電圧以下の範囲である、請求項１に記載の接合安全素子。
【請求項９】
前記電圧感応発熱素子が並列に接続され、前記温度感応素子が直列に接続される、請求項３に記載の接合安全素子。
【請求項１０】
前記電圧感応発熱素子と前記温度感応素子とが物理的に接触されてなる、請求項１に記載の接合安全素子。
【請求項１１】
前記電圧感応発熱素子が、前記電圧感応発熱素子が前記温度感応素子を作動させる電圧で前記温度感応素子の動作温度まで発熱する、請求項１に記載の接合安全素子。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の接合安全素子を備えた二次電池であって、
前記接合安全素子が、両端の電圧差が所定の電圧以上であれば発熱する電圧感応発熱素子と、温度によって可逆的に電流をオン／オフする機能を持つ温度感応素子とを備えてなり、
前記温度感応素子が電圧感応発熱素子から発生する熱を感知できるように結合されており、
前記電圧感応発熱素子が電池の正極端子と負極端子との間で並列に接続され、
前記温度感応素子が電池の正極端子または負極端子に直列に接続されてなる、二次電池。
【請求項１３】
前記温度感応素子の臨界温度が、５０℃以上１５０℃未満の範囲である、請求項１２に記載の二次電池。
【請求項１４】
前記電圧感応発熱素子が熱発生によって温度感応素子を作動させる電圧が、４Ｖないし５Ｖの範囲である、請求項１２に記載の二次電池。
【請求項１５】
１時間の間流れる電圧感応発熱素子の漏れ電流値が、使いたい電池容量値の０．０５％未満である、請求項１２に記載の二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、簡単な安全素子を使って過充電、過電圧、過電流及び過熱から二次電池を安全に保護することに関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は、充放電が可能な電池であって、従来のＮｉ／Ｃｄ電池、Ｎｉ／ＭＨ電池などと最近のリチウムイオン電池のいずれもを含む電池を総称する。最近になってリチウムイオン電池に関する関心が集中されており、それに関する研究開発が盛んに進められている。これは、リチウムイオン電池が従来のＮｉ／Ｃｄ電池、Ｎｉ／ＭＨ電池などに比べてエネルギー密度が遥かに高いという長所があるためである。リチウムイオン電池は、小型、軽量に製作できることから、携帯電話、ビデオカメラ、ノート型パソコンを含む移動機器の電源として有用であるのみならず、電気自動車の電源としてその使用範囲が広がるなど、次世代エネルギー保存媒体として注目を浴びている。
【０００３】
この種のリチウム二次電池は、上述のような長所を持っているものの、過充電に弱いという短所を持っており、過充電に対する何らの保護装置を設けることなく放置すれば、爆発または発火してユーザーの命に係る事故や財産上の損失をもたらしかねない。従って、二次電池にとって、過充電防止や抑制または過充電によって発生する問題の解決は何より重要である。
【０００４】
例えば、過充電時における電池の各構成物質間の反応をよくみれば、過充電によってリチウムイオン電池の正極活物質（例えば、ＬｉＣｏＯ２）と電解液との副反応が多くなり、これは、正極活物質の構造の崩壊と電解液の酸化反応などを伴うようになる。一方、黒鉛などから構成される負極活物質からリチウムが析出することがある。電池が前記のような過充電状態になったにもかかわらず、継続して電圧が上がれば、結局のところ、電池が爆発または発火する事故につながってしまう。
【０００５】
特に、二次電池に使われた電源の規格が高電圧の場合は問題が大きい。例えば、リチウムイオン二次電池に自動車用電源を接続して使う場合、乗用車の場合は１２Ｖの電圧が印加されるはずであり、貨物車の場合は１２Ｖの電源を２つ直列に接続するので、２４Ｖの電圧が印加されるはずである。このように、二次電池の規格で決める電圧を超える過電圧が瞬時に印加される場合における、瞬時の過電圧から二次電池を保護することができる安全装置への要望が急がれている。
【０００６】
二次電池の安全装置として、例えば, 日本特開２００３−２８４２３７号には、ツェナーダイオードとこれと熱的に接合された温度ヒューズを使うことが開始されている。このような安全装置が具備された電池の場合、過充電電圧でツェナーダイオードの方に流れる電流が急増し、ツェナーダイオードの消費全力が急増して発熱が大きくなり、前記発熱によってツェナーダイオードに接続された温度ヒューズが非可逆的に溶断するように構成することで電池に印加される電流を遮断することができるようになっている。前記日本特開２００３−２８４２３７号では、電池の過充電電圧で温度ヒューズを溶断するためにツェナーダイオードの破壊電圧を用いる。しかし、ツェナーダイオードの破壊電圧が電池の使用充電電圧の最高値より僅かに大きい場合は、電池の過充電は防止できるかもしれないが、電池の正常作動時におけるツェナーダイオードの漏れ電流を抑えることはできない。
【０００７】
ツェナーダイオードは、破壊電圧より少なくとも１Ｖ以下程低い電圧から或る程実質的な量だけの漏れ電流が生ずることはツェナーダイオードの固有特性である。このように、電池の正極と負極に接続された素子によって漏れ電流が発生すれば、電池は自己放電を引き起こし、これは、充電後の電池の使用時間及び電池の寿命の短縮につながり得る。
【０００８】
もし、電池の充電電圧で漏れ電流がないツェナーダイオードを使えば、過充電時に十分な電流を放電することが不可能であり、印加電流が大き過ぎる場合は、ダイオードが崩壊されて本来の役割を果たし得なく、電圧が高くなっても抵抗が非常に大きくなり、電流を流すことができなくなる。
【発明の開示】
【０００９】
ＰＴＣ（positive temperature coefficient：正温度係数）素子のように温度によって可逆的に電流をオン／オフする機能を持つ温度感応素子は、一定の温度以上に温度が上がる時だけ作動するので、過充電時、電池がある程度過熱した状態にならなければ作動しない。これは、既に電池が熱的衝撃によって損傷を受けた状態になった後に温度感応素子が動作することを意味する。
【００１０】
本発明は、前記のような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、電池が損傷を受ける前に両端の電圧差が所定の電圧、例えば過充電電圧以上であれば発熱する電圧感応発熱素子の発熱により温度感応素子を作動させ、電池自体の過熱が起きる前に印加電流を遮断することによって、電池の損傷を防止しつつ過充電を防ぐことにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、電池の正極と負極との間で並列に接続された素子によって漏れ電流が発生し、電池の自己放電が起きるという問題点を解決するために、破壊電圧が電池の規格充電電圧に近い定電圧素子を使う従来技術とは異なって、過充電時にＰＴＣ素子のような温度感応素子を作動させるために破壊電圧の前に発生する熱を利用することができる電圧感応発熱素子を使うことにある。この場合、並列に接続された電圧感応発熱素子は、破壊電圧が二次電池の規格充電電圧の範囲より相当に高く、正常の充放電時における漏れ電流の問題点を解消することができる。
【００１２】
前記目的を達成するために、本発明は、両端の電圧差が所定の電圧以上であれば発熱する電圧感応発熱素子と、温度によって可逆的に電流をオン／オフする機能を持つ温度感応素子と、を具備し、前記温度感応素子が電圧感応発熱素子から発生する熱を感知できるように結合されていることを特徴とする接合安全素子；及び前記接合安全素子を具備した二次電池を提供する。
【００１３】
本発明の接合安全素子において、前記電圧感応発熱素子は破壊（break down）電圧の前に熱発生区間が存在し、前記温度感応素子は前記破壊電圧の前の電圧で発生する熱によって作動することが好ましい。この時、前記電圧感応発熱素子の破壊電圧は、電圧感応発熱素子が熱発生によって温度感応素子を作動させる電圧より１５％以上高いことが好ましい。また、この時、電圧感応発熱素子が熱発生によって温度感応素子を作動させる電圧は、前記接合安全素子が使われる二次電池のような電気または電子機器の最大規格電圧を超過し電気または電子機器が破壊される電圧以下の範囲であることが好ましい。
【００１４】
一方、本発明の接合安全素子において、１時間の間流れる電圧感応発熱素子の漏れ電流値が、使いたい電池容量値（ｍＡｈ）の０．０５％未満であることが好ましい。前記のように、電池の満充電電圧で電池容量値（ｍＡｈ）の０．０５％未満に当たる値程の漏れ電流が流れる場合、電池の使用電圧範囲内における漏れ電流は無視してもよい。
【００１５】
本発明に係る接合安全素子を使えば、過充電、過電圧、過電流及び過熱から二次電池のような電気または電子機器を安全に保護することができる。
【００１６】
また、本発明は、電池が損傷を受ける前に両端の電圧差が所定の電圧、例えば過充電電圧以上であれば発熱する電圧感応発熱素子の発熱により温度感応素子を作動させ、電池自体の過熱が起きる前に印加電流を遮断することによって電池の損傷を防止しつつ過充電を抑えることができる。
【００１７】
さらに、過充電時に温度感応素子を作動させるために、破壊電圧の前に発生する熱を用いることができる電圧感応発熱素子を使うことによって、並列に接続される電圧感応発熱素子による漏れ電流の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明について添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
本発明は、両端の電圧差が所定の電圧以上であれば発熱する電圧感応発熱素子と、温度によって可逆的に電流をオン／オフする機能を持つ温度感応素子とを熱伝導性を有するように結合、即ち、温度感応素子が電圧感応発熱素子から発生する熱を感知できるように結合、好ましくは、物理的に接触させることによって、電圧感応発熱素子の通電時に発生した熱が直ちに温度感応素子に影響を及ぼし、温度感応素子に対し電流の流れを遮断する作動につながり得るようにすることを特徴とする。
【００２０】
したがって、本発明に係る接合安全素子として低容量の定電圧素子のような電圧感応発熱素子を使っても良好な安全性の向上特性を示すことができる。
【００２１】
二次電池のような電気または電子機器へ本発明に係る電圧感応発熱素子と温度感応素子が接合された安全素子を組み込むと、過充電または過電圧の印加時において電気または電子機器を保護することができる。
【００２２】
本発明に係る接合安全素子において前記電圧感応発熱素子は並列に接続され、温度感応素子は直列または並列、好ましくは直列に接続される。例えば、本発明に係る接合安全素子の二次電池への接続時、前記電圧感応素子は電池の正極端子と負極端子との間で並列に接続され、前記温度感応素子は電池の正極端子または負極端子に直列に接続される。
【００２３】
前記温度感応素子は、温度によって可逆的に電流をオン／オフする機能を持つものであれば、その種類を問わずにいずれもよく、温度感応素子は、所定の温度以上で電流を遮断することが好ましい。
【００２４】
温度感応素子の非制限的な例としては、ＰＴＣ（positive temperature coefficient）素子またはバイメタルなどがある。
【００２５】
ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子は、正温度係数特性を持つ保護素子であって、電気的に直列接続された状態で昇温する時（例えば、過電流または外部的回路短絡の時、特に過充電時） 抵抗が急激に上昇して電流の流れを遮断する素子である。一般に、ＰＴＣは、温度ヒューズとは異なって、繰り返し使用可能な素子である。
【００２６】
ＰＴＣの種類としては、ＢａＴｉＯ３係のセラミックスからなるセラミックスＰＴＣとポリマーからなるポリマーＰＴＣがある。ポリマーＰＴＣは、伝導性物質であるカーボンとポリオレフィンのような絶縁体樹脂を混合して成形したものであり、温度が上がるにつれて抵抗値が上がる正温度係数特性を示す。ポリマーＰＴＣ素子の抵抗変化の基本原理は、通常の状態ではポリマーの中に分散しているカーボンが伝導性経路を形成し、固有抵抗値が低いため電流がスムーズに流れるが、過電流などによって素子の温度が上がればポリマーの融点を越えるようになり、数十パーセントに達するポリマーの体積変化がカーボンの伝導性経路を遮る現象、即ちトリップ（Trip）現象を引き起こし、それによって抵抗が急増して電流の流れを遮断するのである。セラミックスＰＴＣは、キュリー温度に基づいてトリップ現象が起きる。
【００２７】
図３は、一般のＰＴＣ素子の温度による抵抗変化特性を示すグラフである。同図から臨界温度の１２０℃付近で１０３倍に近い急激な抵抗変化を示すことが分かる。
【００２８】
本発明で使用可能な電圧感応発熱素子の非制限的な例としては、ツェナーダイオードまたはバリスタのような定電圧素子などがある。両端の電圧差が所定の電圧以上であれば発熱し、並列接続時に漏れ電流が大きくない限り発熱素子の種類または規格は制限されない。
【００２９】
一般の定電圧素子とは、両端に特定の電圧（breakdown voltage; 破壊電圧）以上の電圧が印加される時、電流を急激に流し得る特性を持つ素子をいい、一般のツェナーダイオードまたはバリスタのような定電圧素子は、特定の電圧以上で電流をバイパスする素子として使われる。
【００３０】
ツェナーダイオードは、半導体ｐ−ｎ接合体であって、比較的大きな逆方向の電圧を加えた時、所定の電圧で急激に大きな電流が流れ始め、その電圧が一定に保たれる特性を有するが、このような現象を破壊といい、その時の電圧を破壊電圧という。
【００３１】
ツェナー電圧とは、ツェナーダイオードで逆方向に電流が流れ始める電圧をいい、ツェナーダイオードが作動し始める電圧である。一般の破壊電圧は、ツェナー電圧より高い。
【００３２】
一方、バリスタは、このバリスタの両端に加えられる電圧によって抵抗値が変わる非線形半導体抵抗素子であって、“可変抵抗（variable resistor）”の略称である。
【００３３】
図１は、ツェナーダイオードに１Ａの定電流を加えつつ、電圧が上昇するに伴う温度変化を示すグラフである。図２は、バリスタに１Ａの定電流を加えつつ、電圧が上昇するに伴う温度変化を示すグラフである。
【００３４】
図１及び図２から、ツェナーダイオードまたはバリスタにおいて破壊電圧で急激な温度上昇があることを確認することができ、前記破壊電圧の前に発熱する電圧区間（ボックス状実線で表示）があることを確認することができる。
【００３５】
本発明は、発熱素子が破壊電圧以上で急激に電流が流れることで急増した消費電力（Ｗ＝Ｉ２Ｒ、ここでＷ＝消費電力、Ｉ＝電流、Ｒ＝抵抗）に起因する発熱によって温度感応素子を作動させることでなく、前記破壊電圧の前の低い電圧で発生する熱（ボックス状実線で表示した部分）によってＰＴＣ素子のような温度感応素子を作動させることをまた他の特徴とする。この場合、並列に接続される電圧感応発熱素子は、破壊電圧が二次電池の満充電電圧より相当に高く、正常の充放電時における漏れ電流の問題点を解消することができる。前記満充電電圧は、電池製造メーカが表示する電池の使用電圧範囲の最大値（最大使用電圧）と言える。
【００３６】
特に、電圧感応発熱素子は、低容量であることが好ましい。低容量の定電圧素子のような発熱素子では、漏れ電流が始まる電圧と急激に通電する破壊電圧との間の間隔が短いためである。よって、過充電時において急激に通電する破壊電圧の直前に電圧感応発熱素子で漏れ電流が始まるので、破壊電圧の前の低い電圧範囲で温度感応素子を作動させる電圧感応発熱素子を具備した本発明に係る安全素子では、正常な充放電時には漏れ電流の問題点が最小に抑えられる。
【００３７】
様々な破壊電圧を持つ定電圧素子が市販されているので、当業者であれば必要に応じて電圧感応発熱素子として適切な定電圧素子を購入して使えばよい。
【００３８】
この時、電圧感応発熱素子は、破壊電圧が二次電池の爆発及び発火電圧より低いものが好ましい。
【００３９】
本発明に係る接合安全素子は、上述したように電圧感応発熱素子と温度感応素子とが互いに有機的に作動して過充電または過電圧の印加時において電流の流れを遮断し、過充電または過電圧の印加を防止することができ、また電圧感応発熱素子、温度感応素子の各々の本来の特性によって電圧感応発熱素子と温度感応素子が具備された電気または電子機器の安全性を確保することができる。例えば、定電圧素子（例えば、ツェナーダイオードまたはバリスタ）のような電圧感応発熱素子は、二次電池の正極端子と負極端子との間で並列に接続され、破壊電圧以上に過充電となれば放電電流が急激に流れて電流をバイパスしつつ電圧を下げることによって爆発や発火から電池を保護することができ、ＰＴＣ素子のような温度感応素子は、二次電池の正極端子及び／または負極端子に直列に接続され、過電流及び過熱の時に電流の流れを遮断することによって電池を保護することができる。よって、本発明は、簡易で新規構造の接合安全素子を使って過充電、過電圧、過電流及び過熱から二次電池を安全に保護することができる。
【００４０】
本発明の接合安全素子において電圧感応発熱素子及び温度感応素子は可逆的に作動する。よって、本発明の接合安全素子は、作動した後に廃棄される使い捨てでなく、使い続けられる接合安全素子である。
【００４１】
本発明の接合安全素子において電圧感応発熱素子は、発熱素子の発熱によって温度感応素子を作動させる電圧が前記接合安全素子が使われる電気または電子機器の最大規格電圧を超過し電気または電子機器が破壊される電圧以下の範囲であるものを適切に選択すればよい。
【００４２】
本発明の接合安全素子を二次電池に使う場合、前記温度感応素子の臨界温度は、５０℃以上１５０℃未満であることが好ましく、前記電圧感応発熱素子は、前記温度感応素子を作動させるために４Ｖないし５Ｖで発熱することが好ましい。５０℃以下で抵抗が急増して電流の流れを遮断すれば、一般の電池使用温度である−２０℃から６０℃の間で充電が行われない可能性があり、１５０℃以上で抵抗が急増すれば、電池がその前に既に変形されたか、または損傷を受けた状態となるので、電流を遮断しても無駄になるためである。
【００４３】
本発明に係る接合安全素子において電圧感応発熱素子と温度感応素子との作動関係をみてみれば、電圧感応発熱素子は、電池の満充電電圧以上に電圧が上がる時に放電し、その時に発生する熱が温度感応素子を動作させる。よって、電圧感応発熱素子において放電が起きて発熱する電圧、即ち電池の満充電電圧（例えば、４〜５Ｖ）で電圧感応発熱素子が発熱して、温度感応素子の作動温度、即ち温度感応素子の臨界温度（例えば、５０〜１５０℃）以上に上昇しなければならない（図４参照）。
【００４４】
したがって、前記電圧感応発熱素子は、発熱素子の発熱によって温度感応素子を作動させる電圧で前記温度感応素子の動作温度まで発熱することが好ましい。
【００４５】
図４は、本発明の一実施例に係る接合安全素子と二次電池との結合関係を示す図である。図４に示す接合安全素子の各素子間の結合関係及び二次電池の各端子との結合関係をみてみれば、まず発熱素子１とＰＴＣ素子２が幅方向の一方側面（接合面）で接合され、発熱素子１は、両端で電池の電圧を認識し、必要に応じて放電をさせなければならないため、金属リード３を介して電池の正極端子１１と負極端子１２との間で並列に接続され、ＰＴＣ素子２は、温度が上がれば電流の流れが遮断されるため、金属リード３を介して正極端子１１または負極端子１２の中間に直列に接続される。
【００４６】
図５Ａは、図４に示す結合安全素子の周りを防食及び防湿外装材４でコートした変形例を示す。この場合も、発熱素子とＰＴＣ素子とは、防食及び防湿外装材を介して熱伝導性を有するように接続、好ましくは、物理理的に接触している。そして、図５Ｂは、発熱素子とＰＴＣ素子のそれぞれの周りを防食及び防湿外装材でコートし、この２つの素子が幅方向の一方側面（接合面）で接合された変形例を示す図である。この場合も、発熱素子とＰＴＣ素子とは、防食及び防湿外装材を介して熱伝導性を有するように接続、好ましくは、物理的に接触している。図５Ａ及び５Ｂにおいて電池の各電極端子と各接合素子の結合方式は、図４に示す方式と同様である。
【００４７】
接合安全素子の各素子は、図５Ａに示すように、接合後に防食及び防湿外装材でコートすることもでき、図５Ｂに示すように、各素子を防食及び防湿外装材でコートした後に接合することもできる。
【００４８】
図６は、本発明の他の変形例に係る接合安全素子と二次電池との結合関係を示す図である。図６Ａに示すように、金属リード３を介して発熱素子１とＰＴＣ素子２が幅方向の一方側面（接合面）で接合され、各素子の幅方向の他方側面（対向面）に他の金属リード３が接続される。そして、発熱素子１とＰＴＣ素子２との接合面に１つの金属リード３が二次電池の正極端子１１の一端に接続される。そして、発熱素子１の幅方向の他方側面（対向面）に接続された金属リード３が二次電池の負極端子１２に接続されるこことより、圧力感応発熱素子１が、二次電池の正極端子１１と負極端子１２との間で並列に接続される。そして、ＰＴＣ素子２の幅方向の他方側面（対向面）に接続された金属リード３が二次電池の正極端子１１の他端に接続されることにより、ＰＴＣ素子は二次電池の正極端子の中間に直列に接続される。
【００４９】
そして、図６Ｂは、図６Ａに示す接合安全素子の周りを防食及び防湿外装材４でコートした構成を示す。この場合も、圧力感応発熱素子とＰＴＣ素子とは、防食及び防湿外装材を介して物理的に接触している。
【００５０】
図７Ａは、図６に示す接合安全素子を正面からみた正面図である。図７Ａに示すように、発熱素子１とＰＴＣ素子２とが接合面で金属リード３を介して接合されており、その接合面に対向する各素子の他端の対向面に金属リード３が接続されている。そして、図７Ｂは、図７Ａの接合安全素子を上方からみた平面図である。図７Ｂに示すように、発熱素子１を電池の２つの端子の間で並列に接続させるために、その左側面に接続された金属リード３を介して正極端子１１に接続され、その上表面から下方に接続された金属リード３を介して負極端子１２に接続される。図７Ｂに示していないＰＴＣ素子２は、その左右側面の接続された２つの金属リードを介して正極端子の中間に直列に結合される。
【００５１】
図８は、本発明に係る接合安全素子をポリマー電池（見掛け上パウチ状の電池）に結合させた形態を示す。よって、本発明に係る接合安全素子は、正極端子１１の中間にＰＴＣ素子２が接続され、それと接合面で接合された発熱素子１の他端の対向面に金属リード３を介して負極端子１２に接続させる。これにより、発熱素子１は、二次電池の正極端子１１と負極端子１２との間で並列に接続され、ＰＴＣ素子２は、二次電池の正極端子１１の中間に直列に接続される。
【００５２】
図９Ａは、本発明に係る接合安全素子を角形電池に結合させた正面図を示し、図９Ｂは、平面図を示す。角形電池は、該電池缶の外郭が導電性材料、例えば、アルミニウムを含む合金などで覆われた形態を有するので、電池の本体が正極端子の役割を果たす。そして、負極端子は、電池の上端から突き出された構成をとる。この場合も同様に、発熱素子１は接合面の金属リード３を介してＰＴＣ素子２及び電池の正極端子１１に接続され、接合面の対向面である他端は、他の金属リード３を介して負極端子１２に接続される。そして、ＰＴＣ素子２の一端は、金属リード３を介して電池の本体に接続され、発熱素子１と接合面を形成するＰＴＣ素子の他端が更に正極端子である電池の本体に接続される。
【００５３】
本発明に係る接合安全素子は、二次電池の包装材内部においても、外部においても設置可能であり、別途の保護回路にも設置可能であり、更には、回路基板（ＰＣＢ）にも設置可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１Ａ】電圧感応発熱素子の一種であるツェナーダイオードに１Ａの定電流を加えつつ、電圧が上昇するに伴う温度変換を示すグラフである。
【図１Ｂ】ツェナーダイオードの電圧による漏れ電流区間と破壊電圧区間を示すグラフである。
【図２】電圧感応発熱素子の一種であるバリスタに１Ａの定電類を加えつつ、電圧が上昇するに伴う温度変化を示すグラフである。
【図３】温度感応素子の一種であるＰＴＣ素子の温度による抵抗変化特性を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施例に係る接合安全素子と電池との結合関係及びその作動原理を示す模式図である。
【図５Ａ】図４に示す接合安全素子の周りを防食及び防湿外装材でコートした構成を示す模式図である。
【図５Ｂ】図４に示す接合安全素子の周りを防食及び防湿外装材でコートした構成を示す模式図である。
【図６】本発明の他の実施例に係る接合安全素子と電池との結合関係を示す図である。
【図７Ａ】図６に示す接合安全素子の正面図及び平面図である。
【図７Ｂ】図６に示す接合安全素子の正面図及び平面図である。
【図８】図６に示す接合安全素子をポリマー電池に結合させた形態を示す模式図である。
【図９Ａ】図６に示す接合安全素子を角形電池に結合させた正面図及び平面図である。
【図９Ｂ】図６に示す接合安全素子を角形電池に結合させた正面図及び平面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  電圧感応発熱素子
２  ＰＴＣ素子
３  金属リード
４  防食及び防湿外装材
１１  正極端子
１２  負極端子
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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