專利名稱：一種電路保護(hù)器件、安裝方法以及電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路保護(hù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種電路保護(hù)器件，用于所述電路保護(hù)器件的安裝方法以及帶有所述電路保護(hù)器件的電池。
背景技術(shù)：
PTC 是 Positive Temperature Coefficient 的縮寫，PTC 器件即正溫度系數(shù)熱敏器件，該器件能在電流過大、溫度過高時對電路起保護(hù)作用。使用時，將其串接在電路中，在正常情況下，其阻值很小，損耗也很小，不影響電路正常工作；但若有過流(如短路)發(fā)生，其溫度升高，它的阻值隨之急劇升高，達(dá)到限制電流的作用，避免損壞電路中的元器件。當(dāng)故障排除后，PTC器件的溫度自動下降，又恢復(fù)到低阻狀態(tài)，因此PTC器件又稱為可復(fù)性保險絲。因而廣泛地應(yīng)用在諸如移動電話電池組、數(shù)碼電池組、膝上型計算機電池組等等的電池行業(yè)中。現(xiàn)有電池用PTC帶狀保護(hù)器件20 —般是從PTC上下兩表面各引出一金屬電極出來(通常為鎳帶)，其一鎳片焊接在電池21底部(或者焊接在電池上蓋板、或者焊接在電池鉚釘上)，PTC器件20的另一鎳帶與電池保護(hù)電路板22或外電路連接，這樣以實現(xiàn)PTC對電池的過電流與(或)過充電的安全保護(hù)功能，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。這樣的結(jié)構(gòu)需要更多的鎳帶并且因其安裝方式相對固定從而靈活性不夠。另外安裝方式的相對固定也同樣限制了安裝方法的靈活性和多樣性。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了一種用于電路保護(hù)器件，包括:一正溫度系數(shù)熱敏要素層；一第一金屬層，其上側(cè)用于耦接一個保護(hù)電路，所述第一金屬層的下側(cè)通過一個焊膏層與所述正溫度系數(shù)熱敏要素層的上側(cè)耦接；一第二金屬層，其上側(cè)通過焊膏層與所述正溫度系數(shù)熱敏要素層的下側(cè)耦接，所述第二金屬層的下側(cè)用于耦接一個受保護(hù)的電器主體。依據(jù)本發(fā)明第一方面的所述電路保護(hù)器件可以直接安裝在電池表面而不需要額外的鎳帶進(jìn)行連接，從而簡化了電池廠商的安裝工藝，進(jìn)一步降低工藝成本和材料成本。優(yōu)選地，所述第二金屬層包括至少一個第一子層和一個第二子層，其中所述第一子層與所述正溫度系數(shù)熱敏要素層的下側(cè)耦接，第二子層用于耦接所述受保護(hù)的電器主體，該兩子層之間通過軋制、化學(xué)鍍或電沉積的方式耦接。其優(yōu)點在于，提供兩個子層分別耦接PTC層和電器主體，可以靈活地優(yōu)化耦接的質(zhì)量。優(yōu)選地，所述第一子層包括適合于與所述正溫度系數(shù)熱敏要素層耦接的第一材料，該第一材料包括鎳，所述第二子層包括適合于耦接于所述受保護(hù)的電器主體的第二材料，該第二材料包括鋁。其優(yōu)點在于，由于所述正溫度系數(shù)熱敏要素層與所述電器主體表面具有不同的耦接特性，故而可以靈活地選擇更好地適于與所述正溫度系數(shù)熱敏要素層耦接的金屬作為第一子層，同理選擇更好地適于與所述電器主體耦接的金屬作為第二子層，可以提供優(yōu)化耦接的質(zhì)量。更加具體的，一方面，鎳能更好地適于通過焊接與所述正溫度系數(shù)熱敏要素層耦接；而另一方面，當(dāng)前電器主體以鋁居多，因而選擇鋁作為第二子層的組成材料既能更好地保證耦合質(zhì)量，又因為鋁是良導(dǎo)體從而使被保護(hù)電器主體產(chǎn)生的熱量更好地?zé)o損失地傳遞至所述正溫度系數(shù)熱敏要素層而使整個器件的保護(hù)功能更加精確。優(yōu)選地，對于所述電路保護(hù)器件來說，所述第二金屬層具有延伸部，所述延伸部位于所述第一金屬層和所述正溫度系數(shù)熱敏要素層邊緣之外。所述第二金屬層的所述延伸部可以用于與電器主體偶接。優(yōu)選地，所述第二金屬層的延伸部位于所述第二金屬層的一端；或者，所述第二金屬層的延伸部位于所述第二金屬層的兩端。這兩種優(yōu)選方案為電器主體安裝廠商提供了更靈活的安裝選擇方式，從而廠商可以根據(jù)自己產(chǎn)品的尺寸規(guī)格以及位置需要，選擇適合自己產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)方式。根據(jù)本發(fā)明的第二方面提出了一種用于將根據(jù)本發(fā)明的第一方面所述的電路保護(hù)器件安裝至受保護(hù)的電器主體的方法，其中該方法尤其適用于當(dāng)所述第二金屬層具有延伸部并且所述延伸部位于所述第一金屬層和所述正溫度系數(shù)熱敏要素層邊緣之外的所述保護(hù)器件的安裝。所述方法包括以下步驟:將所述第一金屬層的下側(cè)與所述正溫度系數(shù)熱敏要素層的上側(cè)通過焊膏層耦接在一起；將所述正溫度系數(shù)熱敏要素層的下側(cè)與所述第二金屬層的上側(cè)通過焊膏層耦接在一起；將耦接后的所述第一金屬層、所述正溫度系數(shù)熱敏要素層以及所述第二金屬層進(jìn)行焊接，從而形成所述電路保護(hù)器件整體；以及通過所述電路保護(hù)器件的所述第二金屬層的延伸部，將所述第二金屬層焊接在所述電器主體表面。優(yōu)選地，將所述第二金屬層焊接到所述電器主體使用以下任一種焊接方法:激光焊接、超聲焊接。這種方式的優(yōu)點在于可以形成易于焊接在電器主體上的、單獨的器件，便于批量化生產(chǎn)、銷售和安裝。根據(jù)本發(fā)明的第三方面提出了 一種用于將電路保護(hù)器件安裝至受保護(hù)的電器主體的方法，所述方法包括以下步驟:將所述第二金屬層的下側(cè)焊接在所述受保護(hù)的電器主體的表面；將所述正溫度系數(shù)熱敏要素層以及所述第一金屬層依次通過焊膏層疊加在所述已焊接在所述電器主體表面上的所述第二金屬層的上側(cè)；以及將疊加好的所述電路保護(hù)器件焊接在一起。并且優(yōu)選地，所述將所述第二金屬層焊接到所述電器主體使用以下任一種焊接方法:激光焊接、超聲焊接；而所述將疊加好的所述電路保護(hù)器件焊接在一起使用以下任一種焊接方法:回流焊接。其優(yōu)點在于，由于所述電路保護(hù)器件的組件大部分都是由回流焊接完成，從而在焊接過程中溫度更容易控制，并且能夠避免氧化，還能夠更好地控制成本。根據(jù)本發(fā)明的第四方面提出了一種帶有根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的電路保護(hù)器件的電池。 本發(fā)明提供了 一種可以通過激光焊接或超聲焊接將電路保護(hù)器件直接安裝在受保護(hù)的電器主體表面上，并且連接電路保護(hù)器件與該電器主體保護(hù)板(或外電路負(fù)載)的金屬帶(常見為鎳帶或鍍鎳鋼帶)可以直接通過電阻焊或激光焊的方式與電路保護(hù)器件的表面連接。本發(fā)明解決了目前電路保護(hù)器件不能直接安裝在該電器主體表面的技術(shù)問題。該電路保護(hù)器件在該電器主體上的安裝位置可以是該電器主體的頂部，也可以是底部，或者側(cè)面。


圖1示出了具有傳統(tǒng)的帶狀PTC器件的電池的示意圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電路保護(hù)器件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的電路保護(hù)器件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的電路保護(hù)器件三種安裝位置示意具體實施例方式盡管下面的文本闡述了本發(fā)明的各種不同實施方式的詳細(xì)描述，但是應(yīng)當(dāng)理解至IJ，本發(fā)明的法律范圍由本專利所附的權(quán)利要求的文字來界定。詳細(xì)描述應(yīng)當(dāng)被解釋為僅是示范性的，并非描述本發(fā)明的每種可能的實施方式，因為描述每種可能的實施方式，即使有可能，也是不切實際的。利用當(dāng)前技術(shù)或在本專利申請日之后研發(fā)的技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)各種可替換的實施方式，這仍將落入界定本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電路保護(hù)器件的結(jié)構(gòu)示意圖。在所示出的電路保護(hù)器件中包括=PTC要素層4 ;第一金屬層6以及包括第一子層2和第二子層I的第二金屬層。其中，該第一金屬層6的下側(cè)通過焊膏層5與所述PTC要素層的上側(cè)耦接，而第一金山層6的上側(cè)用于耦接保護(hù)電路；該第二金屬層的第一子層2通過焊膏層3與該PTC要素層的下側(cè)耦接，而第二金屬層的第二子層用于耦接受保護(hù)的電器主體。并且，第二子層通常包含鋁，以便通過諸如激光焊或超聲焊的焊接方式更好地與通常為鋁的電器主體相偶接。第一子層通常包含鎳，以便通過適當(dāng)?shù)暮附臃绞讲⒔柚诤父鄬痈玫嘏cPTC要素層4相偶接。其中包含鋁的第二子層與包含鎳的第一子層通常通過軋制、化學(xué)鍍或電沉積的方式形成鋁鎳復(fù)合層，也就是第二金屬層。此外，第一金屬層可以是鎳或者鍍鎳鋼帶，其可以通過多種焊接方式借助于焊膏層與所述PTC要素層的上側(cè)偶接。在本設(shè)計方案中，該第二金屬層也即鋁鎳復(fù)合帶具有延伸部，該延伸部位于所述鋁鎳復(fù)合帶的一端并且位于所述第一金屬層和所述PTC要素層邊緣之外以便與受保護(hù)的電器主體表面焊接使用?？梢岳斫猓@里所舉的金屬鋁和金屬鎳僅為示例，它們分別是任何適于與被耦接到的材料焊接在一起的材料。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的電路保護(hù)器件的結(jié)構(gòu)示意圖。與圖2所示出的實施例的電路保護(hù)器件的結(jié)構(gòu)相比，其主要區(qū)別在于，在圖2中，鋁鎳復(fù)合帶的延伸部位于所述鋁鎳復(fù)合帶的一端；而在圖3中，鋁鎳復(fù)合帶的延伸部位于所述鋁鎳復(fù)合帶的兩端。這兩種不同的結(jié)構(gòu)方式便于將電路保護(hù)器件應(yīng)用在不同的場合。對于其他的結(jié)構(gòu)特征基本上與圖2中所述的實施例相同，這里不再贅述。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的電路保護(hù)器件10的安裝位置示意圖。圖2及3根據(jù)本發(fā)明的實施例中所述的電路保護(hù)器件很大的優(yōu)點在于可以安裝在例如電池體的電器主體的任何位置，例如如圖4所述的電池體11的上側(cè)、下側(cè)以及旁側(cè)，這為電池的生產(chǎn)提供了很大的靈活性。當(dāng)然，理論上講本發(fā)明所述的電路保護(hù)器件10也可以安裝在圖4所述的面積最大的前側(cè)和后側(cè)，但是基于當(dāng)前主流的電池以及安裝電池的裝置的技術(shù)要求，例如對電池以及使用電池的裝置的盡量薄的要求，一般安裝在電池的前側(cè)和后側(cè)的應(yīng)用比較少見。以上從裝置的角度對本發(fā)明進(jìn)行了描述，下面基于方法的角度來對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明。首先將對根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電路保護(hù)器件的一種安裝方法進(jìn)行描述?，F(xiàn)以圖2所述的實施例中的電路保護(hù)器件為例對該安裝方法進(jìn)行詳細(xì)說明。首先，將所述第一金屬層的下側(cè)與PTC要素層的上側(cè)通過焊膏層耦接在一起。隨后將所述PTC要素層的下側(cè)與所述第二金屬層的上側(cè)通過焊膏層耦接在一起。隨后，將耦接后的所述第一金屬層、所述正溫度系數(shù)熱敏要素層以及所述第二金屬層進(jìn)行焊接，從而形成所述電路保護(hù)器件整體。其中，所述焊接方式可以為激光焊、超聲焊或者回流焊。最后，通過所述電路保護(hù)器件整體的所述第二金屬層的延伸部，將所述第二金屬層焊接在所述電器主體表面的所期望的部位。該焊接方式優(yōu)選為激光焊接或者超聲焊接。從而完成了所述電路保護(hù)器件安裝至電池的整個過程。其中第一金屬層為鎳或者鍍鎳鋼帶，焊膏層可以是焊錫膏，第二金屬層為軋制、化學(xué)鍍或電沉積的方式而成的鎳鋁復(fù)合帶并且上側(cè)為鎳下側(cè)為鋁。本發(fā)明還提出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的電路保護(hù)器件的另一安裝方法。仍以圖2所述的實施例中的電路保護(hù)器件為例對該安裝方法進(jìn)行詳細(xì)說明。首先，將所述第二金屬層的下側(cè)焊接在所述電器主體表面，也即通過鋁鎳復(fù)合帶的鋁層將鋁鎳復(fù)合帶單獨地焊接在電池表面的所期望的位置；隨后，將所述PTC要素層以及所述第一金屬層也即鎳或者鍍鎳鋼帶依次通過焊膏層例如焊錫膏疊加在所述已焊接在電池主體表面上的所述第二金屬層的上側(cè)也即鋁鎳復(fù)合帶的鎳層；最后，將疊加好的包括鎳或者鍍鎳鋼帶、焊膏層、PTC要素層、鋁鎳復(fù)合帶的所述電路保護(hù)器件焊接在一起從而完成了所述電路保護(hù)器件安裝至電池的整個過程。其中該焊接方式優(yōu)選為回流焊接。盡管在附圖和前述的描述中詳細(xì)闡明和描述了本發(fā)明，應(yīng)認(rèn)為該闡明和描述是說明性的和示例性的，而不是限制性的；本發(fā)明不限于所上述實施方式。那些本技術(shù)領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以通過研究說明書、公開的內(nèi)容及附圖和所附的權(quán)利要求書，理解和實施對披露的實施方式的其他改變。在權(quán)利要求中，措詞“包括”不排除其他的元素和步驟，并且措辭“一”、“一個”不排除復(fù)數(shù)。在發(fā)明的實際應(yīng)用中，一個零件可能執(zhí)行權(quán)利要求中所引用的多個技術(shù)特征的功能。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)理解為對范圍的限制。
權(quán)利要求
1.一種電路保護(hù)器件，包括: 一正溫度系數(shù)熱敏要素層(4)； 一第一金屬層出)，其上側(cè)用于耦接一個保護(hù)電路，所述第一金屬層的下側(cè)通過一個焊膏層(5)與所述正溫度系數(shù)熱敏要素層(4)的上側(cè)耦接； 一第二金屬層(1、2)，其上側(cè)通過焊膏層(3)與所述正溫度系數(shù)熱敏要素層(4)的下側(cè)耦接，所述第二金屬層的下側(cè)用于耦接一個受保護(hù)的電器主體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路保護(hù)器件，其中，所述第二金屬層包括至少一個第一子層(2)和一個第二子層(I)，其中所述第一子層(2)與所述正溫度系數(shù)熱敏要素層(4)的下側(cè)耦接，第二子層(I)用于耦接所述受保護(hù)的電器主體，該兩子層之間通過軋制、化學(xué)鍍或電沉積的方式耦接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的所述電路保護(hù)器件，其中，所述第一子層包括適合于與所述正溫度系數(shù)熱敏要素層耦接的第一材料，該第一材料包括鎳，所述第二子層包括適合于耦接于所述受保護(hù)的電器主體的第二材料，該第二材料包括鋁。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路保護(hù)器件，其特征在于，所述第二金屬層具有延伸部，所述延伸部位于所述第一金屬層和所述正溫度系數(shù)熱敏要素層邊緣之外。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路保護(hù)器件，其特征在于，所述第二金屬層的延伸部位于所述第二金屬層的一端；或者， 所述第二金屬層的延伸部位于所述第二金屬層的兩端。
6.一種用于將權(quán)利要求4或5中任一項所述的電路保護(hù)器件安裝至一個受保護(hù)的電器主體的方法，包括以 下步驟: -將所述第一金屬層出)的下側(cè)與所述正溫度系數(shù)熱敏要素層(4)的上側(cè)通過焊膏層(5)耦接在一起； -將所述正溫度系數(shù)熱敏要素層(4)的下側(cè)與所述第二金屬層(1、2)的上側(cè)通過焊膏層(3) I禹接在一起； -將耦接后的所述第一金屬層出)、所述正溫度系數(shù)熱敏要素層(4)以及所述第二金屬層(1、2)進(jìn)行焊接，從而形成所述電路保護(hù)器件整體；以及 -通過所述電路保護(hù)器件整體的所述第二金屬層的延伸部，將所述第二金屬層焊接在所述電器主體表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，將所述第二金屬層焊接到所述電器主體使用以下任一種焊接方法: 激光焊接、超聲焊接。
8.一種用于將權(quán)利要求1至5任一項中所述的電路保護(hù)器件安裝至一個受保護(hù)的電器主體的方法，包括以下步驟: -將所述第二金屬層的下側(cè)(I)焊接在所述受保護(hù)的電器主體的表面； -將所述正溫度系數(shù)熱敏要素層(4)以及所述第一金屬層(6)依次通過焊膏層(3、5)疊加在所述已焊接在所述電器主體表面上的所述第二金屬層的上側(cè)⑵；以及 -將疊加好的所述電路保護(hù)器件焊接在一起。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述將所述第二金屬層焊接到所述電器主體使用以下任一種焊接方法:激光焊接、超聲焊接；并且，所述將疊加好的所述電路保護(hù)器件焊接在一起使用回流焊接。
10.一種電池，其特征在于，安 裝有根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的電路保護(hù)器件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電路保護(hù)器件，包括一正溫度系數(shù)熱敏要素層(4)；一第一金屬層(6)，其上側(cè)用于耦接一個保護(hù)電路，所述第一金屬層的下側(cè)通過一個焊膏層(5)與所述正溫度系數(shù)熱敏要素層(4)的上側(cè)耦接；一第二金屬層(1、2)，其上側(cè)通過焊膏層(3)與所述正溫度系數(shù)熱敏要素層(4)的下側(cè)耦接，所述第二金屬層的下側(cè)用于耦接一個受保護(hù)的電器主體。此外，本發(fā)明還涉及用于將所述的電路器件安裝至電器主體的方法以及帶有本發(fā)明所述的電路保護(hù)器件的電池。
文檔編號H01B7/02GK103093872SQ20111034885
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月7日
發(fā)明者劉建勇, 蔡趙輝, 陳力, 卜建明, 田中新, 山岡俊和 申請人:瑞侃電子(上海)有限公司