CN111386628A - 分隔构件和电池组 - Google Patents
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Abstract
一种分隔构件,其为用于分隔构成电池组的单电池之间、或用于分隔单电池与除前述单电池以外的构件的分隔构件,所述分隔构件包含:能保持液体的内包体;和,具有以密闭状态收纳该液体和该内包体的内部空间的外饰体,表示以压力5kgf/cm2压缩前述内包体1分钟时的吸水率的吸水率2、与表示以压力0.05kgf/cm2压缩所述内包体1分钟时的吸水率的吸水率1之比[吸水率2]/[吸水率1]为0.4以上。
Description
技术领域
本发明涉及分隔构件和电池组。
近年来,对于用作车辆等的电源的急剧增加的二次电池,出于改善搭载于车辆等的有限空间时的自由度的目的、延长每次充电能行驶的续航距离等目的,正在研究二次电池的高能量密度化。另一方面,二次电池的安全性存在与能量密度相反的倾向,存在越成为具有高能量密度的二次电池,安全性越降低的倾向。例如,在将二次电池搭载于续航距离达到几百km那样的电动汽车上的情况下,二次电池由于过充电、内部短路等而受到损伤时的电池表面温度超过几百℃,也有时会达到接近于1000℃。
车辆等的电源中使用的二次电池通常以由多个单电池构成的电池组的形式使用,因此,构成电池组的单电池之一损伤而达到上述的温度区域的情况下,由于其放热而相邻的单电池受到损伤,有损伤连锁地扩大至电池组整体的担心。为了防止这样的单电池间的连锁损伤,提出了各种在单电池与单电池之间设置分隔构件、将损伤后的单电池冷却的技术。
例如,为了将异常放热后的电池冷却,有一种带有冷却器的电池,其是将封入了膜状多孔体和冷却性液体的冷却容器与二次电池接触配置而得到的(例如专利文献1)。另外,有如下二次电池组件:其是在组件外饰体与扁平型二次电池之间配置密闭内包有具有灭火作用的流体的流体内包体而成的(例如专利文献2)。另外,有如下电池组:在电池间***的空间的内腔装填具有灭火性的填充剂,空间通过热而开口从而填充剂能向外部流出(例如专利文献3)。另外,有如下电池组件:包含内包由液体或凝胶状的流体形成的吸热材料的吸热构件(例如专利文献4)。另外,有如下电池组件:密封片状构件而形成的密封部的一部分中设有开封部,素电池进行异常放热时使开封部开封(例如专利文献5)。另外,有如下冷却构件:具有被封入至封入体的内部的制冷剂;和,配置于封入体内、且制冷剂在封入体内移动的介质,在介质中设有蒸发区域,在封入体中设置有冷凝区域,介质中设有用于促进制冷剂向蒸发区域的移动的促进手段(例如专利文献6)。进而,有一种电池组件,其为在以规定间隔对置地配置的一对端板之间以规定间隔并列设置多个电池单元而成的电池组件,在电池单元之间配置有具有能移动地收纳于包装体内的多个粒状体的空间(例如专利文献7)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-131428号公报
专利文献2:日本特开2003-303579号公报
专利文献3:日本特开2009-004362号公报
专利文献4:国际公开第2010/098067号
专利文献5:国际公开第2012/032697号
专利文献6:日本特开2017-166748号公报
专利文献7:日本特开2014-072055号公报
发明内容
发明要解决的问题
构成电池组的多个二次电池例如存在沿厚度方向排列并且以在厚度方向上施加了压力的状态被收纳于壳体的情况。在该情况下,成为如下状态:还会对夹持在二次电池间的分隔构件、配置在二次电池与除二次电池以外的构件之间的分隔构件施加压力。已知二次电池会因充放电、高温而膨胀。在该情况下,进一步的压力施加到分隔构件。
本发明人等进行了各种研究,已发现:在分隔构件以收纳液体和能保持液体的内包体的方式构成的情况下,内包体由于压力而发生压缩、变形时,可能产生内包体的液体的保持力降低,分隔构件的导热性降低的问题。
本发明的目的在于,提供:即使受到压力的情况下,导热性也良好的分隔构件和使用其的电池组。
用于解决问题的方案
本发明人等详细进行了研究,结果发现:包含能保持液体的内包体、收纳液体和它们的外饰体的分隔构件中,使用吸水率满足特定条件者作为该内包体,从而可以解决上述课题。即,本发明的主旨如以下所述。
[1]一种分隔构件,其为用于分隔构成电池组的单电池之间、或用于分隔单电池与除前述单电池以外的构件的分隔构件,所述分隔构件包含:能保持液体的内包体;和,具有以密闭状态收纳该液体和该内包体的内部空间的外饰体,表示以压力5kgf/cm2压缩前述内包体1分钟时的吸水率的吸水率2、与表示以压力0.05kgf/cm2压缩所述内包体1分钟时的吸水率的吸水率1之比[吸水率2]/[吸水率1]为0.4以上。
[2]根据[1]所述的分隔构件,其中,前述内包体由包含多孔体的材料形成。
[3]根据[2]所述的分隔构件,其中,前述多孔体包含纤维质和颗粒中的至少一者。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的分隔构件,其中,前述外饰体为金属箔与树脂的层压体。
[5]根据[4]所述的分隔构件,其中,前述金属箔为选自铝箔、铜箔、锡箔、镍箔、不锈钢箔、铅箔、锡铅合金箔、青铜箔、银箔、铱箔和磷青铜中的至少1者。
[6]根据[4]或[5]所述的分隔构件,其中,前述树脂为热塑性树脂。
[7]一种电池组,其包含:多个单电池;和,[1]至[6]中任一项所述的分隔构件。
本发明的另一方案为一种电池组,其包含多个单电池和前述分隔构件。
发明的效果
根据本发明,提供:即使受到压力的情况下,导热性也良好的分隔构件和使用其的电池组。
附图说明
图1示出本发明的分隔构件的构成例。
图2为将图1所示的分隔构件沿A-A线切断时的剖视图。
图3示出单电池的一例。
图4为图3所示的单电池的主视图。
图5为图3所示的单电池的侧视图。
图6为示出电池组的一例的俯视图。
图7为在拆下了近前侧的侧板的状态下示意性示出图6所示的电池组的侧面的侧视图。
具体实施方式
以下,对本发明进行说明。以下的附图所示的实施方式的说明为示例,本发明不限定于这些构成。
本发明的分隔构件的特征在于,其为用于分隔构成电池组的单电池之间、或用于分隔单电池与除前述单电池以外的构件的分隔构件,所述分隔构件包含:能保持液体的内包体;和,具有以密闭状态收纳该液体和该内包体的内部空间的外饰体,表示以压力5kgf/cm2压缩前述内包体1分钟时的吸水率的吸水率2、与表示以压力0.05kgf/cm2压缩所述内包体1分钟时的吸水率的吸水率1之比[吸水率2]/[吸水率1]为0.4以上。
通过使[吸水率2]/[吸水率1]为0.4以上,从而可以获得:即使分隔构件受到压力的情况下也能维持分隔构件的导热性能的、分隔构件和使用其的电池组。此处所谓压力是指,壳体收纳时的限制压、二次电池的膨胀所产生的压力。可以得到分隔构件和电池组。[吸水率2]/[吸水率1]的上限没有特别限制,通常为1.0以下,从该值的控制容易性的观点出发,优选0.9以下。
需要说明的是,对于某个分隔构件,确认是否满足本发明的分隔构件中的[吸水率2]/[吸水率1]的值时,可以取出作为对象的分隔构件的内包体,干燥该内包体,在此基础上,测定吸水率1和吸水率2。作为干燥的方法,例如可以在90℃下真空干燥一昼夜。
<分隔构件>
图1示出本发明的分隔构件的构成例。图1中图示分隔构件1的主视图。图2示出将图1所示的分隔构件沿A-A线切断时的右侧面侧的截面。
图1和图2的例子中,分隔构件1具备具有高度方向(H)、宽度方向(W)和厚度方向(D)的平板状、或者片状的整体形状。分隔构件1具有厚度方向(D)、和与厚度方向(D)正交的面方向(P)。面方向(P)包含:上述高度方向(H)和宽度方向(D);和,位于高度方向(H)和宽度方向(D)之间的多个倾斜方向。
分隔构件1在其厚度方向(D)上用于分隔构成电池组的单电池之间、或用于分隔单电池与除单电池以外的构件。分隔构件1包含:能保持液体的内包体110;和,以密闭状态收纳前述液体和前述内包体110的外饰体120。
〔内包体〕
内包体110例如由包含多孔体的材料形成。多孔体优选包含纤维质和颗粒中的至少一者。包含纤维质的多孔体例如优选为选自由纸、棉片、聚酰亚胺纤维、芳族聚酰胺纤维、聚四氟乙烯(PTFE)纤维、玻璃纤维、岩棉、陶瓷纤维和生物体溶解性无机纤维组成的组中的至少1者。另外,包含颗粒的多孔体例如优选为选自由二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒、硅酸钙、粘土矿物、蛭石、云母、水泥、珠光体、气相二氧化硅和气溶胶组成的组中的至少1者。硅酸钙的种类中,优选硬硅钙石、雪硅钙石、硅灰石、白硅钙石,特别优选的是,白硅钙石。粘土矿物主要为硅酸镁、蒙脱石、高岭石。
另外,内包体110的整体可以由多孔体形成。以下的说明中,内包体110整体由多孔体形成,液体被保持于多孔体所具有的空腔内。内包体110优选具有弹性以使其能应对压力。但也可能存在不具有弹性的情况。
出于轻量的、含水的、以及具有保持水后也可以维持良好的保形性的强度的目的,多孔体的密度优选200~1500kg/m3、更优选250~1100kg/m3、进一步优选250~900kg/m3。另外,作为多孔体的热导率,例如优选400℃下的热导率为0.20W/(m·K)以下。更优选0.15W/(m·K)以下、进一步优选0.10W/(m·K)以下。
〔液体〕
作为液体,液体除水之外,优选还包含例如选自由醇类、酯类、醚类、酮类、烃类、氟系化合物和有机硅系油组成的组中的至少1者。它们可以仅使用1种,也可以以2种以上的混合物使用。液体优选包含赋予防冻性的物质(防冻液等防冻剂)、防腐剂、pH调节剂中的至少1者。水冷冻时,有体积膨胀而破坏外饰材料的担心。因此,优选包含防冻剂。另外,根据环境而通过长期保存从无机粉体的微量溶出成分等,有浸渗水的pH发生变化,无机粉体、外饰材料进一步使水本身变质的担心。因此,优选包含pH调节剂。水中包含的物质(添加物)不限定于防冻剂、防腐剂、pH调节剂,可以根据需要而追加。
〔外饰体〕
外饰体120以密封状态收纳液体和内包体110。作为外饰体120,例如可以使用树脂、金属制的外饰体。将金属箔与树脂层叠并层压而成者由于耐热性和强度高,故优选。作为金属箔与树脂的层压体,优选包含树脂层、金属层、树脂密封剂层的3层以上的层压体。
作为金属,例如可以举出铝箔、铜箔、锡箔、镍箔、不锈钢箔、铅箔、锡铅合金箔、青铜箔、铱箔、磷青铜箔等。特别优选铝箔、铜箔、镍箔,进一步优选铝箔。
作为树脂,可以使用热固性树脂和热塑性树脂中的至少一者,特别优选热塑性树脂。作为树脂,例如可以举出聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龙、亚克力、环氧树脂、聚氨酯、聚醚醚酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚碳酸酯、芳族聚酰胺等。特别优选选自聚丙烯、尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少1者。
外饰体120的厚度没有特别限定,例如为5μm~200μm。上述层叠体的情况下,可以使金属箔为3μm~50μm、树脂层为2μm~150μm。由此,可以发挥金属箔的耐热性和低水蒸气透过性,且通过树脂可以改善密封性。
另外,对于外饰体120,通过热熔接、粘接等将2个外饰体的周缘部接合为环状,从而液体和内包体110被密封(封装)于外饰体120内。或者,也可以将一个外饰体弯折并通过热熔接、粘接等接合周缘部,将液体和内包体110密封(封装)。外饰体120优选具有挠性(弹性),但也可以存在不具有挠性的情况。
图1所示的例子中,在外饰体120上,设有密封其周缘部的密封部120a,液体和内包体110通过基于密封部120a的密闭而被收纳在形成于外饰体120的内部空间111内。图1所示的例子中,在内部空间111中,在密封部120a与内包体110之间设有间隙120b。换言之,内部空间111在分隔构件1的正面的俯视下包含:外饰体120与内包体110重叠的第1区域S1;和,外饰体120与内包体110不重叠的第2区域S2。但未必需要间隙120b。间隙120b其中不存在流体(气体和液体)的情况下,也可以成为外饰体120的内表面彼此接触的状态。需要说明的是,本发明中,内部空间111的容积以内部空间111的面积与内包体110的厚度之积定义。另外,内包体的配置未必需要为内部空间的中央,另外,相对于外饰体未必需要为平行。
本发明中,表示以压力5kgf/cm2压缩内包体110 1分钟时的吸水率的吸水率2、与表示以压力0.05kgf/cm2压缩内包体110 1分钟时的吸水率的吸水率1之比[吸水率2]/[吸水率1]设为0.4以上。
吸水率1和吸水率2例如根据以下式子而得到。
吸水率1(%)=(m2-m1)/m1×100
吸水率2(%)=(m3-m1)/m1×100
其中,m1表示吸水前的试验片(内包体)的质量(g),m2表示进行了吸水后、以压力0.05kgf/cm2的压力压缩后的试验片(内包体)的质量(g),m3表示进行了吸水后、以5kgf/cm2的压力压缩后的试验片(内包体)的质量(g)。
<电池组>
接着,对应用分隔构件1的电池组进行说明。电池组例如适用于在电动汽车(EV、Electric Vehicle)、混合动力电动汽车(HEV、Hybrid Electric Vehicle)、插电式混合动力电动汽车(PHEV、Plug-in Hybrid Electric Vehicle)、电动重机、电动摩托车、电动助力自行车、船舶、航空器、电气列车、不间断电源(UPS、Uninterruptible Power Supply)、家用电力存储***、利用了风能/太阳能/潮汐能/地热等可再生能源的电力***稳定化用蓄电池***等中搭载的电池组。其中,电池组还可以作为用于向上述EV等之外的设备供电的电源使用。
〔单电池〕
图3为示出构成电池组的单电池的一例的俯视图,图4为图3所示的单电池的主视图,图5为单电池的右侧视图。单电池200形成为具有高度方向(H)、宽度方向(W)、厚度方向(D)的长方体状,在其上表面设有端子210、端子220。单电池200例如是具备能够吸储/释放锂离子的正极和负极、以及电解质的锂离子二次电池。除锂离子二次电池之外,还可以适用锂离子全固体电池、镍氢电池、镍镉电池、铅蓄电池等二次电池。
〔电池组〕
图6示出用多个单电池200而形成的电池组100的俯视图,图7为示意性示出从图6所示的电池组100拆下侧板300d的状态的侧视图。图6和图7中,电池组100包含:壳体300;和,收纳于壳体300内的多个单电池200。壳体300具有:底板300e;和,沿着底板300e的外周而立设的侧板300a、300b、300c和300d。图6和图7中,作为一例,示例了5个单电池200,但可以适宜选择单电池的数量。
在壳体300内,多个单电池200沿厚度方向排列,在单电池200之间配置有上述分隔构件1。隔着分隔构件1相邻的(对置的)单电池200的正极端子(例如端子210)与负极端子(例如端子220)通过母线301以电的方式串联地连接,从而电池组100输出规定的电力。如图7所示那样,电池组100中,在壳体300的底板300e的上表面与各单电池200之间配置有分隔构件1A。分隔构件1A具有与分隔构件1同样的构成。
<电池组中的放热和热移动>
构成单电池200的电极、构成电解液等的化学物质的一部分和/或全部在单电池200内部边伴有放热边引起分解反应,从而单电池200的温度上升,单电池200的一部分和/或全部区域有时成为200℃以上。本发明中,将该状态称为“异常放热状态”。
通常,已知充电所产生的脱锂后的晶体结构的稳定性对于构成单电池200的材料中的正极材料的安全性有较大影响。通常用作正极材料的LiCoO2、Li(Ni1/3Mn1/3Co1/3)O2、Li(Ni0.8Co0.15Al0.05)O2等材料在充电状态时、在高温下会致使晶体崩解且伴有氧释放。从正极释放的氧引起电解液的氧化等,伴有急剧的放热反应。根据利用了辐射光的结构解析,在上述正极材料物质中,报道了在200℃附近引起晶体的相变。因此,单电池200的一部分和/或全部区域成为200℃以上的情况下,意味着正在进行正极的晶体崩解,亦即,单电池200处于热失控状态(参考文献1:锂离子电池的高安全技术与材料CMC出版、P.44/参考文献2:J.Dahn et al.,Electrochemistry Communication,9,2534-2540(2007)/参考文献3:小林弘典、“利用了辐射光的锂离子二次电池用正极材料的评价·解析技术”Spring-8利用推进协会玻璃·陶瓷研究会(第二次)(2011))。
另外,关于构成单电池200的材料中的负极材料的安全性,已知的是,充电负极(锂嵌入碳负极)基本上体现出与锂金属同样的强还原性,通过与电解液的反应在负极表面上形成覆膜,由此,进一步的反应被抑制。因此,该保护覆膜的化学组成、结构、热稳定性对温度上升时的充电负极的热稳定性带来很大影响。通常,充电负极与电解液的反应通过保护覆膜的形成、和紧接着其的覆膜破坏所产生的爆发性的还原分解反应来说明。报道了,通常负极上的保护覆膜形成反应从130℃附近起进行,接下来的覆膜分解反应在200℃附近进行,最终达到爆发性的还原分解反应。因此,单电池200的一部分和/或全部区域成为200℃以上的情况下,意味着正在进行负极表面的覆膜破坏,亦即,单电池200处于热失控状态(参考文献4:电池手册第1版Ohmsha,Ltd.、P.591/参考文献5:锂离子电池的高安全技术/评价技术的最前沿CMC出版、P.90)。
另外,本发明中,将构成单电池200的电极、构成电解液等的化学物质在单电池200内部不引起伴有一定以上的放热速度的分解反应的状态称为“通常状态”。此处,利用定量地测定反应性化学物质在绝热条件下发生自放热分解时的热行为的手段即ARC(加速量热仪(Accelerating rate calorimetry)),可以评价单电池200的放热状态。例如Dahn等人将ARC中观测的放热速度高于0.04℃/分钟的情况下,定义为在电池单元内部正在进行自放热反应,可以依据其(参考文献6:J.Dahn et al.,ElectrochimicaActa,49,4599-4604(2004))。另外,本发明中,将通常状态的单电池200称为“保持通常状态的单电池”、脱离通常状态而未达到异常放热状态的单电池200称为“脱离了通常状态的单电池”。单电池200内部中的放热借助各种传递路径被传递至其他单电池200。例如,单电池200内部中的放热可以借助分隔构件1被传递至其他单电池200。
例如,与分隔构件1接触或邻近的单电池200脱离通常状态且未达到异常放热状态时所设想的表面平均温度的上限值设为180℃。此处,通用分隔件材料为聚乙烯、聚丙烯制的情况下,已知其熔化温度为160~200℃。因此,单电池200的表面平均温度超过180℃的情况下,构成单电池200的通用分隔件材料的一部分熔化,有达到异常放热状态的担心。
分隔构件1的、用于分隔构成电池组100的单电池200之间的厚度方向的二面中的一者的平均温度不超过180℃的范围内,分隔构件1可以将来自电池组100中的单电池200(例如单电池200a)的热沿其厚度方向传递,可以向隔着分隔构件1与单电池200a对置的其他单电池200(单电池200b)、除单电池200以外的构件(例如底板300e)传递。与此相对,平均温度超过180℃的情况下,通过热而分隔构件1开口,所内包的液体以气相状态或液相状态向外部流出。通过该流出,空气(具有绝热作用)进入到分隔构件1内的内包体110,增加厚度方向的绝热性(热阻)。由此,以某个单电池200成为脱离了通常状态的状态为契机,可以避免其他单电池200成为脱离了通常状态的状态。
与分隔构件1接触或邻近的单电池200未脱离通常状态时所设想的表面平均温度的上限值通常为80℃。此处,通用电解液成分的沸点如下述表1所示为90℃以上。通用电解液成分例如为碳酸亚乙酯(EC)、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)。单电池200的表面平均温度低于80℃的情况下,达不到构成单电池200的通用电解液本身的沸腾。分隔构件1的、用于分隔构成电池组的单电池之间的厚度方向的二面这两者的平均温度低于80℃的情况下,通过所内包的液体而促进对厚度方向的热移动。构成电池组100的全部单电池200为通常状态的情况下,分隔构件1的热移动阻力低于现有品,因此,有利于电池组100内的单电池200之间的均温化,可以期待减轻温度不均所导致的单电池200的劣化的效果。
[表1]
EC | DMC | EMC | DEC | ||
密度 | g/ml | 1.385 | 1.063 | 1.007 | 0.970 |
分子量 | g/mol | 88.06 | 90.08 | 104.11 | 118.13 |
沸点 | ℃ | 238 | 90 | 108 | 127 |
另外,根据分隔构件1和电池组100,作为内包体110的材料,使用受到压力的情况下也可以维持吸水率的材料。由此,即使对分隔构件1施加压力的情况下,内包体110也可以保持期望量的液体,可以抑制热导率的降低。
实施例
接着,对本发明的实施例进行说明。
<实施例1>
(1)吸水率测定
从蛭石纸(厚度2mm、密度0.85g/cm3)采集50mm×50mm的试验片3张,测定其质量。在聚丙烯制容器(容积1680ml)中放入水,使试验片浸渍15分钟以上。之后,从水中取出试验片,夹持于2张干燥后的滤纸(Advantec MFS,Inc.、型号No.514A、厚度0.32mm、150mm×150mm)之间,载置金属板(MISUMI Group Inc.、SUS430制、150mm×100mm×10mm、1.3kg)1分钟并压缩后,解除压缩后立即测定试验片的质量。金属板1.3kg的载荷所产生的压力相当于0.05kgf/cm2。
将从水中取出的另一试验片夹持于另一滤纸之间,依次载置于金属板、负荷传感器(昭和测器株式会社、型号:RCD-50kN),用万力加压机MP-001(As One Company)调整载荷使其成为125kg。压缩1分钟后,解除压缩后立即测定试验片的质量。万力加压机所产生的压力相当于5kgf/cm2。
按照以下式子求出各试验片的吸水率各3次,算出平均值。
[吸水率1(%)]=(m2-m1)/m1×100···(式1)
[吸水率2(%)]=(m3-m1)/m1×100···(式2)
[吸水率之比]=[吸水率2]/[吸水率1]···(式3)
其中,m1为吸水前的试验片的质量(g)。m2为以载荷1.3kg(0.05kgf/cm2)压缩经过吸水的试验片之后的质量(g)。m3为以载荷125kg(5kgf/cm2)压缩经过吸水的试验片之后的试验片的质量(g)。
(2)热导率测定
依据上述实施例1的方法,将施加了5kgf/cm2的压力的内包体110配置于作为外饰体120的铝层压薄膜(作为树脂层,包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(外侧)、聚乙烯(内侧):厚度150μm)内,用真空脱气密封器(Fuji Impulse Co.,Ltd.,制、型号:FCB-200)进行密封(密闭),从而得到分隔构件1。分隔构件1的外形尺寸设为高度6cm、宽度6cm、厚度2.1cm。
接着,以加热器、黄铜板、绝热板A(MISUMI Group Inc.、型号:HIPHA、厚度3mm)、黄铜板、分隔构件、黄铜板、绝热板B(与绝热板A相同的材料)、黄铜材、绝热材C(MISUMI GroupInc.、型号:HIPHA、厚度40mm)的顺序夹持并使各构件密合。使用油压加压机HYP505H(JapanAutomatic Machine Co.,LTD.制),从绝热材C的上侧,进行调整使得载荷成为360kg。载荷360kg相当于压力10kgf/cm2。
在施加了载荷的状态下,将加热器加热至温度80℃,加热器的温度达到80℃后,持续加热30分钟。加热结束后,测定分隔构件1的厚度,由求出压缩时的膜厚为1.85mm的分隔构件1的各位置的加热结束时的温度、加热器至分隔构件1的导热热阻、和分隔构件1压缩时的厚度,依据以下式4求出分隔构件的热导率。
k=(ΔT1×L)/(ΔT2×R)···(式4)
其中,k:分隔构件的热导率[W/(m·K)]
ΔT1:绝热板A的高温侧的面与低温侧的面的温度差[K]
ΔT2:分隔构件的高温侧的面与低温侧的面的温度差[K]
L:分隔构件压缩时的厚度[m]
R:加热器至分隔构件的导热热阻5.1×10-3[m2·K/W]
加热器温度达到80℃后经过30分钟后的热导率成为0.45W/(m·K)。
<实施例2>
得到将实施例1中的蛭石纸变更为以无机填充剂、岩棉、硅灰石为主成分的绝热片(厚度2mm、密度0.95g/cm3)的试验片和分隔构件1,进行与实施例1相同的实验(吸水率测定和热导率测定)。实施例2中,热导率测定中的压缩时的膜厚为1.9mm。
<实施例3>
得到将实施例1中的蛭石纸变更为以碱土硅酸盐、含水硅酸镁为主成分的耐热片(厚度2mm、密度0.50g/cm3)的试验片和分隔构件1,进行与实施例1相同的实验(吸水率测定和热导率测定)。实施例3中,热导率测定中的压缩时的膜厚为1.7mm。
<比较例1>
得到将实施例1中的蛭石纸变更为重叠了2张厚度1mm的岩棉纸(密度0.54g/cm3)而成者的试验片和分隔构件,进行与实施例1相同的实验(吸水率测定和热导率测定)。比较例1中,热导率测定中的压缩时的膜厚为1.6mm。
<比较例2>
得到将实施例1中的蛭石纸变更为重叠了2张厚度2mm的陶瓷片(密度0.25g/cm3)而成者的试验片和分隔构件,进行与实施例1相同的实验(吸水率测定和热导率测定)。比较例2中,热导率测定中的压缩时的膜厚为1.7mm。
<比较例3>
得到将实施例1中的蛭石纸变更为重叠了3张厚度0.6mm的棉纤维布(密度0.037g/cm3)而成者的试验片和分隔构件,进行与实施例1相同的实验(吸水率测定和热导率测定)。比较例3中,热导率测定中的压缩时的膜厚为1.6mm。
<比较例4>
得到将实施例1中的蛭石纸变更为重叠了2张厚度1.3mm的芳族聚酰胺纤维(密度0.044g/cm3)而成者的试验片和分隔构件,进行与实施例1相同的实验(吸水率测定和热导率测定)。比较例4中,热导率测定中的压缩时的膜厚为2.1mm。
将实施例1~3和比较例1~4的结果示于以下的表2。
[表2]
如以上中所说明那样,根据实施例1~3和比较例1~4,分隔构件1具有内包体110和收纳液体的外饰体120。实施例所示的[吸水率2]/[吸水率1]的值为0.4以上的情况下,即使压缩后也体现适合的热导率。由此,例如,如果将实施例1~3的材料用于内包体110,则可以得到即使在内包体110受到压力的情况下、内包体110也能保持液体、维持期望的导热性的分隔构件1和电池组100。
附图标记说明
1 分隔构件
100 电池组
110 内包体
120 外饰体
200 单电池
300 壳体
Claims (7)
1.一种分隔构件,其为用于分隔构成电池组的单电池之间、或用于分隔单电池与除所述单电池以外的构件的分隔构件,
所述分隔构件包含:
能保持液体的内包体;和,
具有以密闭状态收纳该液体和该内包体的内部空间的外饰体,
表示以压力5kgf/cm2压缩所述内包体1分钟时的吸水率的吸水率2、与表示以压力0.05kgf/cm2压缩所述内包体1分钟时的吸水率的吸水率1之比[吸水率2]/[吸水率1]为0.4以上。
2.根据权利要求1所述的分隔构件,其中,所述内包体由包含多孔体的材料形成。
3.根据权利要求2所述的分隔构件,其中,所述多孔体包含纤维质和颗粒中的至少一者。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的分隔构件,其中,所述外饰体为金属箔与树脂的层压体。
5.根据权利要求4所述的分隔构件,其中,所述金属箔为选自铝箔、铜箔、锡箔、镍箔、不锈钢箔、铅箔、锡铅合金箔、青铜箔、银箔、铱箔和磷青铜中的至少1者。
6.根据权利要求4或5所述的分隔构件,其中,所述树脂为热塑性树脂。
7.一种电池组,其包含:多个单电池;和,权利要求1至6中任一项所述的分隔构件。
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