JP2012084347A - Battery pack device - Google Patents

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Daisuke Kitagawa
大輔 北川
Yoshinari Takayama
嘉也 高山
Kenichi Tagawa
憲一 田河
Hiroki Tomioka
弘毅 富岡
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Nitto Denko Corp
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Nitto Denko Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery pack device capable of efficiently and uniformly cool each battery cell while suppressing the heat transfer between the battery cells.SOLUTION: A battery pack device 1 of the present invention comprises: a plurality of battery cells 11 electrically connected to one another; and sheet-like heat conduction members 13 which are brought into contact with the battery cells 11 in such a manner that they are alternately aligned with the battery cells 11, and which are extended more to the outer side than peripheral ends of the adjacent battery cells 11 on at least part of the peripheral ends. The heat conduction members 13 each include a heat conductive resin film having higher thermal conductivity in the surface direction than in the thickness direction. The heat conductive resin film contains resin and squama-shaped boron nitride particles. The boron nitride particles are dispersed in the resin with the squama surface oriented along the film face.

Description

本発明は、単電池セルが複数個組み合わされることによって形成された組電池装置に関する。   The present invention relates to an assembled battery device formed by combining a plurality of single battery cells.

近年、地球温暖化対策、省エネルギー及び環境汚染等への関心が高まり、化石燃料を消費し二酸化炭素を排出する従来の自動車から、ガソリンエンジンと電気モータとを併用するハイブリッド車や、電気モータのみで走行する電気自動車への関心が高まっている。このようなハイブリッド車及び電気自動車を効率良く走行させるためには、高電圧、高エネルギー容量及び高エネルギー密度の電池の開発が望まれている。   In recent years, interest in global warming countermeasures, energy conservation, environmental pollution, etc. has increased, and from conventional cars that consume fossil fuel and emit carbon dioxide, only hybrid cars that use gasoline engines and electric motors, or electric motors alone There is a growing interest in running electric vehicles. In order to run such a hybrid vehicle and an electric vehicle efficiently, it is desired to develop a battery having a high voltage, a high energy capacity, and a high energy density.

これら電気自動車等の駆動電源として使用されるリチウムイオン電池及びニッケル・水素二次電池等には、高いエネルギー密度が必要とされ、且つ搭載スペースは極力小さくすることが求められる。そのため、複数個の単電池セルを互いに接続して、これを１つのパッケージとする組電池装置が、一般的に用いられる。   High energy density is required for lithium ion batteries and nickel / hydrogen secondary batteries used as drive power sources for such electric vehicles, and the mounting space is required to be as small as possible. Therefore, an assembled battery device in which a plurality of single battery cells are connected to each other and used as one package is generally used.

複数個の単電池セルを集合させた組電池装置は、過充電・過放電によって、電池内部温度が過度に上昇する場合がある。組電池装置の効率や寿命は温度環境に大きく依存し、高温になると効率や寿命が低下する。例えばリチウムイオン電池の場合、電池内部温度が５０℃を超えると、効率や寿命の低下が生じる。そこで、組電池装置を冷却するための様々な技術が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。   In an assembled battery device in which a plurality of unit cells are assembled, the battery internal temperature may excessively increase due to overcharge / overdischarge. The efficiency and life of the assembled battery device greatly depend on the temperature environment, and the efficiency and life are reduced at high temperatures. For example, in the case of a lithium ion battery, if the internal temperature of the battery exceeds 50 ° C., the efficiency and life are reduced. Thus, various techniques for cooling the assembled battery device have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 3).

しかし、特許文献１〜３で提案されている冷却技術に対しては、構造が複雑であるため組電池装置が大型化して、スペースやコストの面で不具合が生じる、あるいは、構造上の特徴により、組電池装置を構成する各単電池セルの均一な冷却が困難になったり、漏電の可能性が生じたりする、等の問題が指摘されている。   However, with respect to the cooling techniques proposed in Patent Documents 1 to 3, the structure is complicated, so the assembled battery device is enlarged, resulting in problems in terms of space and cost, or due to structural features In addition, problems such as difficulty in uniform cooling of the individual battery cells constituting the assembled battery device and the possibility of electric leakage have been pointed out.

そこで、上記の問題を解決できる冷却技術として、特許文献４に、単電池セルと、熱伝導性と電気絶縁性とを有する軟質材から板状に形成された熱伝導部材とを、互いに密着させて交互に複数個列接する組電池装置が提案されている。   Therefore, as a cooling technique that can solve the above problem, Patent Document 4 discloses that a single battery cell and a heat conductive member formed in a plate shape from a soft material having thermal conductivity and electrical insulation are brought into close contact with each other. Thus, an assembled battery device in which a plurality of rows are alternately connected has been proposed.

特開平７−０４５３１０号公報JP-A-7-045310 特開２００７−０１２４８６号公報JP 2007-012486 A 特開２００６−０４８９９６号公報JP 2006-048996 A 特開２００９−０５４４０３号公報JP 2009-054403 A

しかし、特許文献４の組電池装置においては、熱伝導部材の材料について格別に規定されておらず、シリコーンゴムや、例えばダイヤモンド粉のような高熱伝導材を混合したゴムや熱可塑性エラストマーを使用できることが記載されている程度である。各単電池セルの熱を熱伝導部材によって放熱空間へ放熱し、間接的に単電池セルを冷却することは有効な方法である。しかし、このような材料からなる熱伝導部材の場合、単電池セルの熱が放熱空間へ効率的に放熱されずに、熱伝導部材を介して隣接する単電池セルへ伝熱してしまうという問題があった。   However, in the assembled battery device of Patent Document 4, the material of the heat conducting member is not particularly specified, and silicone rubber, rubber mixed with a high heat conducting material such as diamond powder, or thermoplastic elastomer can be used. To the extent described. It is an effective method to dissipate the heat of each single battery cell to the heat radiating space by the heat conducting member and indirectly cool the single battery cell. However, in the case of a heat conducting member made of such a material, there is a problem that the heat of the single battery cell is not efficiently radiated to the heat radiating space but is transferred to the adjacent single battery cell via the heat conducting member. there were.

そこで、本発明は、単電池セルが複数個組み合わされることによって形成される組電池装置について、単電池セル間の伝熱を抑制しつつ、各単電池セルを効率良く冷却できる装置を提供することを目的とする。   Then, this invention provides the apparatus which can cool each single battery cell efficiently, suppressing the heat transfer between single battery cells about the assembled battery apparatus formed by combining several single battery cells. With the goal.

本発明の組電池装置は、
互いに電気的に接続された複数の単電池セルと、
前記単電池セルと接して且つ交互に列設され、且つ、隣接する単電池セルの周端部の少なくとも一部において当該周端部よりも外側に延出するように設けられた、シート状の熱伝導部材と、
を備え、
前記熱伝導部材は、面方向の熱伝導率が厚さ方向の熱伝導率よりも高い熱伝導樹脂フィルムを含んでおり、
前記熱伝導樹脂フィルムは、樹脂と鱗片形状を有する窒化ホウ素粒子とを含んでおり、
前記窒化ホウ素粒子は、その鱗片平面がフィルム面に沿うように配向した状態で、前記樹脂中に分散している。 The assembled battery device of the present invention is
A plurality of unit cells electrically connected to each other;
A sheet-like shape that is arranged in contact with and alternately with the unit cells and that extends at least part of the peripheral end portion of the adjacent unit cell outside the peripheral end portion. A heat conducting member;
With
The thermal conductive member includes a thermal conductive resin film having a thermal conductivity in a plane direction higher than a thermal conductivity in a thickness direction,
The thermally conductive resin film contains a resin and boron nitride particles having a scale shape,
The boron nitride particles are dispersed in the resin in a state in which the scale plane is oriented so as to follow the film surface.

本発明の組電池装置において、単電池セル間に設けられているシート状の熱伝導部材は、面方向の熱伝導率が厚さ方向の熱伝導率よりも高い、熱伝導性について面方向に異方性を有する熱伝導樹脂フィルムを含んでいる。したがって、この熱伝導部材は、厚さ方向への熱の伝導を抑えつつ、面方向には効果的に熱を伝導することができる。さらに、本発明では、熱伝導部材が、隣接する単電池セルの周端部の少なくとも一部において当該周端部よりも外側に延出するように設けられているので、単電池セルから受け取った熱を、延出している部分から放熱空間へと効率的に放熱できる。   In the assembled battery device of the present invention, the sheet-like heat conductive member provided between the single cells has a higher thermal conductivity in the plane direction than the thermal conductivity in the thickness direction. A thermally conductive resin film having anisotropy is included. Therefore, this heat conducting member can conduct heat effectively in the surface direction while suppressing heat conduction in the thickness direction. Furthermore, in the present invention, the heat conducting member is provided so as to extend outward from the peripheral end portion at least at a part of the peripheral end portion of the adjacent single battery cell. Heat can be efficiently radiated from the extended portion to the heat radiation space.

以上のとおりであるため、本発明の組電池装置は、単電池セル間の伝熱を抑制しつつ、各単電池セルを効率良く冷却できる。   Since it is as above, the assembled battery apparatus of this invention can cool each single battery cell efficiently, suppressing the heat transfer between single battery cells.

本発明の実施の形態における組電池装置の斜視図である。It is a perspective view of the assembled battery apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における組電池装置に用いられる熱伝導部材の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the heat conductive member used for the assembled battery apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における組電池装置に用いられる熱伝導部材の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of the heat conductive member used for the assembled battery apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における組電池装置に用いられる熱伝導部材のさらに他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the further another example of the heat conductive member used for the assembled battery apparatus in embodiment of this invention. 本発明の組電池装置について、単電池セル温度と熱伝導部材の延出量との関係のシミュレーション計算の条件を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the conditions of the simulation calculation of the relationship between a battery cell temperature and the extended amount of a heat conductive member about the assembled battery apparatus of this invention. 本発明の組電池装置について、単電池セル温度と熱伝導部材の延出量との関係のシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result of the relationship between a single battery cell temperature and the extended amount of a heat conductive member about the assembled battery apparatus of this invention. 実施例２における評価装置の模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram of an evaluation apparatus in Example 2.

本発明の実施の形態を、図面を参照しながら以下に説明する。なお、以下の記載は本発明を限定するものではない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The following description does not limit the present invention.

図１は、本実施の形態の組電池装置の概略構成を示す斜視図である。図１に示すように、本実施の形態の組電池装置１は、複数の単電池セル１１と、単電池セル１１と接して且つ交互に列設された熱伝導部材１３とを備えている。熱伝導部材１３は、隣接する単電池セル１１の周端部の少なくとも一部において当該周端部よりも外側に延出するように設けられた、シート状の部材である。なお、本実施の形態では、熱伝導部材１３において、単電池セル１１の周端部から延出している部分を「延出部」という。   FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of the assembled battery device of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the assembled battery device 1 of the present embodiment includes a plurality of unit cells 11 and heat conduction members 13 that are in contact with the unit cells 11 and are alternately arranged. The heat conductive member 13 is a sheet-like member provided so as to extend outward from the peripheral end portion at least at a part of the peripheral end portion of the adjacent single battery cell 11. In the present embodiment, a portion of the heat conducting member 13 that extends from the peripheral end of the single battery cell 11 is referred to as an “extending portion”.

本実施の形態では、単電池セル１１が、角形扁平形状を有するリチウムイオン電池のセルである場合を例に挙げて説明する。単電池セル１１を構成する６つの面のうち、１つの面（図中では上面）から一対の電極１２（正極及び負極）が突出して設けられている。複数の単電池セル１１を列設する場合、図１に示すように、電極１２を有する面が同じ側となるように配置することが一般的である。   In the present embodiment, a case where the single battery cell 11 is a lithium ion battery cell having a rectangular flat shape will be described as an example. A pair of electrodes 12 (positive electrode and negative electrode) are provided so as to protrude from one surface (upper surface in the drawing) of the six surfaces constituting the single battery cell 11. When arranging a plurality of unit cells 11, as shown in FIG. 1, it is common to arrange the surfaces having electrodes 12 on the same side.

単電池セル１１は、極板、セパレータ及び電解液等の電池要素が筐体内に収容されることによって形成されている。各電池要素は、一般的なリチウムイオン電池で用いられるものと同様である。筐体には、樹脂製のもの、あるいは表面に絶縁被膜がコーティングされたもの、金属製のもの等の様々な材質のものが使用できるが、熱伝導性が高い鉄やアルミニウム等の金属が表出する筐体が好適に用いられる。   The unit cell 11 is formed by housing battery elements such as an electrode plate, a separator, and an electrolytic solution in a housing. Each battery element is the same as that used in a general lithium ion battery. The housing can be made of various materials such as resin, or coated with an insulating coating on the surface, or metal, but metal such as iron or aluminum with high thermal conductivity is displayed. The housing to be taken out is preferably used.

単電池セル１１は、単電池セル１１の最も広い面がシート状の熱伝導部材１３の表面に対向し、且つ接するように、熱伝導部材１３と交互に列設されている。熱伝導部材１３は、後述のとおり、面方向の熱伝導率が厚さ方向の熱伝導率よりも高い熱伝導樹脂フィルムを含んでいる。したがって、単電池セル１１の内部反応で発生した熱は、単電池セル１１の筐体から熱伝導部材１３へ、さらに熱伝導部材１３の面方向へと伝導し、熱伝導部材１３の延出部１３ａから放熱空間へと放熱される。熱伝導部材１３の厚さ方向の熱伝導率は面方向よりも低いため、熱伝導部材１３において熱は面方向に伝導し、厚さ方向にはほとんど伝導しない。そのため、単電池セル１１間での伝熱はほとんど生じず、単電池セル１１を効率良く冷却できる。   The unit cells 11 are alternately arranged in line with the heat conducting members 13 so that the widest surface of the unit cells 11 faces and contacts the surface of the sheet-like heat conducting member 13. As will be described later, the heat conductive member 13 includes a heat conductive resin film having a higher thermal conductivity in the plane direction than that in the thickness direction. Therefore, the heat generated by the internal reaction of the single battery cell 11 is conducted from the casing of the single battery cell 11 to the heat conducting member 13 and further in the surface direction of the heat conducting member 13, and the extended portion of the heat conducting member 13. Heat is dissipated from 13a to the heat dissipation space. Since the heat conductivity in the thickness direction of the heat conducting member 13 is lower than that in the surface direction, heat is conducted in the surface direction in the heat conducting member 13 and hardly conducted in the thickness direction. Therefore, heat transfer between the single battery cells 11 hardly occurs, and the single battery cells 11 can be efficiently cooled.

次に、熱伝導部材１３について説明する。   Next, the heat conductive member 13 will be described.

本実施の形態の熱伝導部材１３は、面方向の熱伝導率が厚さ方向の熱伝導率よりも高い、熱伝導性について面方向に異方性を有する熱伝導樹脂フィルムを含んでいる。本実施の形態の熱伝導部材１３は、図２に示すように、この熱伝導樹脂フィルムのみから形成されている。   The heat conducting member 13 of the present embodiment includes a heat conducting resin film having a thermal conductivity in the plane direction higher than that in the thickness direction and having anisotropy in the plane direction with respect to thermal conductivity. As shown in FIG. 2, the heat conducting member 13 of the present embodiment is formed only from this heat conducting resin film.

熱伝導部材１３は、隣接する単電池セル１１の周端部の少なくとも一部において当該周端部よりも外側に延出するように設けられている。ここでいう周端部とは、単電池セル１１において熱伝導部材１３と対向している面を正面とした場合の側面によって決定される端部のことである。本実施の形態では、熱伝導部材１３は、単電池セル１１の周端部のうち、下端（電極１２が突出している側面に対して反対側の側面によって決定される端部）から外側に延出している。延出部１３ａの面積及び単電池セル１１の周端部からの延出長さは、単電池セル１１のサイズや、組電池装置１を収容する筐体のサイズ等によって適宜選択できる。一例として、周端部からの延出長さを単電池セル１１の縦の長さに対して１０％以上にするのが、高い冷却効果が得られるため、好ましい。   The heat conducting member 13 is provided so as to extend outward from the peripheral end portion at least at a part of the peripheral end portion of the adjacent single battery cell 11. The peripheral end here is an end determined by the side face when the face of the single battery cell 11 facing the heat conducting member 13 is the front face. In the present embodiment, the heat conducting member 13 extends outward from the lower end (the end portion determined by the side surface opposite to the side surface from which the electrode 12 protrudes) of the peripheral end portion of the single battery cell 11. I'm out. The area of the extending portion 13a and the extending length from the peripheral end portion of the single battery cell 11 can be appropriately selected depending on the size of the single battery cell 11, the size of the housing that houses the assembled battery device 1, and the like. As an example, it is preferable to set the extension length from the peripheral end portion to 10% or more with respect to the vertical length of the single battery cell 11 because a high cooling effect is obtained.

熱伝導樹脂フィルムは、面方向の熱伝導率が厚さ方向の熱伝導率よりも高い。このような熱伝導樹脂フィルムは、鱗片形状を有する窒化ホウ素粒子を、窒化ホウ素粒子の鱗片平面がフィルム面に沿うように配向させた状態で、樹脂フィルム中に分散させることによって実現できる。なお、窒化ホウ素粒子の鱗片平面とは、鱗片形状の平面を指している。鱗片形状を有する窒化ホウ素粒子は、面方向は原子が強い共有結合で繋がっているため熱を伝えやすいが、厚さ方向は原子が分子間力で結合しているため熱を伝えにくい。そのため、窒化ホウ素粒子の鱗片平面が沿っているフィルム面方向は高い熱伝導率を示し、窒化ホウ素粒子の厚さ方向とほぼ一致するフィルムの厚さ方向の熱伝導率は低くなる。   The thermal conductivity resin film has a higher thermal conductivity in the plane direction than that in the thickness direction. Such a heat conductive resin film can be realized by dispersing boron nitride particles having a scale shape in a resin film in a state in which the scale surface of the boron nitride particles is oriented along the film surface. The scale plane of boron nitride particles refers to a scale-shaped plane. The boron nitride particles having a scaly shape are easy to conduct heat because the atoms are connected by a strong covalent bond in the plane direction, but are difficult to conduct heat in the thickness direction because the atoms are bonded by intermolecular force. Therefore, the film surface direction along which the scale surface of the boron nitride particles is along shows high thermal conductivity, and the thermal conductivity in the thickness direction of the film substantially coincides with the thickness direction of the boron nitride particles becomes low.

熱伝導樹脂フィルムは、面方向の熱伝導率が６Ｗ／ｍ・Ｋ以上が好ましく、９Ｗ／ｍ・Ｋ以上がより好ましい。熱伝導樹脂フィルムの熱伝導率は、含まれる窒化ホウ素粒子の含有量を変化させることによって調整できる。例えば、（窒化ホウ素粒子の体積）／（樹脂の体積）の比を大きくすることによって、熱伝導率を高めることができる。熱伝導樹脂フィルムの厚さ方向についての熱伝導率は、面方向の熱伝導率よりも低ければよいため、特には限定されないが、例えば２Ｗ／ｍ・Ｋ以下が好ましい。熱伝導樹脂フィルムにおいて、厚さ方向の熱伝導率に対する面方向の熱伝導率の比（面方向の熱伝導率／厚さ方向の熱伝導率）は、９以上であることが好ましい。熱伝導率の比を９以上とすることにより、延出部１３ａへの熱伝導が優勢となり、冷却効果が向上する。   The thermal conductivity of the heat conductive resin film is preferably 6 W / m · K or more, and more preferably 9 W / m · K or more. The thermal conductivity of the heat conductive resin film can be adjusted by changing the content of the boron nitride particles contained. For example, the thermal conductivity can be increased by increasing the ratio of (volume of boron nitride particles) / (volume of resin). The heat conductivity in the thickness direction of the heat conductive resin film is not particularly limited because it is only required to be lower than the heat conductivity in the plane direction. For example, 2 W / m · K or less is preferable. In the thermally conductive resin film, the ratio of the thermal conductivity in the plane direction to the thermal conductivity in the thickness direction (the thermal conductivity in the plane direction / the thermal conductivity in the thickness direction) is preferably 9 or more. By setting the thermal conductivity ratio to 9 or more, the thermal conduction to the extending portion 13a becomes dominant and the cooling effect is improved.

熱伝導樹脂フィルムの絶縁破壊電圧は、特には限定されない。しかし、組電池装置の用途によっては、高い絶縁破壊電圧が要求される場合がある。組電池装置が、例えば単電池セル１１の上端部側に延出する熱伝導部材の延出部を有する場合（図７に示すような構成を有する場合）、熱伝導樹脂フィルムは、厚さ１００μｍにおいて７ｋＶ以上、好ましくは１０ｋＶ以上の絶縁破壊電圧を有することが望まれる。これは、熱伝導部材１３が電極１２に接触しても、安全を確保できるからである。熱伝導樹脂フィルムの絶縁破壊電圧は、例えば樹脂の種類、フィルムの厚さ及び窒化ホウ素粒子の形状（粒径等）によって調整でき、さらに、熱伝導樹脂フィルム作製時に触媒を添加すること等によっても調整できる。   The dielectric breakdown voltage of the heat conductive resin film is not particularly limited. However, a high breakdown voltage may be required depending on the use of the assembled battery device. When the assembled battery device has, for example, an extended portion of a heat conductive member that extends toward the upper end of the single battery cell 11 (when it has a configuration as shown in FIG. 7), the heat conductive resin film has a thickness of 100 μm. It is desirable that the dielectric breakdown voltage be 7 kV or higher, preferably 10 kV or higher. This is because safety can be ensured even if the heat conducting member 13 contacts the electrode 12. The dielectric breakdown voltage of the heat conductive resin film can be adjusted by, for example, the type of resin, the thickness of the film, and the shape (particle size, etc.) of the boron nitride particles, and also by adding a catalyst during the preparation of the heat conductive resin film. Can be adjusted.

熱伝導樹脂フィルムは、窒化ホウ素粒子を２０〜５０体積％の範囲、及び、樹脂を５０〜８０体積％の範囲で含むことが好ましい。窒化ホウ素粒子及び樹脂をこのような範囲内で含むことにより、熱伝導率とフィルム強度との良好なバランスが得られる。   The thermally conductive resin film preferably contains boron nitride particles in a range of 20 to 50% by volume and resin in a range of 50 to 80% by volume. By including the boron nitride particles and the resin within such a range, a good balance between thermal conductivity and film strength can be obtained.

熱伝導樹脂フィルムの厚さは、熱伝導部材１３の構成及び単電池セル１１間のギャップによって、適宜決定することができる。一般的に、組電池装置１に含まれる単電池セル１１間のギャップは、０．１ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。したがって、熱伝導樹脂フィルムの厚さは、例えば０．０１ｍｍ〜０．２０ｍｍの範囲であってもよく、０．０２ｍｍ〜０．１５ｍｍの範囲であってもよい。   The thickness of the heat conductive resin film can be appropriately determined depending on the configuration of the heat conductive member 13 and the gap between the unit cells 11. Generally, the gap between the single battery cells 11 included in the assembled battery device 1 is about 0.1 mm to 10 mm. Therefore, the thickness of the heat conductive resin film may be, for example, in a range of 0.01 mm to 0.20 mm, or in a range of 0.02 mm to 0.15 mm.

窒化ホウ素粒子は、平均粒子径が５μｍ以上であることが好ましい。このような平均粒子径を有する窒化ホウ素粒子を利用することにより、面方向の熱伝導率が６Ｗ／ｍ・Ｋ以上である熱伝導樹脂フィルムを得やすくなる。熱伝導樹脂フィルムの面方向の熱伝導率をより高めるために、より大きな平均粒子径を有する窒化ホウ素粒子を用いることが好ましい。なお、ここでいう窒化ホウ素粒子の平均粒子径とは、レーザ回折・散乱法（マイクロトラック法）によって測定された粒度分布から求められる算術平均径のことである。以下、窒化ホウ素粒子の平均粒子径というときは、同様の方法で求められる値のことを指す。   The boron nitride particles preferably have an average particle size of 5 μm or more. By using boron nitride particles having such an average particle diameter, it becomes easy to obtain a heat conductive resin film having a thermal conductivity in the plane direction of 6 W / m · K or more. In order to further increase the thermal conductivity in the surface direction of the heat conductive resin film, it is preferable to use boron nitride particles having a larger average particle diameter. In addition, the average particle diameter of boron nitride particle here is an arithmetic average diameter calculated | required from the particle size distribution measured by the laser diffraction and the scattering method (microtrack method). Hereinafter, the average particle diameter of boron nitride particles refers to a value obtained by the same method.

熱伝導樹脂フィルムに用いられる樹脂には、溶媒蒸発法によってフィルム化できる樹脂が好適に用いられる。そのような樹脂を用いる場合、樹脂原料と溶媒と鱗片形状を有する窒化ホウ素粒子とを含む溶液を、例えばベースフィルム上に塗布する等して膜状に成形し、その後、加熱等により溶媒を除去し、さらに樹脂原料を反応させることによって、鱗片形状を有する窒化ホウ素粒子が分散した樹脂フィルムを作製できる。このような方法で樹脂フィルムを作製する場合、溶媒が蒸発していく段階で、窒化ホウ素粒子は、その鱗片平面がフィルム面に対して平行な状態になるように配向する。したがって、鱗片平面がフィルム面に沿うように配向した状態で窒化ホウ素粒子が樹脂中に分散している状態を、容易に実現することが可能となる。さらに、その中でも、耐屈曲性及び柔軟性を有するとの理由から、例えば、ポリイミド、ポリアリレート、エポキシ及びポリアミドイミド等が好適に用いられる。すなわち、本実施の形態の熱伝導樹脂フィルムは、窒化ホウ素粒子がポリイミド中に分散しているポリイミド系フィルムであってもよいし、窒化ホウ素粒子がポリアリレート中に分散しているポリアリレート系フィルムであってもよいし、窒化ホウ素粒子がエポキシ中に分散しているエポキシ系フィルムであってもよいし、窒化ホウ素粒子がポリアミドイミド中に分散しているポリアミドイミド系フィルムであってもよい。以下、熱伝導樹脂フィルムにポリイミドを用いる場合（熱伝導ポリイミドフィルムとする場合）を例に挙げて、製造方法を説明する。   As the resin used for the heat conductive resin film, a resin that can be formed into a film by a solvent evaporation method is suitably used. When using such a resin, a solution containing a resin raw material, a solvent, and boron nitride particles having a scale shape is formed into a film shape by, for example, coating on a base film, and then the solvent is removed by heating or the like. Further, by reacting the resin raw material, a resin film in which the boron nitride particles having a scale shape are dispersed can be produced. When producing a resin film by such a method, at the stage where the solvent evaporates, the boron nitride particles are oriented so that the scale plane is parallel to the film surface. Therefore, it is possible to easily realize a state in which the boron nitride particles are dispersed in the resin in a state in which the scale plane is oriented along the film surface. Furthermore, among these, for example, polyimide, polyarylate, epoxy, polyamideimide and the like are preferably used because of having flexibility and flexibility. That is, the thermally conductive resin film of the present embodiment may be a polyimide film in which boron nitride particles are dispersed in polyimide, or a polyarylate film in which boron nitride particles are dispersed in polyarylate. It may be an epoxy film in which boron nitride particles are dispersed in epoxy, or a polyamideimide film in which boron nitride particles are dispersed in polyamideimide. Hereinafter, the manufacturing method will be described by taking as an example the case where polyimide is used for the heat conductive resin film (when the heat conductive polyimide film is used).

まず、イミド化触媒及び窒化ホウ素粒子が添加されたポリアミック酸溶液を、ベースフィルム又はガラス板上に所定の厚さに塗布する。次いで、ポリアミック酸溶液の塗膜を、加熱又は溶媒抽出等により固化又は硬化させ、さらに高温で加熱してイミド化することによって、熱伝導ポリイミドフィルムが得られる。   First, a polyamic acid solution to which an imidization catalyst and boron nitride particles are added is applied to a predetermined thickness on a base film or a glass plate. Next, the heat conductive polyimide film is obtained by solidifying or curing the coating film of the polyamic acid solution by heating or solvent extraction or the like, and further imidizing by heating at a high temperature.

ポリアミック酸溶液は、公知のものを使用することができ、酸二無水物とジアミンとを溶媒中で重合反応させることによって得られる溶液が使用できる。好適な酸二無水物の例として、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，３’，４−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、及び、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。ジアミンの例として、４，４’−ジアミノフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジクロロベンジジン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３’−ジアミノジフェニルスルフォン、１，５−ジアミノナフタレン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、３，３’−ジメチル４，４’−ビフェニルジアミン、ベンジジン、３，３’−ジメチルベンジジン、３，３’−ジメトキシベンジジン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフォン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、及び、４，４’−ジアミノジフェニルプロパ等が挙げられる。これらの酸二無水物とジアミンとを重合反応させる際の溶媒は、適宜選択すればよいが、溶解性等の点から極性溶媒が好ましく用いられる。極性溶媒として、具体的には、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメトキシアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルトリアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ピリジン、ジメチルスルホキシド、テトラメチレンスルホン、及び、ジメチルテトラメチレンスルホン等が考えられる。これらは単独で用いることもできるし、複数を併せて用いることもできる。さらに、これらの有機極性溶媒に、クレゾール、フェノール、キシレノール等のフェノール類、ベンゾニトリル、ジオキサン、ブチロラクトン、キシレン、シクロヘキサン、ヘキサン、ベンゼン、トルエン等を、単独で又は複数併せて混合することもできる。   A known polyamic acid solution can be used, and a solution obtained by polymerizing an acid dianhydride and a diamine in a solvent can be used. Examples of suitable acid dianhydrides include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride. Anhydride, 2,3,3 ′, 4-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride And 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride. Examples of diamines include 4,4′-diaminophenyl ether, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3′-diaminodiphenylmethane, 3,3′-dichlorobenzidine, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 3,3 '-Diaminodiphenylsulfone, 1,5-diaminonaphthalene, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 3,3'-dimethyl4,4'-biphenyldiamine, benzidine, 3,3'-dimethylbenzidine, 3,3 Examples include '-dimethoxybenzidine, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, and 4,4'-diaminodiphenylpropylene. The solvent for the polymerization reaction of these acid dianhydrides and diamines may be appropriately selected, but a polar solvent is preferably used from the viewpoint of solubility. Specific examples of the polar solvent include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylformamide, N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylmethoxyacetamide, dimethyl sulfoxide, hexamethyl Phosphortriamide, N-methyl-2-pyrrolidone, pyridine, dimethyl sulfoxide, tetramethylene sulfone, dimethyltetramethylene sulfone, and the like are conceivable. These can be used alone or in combination. Further, phenols such as cresol, phenol and xylenol, benzonitrile, dioxane, butyrolactone, xylene, cyclohexane, hexane, benzene, toluene and the like can be mixed singly or in combination with these organic polar solvents.

酸二無水物とジアミンとを有機極性溶媒中で反応させることにより、ポリアミック酸溶液が得られる。その際のモノマー濃度（溶媒中における、酸二無水物とジアミンの合計の濃度）は、種々の条件に応じて設定されるが、５〜３０重量％が好ましい。また、反応温度は、８０℃以下に設定することが好ましく、より好ましくは５〜５０℃である。反応時間は、０．５〜１０時間が好ましい。   A polyamic acid solution is obtained by reacting acid dianhydride and diamine in an organic polar solvent. The monomer concentration (total concentration of acid dianhydride and diamine in the solvent) is set according to various conditions, but is preferably 5 to 30% by weight. Moreover, it is preferable to set reaction temperature to 80 degrees C or less, More preferably, it is 5-50 degreeC. The reaction time is preferably 0.5 to 10 hours.

添加するイミド化触媒は、特に限定されず、例えば２−メチルイミダゾール、１，２，４，５−テトラメチルイミダゾール、４−ヒドロキシピリジン等を、０．１〜０．２ｍｏｌ％程度加えるとよい。   The imidization catalyst to be added is not particularly limited, and for example, about 0.1 to 0.2 mol% of 2-methylimidazole, 1,2,4,5-tetramethylimidazole, 4-hydroxypyridine and the like may be added.

ポリアミック酸溶液の粘度は、好ましくは１〜１０００Ｐａ・ｓ（１０〜１００００ポアズ）程度であり、より好ましくは５〜５００Ｐａ・ｓ（５０〜５０００ポアズ）程度である（温度２３℃、Ｂ型粘度計による測定）。粘度が１Ｐａ・ｓ未満であると、いわゆるタレや塗膜のハジキが生じやすくなり、塗膜の厚さを均一にすることが困難になるため、好ましくない。一方、粘度が１０００Ｐａ・ｓを超えると、流動しにくいため、塗布によってポリアミック酸溶液の膜を形成することが困難になる。   The viscosity of the polyamic acid solution is preferably about 1 to 1000 Pa · s (10 to 10000 poise), more preferably about 5 to 500 Pa · s (50 to 5000 poise) (temperature 23 ° C., B-type viscometer). By measurement). If the viscosity is less than 1 Pa · s, so-called sagging or repellency of the coating film tends to occur, and it becomes difficult to make the thickness of the coating film uniform. On the other hand, when the viscosity exceeds 1000 Pa · s, it is difficult to flow, and thus it becomes difficult to form a film of a polyamic acid solution by coating.

上記のような方法で作製される熱伝導ポリイミドフィルムは、面方向についての高い熱伝導性を実現でき、さらに良好な絶縁破壊特性も得られる。   The heat conductive polyimide film produced by the method as described above can realize high heat conductivity in the surface direction, and can also obtain better dielectric breakdown characteristics.

なお、本実施の形態では、熱伝導部材１３が熱伝導樹脂フィルムからなる構成について説明したが、熱伝導部材１３は熱伝導樹脂フィルムを含んでいればよいため、この構成に限定されない。例えば、図３に示すように、熱伝導樹脂フィルム１４の両面に粘着層１５をさらに配置して、熱伝導部材１３としてもよい。このような構成によれば、熱伝導部材１３と単電池セル１１とをより密着させることができるので、単電池セル１１から熱伝導部材１３への熱の伝導が効率良く行われることになる。なお、この場合に用いられる粘着層１５は、耐熱性に優れるシリコーン系粘着剤によって形成されることが好ましい。また、粘着層１５は熱伝導樹脂フィルム１４の少なくとも何れか一方の面に配置されていればよいため、熱伝導樹脂フィルム１４の片面のみに粘着層１５を設ける構成であってもよい。また、熱伝導部材１３の別の例として、図４に示すように、２つの熱伝導樹脂フィルム１６の間に断熱層１７を配置する構成も適用できる。このような構成によれば、熱伝導部材１３の厚さ方向における熱の伝導をさらに抑制できるので、単電池セル１１間の伝熱をさらに抑制して、各単電池セル１１を効率良く冷却できる。また、断熱層１７は、組電池装置の設計の際、厚み調節層としても利用できる。なお、組電池装置にさらなる小型化や単電池セルの高密度化が要求される場合は、単電池セル間のギャップもより狭くなる傾向にある。そのような理由から、断熱層等の別の層を設けずに、熱伝導樹脂フィルムのみで熱伝導部材１３を形成することが、より好ましい。   In addition, in this Embodiment, although the heat conductive member 13 demonstrated the structure which consists of a heat conductive resin film, since the heat conductive member 13 should just contain the heat conductive resin film, it is not limited to this structure. For example, as shown in FIG. 3, the adhesive layer 15 may be further disposed on both surfaces of the heat conductive resin film 14 to form the heat conductive member 13. According to such a configuration, since the heat conducting member 13 and the single battery cell 11 can be more closely attached, heat conduction from the single battery cell 11 to the heat conducting member 13 is efficiently performed. In addition, it is preferable that the adhesion layer 15 used in this case is formed with the silicone type adhesive which is excellent in heat resistance. Moreover, since the adhesion layer 15 should just be arrange | positioned in at least any one surface of the heat conductive resin film 14, the structure which provides the adhesive layer 15 only in the single side | surface of the heat conductive resin film 14 may be sufficient. As another example of the heat conducting member 13, a configuration in which a heat insulating layer 17 is disposed between two heat conducting resin films 16 as shown in FIG. According to such a configuration, since heat conduction in the thickness direction of the heat conducting member 13 can be further suppressed, heat transfer between the single battery cells 11 can be further suppressed, and each single battery cell 11 can be efficiently cooled. . The heat insulating layer 17 can also be used as a thickness adjusting layer when designing an assembled battery device. In addition, when the battery pack apparatus is required to be further downsized or the density of the single battery cells is increased, the gap between the single battery cells tends to be narrower. For such a reason, it is more preferable to form the heat conductive member 13 only with the heat conductive resin film without providing another layer such as a heat insulating layer.

本実施の形態では、熱伝導部材が単電池セルの下端からのみ延出しているが、これに限定されない。熱伝導部材１３は、単電池セル１１の周端部全体から外側に延出していてもよいし、周端部のうち下端以外の他の端部から外側に延出していてもよい。   In the present embodiment, the heat conducting member extends only from the lower end of the single battery cell, but is not limited to this. The heat conducting member 13 may extend outward from the entire peripheral end portion of the single battery cell 11, or may extend outward from other end portions other than the lower end of the peripheral end portion.

本実施の形態では、単電池セルとして、角形扁平のリチウムイオン電池のセルを用いたが、これに限定されない。本発明の構成は、他の形状を有する他の電池にも適用可能である。   In the present embodiment, a rectangular flat lithium ion battery cell is used as the single battery cell, but the present invention is not limited to this. The configuration of the present invention can also be applied to other batteries having other shapes.

次に、本発明の組電池装置について、実施例を用いて具体的に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施例によって何ら限定されるものではない。   Next, the assembled battery device of the present invention will be specifically described with reference to examples. In addition, this invention is not limited at all by the Example shown below.

（実施例１）
本発明の組電池装置について、単電池セル温度と熱伝導部材の延出量との関係のシミュレーションを行った。有限体積法をベースとしたＣＦＤ（Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｆｌｕｉｄ Ｄｙｎａｍｉｃｓ）ソフトウェア「ＡＮＳＹＳ Ｆｌｕｅｎｔ」を利用して、シミュレーション（熱計算）を実施した。 Example 1
About the assembled battery apparatus of this invention, the simulation of the relationship between the battery cell temperature and the extending amount of a heat-conducting member was performed. Simulation (thermal calculation) was performed using CFD (Computational Fluid Dynamics) software “ANSYS Fluor” based on the finite volume method.

条件設定を図５に示す。図示のとおり、アルミニウム板２２（縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ×厚さ４ｍｍ、熱伝導率１３８Ｗ／ｍ・Ｋ）とその外側に配置したヒーター２３（縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ×厚さ１５ｍｍ、熱伝導率１３８Ｗ／ｍ・Ｋ）とを一組として単電池セルを模擬し、２つの単電池セルの間に試料となる熱伝導部材２１を挟み、ヒーター２３の外側に断熱材２４（縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ×厚さ１５ｍｍ、熱伝導率０．０７Ｗ／ｍ・Ｋ）を配置して供試体を組み上げ、ヒーター２３に各１０Ｗ（合計２０Ｗ）の出力をさせて、当該出力と、供試体からの放熱が平衡状態となった時点でのアルミニウム板２２の体積平均温度を算出した。なお、シミュレーションは、図６のグラフに示す５種類の試料（縦２２５ｍｍ×横１５０ｍｍのシート状の熱伝導部材２１）について、アルミニウム板２２の間に完全に試料を挟み込み、延出部２１ａ（縦７５ｍｍ×横１５０ｍｍ）をアルミニウム板２２の下端からはみ出させて、延出部２１ａに相当する部分を供試体の下方に形成させた状態で実施した。外気温を２５℃とし、気流有りの場合を想定して熱伝達率を１０Ｗ／（ｍ2・Ｋ）とした。 The condition setting is shown in FIG. As shown in the figure, an aluminum plate 22 (length 150 mm × width 150 mm × thickness 4 mm, thermal conductivity 138 W / m · K) and a heater 23 (150 mm length × width 150 mm × thickness 15 mm, thermal conductivity 138 W) arranged outside the aluminum plate 22. / M · K) as a set, a single battery cell is simulated, a heat conduction member 21 as a sample is sandwiched between the two single battery cells, and a heat insulating material 24 (150 mm long × 150 mm wide × The specimen is assembled with a thickness of 15 mm and a thermal conductivity of 0.07 W / m · K). The heater 23 outputs 10 W each (total 20 W), and the output and the heat radiation from the specimen are balanced. The volume average temperature of the aluminum plate 22 at the time when the state was reached was calculated. In the simulation, the five types of samples shown in the graph of FIG. 6 (sheet-like heat conducting member 21 having a length of 225 mm × width 150 mm) are completely sandwiched between the aluminum plates 22, and the extension portion 21a (length (75 mm × 150 mm in width) was protruded from the lower end of the aluminum plate 22, and a portion corresponding to the extending portion 21 a was formed below the specimen. The heat transfer coefficient was set to 10 W / (m 2 · K) assuming that the outside air temperature was 25 ° C. and there was an air flow.

シミュレーションの結果は、図６に示すとおりである。本発明の熱伝導部材を熱伝導樹脂フィルムのみから構成する場合、熱伝導樹脂フィルムの面方向の熱伝導率が５Ｗ／ｍ・Ｋの場合でも、延出量２ｃｍ以下でセル温度を低下させることができるという結果が得られた。また、面方向の熱伝導率を２０Ｗ／ｍ・Ｋとすると、延出量２ｃｍ以下でセル温度を５０℃以下まで下げることができるという結果となった。これらのシミュレーションの結果から、本発明で特定される熱伝導部材が単電池セル間に組み込まれた組電池装置は、単電池セルを十分に冷却できることが確認された。   The result of the simulation is as shown in FIG. When the heat conductive member of the present invention is composed only of a heat conductive resin film, the cell temperature is lowered with an extension of 2 cm or less even when the heat conductivity in the surface direction of the heat conductive resin film is 5 W / m · K. The result that was able to be obtained. Further, when the thermal conductivity in the plane direction was 20 W / m · K, the cell temperature could be lowered to 50 ° C. or less with an extension amount of 2 cm or less. From the results of these simulations, it was confirmed that the assembled battery device in which the heat conducting member specified in the present invention is incorporated between the single battery cells can sufficiently cool the single battery cells.

（実施例２）
実施例２では、図７に示す評価装置を作製して、熱伝導部材が熱伝導樹脂フィルムのみからなる構成についての放熱評価を行った。実施例２で用いた評価装置は、熱伝導樹脂フィルム３１（縦１３０ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ０．１５ｍｍ）を、アルミニウム板３２（縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ１５ｍｍ）で挟持し、さらにアルミニウム板３２の外側にヒーター３３を設置して、それを断熱材３４を介してアクリル板３５で固定した。熱伝導樹脂フィルム３１は、アルミニウム板３２の下端及び上端からそれぞれ外側に延出する延出部３１ａ，３１ｂを有していた。延出部３１ａ，３１ｂのアルミニウム板３２の端部からの長さは、共に１５ｍｍであった。 (Example 2)
In Example 2, the evaluation apparatus shown in FIG. 7 was produced, and the heat dissipation evaluation was performed on the configuration in which the heat conducting member is composed only of the heat conducting resin film. In the evaluation apparatus used in Example 2, a heat conductive resin film 31 (length 130 mm × width 100 mm × thickness 0.15 mm) is sandwiched between aluminum plates 32 (length 100 mm × width 100 mm × thickness 15 mm), and further aluminum A heater 33 was installed outside the plate 32 and fixed with an acrylic plate 35 via a heat insulating material 34. The heat conductive resin film 31 had extending portions 31a and 31b extending outward from the lower end and the upper end of the aluminum plate 32, respectively. The lengths of the extending portions 31a and 31b from the end of the aluminum plate 32 were both 15 mm.

本実施例で用いた熱伝導樹脂フィルム３１には、窒化ホウ素粒子として、電気化学工業株式会社製の「デンカボロンナイトライド（グレード：ＧＰ）」を用いた。窒化ホウ素粒子の含有量が４５体積％となるように、ポリアミック酸溶液（ピロメリット酸二無水物とｐ−フェニレンジアミンとからなるＮ−メチル−２−ピロリドン溶液）に混合し、ガラス基板上に厚さ０．６ｍｍとなるように塗布した後、１２０℃で３０分乾燥させた。次に、１２０℃から３２０℃に４℃／分で昇温し、３２０℃で１２分間維持した。これにより、熱伝導樹脂フィルム３１を得た。   For the heat conductive resin film 31 used in this example, “Denkaboron nitride (grade: GP)” manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd. was used as boron nitride particles. Mix in a polyamic acid solution (N-methyl-2-pyrrolidone solution consisting of pyromellitic dianhydride and p-phenylenediamine) so that the content of boron nitride particles is 45% by volume on a glass substrate. After coating to a thickness of 0.6 mm, it was dried at 120 ° C. for 30 minutes. Next, the temperature was raised from 120 ° C. to 320 ° C. at 4 ° C./min, and maintained at 320 ° C. for 12 minutes. Thereby, the heat conductive resin film 31 was obtained.

得られた熱伝導樹脂フィルムの熱伝導率を、レーザフラッシュ法を利用して測定した。用いた装置は、キセノンフラッシュアナライザー「ナノフラッシュ」（ブルカー・エイエックス社製）であった。熱伝導率は、以下の式より求めた。本実施例の熱伝導樹脂フィルムの面方向の熱伝導率は１３Ｗ／ｍ・Ｋ、厚さ方向の熱伝導率は０．６Ｗ／ｍ・Ｋであった。
熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］＝熱拡散率［ｍｍ2／ｓ］×比熱［Ｊ／ｇＫ］×密度［ｇ／ｃｍ3］ The thermal conductivity of the obtained heat conductive resin film was measured using a laser flash method. The apparatus used was a xenon flash analyzer “Nanoflash” (Bruker Ax). The thermal conductivity was obtained from the following formula. The thermal conductivity in the surface direction of the thermal conductive resin film of this example was 13 W / m · K, and the thermal conductivity in the thickness direction was 0.6 W / m · K.
Thermal conductivity [W / m · K] = thermal diffusivity [mm 2 / s] × specific heat [J / gK] × density [g / cm 3 ]

このような評価装置を用い、ヒーター３３の出力を６Ｗ（３０Ｖ、０．２Ａ）として、アルミニウム板３２の温度を熱電対によって測定した。その結果を表１に示す。なお、温度測定は、ヒーター３３で加熱を開始してから２４０分後に行った。また、これらの測定は、全て２５℃の室温で行われた。   Using such an evaluation apparatus, the output of the heater 33 was 6 W (30 V, 0.2 A), and the temperature of the aluminum plate 32 was measured with a thermocouple. The results are shown in Table 1. The temperature was measured 240 minutes after the start of heating by the heater 33. Moreover, all these measurements were performed at room temperature of 25 degreeC.

熱伝導樹脂フィルム３１を抜き取って、アルミニウム板３２間を空間のままの状態とした評価装置（表１中、「Ｂｌａｎｋ」と記載されているもの）、熱伝導樹脂フィルム３１の代わりに、窒化ホウ素粒子が含まれていないポリイミドフィルム（東レ・デュポン株式会社製、「カプトン（登録商標）」）を配置した評価装置もそれぞれ作製し、同様の評価実験を行った。それらの結果も、表１に示す。   An evaluation apparatus (which is described as “Blank” in Table 1) in which the space between the aluminum plates 32 is left as a space by extracting the heat conductive resin film 31, boron nitride instead of the heat conductive resin film 31 An evaluation apparatus in which a polyimide film containing no particles (manufactured by Toray DuPont Co., Ltd., “Kapton (registered trademark)”) was also prepared, and the same evaluation experiment was performed. The results are also shown in Table 1.

Figure 2012084347
Figure 2012084347

表１に示すように、アルミニウム板３２の間に熱伝導樹脂フィルムを配置することにより、何も配置しない場合や、窒化ホウ素粒子を含まないポリイミドフィルムを配置する場合よりも、アルミニウム板の温度を低下させることができ、さらに雰囲気温度も低くなった。この結果から、本発明の熱伝導樹脂フィルムを熱伝導部材として単電池セル間に配置することにより、単電池セルの熱を効果的に放熱できることが確認できた。   As shown in Table 1, by arranging a heat conductive resin film between the aluminum plates 32, the temperature of the aluminum plate can be set higher than when nothing is arranged or when a polyimide film not containing boron nitride particles is arranged. It could be reduced and the ambient temperature was also lowered. From this result, it was confirmed that the heat of the single battery cell can be effectively dissipated by arranging the heat conductive resin film of the present invention between the single battery cells as a heat conductive member.

本発明の組電池装置は、様々な用途に適用できるが、特に電気自動車の電源装置等に好適に用いられる。   The assembled battery device of the present invention can be applied to various uses, but is particularly suitable for a power supply device for an electric vehicle.

１ 組電池装置
１１ 単電池セル
１２ 電極
１３ 熱伝導部材
１３ａ 延出部
１４ 熱伝導樹脂フィルム
１５ 粘着層
１６ 熱伝導樹脂フィルム
１７ 断熱層
２１ 熱伝導部材（試料）
２２ アルミニウム板
２３ ヒーター
２４ 断熱材
３１ 熱伝導樹脂フィルム
３２ アルミニウム板
３３ ヒーター
３４ 断熱材
３５ アクリル板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 assembled battery apparatus 11 unit cell 12 electrode 13 heat conductive member 13a extension part 14 heat conductive resin film 15 adhesion layer 16 heat conductive resin film 17 heat insulation layer 21 heat conductive member (sample)
22 Aluminum plate 23 Heater 24 Heat insulation material 31 Thermal conductive resin film 32 Aluminum plate 33 Heater 34 Heat insulation material 35 Acrylic plate

Claims (13)

互いに電気的に接続された複数の単電池セルと、
前記単電池セルと接して且つ交互に列設され、且つ、隣接する単電池セルの周端部の少なくとも一部において当該周端部よりも外側に延出するように設けられた、シート状の熱伝導部材と、
を備え、
前記熱伝導部材は、面方向の熱伝導率が厚さ方向の熱伝導率よりも高い熱伝導樹脂フィルムを含んでおり、
前記熱伝導樹脂フィルムは、樹脂と鱗片形状を有する窒化ホウ素粒子とを含んでおり、
前記窒化ホウ素粒子は、その鱗片平面がフィルム面に沿うように配向した状態で、前記樹脂中に分散している、
組電池装置。 A plurality of unit cells electrically connected to each other;
A sheet-like shape that is arranged in contact with and alternately with the unit cells and that extends at least part of the peripheral end portion of the adjacent unit cell outside the peripheral end portion. A heat conducting member;
With
The thermal conductive member includes a thermal conductive resin film having a thermal conductivity in a plane direction higher than a thermal conductivity in a thickness direction,
The thermally conductive resin film contains a resin and boron nitride particles having a scale shape,
The boron nitride particles are dispersed in the resin in a state in which the scale plane is oriented so as to follow the film surface.
Battery assembly. 前記熱伝導部材が、前記熱伝導樹脂フィルムからなる、
請求項１に記載の組電池装置。 The heat conducting member is made of the heat conducting resin film.
The assembled battery device according to claim 1. 前記熱伝導部材が、前記熱伝導樹脂フィルムの少なくとも何れか一方の面に配置された粘着層をさらに含む、請求項１に記載の組電池装置。   The assembled battery device according to claim 1, wherein the heat conducting member further includes an adhesive layer disposed on at least one surface of the heat conducting resin film. 前記熱伝導部材が、断熱層をさらに含み、
前記熱伝導部材は、前記断熱層の両面に前記熱伝導樹脂フィルムが配置されることによって形成されている、
請求項１に記載の組電池装置。 The heat conducting member further includes a heat insulating layer,
The heat conducting member is formed by disposing the heat conducting resin film on both surfaces of the heat insulating layer.
The assembled battery device according to claim 1. 前記窒化ホウ素粒子の平均粒子径は５μｍ以上である、
請求項１〜４の何れか１項に記載の組電池装置。 The boron nitride particles have an average particle size of 5 μm or more.
The assembled battery apparatus of any one of Claims 1-4. 前記熱伝導樹脂フィルムは、前記窒化ホウ素粒子がポリイミド中に分散しているポリイミド系フィルムである、
請求項１〜５の何れか１項に記載の組電池装置。 The thermally conductive resin film is a polyimide film in which the boron nitride particles are dispersed in polyimide.
The assembled battery apparatus of any one of Claims 1-5. 前記熱伝導樹脂フィルムは、前記窒化ホウ素粒子がポリアリレート中に分散しているポリアリレート系フィルムである、
請求項１〜５の何れか１項に記載の組電池装置。 The thermally conductive resin film is a polyarylate film in which the boron nitride particles are dispersed in polyarylate.
The assembled battery apparatus of any one of Claims 1-5. 前記熱伝導樹脂フィルムは、前記窒化ホウ素粒子がエポキシ中に分散しているエポキシ系フィルムである、
請求項１〜５の何れか１項に記載の組電池装置。 The thermally conductive resin film is an epoxy film in which the boron nitride particles are dispersed in epoxy.
The assembled battery apparatus of any one of Claims 1-5. 前記熱伝導樹脂フィルムは、前記窒化ホウ素粒子がポリアミドイミド中に分散しているポリアミドイミド系フィルムである、
請求項１〜５の何れか１項に記載の組電池装置。 The thermally conductive resin film is a polyamide-imide film in which the boron nitride particles are dispersed in polyamide-imide,
The assembled battery apparatus of any one of Claims 1-5. 前記熱伝導樹脂フィルムは、溶媒蒸発法によって作製されたフィルムである、
請求項１〜９の何れか１項に記載の組電池装置。 The thermally conductive resin film is a film produced by a solvent evaporation method.
The assembled battery apparatus of any one of Claims 1-9. 前記熱伝導樹脂フィルムは、前記窒化ホウ素粒子を２０〜５０体積％の範囲、及び、前記樹脂を５０〜８０体積％の範囲で含む、
請求項１〜１０の何れか１項に記載の組電池装置。 The thermally conductive resin film includes the boron nitride particles in a range of 20 to 50% by volume, and the resin in a range of 50 to 80% by volume.
The assembled battery apparatus of any one of Claims 1-10. 前記熱伝導樹脂フィルムにおいて、面方向の熱伝導率が６Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、厚さ方向の熱伝導率に対する面方向の熱伝導率の比（面方向の熱伝導率／厚さ方向の熱伝導率）が９以上である、
請求項１〜１１の何れか１項に記載の組電池装置。 In the thermal conductive resin film, the thermal conductivity in the plane direction is 6 W / m · K or more, and the ratio of the thermal conductivity in the plane direction to the thermal conductivity in the thickness direction (thermal conductivity in the plane direction / thickness direction). Thermal conductivity) is 9 or more,
The assembled battery apparatus of any one of Claims 1-11. 前記単電池セルは、リチウムイオン電池のセルである、
請求項１〜１２の何れか１項に記載の組電池装置。
The single battery cell is a lithium ion battery cell.
The assembled battery apparatus of any one of Claims 1-12.
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