JP6265847B2 - 密閉型二次電池の変形検出センサ、密閉型二次電池、及び、密閉型二次電池の変形検出方法 - Google Patents
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Description
(i)ポリイソシアネート成分および活性水素成分からイソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを形成する工程
(ii)該イソシアネート基含有ウレタンプレポリマー、整泡剤、触媒および磁性フィラーを混合、予備撹拌して、非反応性気体雰囲気下で、気泡を取り込むように激しく撹拌する一次撹拌工程
(iii)更に活性水素成分を加えて、二次撹拌して、磁性フィラーを含む気泡分散ウレタン組成物を調製する工程
(iv)該気泡分散ウレタン組成物を所望の形状に成形し、硬化して、磁性フィラーを含むウレタン樹脂フォームを作製する工程
(v)該ウレタン樹脂フォームを着磁して磁性ウレタン樹脂フォームを形成する工程
TDI−80:トルエンジイソシアネート(三井化学社製、2,4−体=80%、コスモネートT−80)
ポリオールA:3−メチル−1,5−ペンタンアジペート、OH価56、官能基数2(クラレ社製、P−2010)
ポリオールB:3−メチル−1,5−ペンタンジオールおよびトリメチロールプロパンとアジピン酸を出発原料としたポリエステルポリオール、OH価56、官能基数3(クラレ社製、F−3010)
ポリオールC:3−メチル−1,5−ペンタンジオールおよびトリメチロールプロパンとアジピン酸を出発原料としたポリエステルポリオール、OH価84、官能基数3(クラレ社製、F−2010)
ポリオールD:3−メチル−1,5−ペンタンジオールおよびトリメチロールプロパンとアジピン酸を出発原料としたポリエステルポリオール、OH価168、官能基数3(クラレ社製、F−1010)
オクチル酸鉛:オクチル酸鉛24%(東栄化工社製、BTT−24)
ネオジム系フィラー:MF−15P(平均粒径33μm、愛知製鋼社製)
サマリウム系フィラー:SmFeN合金微粉(平均粒径2.5μm、住友金属鉱山社製)
整泡剤:シリコーン系界面活性剤(東レ・ダウコーニング社製、L−5340)
反応容器に、ポリオールA(3−メチル−1,5−ペンタンアジペート、OH価56、官能基数2、クラレ社製、P−2010)42.6重量部と、ポリオールB(3−メチル−1,5−ペンタンジオールおよびトリメチロールプロパンとアジピン酸を出発原料としたポリエステルポリオール、OH価56、官能基数3、クラレ社製、F−3010)42.6重量部を入れ、撹拌しながら減圧脱水を1時間行った。その後、反応容器内を窒素置換した。次いで、反応容器にトルエンジイソシアネート(三井化学社製、2,4体=80%、コスモネートT−80)14.8重量部を添加して、反応容器内の温度を80℃に保持しながら2時間反応させて、イソシアネート末端プレポリマーA(NCO%=3.58%)を合成した。
表2の配合および製造条件に基づき、実施例1と同様にして磁性ポリウレタン樹脂フォームを得た。
JIS K−7312に準拠して行った。作製した磁性ポリウレタン樹脂フォームを50mm×50mmの大きさに切り出したものを測定用サンプルとし、温度23±2℃、湿度50±5%の環境で16時間静置した。測定時には、サンプルを重ね合わせ、厚み10mm以上とした。硬度計(高分子計器社製、アスカーC型硬度計、加圧面高さ:3mm)を用い、加圧面を接触させてから30秒後の硬度を測定した。
JIS Z−8807−1976に準拠して比重測定を行い、この値と無発泡体の比重の値から気泡含有率を算出した。比重測定は、作製した磁性ポリウレタン樹脂フォームを40mm×75mmの大きさに切り出したものを測定用サンプルとし、温度23±2℃、湿度50±5%の環境で16時間静置した後、比重計(ザルトリウス社製、LA−230S)を用いて行った。
作製した磁性ポリウレタン樹脂フォームの断面を、走査型電子顕微鏡(SEM)(日立サイエンスシステムズ社製、S−3500N)を用いて100倍の倍率で観察し、得られた画像について、画像解析ソフト(三谷商事社製、WinROOF)を用いて、任意範囲の気泡径(直径)ならびに開口径(直径)を測定し、平均気泡径ならびに平均開口径を算出した。
作製した磁性ポリウレタン樹脂フォームを20mm×20mmの大きさに切り出し、空気比較式比重計930型(ベックマン社製)を使用して測定した。独立気泡率は、測定で得たカウンター値とサンプル容積値とに基づき、以下の式により算出した。
独立気泡率(%)=(カウンター値/サンプル容積値)×100
作製した磁性ポリウレタン樹脂フォームを5mm×30mmの大きさに切り出し、1.44Ahの単電池(サイズ:縦90mm×横30mm×厚み4mm)に貼り付けた。図4のように、内部空間の厚みTが5.0mmのアクリル樹脂製の筐体15に上記単電池(単電池2)を収容し、それらの間に設けられた1.0mmの間隙G3に磁性ポリウレタン樹脂フォーム(高分子マトリックス層3)を配置した。筐体を振動試験機に設置し、振動数200Hz、振幅0.8mm(全振幅1.6mm)の正弦波を与え、振動試験を行った。なお、正弦波は互いに垂直な3方向からそれぞれ3時間印加した。
2 単電池
3 高分子マトリックス層
4 検出部
11 筐体
Claims (11)
- 密閉型二次電池の変形検出センサにおいて、
高分子マトリックス層と、検出部とを備え、
前記高分子マトリックス層が、気泡を含有する発泡体であり、その高分子マトリックス層の変形に応じて磁場に変化を与える磁性フィラーを分散させて含有し、前記検出部は前記高分子マトリックス層の変形に伴う前記磁場の変化を配線レスで検出し、
前記高分子マトリックス層が、互いに隣り合う単電池の間隙内、互いに隣り合う電池モジュールの筐体の間隙内、または、電池モジュールの筐体と電池パックの筐体との間隙内で挟まれて圧縮状態で装着されており、前記電池モジュールは前記筐体の内部に複数の単電池を有し、前記電池パックは前記筐体の内部で複数の前記電池モジュールが直列に接続されていることを特徴とする密閉型二次電池の変形検出センサ。 - 圧縮状態での厚みに対する非圧縮状態での厚みの比(非圧縮状態での厚み/圧縮状態での厚み)として求められる前記高分子マトリックス層の圧縮比が1.05〜2.0である請求項1に記載の密閉型二次電池の変形検出センサ。
- 前記高分子マトリックス層のアスカーC硬度が1〜50である請求項1または2に記載の密閉型二次電池の変形検出センサ。
- 前記発泡体の気泡含有率が20〜80体積%である請求項1に記載の密閉型二次電池の変形検出センサ。
- 前記発泡体の平均気泡径が50〜300μmである請求項1〜4いずれか1項に記載の密閉型二次電池の変形検出センサ。
- 前記発泡体の独立気泡率が5〜70%である請求項1〜5いずれか1項に記載の密閉型二次電池の変形検出センサ。
- 前記高分子マトリックス層を封止する封止材を備える請求項1〜6いずれか1項に記載の密閉型二次電池の変形検出センサ。
- 前記高分子マトリックス層が折り曲げるようにして前記単電池または前記筐体の角部に貼り付けられている請求項1〜7いずれか1項に記載の密閉型二次電池の変形検出センサ。
- 請求項1〜8いずれか1項に記載の変形検出センサが取り付けられた密閉型二次電池。
- 密閉型二次電池の変形検出方法において、
高分子マトリックス層を、互いに隣り合う単電池の間隙内、互いに隣り合う電池モジュールの筐体の間隙内、または、電池モジュールの筐体と電池パックの筐体との間隙内で挟むようにして圧縮状態で装着し、前記電池モジュールは前記筐体の内部に複数の単電池を有し、前記電池パックは前記筐体の内部で複数の前記電池モジュールが直列に接続されていて、前記高分子マトリックス層が、気泡を含有する発泡体であり、その高分子マトリックス層の変形に応じて磁場に変化を与える磁性フィラーを分散させて含有したものであり、
前記高分子マトリックス層の変形に伴う前記磁場の変化を配線レスで検出し、それに基づいて前記密閉型二次電池の変形を検出することを特徴とする密閉型二次電池の変形検出方法。 - 前記高分子マトリックス層が折り曲げるようにして前記単電池または前記筐体の角部に貼り付けられている請求項10に記載の密閉型二次電池の変形検出方法。
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