JP6894379B2 - Thermally conductive thermally expandable resin composition, thermally conductive thermally expandable molded article, battery module, and battery pack - Google Patents
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Description
本発明は熱伝導性熱膨張性樹脂組成物、熱伝導性熱膨張性成形体、バッテリーモジュール、及びバッテリーパックに関する。 The present invention relates to a heat conductive heat expandable resin composition, a heat conductive heat expandable molded body, a battery module, and a battery pack.
リチウム電池に代表される各種バッテリーでは、高温になると熱暴走し、発火、発煙、等の災害が生じることがある。災害を最小限に抑えるために、異常高温になったバッテリーの熱を周囲のバッテリー及びバッテリーを収容した筐体に伝え難くする対策が重要である。他方、バッテリーの通常の使用時には、バッテリーの放熱性を確保することも重要である。 In various batteries typified by lithium batteries, thermal runaway may occur at high temperatures, causing disasters such as ignition and smoking. In order to minimize disasters, it is important to take measures to make it difficult to transfer the heat of the abnormally high temperature battery to the surrounding batteries and the housing containing the batteries. On the other hand, it is also important to ensure the heat dissipation of the battery during normal use of the battery.
特許文献１は、シェルと１以上のバッテリーセルの間との間に設置される防火制御剤を含み、防火制御剤が、１以上のバッテリーセル及び該１以上のバッテリーセルを包囲するシェルの間のスペースを満たして、バッテリーパック中での発火を防止し、抑制し及び／又は消し得る熱膨張剤を含むバッテリーパックが記載されている。防火制御剤はシェルの内表面に塗布される。
しかしながら、特許文献１の防火制御剤は熱膨張性のグラファイトしか示されておらず、かかる防火制御剤は比較的高温にならないと膨張を開始しない。
However, the fire control agent of
本発明の目的は、通常作動時には放熱性に優れ、異常昇温時には比較的低温で膨張を開始して隣接するバッテリーへの熱連鎖による発火を防止できる断熱性能を発揮する熱伝導性熱膨張性樹脂組成物、熱伝導性熱膨張性成形体、バッテリーモジュール、及びバッテリーパックを提供することにある。 An object of the present invention is thermal conductivity, which has excellent heat dissipation during normal operation and exhibits heat insulating performance capable of starting expansion at a relatively low temperature at an abnormally high temperature and preventing ignition due to a thermal chain to an adjacent battery. It is an object of the present invention to provide a resin composition, a heat conductive heat expandable molded body, a battery module, and a battery pack.
本発明者らは、上記の目的を達成すべく、鋭意検討した結果、下記構成の熱伝導性熱膨張性樹脂組成物とすることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent studies to achieve the above object, the present inventors have found that the above problems can be solved by using a thermally conductive and thermally expandable resin composition having the following constitution, and complete the present invention. I arrived.
すなわち本発明は、以下の項に記載の主題を包含する。
項１．−３０℃〜８０℃において熱伝導率１Ｗ／ｍ・Ｋ以上を有し、８０℃を超える温度で膨張を開始し、熱膨張後には熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下を有する熱伝導性熱膨張性樹脂組成物。
項２．熱伝導性フィラーを含有する項１に記載の熱伝導性熱膨張性樹脂組成物。
項３．膨張性材料を含有する項１又は２に記載の熱伝導性熱膨張性樹脂組成物。
項４．項１〜３のいずれか一項に記載の熱伝導性熱膨張性樹脂組成物から形成された熱伝導性熱膨張性成形体。
項５．一面に放熱部を有する項４に記載の熱伝導性熱膨張性成形体。
項６．−３０℃〜８０℃において熱伝導率１Ｗ／ｍ・Ｋ以上を有し、８０℃を超える温度で膨張を開始し、熱膨張後の熱伝導率が０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下となる熱伝導性熱膨張性シート。
項７．膨張速度が６０秒以下である項６に記載の熱伝導性熱膨張性シート。
項８．項１〜３のいずれか一項に記載の熱伝導性熱膨張性樹脂組成物を含む塗料。
項９．複数のバッテリーセルと、該複数のバッテリーセルを収納する筐体とを備えたバッテリーモジュールであって、
前記バッテリーセルの表面に、項１〜３のいずれか一項に記載の熱伝導性熱膨張性樹脂組成物からなる層、項４若しくは５に記載の熱伝導性熱膨張性成形体、又は項６若しくは７に記載の熱伝導性熱膨張性シートが配置されているバッテリーモジュール。That is, the present invention includes the subjects described in the following sections.
Item 7.
Item 8. A coating material containing the thermally conductive and thermally expandable resin composition according to any one of
Item 9. A battery module including a plurality of battery cells and a housing for accommodating the plurality of battery cells.
項１０．複数のバッテリーセルと、該複数のバッテリーセルを収納する筐体とを備えたバッテリーモジュールであって、前記バッテリーセルの表面に、前記放熱部を有する面が前記バッテリーセルの表面との貼付面とは反対側になるように項１〜３のいずれか一項に記載の熱伝導性熱膨張性樹脂組成物からなる層、項４若しくは５に記載の熱伝導性熱膨張性成形体、又は項６若しくは７に記載の熱伝導性熱膨張性シートが配置され、且つ隣接するバッテリーセルの間には空気流通を可能にする空間が設けられているバッテリーモジュール。
項１１．複数のバッテリーセルと、該複数のバッテリーセルを収納する筐体とを備えたバッテリーモジュールであって、前記筐体の内面、外面、又は両方に、項１〜３のいずれか一項に記載の熱伝導性熱膨張性樹脂組成物からなる層、項４若しくは５に記載の熱伝導性熱膨張性成形体、又は項６若しくは７に記載の熱伝導性熱膨張性シートが配置されているバッテリーモジュール。
項１２．項９〜１１のいずれかに記載のバッテリーモジュールと、前記複数のバッテリーモジュールの各々と電気的に接続される電気接続ケーブルと、前記複数のバッテリーモジュール及び前記電気接続ケーブルを収容する筐体とを備えたバッテリーパックであって、前記熱伝導性熱膨張性樹脂組成物からなる層又は前記熱伝導性熱膨張性成形体が、バッテリーセルとバッテリーセルとの間の空間、バッテリーセルとバッテリーモジュールの筐体との間の空間、バッテリーモジュールの筐体内部の空間、バッテリーモジュールとバッテリーモジュールの間の空間、バッテリーモジュールとバッテリーパックの筐体との間の空間、及びバッテリーパックの筐体内部の空間のうちの一箇所又は複数個所に設置されているバッテリーパック。
本発明によれば、通常時のバッテリーセルの放熱性と、異常高温時の断熱性が向上し、バッテリーパックの安全性を高めることができる。 According to the present invention, the heat dissipation property of the battery cell in a normal state and the heat insulating property at an abnormally high temperature are improved, and the safety of the battery pack can be enhanced.
本発明においてバッテリーとは、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、ニッケル・水素電池、リチウム・硫黄電池、ニッケル・カドミウム電池、ニッケル・鉄電池、ニッケル・亜鉛電池、ナトリウム・硫黄電池、鉛蓄電池、空気電池等の二次電池を意味する。 In the present invention, the battery is a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, a nickel / hydrogen battery, a lithium / sulfur battery, a nickel / cadmium battery, a nickel / iron battery, a nickel / zinc battery, a sodium / sulfur battery, a lead storage battery, and air. It means a secondary battery such as a battery.
上記リチウムイオン電池は、セルの形状により、円筒型、角型、及びラミネート型に分類される。 The lithium ion battery is classified into a cylindrical type, a square type, and a laminated type according to the shape of the cell.
本明細書において、「バッテリーセル」とは、正極材、負極材、セパレータ、正極端子、負極端子等が外装部材に収容されたバッテリーの構成単位を指す。 In the present specification, the “battery cell” refers to a constituent unit of a battery in which a positive electrode material, a negative electrode material, a separator, a positive electrode terminal, a negative electrode terminal, and the like are housed in an exterior member.
バッテリーセルが円筒型の場合、正極材、負極材、セパレータ、正極端子、負極端子、絶縁材、ガス排出弁、ガスケット、正極キャップ等が外装缶に収容されているバッテリーの構成単位を指す。 When the battery cell has a cylindrical shape, it refers to a constituent unit of a battery in which a positive electrode material, a negative electrode material, a separator, a positive electrode terminal, a negative electrode terminal, an insulating material, a gas discharge valve, a gasket, a positive electrode cap, etc. are housed in an outer can.
バッテリーセルが角型の場合、正極材、負極材、セパレータ、正極端子、負極端子、絶縁材、ガス排出弁等が外装缶に収容されているバッテリーの構成単位を指す。 When the battery cell has a square shape, it refers to a constituent unit of a battery in which a positive electrode material, a negative electrode material, a separator, a positive electrode terminal, a negative electrode terminal, an insulating material, a gas discharge valve, and the like are housed in an outer can.
バッテリーセルがラミネート型の場合、正極材、負極材、セパレータ、正極端子、負極端子、等が外装フィルムに収容されているバッテリーの構成単位を指す。外装フィルムとしては例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルムが積層されたアルミニウムフィルム等が挙げられる。 When the battery cell is a laminated type, it refers to a constituent unit of a battery in which a positive electrode material, a negative electrode material, a separator, a positive electrode terminal, a negative electrode terminal, and the like are housed in an exterior film. Examples of the exterior film include an aluminum film on which a polyethylene terephthalate film is laminated.
本明細書において、「バッテリーモジュール」とは複数のバッテリーセルを筐体に収容したバッテリーの構成単位を指す。「バッテリーパック」とは複数のバッテリーモジュールを筐体に収容したものを指す。バッテリーモジュール及びバッテリーパックの内部には、バッテリーセルの他に、バッテリーセルと電気的に接続される電気接続ケーブル等必要な部材が必要に応じて使用される。 In the present specification, the “battery module” refers to a structural unit of a battery in which a plurality of battery cells are housed in a housing. A "battery pack" refers to a housing containing a plurality of battery modules. Inside the battery module and the battery pack, in addition to the battery cell, necessary members such as an electric connection cable electrically connected to the battery cell are used as needed.
以下、本発明の第１実施形態を図１及び２を参照しながら説明する。 Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
図１は第１実施形態のバッテリーモジュールの略縦断面図である。 FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of the battery module of the first embodiment.
第１実施形態のバッテリーモジュール１の筐体２内には複数のバッテリーセル３（図では３個を図示）が互いに離間して垂直方向に延在するように並べて収容されており、隣り合うバッテリーセル３の間には、熱伝導性熱膨張性樹脂組成物をシート形状に成形した熱伝導性熱膨張性成形体としての熱伝導性熱膨張性シート４が配置されている。
In the
一つのバッテリーセル３の表面は、通常、PETフィルムが積層されたアルミニウムシート、又は円筒型若しくは角型形状等の金属等で形成されている。バッテリーセル３の少なくとも一面（例えば片面又は対をなす両面）の一部又は全部に熱伝導性熱膨張性シート４を設置する方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。一つの方法は、熱伝導性熱膨張性シート４を一つのバッテリーセル３の表面に粘接着材を介して又は熱伝導性熱膨張性シート４の自己粘着性により貼り付けて固定する方法である。別の方法は、バッテリーセル３と熱伝導性熱膨張性シート４とを積層した後で枠を用いて固定する方法である。
The surface of one
熱伝導性熱膨張性シート４を構成する熱伝導性熱膨張性樹脂組成物は、−３０℃〜８０℃において熱伝導率１Ｗ／ｍ・Ｋ以上を有し、８０℃を超える温度で膨張を開始し、熱膨張後には熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下を有する熱伝導性かつ熱膨張性の樹脂組成物である。熱伝導性熱膨張性樹脂組成物は、好ましくは１００℃以上の温度で膨張を開始する。
The thermally conductive thermally expandable resin composition constituting the thermally conductive thermally
このため、熱伝導性熱膨張性シート４はバッテリーの通常の使用時には放熱性に優れ、バッテリーセル３の作動により生じた熱を良好に放散することができる。また、熱伝導性熱膨張性シート４は、異常発熱又は火災等により熱伝導性熱膨張性シート４が加熱されると、比較的低温でも膨張を開始し、火及び熱の流路となる空間を閉塞すると共に、隣り合うバッテリーセル３の間に断熱層を形成する。このため、あるバッテリーセル３から隣りのバッテリーセル３への熱伝達、熱伝導及び／又は引火を防止又は抑制するか、又は遅延させることができ、バッテリーの安全性が確保される。
さらに、熱伝導性熱膨張性シート４は−３０℃〜８０℃において熱伝導率１Ｗ／ｍ・Ｋ以上を有し、例えばバッテリーセル３の局所に熱が発生した場合でも、その熱を熱伝導性熱膨張性シート４の面方向及び/又はシート４に垂直な方向に拡散することができる特長も有する。これにより、例えば、バッテリーセル３のヒートスポットによる局所劣化を抑制することが可能となる。Therefore, the heat conductive and heat
Further, the heat conductive heat
熱伝導性熱膨張性シート４の寸法は特に限定されず、バッテリーセル３の大きさ及びバッテリーモジュール１内の空間の大きさに応じて変更されるが、熱伝導性熱膨張性シート４の厚みが通常時、つまり−３０℃〜８０℃の温度は２ｍｍ以下であり、８０℃を超える場合は２ｍｍ以上になることが好ましい。
The size of the heat conductive heat
熱伝導性熱膨張性樹脂組成物は、樹脂成分、熱伝導性フィラー、及び膨張性材料を含む。 The thermally conductive thermally expandable resin composition contains a resin component, a thermally conductive filler, and an expandable material.
[樹脂成分]
樹脂成分としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマー樹脂、及びそれらの組み合わせが挙げられる。[Resin component]
Examples of the resin component include thermoplastic resins, thermosetting resins, elastomer resins, and combinations thereof.
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリ（１−）ブテン樹脂、ポリペンテン樹脂等のポリオレフィン系樹脂（ＰＯ）、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、塩素化ポリ塩化ビニル樹脂（ＣＰＶＣ）、ノボラック樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイソブチレン樹脂等の合成樹脂が挙げられる。 Examples of the thermoplastic resin include polyolefin resins (PO) such as polypropylene resin, polyethylene resin (PE), poly (1-) butene resin, and polypentene resin, polystyrene resin, acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resin, and ethylene. -Vinyl acetate copolymer (EVA), polycarbonate resin, polyphenylene ether resin, (meth) acrylic resin, polyamide resin, polyvinyl chloride resin (PVC), chlorinated polyvinyl chloride resin (CPVC), novolak resin, polyurethane resin , Synthetic resin such as polyisobutylene resin.
熱硬化性樹脂としては、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリイソシアネート樹脂、ポリイソシアヌレート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド等、の合成樹脂が挙げられる。 Examples of the thermosetting resin include synthetic resins such as polyurethane resin, polyisocyanate resin, polyisocyanurate resin, phenol resin, epoxy resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, silicone resin, and polyimide. ..
エラストマー樹脂としては、アクリロニトリルブタジエンゴム、液状アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、液状エチレン−プロピレン−ジエンゴム（液状ＥＰＤＭ）、エチレン−プロピレンゴム、液状エチレン−プロピレンゴム、天然ゴム、液状天然ゴム、ポリブタジエンゴム、液状ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、液状ポリイソプレンゴム、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、液状スチレン−ブタジエンブロック共重合体、水素添加スチレン−ブタジエンブロック共重合体、液状水素添加スチレン−ブタジエンブロック共重合体、水素添加スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、液状水素添加スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、水素添加スチレン−イソプレンブロック共重合体、液状水素添加スチレン−イソプレンブロック共重合体、水素添加スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、液状水素添加スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体等が挙げられる。これらの中では、アクリロニトリルブタジエンゴム、液状アクリロニトリルブタジエンゴム及びエチレン−プロピレン−ジエンゴム、液状エチレン−プロピレン−ジエンゴム、及びブチルゴム（イソブチレン−イソプレンゴム）が好ましい。 Elastol resins include acrylonitrile butadiene rubber, liquid acrylonitrile butadiene rubber, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), liquid ethylene-propylene-diene rubber (liquid EPDM), ethylene-propylene rubber, liquid ethylene-propylene rubber, natural rubber, and liquid natural. Rubber, polybutadiene rubber, liquid polybutadiene rubber, polyisoprene rubber, liquid polyisoprene rubber, styrene-butadiene block copolymer, liquid styrene-butadiene block copolymer, hydrogenated styrene-butadiene block copolymer, liquid hydrogenated styrene- Butadiene block copolymer, hydrogenated styrene-butadiene-styrene block copolymer, liquid hydrogenated styrene-butadiene-styrene block copolymer, hydrogenated styrene-isoprene block copolymer, liquid hydrogenated styrene-isoprene block copolymer Examples thereof include coalescence, hydrogenated styrene-isoprene-styrene block copolymer, and liquid hydrogenated styrene-isoprene-styrene block copolymer. Among these, acrylonitrile butadiene rubber, liquid acrylonitrile butadiene rubber and ethylene-propylene-diene rubber, liquid ethylene-propylene-diene rubber, and butyl rubber (isobutylene-isoprene rubber) are preferable.
これらの熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、及び／又はエラストマー樹脂は、一種もしくは二種以上を使用することができる。８０℃以下でフィラーを分散できる樹脂の組成が更に好ましい。 As these thermoplastic resins, thermosetting resins, and / or elastomer resins, one kind or two or more kinds can be used. A resin composition capable of dispersing the filler at 80 ° C. or lower is more preferable.
これらの熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、及び／又はエラストマー樹脂の中でも、柔軟でゴム的性質を有しているもの又は低粘度であるものが好ましい。この様な性質を有する樹脂成分はフィラー及び膨張性材料などを高充填することが可能である。またゴム性物質は自己粘着性を有するため、バッテリーセル３と熱伝導性熱膨張性シート４との間に接着剤又は接着シート等の接着手段を用いなくとも、熱伝導性熱膨張性シート４をバッテリーセル３に取り付けることができる。
Among these thermoplastic resins, thermosetting resins, and / or elastomer resins, those having soft and rubbery properties or those having a low viscosity are preferable. The resin component having such properties can be highly filled with a filler, an expandable material, or the like. Further, since the rubbery substance has self-adhesiveness, the heat conductive heat
熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、及び／又はエラストマー樹脂には、モノマー状態で化学反応させることにより製造されたこれらの樹脂及び電子線架橋により重合することにより製造されたこれらの樹脂も含まれる。熱伝導性熱膨張性組成物は低温において、フィラー等を高充填できることが好ましい。 Thermoplastic resins, thermosetting resins, and / or elastomeric resins also include these resins produced by chemical reaction in a monomeric state and these resins produced by polymerization by electron beam cross-linking. It is preferable that the thermally conductive and thermally expandable composition can be highly filled with a filler or the like at a low temperature.
熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、及び／又はエラストマー樹脂は合計量が、熱伝導性熱膨張性組成物において、２〜９０体積％であることが好ましく、３０〜８０体積％であることがより好ましい。２体積％以上とすると他の成分と混合し易く、９０体積％以下であると熱伝導性を付与し易い。 The total amount of the thermoplastic resin, the thermosetting resin, and / or the elastomer resin is preferably 2 to 90% by volume, more preferably 30 to 80% by volume in the heat conductive heat-expandable composition. preferable. When it is 2% by volume or more, it is easy to mix with other components, and when it is 90% by volume or less, it is easy to impart thermal conductivity.
[熱伝導性フィラー]
熱伝導性フィラーは、熱伝導性熱膨張性樹脂組成物に熱伝導性を付与するよう機能する。好ましい熱伝導性フィラーとしては、シリカ、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、炭化ケイ素、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、ダイヤモンド、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、窒化ホウ素ナノチューブ（ＢＮＮＴ）、タルク、グラファイト、グラフェン、アセチレンブラック、ケッチンブラック、繊維状炭素材料及びアルミニウム、銅、銀並びに金などの金属粉末等が挙げられる。これらの熱伝導性フィラーは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
[Thermal conductive filler]
The thermally conductive filler functions to impart thermal conductivity to the thermally conductive thermally expandable resin composition. Preferred thermally conductive filler, silica, alumina, aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride, silicon carbide, beryllium oxide, magnesium oxide, diamond, carbon nanotubes (CNT), boron nitride nanotubes (BNNTs), talc, Graphite, grayed Rafen, acetylene black, kickback black, fibrous carbon material and aluminum, copper, metal powder or the like such as silver and gold and the like. One of these thermally conductive fillers may be used alone, or two or more thereof may be mixed and used.
熱伝導性フィラーの熱伝導率としては、１Ｗ／ｍ・Ｋ以上が好ましく、５Ｗ／ｍ・Ｋ以上がより好ましく、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上が更に好ましく、２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上が最も好ましい。熱伝導率が上記の範囲内であれば、熱伝導性熱膨張性樹脂組成物及びそれから形成された熱伝導性熱膨張性成形体の熱伝導率が十分に高いものになる。 The thermal conductivity of the thermally conductive filler is preferably 1 W / m · K or more, more preferably 5 W / m · K or more, further preferably 10 W / m · K or more, and most preferably 20 W / m · K or more. When the thermal conductivity is within the above range, the thermal conductivity of the thermally conductive thermally expandable resin composition and the thermally conductive thermally expandable molded body formed from the composition becomes sufficiently high.
熱伝導性フィラーの平均粒径は、放熱性、成形性、加工性、又は樹脂組成物の力学的物性の維持等の点から、０．００１〜３０００μｍであることが好ましく、０．００１〜３００μｍであることがより好ましく、０．００１〜１００μｍであることが更に好ましい。上限値はさらに５０μｍ以下が好ましい。熱伝導性フィラーの粒径が前記範囲内であると、良好な熱伝導性熱膨張性樹脂組成物が得られる。なお平均粒径は、レーザ回折／散乱式粒度分布測定装置（HELOS BFM, Sympatec GmbH社製）により測定した５回の平均値として算出することができる。 The average particle size of the thermally conductive filler is preferably 0.001 to 3000 μm, preferably 0.001 to 300 μm, from the viewpoints of heat dissipation, moldability, processability, maintenance of mechanical properties of the resin composition, and the like. Is more preferable, and 0.001 to 100 μm is further preferable. The upper limit is further preferably 50 μm or less. When the particle size of the heat conductive filler is within the above range, a good heat conductive heat expandable resin composition can be obtained. The average particle size can be calculated as an average value of 5 times measured by a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device (HELOS BFM, manufactured by Sympatec GmbH).
熱伝導性フィラーの含有量は、樹脂成分１００質量部に対して１０〜３５００質量部が好ましく、１０〜２０００質量部がより好ましく、１０〜１０００質量部が更に好ましく、１０〜８５０質量部が更に好ましく、１０〜７００質量部が最も好ましい。熱伝導性フィラーの含有量が上記の範囲内であれば、熱伝導性熱膨張性組成物に成分を十分に混合させつつ、十分な熱伝導性を付与することができる。 The content of the thermally conductive filler is preferably 10 to 3500 parts by mass, more preferably 10 to 2000 parts by mass, further preferably 10 to 1000 parts by mass, and further preferably 10 to 850 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component. Preferably, 10 to 700 parts by mass is most preferable. When the content of the thermally conductive filler is within the above range, sufficient thermal conductivity can be imparted while sufficiently mixing the components with the thermally conductive thermally expandable composition.
また、熱伝導性熱膨張性樹脂組成物における熱伝導性フィラーの含有量は、通常２〜９０体積％、好ましくは１０〜８０体積％である。１０体積％以上であると放熱効果が良好であり、９０体積％以下であると、成形性が良好である。 The content of the heat conductive filler in the heat conductive heat expandable resin composition is usually 2 to 90% by volume, preferably 10 to 80% by volume. When it is 10% by volume or more, the heat dissipation effect is good, and when it is 90% by volume or less, the moldability is good.
[膨張性材料]
膨張性材料は、異常発熱又は火災等により熱伝導性熱膨張性シート４が加熱された際、膨張することで断熱層を形成する。このため火及び熱の流路となる空間を閉塞すると共に、熱伝導性フィラーのパーコレーション（熱伝導パス）を分断し熱伝導性を低下させるよう機能する。[Expandable material]
The expandable material forms a heat insulating layer by expanding when the heat conductive heat
膨張性材料としては、熱膨張性マイクロカプセル、水を含有するマイクロカプセル、発泡剤、マイクロカプセル化発泡剤、熱膨張性層状無機物、及びこれらの組み合わせが挙げられる。 Examples of the expandable material include heat-expandable microcapsules, water-containing microcapsules, foaming agents, microencapsulated foaming agents, heat-expandable layered inorganic substances, and combinations thereof.
熱膨張性マイクロカプセルは、１種類又は複数の種類のモノマーと、架橋剤とを含む組成物を重合させて得られた可塑性ポリマーから形成されたシェルの中に、該ポリマーの軟化点以下の温度でガス状になる揮発性膨張剤を内包させたものである。そのような可塑性ポリマーに使用する合成樹脂としては、例えば、一定温度以上になれば溶融し、熱膨張性マイクロカプセルが割れず略球状に膨張する粘度を有する熱可塑性合成樹脂が挙げられる。例えば、国際公開第２０１０／０５２９７２には、シェルが（メタ）アクリロニトリルを９５重量％以上含有し、（メタ）アクリロニトリル中の７０重量％以上がアクリロニトリルであるモノマー混合物を重合させてなる重合体からなり、かつ架橋度が６０重量％以上である熱膨張性マイクロカプセルが記載されている。ポリマーが（メタ）アクリロニトリル以外のモノマーを含む場合、そのようなモノマーとしてはメタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、スチレン、塩化ビニリデン及び酢酸ビニルからなる群から選択されるモノマーが挙げられる。 The heat-expandable microcapsules are formed in a shell formed of a plastic polymer obtained by polymerizing a composition containing one or more kinds of monomers and a cross-linking agent, and have a temperature below the softening point of the polymer. It contains a volatile swelling agent that becomes gaseous. Examples of the synthetic resin used for such a plastic polymer include a thermoplastic synthetic resin having a viscosity that melts when the temperature rises above a certain level and the heat-expandable microcapsules do not crack and expand substantially spherically. For example, WO 2010/052972 comprises a polymer obtained by polymerizing a monomer mixture in which the shell contains 95% by weight or more of (meth) acrylonitrile and 70% by weight or more of (meth) acrylonitrile is acrylonitrile. And the heat-expandable microcapsules having a degree of cross-linking of 60% by weight or more are described. When the polymer contains a monomer other than (meth) acrylonitrile, such monomer includes a monomer selected from the group consisting of methacrylic acid ester, acrylic acid ester, styrene, vinylidene chloride and vinyl acetate.
上記揮発性膨張剤としては、例えば、低沸点有機溶剤や加熱により熱分解してガス状になる化合物等が挙げられ、好適に用いられるが、なかでも低沸点有機溶剤が特に好適に用いられる。これらの揮発性膨張剤は、単独で用いられても良いし、２種類以上が併用されても良い。 Examples of the volatile swelling agent include a low boiling point organic solvent and a compound which is thermally decomposed into a gas by heating and are preferably used. Among them, a low boiling point organic solvent is particularly preferably used. These volatile leavening agents may be used alone or in combination of two or more.
上記低沸点有機溶剤としては、例えば、エタン、エチレン、プロパン、プロペン、ｎ−ブタン、イソブタン、ｎ−ブテン、イソブテン、ｎ−ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、ｎ−へキサン、ヘプタン、ノナン、デカン、石油エーテルなどの炭化水素；ＣＣｌ3Ｆ、ＣＣｌ2Ｆ2、ＣＣｌＦ3、ＣＣｌＦ2−ＣＣｌ2Ｆ2などのクロロフルオロカーボン；テトラメチルシラン、トリメチルエチルシラン、トリメチルイソプロピルシラン、トリメチル−ｎ−プロピルシランなどのテトラアルキルシラン等が挙げられる。なかでもｎ−ブタン、イソブタン、ｎ−ペンタン、イソペンタン、ｎ−ヘキサン、ノナン、デカン及び石油エーテル等の炭化水素を用いることができ、好ましくは炭素数３から１２の炭化水素が用いられる。炭素数が４以上の炭化水素が特に好適に用いられる。酸素含有の炭化水素やエステルを併せて用いても良い。これらの低沸点有機溶剤は、単独で用いられても良いし、２種類以上が併用されても良い。Examples of the low boiling point organic solvent include ethane, ethylene, propane, propene, n-butane, isobutane, n-butene, isobutane, n-pentane, isopentane, neopentane, n-hexane, heptane, nonane, decane, and petroleum. hydrocarbons such as ethers; CCl 3 F, chlorofluorocarbons such as CCl 2 F 2, CClF 3, CClF 2 -CCl 2
水を含有するマイクロカプセルは、水を内封した上記のマイクロカプセルである。 The water-containing microcapsules are the above-mentioned microcapsules containing water.
発泡剤としては、非有機系発泡剤、有機系発泡剤、及びこれらの組み合わせが挙げられる。 Examples of the foaming agent include non-organic foaming agents, organic foaming agents, and combinations thereof.
非有機系発泡剤としては例えば、水、炭酸水素ナトリウム等の化合物であるガス発生材料が挙げられる。これら非有機系発泡剤は、何れか１種、あるいは２種類以上を組合わせて使用することが出来る。 Examples of the non-organic foaming agent include gas generating materials which are compounds such as water and sodium hydrogen carbonate. These non-organic foaming agents can be used alone or in combination of two or more.
有機系発泡剤としては例えば、エタン、エチレン、プロパン、プロペン、ｎ−ブタン、イソブタン、ｎ−ブテン、イソブテン、ｎ−ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、ｎ−へキサン、ヘプタン、ノナン、デカン、石油エーテルなどの炭化水素；アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、アゾジアミノベンゼン等のアゾ化合物含有発泡剤；ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、N,N'-ジニトロソ-N,N'-ジメチルテレフタルアミド等のニトロソ化合物含有発泡剤；ベンゼンスルホニルヒドラジド、p,p'-オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）、ヒドラゾジカルボンアミド（ＨＤＣＡ）等のスルホニル・ヒドラジド含有発泡剤等が挙げられる。これら有機系発泡剤の１種、又は２種類以上を組合わせて使用することが出来る。 Examples of the organic foaming agent include ethane, ethylene, propane, propene, n-butane, isobutane, n-butene, isobutene, n-pentane, isopentan, neopentane, n-hexane, heptane, nonane, decane, petroleum ether and the like. Hydrocarbons; azo compound-containing foaming agents such as azodicarbonamide (ADCA) and azodiaminobenzene; nitroso compounds such as dinitrosopentamethylenetetramine (DPT), N, N'-dinitroso-N, N'-dimethylterephthalamide. Containing foaming agents: sulfonyl / hydrazide-containing foaming agents such as benzenesulfonylhydrazide, p, p'-oxybisbenzenesulfonylhydrazide (OBSH), hydrazodicarbonamide (HDCA) and the like. One of these organic foaming agents or a combination of two or more of these organic foaming agents can be used.
マイクロカプセル化発泡剤は、上述の発泡剤の一種もしくは二種以上をマイクロカプセルに封入したものである。マイクロカプセルに使用する合成樹脂としては、例えば、一定温度以上になれば溶融し、マイクロカプセルが割れず略球状に膨張する粘度を有する熱可塑性合成樹脂を使用すればよい。 The microencapsulated foaming agent is one or two or more of the above-mentioned foaming agents encapsulated in microcapsules. As the synthetic resin used for the microcapsules, for example, a thermoplastic synthetic resin having a viscosity that melts when the temperature rises above a certain level and the microcapsules do not crack and expand substantially spherically may be used.
熱伝導性熱膨張性樹脂組成物に対し、マイクロカプセル化発泡剤を添加しておくことにより、熱伝導性熱膨張性樹脂組成物が一定温度以上に加熱された場合には、合成樹脂が溶融するため、熱伝導性熱膨張性樹脂組成物を発泡させることができる。 By adding a microencapsulating foaming agent to the heat-conducting heat-expandable resin composition, the synthetic resin melts when the heat-conducting heat-expandable resin composition is heated to a certain temperature or higher. Therefore, the heat-conducting heat-expandable resin composition can be foamed.
熱膨張性層状無機物は加熱時に膨張するものであり、特に限定はなく、例えば、バーミキュライト、カオリン、マイカ、熱膨張性黒鉛等を挙げることができる。熱膨張性黒鉛とは、加熱時に膨張する従来公知の物質であり、天然鱗状グラファイト、熱分解グラファイト、キッシュグラファイト等の粉末を、無機酸と、強酸化剤とで処理してグラファイト層間化合物を生成させたものであり、炭素の層状構造を維持したままの結晶化合物の一種である。無機酸としては濃硫酸、硝酸、セレン酸等が挙げられる。強酸化剤としては濃硝酸、過塩素酸、過塩素酸塩、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、重クロム酸塩、過酸化水素等が挙げられる。 The heat-expandable layered inorganic substance expands when heated and is not particularly limited, and examples thereof include vermiculite, kaolin, mica, and heat-expandable graphite. Thermally expandable graphite is a conventionally known substance that expands when heated, and powders such as natural scaly graphite, thermally decomposed graphite, and kissed graphite are treated with an inorganic acid and a strong oxidizing agent to form a graphite intercalation compound. It is a kind of crystalline compound that maintains the layered structure of carbon. Examples of the inorganic acid include concentrated sulfuric acid, nitric acid and selenic acid. Examples of the strong oxidizing agent include concentrated nitric acid, perchloric acid, perchlorate, permanganate, dichromate, dichromate, hydrogen peroxide and the like.
上記のように酸処理して得られた熱膨張性黒鉛は、更にアンモニア、脂肪族低級アミン、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物等でさらに中和処理してもよい。 The heat-expandable graphite obtained by the acid treatment as described above may be further neutralized with ammonia, an aliphatic lower amine, an alkali metal compound, an alkaline earth metal compound or the like.
熱伝導性熱膨張性樹脂組成物中の膨張性材料の含有量は、膨張倍率に応じて適宜設定できる。膨張性材料は、樹脂成分１００質量部に対して、通常０．１〜５００質量部であり、１〜４００質量部が好ましく、５〜３００質量部がより好ましい。熱伝導性熱膨張性樹脂組成物の８０℃を超える温度で膨張を開始し、厚み方向の膨張倍率（膨張後の厚み／膨張前の厚み）は、１．５〜５０倍、好ましくは２〜３０倍程度となるように調整する。また、この配合によれば、熱伝導性熱膨張性樹脂組成物から形成された熱膨張性シート又は成形体は電池の発熱等の加熱によって膨張し、必要な体積膨張率を得ることができ、かつ膨張後は所定の断熱性能を有すると共に所定の強度を有する残渣を形成することもでき、安定した防火性能を達成することができる。また、膨張開始温度の低い膨張性材料を使用することで、熱伝導性熱膨張性樹脂組成物を比較的低温でも膨張を開始するよう設計することができる。 The content of the expandable material in the thermally conductive thermally expandable resin composition can be appropriately set according to the expansion coefficient. The expandable material is usually 0.1 to 500 parts by mass, preferably 1 to 400 parts by mass, and more preferably 5 to 300 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component. The heat conductive heat-expandable resin composition starts to expand at a temperature exceeding 80 ° C., and the expansion coefficient in the thickness direction (thickness after expansion / thickness before expansion) is 1.5 to 50 times, preferably 2 to 2. Adjust so that it is about 30 times. Further, according to this formulation, the heat-expandable sheet or molded body formed from the heat-conductive heat-expandable resin composition expands by heating such as heat generation of the battery, and a required coefficient of thermal expansion can be obtained. Moreover, after expansion, a residue having a predetermined heat insulating performance and a predetermined strength can be formed, and stable fire protection performance can be achieved. Further, by using an expandable material having a low expansion start temperature, the thermally conductive thermally expandable resin composition can be designed to start expansion even at a relatively low temperature.
本発明の熱伝導性熱膨張性樹脂組成物においては、本発明の目的が損なわれない範囲で、必要に応じて各種の添加成分を含有させることができる。 The thermally conductive, thermally expandable resin composition of the present invention may contain various additive components as necessary, as long as the object of the present invention is not impaired.
この添加成分の種類は特に限定されず、発泡成形に通常使用される各種添加剤を用いることができる。このような添加剤として、例えば、滑剤、収縮防止剤、気泡核剤、結晶核剤、可塑剤、着色剤（顔料、染料等）、紫外線吸収剤、酸化防止剤、老化防止剤、上記熱伝導体を除いた充填剤、補強剤、難燃剤、難燃助剤、帯電防止剤、界面活性剤、加硫剤、及び表面処理剤等が挙げられる。添加剤の添加量は、気泡の形成等を損なわない範囲で適宜選択でき、通常の樹脂の発泡及び成形に用いられる添加量を採用できる。かかる添加剤は、単独で又は二種以上組み合わせて用いることができる。 The type of this additive component is not particularly limited, and various additives usually used for foam molding can be used. Examples of such additives include lubricants, shrinkage inhibitors, bubble nucleating agents, crystal nucleating agents, plasticizers, colorants (pigments, dyes, etc.), ultraviolet absorbers, antioxidants, antioxidants, and the above heat conduction. Examples thereof include fillers excluding bodies, reinforcing agents, flame retardants, flame retardants, antistatic agents, surfactants, lubricants, surface treatment agents and the like. The amount of the additive added can be appropriately selected within a range that does not impair the formation of bubbles and the like, and the amount of the additive used for foaming and molding a normal resin can be adopted. Such additives can be used alone or in combination of two or more.
滑剤は樹脂の流動性を向上させるとともに、樹脂の熱劣化を抑制する作用を有する。本発明において用いられる滑剤としては、樹脂の流動性の向上に効果を示すものであれば特に制限されない。例えば、流動パラフィン、パラフィンワックス、マイクロワックス、ポリエチレンワックス等の炭化水素系滑剤；ステアリン酸、ベヘニン酸、１２−ヒドロキシステアリン酸等の脂肪酸系滑剤；ステアリン酸ブチル、ステアリン酸モノグリセリド、ペンタエリスリトールテトラステアレート、硬化ヒマシ油、ステアリン酸ステアリル等のエステル系滑剤、鉱物油等が挙げられる。 The lubricant has the effect of improving the fluidity of the resin and suppressing the thermal deterioration of the resin. The lubricant used in the present invention is not particularly limited as long as it is effective in improving the fluidity of the resin. For example, hydrocarbon-based lubricants such as liquid paraffin, paraffin wax, microwax, polyethylene wax; fatty acid-based lubricants such as stearic acid, behenic acid, and 12-hydroxystearic acid; butyl stearate, monoglyceride stearate, pentaerythritol tetrastearate. , Hardened paraffin oil, ester-based lubricants such as stearyl stearate, mineral oil and the like.
滑剤の添加量としては、樹脂成分１００質量部に対して、好ましくは０．０１〜５０質量部程度、より好ましくは０．０５〜５質量部、更に好ましくは０．１〜３質量部である。添加量が５質量部以下であると、流動性が適度に低く所望の発泡倍率を維持することができる。添加量が０．０１質量部以上であると、流動性の向上が図れ、発泡時の延伸性が良好であり所望の発泡倍率を維持することができる。 The amount of the lubricant added is preferably about 0.01 to 50 parts by mass, more preferably 0.05 to 5 parts by mass, and further preferably 0.1 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component. .. When the addition amount is 5 parts by mass or less, the fluidity is appropriately low and a desired foaming ratio can be maintained. When the addition amount is 0.01 part by mass or more, the fluidity can be improved, the stretchability at the time of foaming is good, and the desired foaming ratio can be maintained.
難燃剤としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物の他に、デカブロモジフェニルエーテル等の臭素系難燃剤、ポリリン酸アンモニウム等のリン系難燃剤等が挙げられる。 Examples of the flame retardant include a bromine-based flame retardant such as decabromodiphenyl ether and a phosphorus-based flame retardant such as ammonium polyphosphate, in addition to metal hydroxides such as aluminum hydroxide and magnesium hydroxide.
難燃助剤としては、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモン、ピロアンチモン酸ナトリウム、三塩化アンチモン、三硫化アンチモン、オキシ塩化アンチモン、二塩化アンチモンパークロロペンタン、アンチモン酸カリウム等のアンチモン化合物、メタホウ酸亜鉛、四ホウ酸亜鉛、ホウ酸亜鉛、塩基性ホウ酸亜鉛等のホウ素化合物、ジルコニウム酸化物、スズ酸化物、モリブデン酸化物等が挙げられる。 Antimony compounds such as antimony trioxide, antimony tetraoxide, antimony pentoxide, sodium pyroantimonate, antimony trichloride, antimony trisulfide, antimony oxychloride, antimony trichloride, potassium dichloride, etc. , Boron compounds such as zinc metaborate, zinc tetraborate, zinc borate, basic zinc borate, zirconium oxide, tin oxide, molybdenum oxide and the like.
熱伝導性熱膨張性シート４は、熱伝導性熱膨張性樹脂組成物の上記の各成分を単軸押出機、二軸押出機、射出成型機、バンバリーミキサー、ニーダーミキサー、混練ロール、ライカイ機、遊星式撹拌機、カレンダー成形装置、自転ミキサー、公転ミキサー等の公知の装置を用いて混練し、公知の成形方法で成形することにより得ることができる。
なお、熱伝導性熱膨張性樹脂組成物は、上述したような熱伝導性熱膨張性シートに成形することもできるが、これ以外にも成形体・塗料等とすることもできる。The heat-conducting heat-
The heat-conducting heat-expandable resin composition can be molded into the heat-conducting heat-expandable sheet as described above, but it can also be used as a molded product, a paint, or the like.
熱伝導性熱膨張性シート４を構成する上記の材料を適宜組み合わせて用いることで、当業者には−３０℃〜８０℃において熱伝導率１Ｗ／ｍ・Ｋ以上を有し、８０℃を超える温度で膨張を開始し、熱膨張後には熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下を有する熱伝導性熱膨張性シート４を製造することができる。
Thermal conductivity By using the above-mentioned materials constituting the heat-
さらに、熱伝導性熱膨張性シート４の膨張速度は、特に限定されないが、６０秒以下であることが好ましく、１０秒以下であることがより好ましい。膨張速度の下限は特に限定されないが、０．０１秒以上であることが好ましい。
Further, the expansion rate of the thermally conductive thermally
熱伝導性熱膨張性シート４の膨張速度が６０秒以下であることにより、バッテリーセル３に異常発熱等が発生した場合でも、熱伝導性熱膨張性シート４が迅速に膨張することで、隣り合うバッテリーセル３への熱伝導及び引火を効果的に抑制することが可能となる。
Since the expansion rate of the heat conductive heat
なお、熱伝導性熱膨張性シート４の膨張速度は、熱伝導性熱膨張性シート４をホットプレートに載せ室温から３０℃／分で２００℃まで昇温し、熱伝導性熱膨張性シート４が膨張を開始してから膨張が終了するまでの時間を測定した値である。
熱伝導性熱膨張性シート４の膨張速度は、例えば、発泡剤の量を調整すること又は樹脂粘度を調整することにより調整することができる。The expansion rate of the heat conductive heat
The expansion rate of the thermally conductive thermally
図１に戻り、筐体２は例えば金属製又は樹脂成型品の筐体であるが、これに限定されない。バッテリーセル３及び熱伝導性熱膨張性シート４は図１では平板状の略直方体であり、互いに略平行に配置されている。筐体２内のバッテリーセル３及び熱伝導性熱膨張性シート４の周囲には例えば空間５が設けられ、また、バッテリーセル３と該バッテリーセル３に隣り合う熱伝導性熱膨張性シート４との間にも空間６が設けられている。これらの空間５，６はバッテリーセル３の放熱のための空気の通路として作用する。例えばバッテリーセル３は作動時に加熱される場合があるが、かかる空間５，６を確保することによりバッテリーセル３をより早く放熱することができる。
Returning to FIG. 1, the
異常発熱又は火災等により、熱伝導性熱膨張性シート４が加熱されると、熱伝導性熱膨張性シート４は膨張して熱伝導率は低下する。また、空間６を閉塞することも可能である。
When the heat conductive heat
熱伝導性熱膨張性シート４は膨張して断熱層として機能し、あるバッテリーセル３から隣りのバッテリーセル３へ伝熱又は引火するのを防止するか又は遅延させることができ、バッテリーモジュール１の発火遅延性が向上し、安全性が確保される。
The heat conductive heat
このような構成により、通常時にはバッテリーセル３の放熱及び放熱用の空気の通路を確保しつつ放熱性が優れるためバッテリーセルの蓄熱が軽減される。また、バッテリーセル３にヒートスポットが局所的に発生した場合でも熱伝導性熱膨張性シート４の面方向又は/及び垂直方向に熱拡散することで、バッテリーセル３の局所劣化を抑制することができる。
With such a configuration, the heat storage of the battery cell is reduced because the heat dissipation is excellent while ensuring the heat dissipation of the
また、異常発熱又は火災等の高温時には逆に、断熱性の高くなった膨張シートにより通路空間が満たされるので隣接するバッテリー間への伝熱が防止できるためにバッテリーモジュール１全体の異常発熱等を抑えられるため安全性が高められる。
Further, at the time of abnormal heat generation or high temperature such as fire, on the contrary, since the passage space is filled with the expansion sheet having high heat insulation, heat transfer between adjacent batteries can be prevented, so that abnormal heat generation of the
図２は、図１のバッテリーモジュール１を備えたバッテリーパック１０の略縦断面図である。バッテリーパック１０の筐体１１内には複数のバッテリーモジュール１（図では２個を図示）が収容されている。筐体１１は例えば金属製又は樹脂成型品の筐体であるが、これに限定されない。また、隣り合うバッテリーモジュール１の間には熱伝導性熱膨張性シート４が配置されている。また、複数のバッテリーモジュール１が直列又は並列に配置されている。
FIG. 2 is a schematic vertical sectional view of the
異常発熱又は火災等により、熱伝導性熱膨張性シート４が加熱されると、熱伝導性熱膨張性シート４は膨張する。これにより、火及び熱の流路となる空間を断熱材で満たすことができる。
When the heat conductive heat
このような構成により、図２のバッテリーパック１０においても、通常時のバッテリーセル３の放熱及び放熱用の空気の通路を確保しつつ、異常発熱又は火災等の高温時には熱伝導性熱膨張性シート４が断熱材として作用する。このため、バッテリーモジュール１及びバッテリーパック１０は発火遅延性を発揮でき、バッテリーパックの通常時の放熱性と、異常発熱時の安全性とを兼ね備えることができる。
With such a configuration, even in the
ここまで、本発明を第１実施形態のバッテリーモジュールを説明したが、本発明はこれに限られず、本発明の技術的思想に基づく以下のような種々の変形が可能である。
バッテリーセル３と熱伝導性熱膨張性シート４とは、接触していても良いし、空間を介して隔てられていても良い。Up to this point, the battery module of the first embodiment of the present invention has been described, but the present invention is not limited to this, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible.
The
熱伝導性熱膨張性シート４の少なくとも一面に、放熱性を向上させる放熱部を備えていてもよい。そのような放熱部は、通常、前記放熱部を有する面が前記バッテリーセルの一つ又は複数の表面との貼付面とは反対側になるように設けられる。
A heat radiating portion for improving heat radiating property may be provided on at least one surface of the heat conductive and
例えば、図３（Ａ）はバッテリーセル３の上に熱伝導性熱膨張性シート４が積層された積層体を示し、熱伝導性熱膨張性シート４におけるバッテリーセル３の貼付面と反対側の面には放熱部としての複数の凹部２０が設けられている。この図では凹部２０が略半球形に設けられているが、他の形状でもよい。このように、凹部２０を設けることで、熱伝導性熱膨張性シート４の表面積が増大し、熱伝導性熱膨張性シート４の放熱性を向上させることができる。以下、放熱部の代替例を説明する。
For example, FIG. 3A shows a laminated body in which the heat conductive heat
図３（Ｂ）では、熱伝導性熱膨張性シート４におけるバッテリーセル３の貼付面と反対側の面には、放熱部としての複数の凸部２１が設けられている。この図では凸部２１が略半球形に設けられているが、他の形状でもよい。このように、凸部２１を設けることでも、熱伝導性熱膨張性シート４の表面積が増大し、熱伝導性熱膨張性シート４の放熱性を向上させることができる。
In FIG. 3B, a plurality of
図３（Ｃ）に示すように、放熱部として、凹部２０及び凸部２１を併用してもよい。この図では凹部２０及び凸部２１を交互に配置しているが、他の配置であってもよい。
As shown in FIG. 3C, the
図４に示すように、放熱部として、熱伝導性熱膨張性シート４におけるバッテリーセル３の貼付面と反対側の面から突出する複数のフィン２２を設けてもよい。複数のフィン２２は好ましくは熱伝導性熱膨張性シート４と同じ熱伝導性熱膨張性樹脂組成物より熱伝導性熱膨張性シート４と一体的に形成される。複数のフィン２２は熱伝導性熱膨張性シート４の表面に対し略垂直に、互いに略平行に延びている。この構成によっても、放熱面が増大するため、熱伝導性熱膨張性シート４の放熱性を向上させることができる。
As shown in FIG. 4, as the heat radiating portion, a plurality of
図５に示すように、放熱部として、熱伝導性熱膨張性シート４におけるバッテリーセル３の貼付面と反対側の面から突出する複数のリブ２３を設けてもよい。複数のリブ２３は好ましくは熱伝導性熱膨張性シート４と同じ熱伝導性熱膨張性樹脂組成物より熱伝導性熱膨張性シート４と一体的に形成される。各リブ２３は断面が略三角形（角の取れた波型でも良い）であり、頂点が熱伝導性熱膨張性シート４の表面から略垂直に突出し、熱伝導性熱膨張性シート４の一つの辺に対し略平行に延びている。複数のリブ２３は各リブ２３が互いに略平行に配置された構成である。この構成によっても、放熱面が増大するため、熱伝導性熱膨張性シート４の放熱性を向上させることができる。また、熱放射を高める処理をすることもできる。
As shown in FIG. 5, as the heat radiating portion, a plurality of
熱伝導性熱膨張性樹脂組成物から形成された熱伝導性熱膨張性成形体は、第１実施形態の熱伝導性熱膨張性シート４以外に、熱伝導性熱膨張性樹脂組成物を、吹付け、噴霧又は塗布等により形成したり、離型紙等に吹付け、噴霧又は塗布等により成形、製造することもできる。
The heat-conducting heat-expandable molded body formed from the heat-conducting heat-expandable resin composition contains a heat-conductive heat-expandable resin composition in addition to the heat-conducting heat-
熱伝導性熱膨張性樹脂組成物は、第１実施形態の熱伝導性熱膨張性シート４の代わりに、図６に示すように、バッテリーセル３の周囲を被覆する熱膨張性コーティングの形態で設けられてもよい。例えば、バッテリーセル３の周囲が熱伝導性熱膨張性樹脂組成物からなる熱膨張性コーティング４'により被覆されてもよい。また、図６では熱膨張性コーティング４'はバッテリーセル３の外表面の全体を被覆しているが、図１に示すようにバッテリーセル３の一面を被覆してもよく、又は両面を被覆してもよい。バッテリーセル３から別のバッテリーセル３への伝熱又は引火を抑制又は防止する程度にバッテリーセル３の表面が熱膨張性コーティング４'で被覆されていればよい。熱伝導性熱膨張性樹脂組成物を、吹付け、噴霧又は塗布等によりバッテリーセル３の表面に施して硬化させるか、金型、枠材等の容器へ液状の熱伝導性熱膨張性樹脂組成物を入れ、かかる容器中にバッテリーセル３を浸漬することにより、熱膨張性樹脂組成物からなる熱膨張性コーティング４'を備えたバッテリーセル３を得ることができる。
The heat-conducting heat-expandable resin composition is in the form of a heat-expandable coating that covers the periphery of the
このようなバッテリーセル３を備えたバッテリーモジュール１を図７に示す。このような構成でも、通常時は熱膨張性コーティング４'がバッテリーセル３からの放熱を促し、異常発熱又は火災等により、バッテリーセル３が加熱されると、熱膨張性コーティング４'はバッテリーセル３の周囲で膨張して、バッテリーセル３の間の空間６を閉塞し、断熱材として作用する。このため、あるバッテリーセル３から隣りのバッテリーセル３への伝熱又は引火を防止するか又は遅延させることができ、バッテリーモジュール１の安全性が確保される。
FIG. 7 shows a
熱伝導性熱膨張性シート４は、図１に示すバッテリーセル３の一面に施された構成に限られず、図８に示すように各バッテリーセル３の２つの側面に設けられてもよいし、４面、又は６面全部に設けられてもよい。
図９に示すように、熱伝導性熱膨張性シート４は、バッテリーモジュール１の内側、特には筐体２の内表面１に設けられていてもよい。
図１０に示すように、熱伝導性熱膨張性シート４は、バッテリーモジュール１の外側、特には筐体２の外表面１に設けられていてもよい。
図２において、熱伝導性熱膨張性シート４は、バッテリーパック１０を構成する筐体１１の内表面又は外表面、バッテリーモジュール１とバッテリーパック１０との間の空間等に設けられてもよい。The thermally conductive and thermally
As shown in FIG. 9, the heat conductive and heat
As shown in FIG. 10, the heat conductive and heat
In FIG. 2, the heat conductive and heat
上記のいずれかの場所に熱伝導性熱膨張性シート４を設けることで熱伝導性熱膨張性シート４が加熱されると、熱伝導性熱膨張性シート４は断熱材として作用し、火及び熱の流路となる空間を閉塞する。火及び熱の流路となる空間としては、バッテリーセル３とバッテリーセル３との間の空間、バッテリーセル３とバッテリーモジュール１の筐体２との間の空間、バッテリーモジュール１とバッテリーモジュール１との間の空間、バッテリーモジュール１とバッテリーパック１０の筐体１１との間の空間等が挙げられる。
When the heat conductive heat
次に、本発明の第２実施形態を図１１及び１２を参照しながら説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 and 12.
図１１は本発明の第２実施形態のバッテリーモジュールの略縦断面図である。 FIG. 11 is a schematic vertical sectional view of the battery module according to the second embodiment of the present invention.
第２実施形態のバッテリーモジュール１の筐体２内には複数のバッテリーセル３（図では３個を図示）が互いに離間して水平方向に延在するように並べて収容されており、隣り合うバッテリーセル３の間には熱伝導性熱膨張性シート４が配置されている。本実施形態では、バッテリーセル３と熱伝導性熱膨張性シート４は、互いに略平行に、交互に積層されている。図ではバッテリーセル３と該バッテリーセル３に隣り合う熱伝導性熱膨張性シート４が接触しているが、離れていてもよい。筐体２内のバッテリーセル３及び熱伝導性熱膨張性シート４の周囲には空間５が設けられており、空間５はバッテリーセル３の放熱のための空気の通路として作用する。バッテリーセル３が作動時に加熱された場合に、かかる空間５を確保することによりバッテリーセル３をより早く冷却することができる。
In the
異常発熱又は火災等により、熱伝導性熱膨張性シート４が加熱されると、熱伝導性熱膨張性シート４は膨張し、火及び熱の流路となる空間を閉塞すると共に、隣り合うバッテリーセル３の間に断熱層を形成する。このため、あるバッテリーセル３から隣りのバッテリーセル３への伝熱又は引火を防止又は抑制するか、又は遅延させることができ、バッテリーの安全性が確保される。
When the heat conductive heat
図１２は、図１１のバッテリーモジュール１を備えたバッテリーパック１０の略縦断面図である。バッテリーパック１０の筐体１１内には複数のバッテリーモジュール１（図では２個を図示）が収容されている。また、隣り合うバッテリーモジュール１の間には熱伝導性熱膨張性シート４が配置されている。複数のバッテリーモジュール１が直列又は並列に配置されている。
FIG. 12 is a schematic vertical sectional view of the
バッテリーモジュール１を形成する筐体１１に熱伝導性熱膨張性シート４を設置し固定する方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる：熱伝導性熱膨張性シート４を粘着材を介して又は熱伝導性熱膨張性シート４の自己粘着性により貼り付けて固定する方法、熱伝導性熱膨張性シート４をバッテリーモジュール１を形成する筐体２に積層した後に枠を用いて固定する方法等が挙げられる。
Examples of the method of installing and fixing the heat conductive heat
このような構成により、図１２のバッテリーパック１０においても、バッテリーセル３の放熱用の空気の通路を確保しつつ、異常発熱又は火災等の高温時にはバッテリーモジュール１は断熱性を発揮できる。
With such a configuration, even in the
ここまで、本発明の第２実施形態のバッテリーモジュールを説明したが、本発明はこれに限られず、本発明の技術的思想に基づく以下のような種々の変形が可能である。
図３〜１０を参照しながら説明した第１実施形態の別例の態様を、第２実施形態に適用することもできる。Although the battery module of the second embodiment of the present invention has been described so far, the present invention is not limited to this, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible.
Another embodiment of the first embodiment described with reference to FIGS. 3 to 10 can also be applied to the second embodiment.
なお、上記の第１実施形態及び第２実施形態では、熱伝導性熱膨張性樹脂組成物から形成された熱伝導性熱膨張性成形体の例として、シート状の成形体である熱伝導性熱膨張性シート４を説明したが、熱伝導性熱膨張性成形体の形態はシート状に限定されるものではない。例えば、熱伝導性熱膨張性成形体は、シート状の他、フィルム状、ブロック状、円筒状、角型状等の適宜任意の形態にすることができ、冷却配管等との接触のための開口部を有する場合のように、成形体の一部（例えば一面）を欠いている場合も含まれる。例えば図１３は、円筒型のバッテリーセル１２に適用された略円筒型の熱伝導性熱膨張性成形体１３であり、図１４は、角型のバッテリーセル１４に適用された略角型の熱伝導性熱膨張性成形体１５である。熱伝導性熱膨張性成形体１３，１５はバッテリーセル１２，１４の外形に合わせて賦形され、バッテリーセル１２，１４をそれぞれ収容した状態で示されている。
In the first and second embodiments described above, as an example of the heat conductive heat expandable molded body formed from the heat conductive heat expandable resin composition, the heat conductive body is a sheet-shaped molded body. Although the heat-
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
[実施例１]
以下の成分を混練ロールで混練し、得られた熱伝導性熱膨張性樹脂組成物を離型紙上に塗布し、８０℃３時間プレスして硬化させ、０．５ｍｍ厚のシート状の実施例１の熱伝導性熱膨張性樹脂組成物を得た。
ビスフェノールＦ型エポキシモノマー（三菱化学株式会社製「ｊＥＲ８０７」）６０質量部
ジアミン系硬化剤（三菱化学株式会社製「ｊＥＲキュアＦＬ０５２」）４０質量部
酸化マグネシウム（宇部マテリアルズ株式会社製「ＲＦ−７０Ｃ−ＳＣ」）３００質量部
窒化ホウ素（デンカ株式会社製「デンカボロンナイトライドＦＰ４０」）５５質量部
熱膨張性マイクロカプセル（積水化学工業株式会社製「アドバンセルＥＭＨ２０４」)２０質量部
熱膨張性黒鉛（株式会社鈴裕化学製 ＧＲＥＰ−ＥＧ）２０質量部
ポリリン酸アンモニウム（株式会社鈴裕化学製「ＦＣＰ−７７０」）３０質量部、及び
フタル酸ジイソデシル（株式会社ジェイプラス製）２０質量部[Example 1]
The following components are kneaded with a kneading roll, the obtained heat conductive heat-expandable resin composition is applied onto a mold release paper, pressed at 80 ° C. for 3 hours to cure, and a 0.5 mm thick sheet-like example is used. The thermally conductive thermal expansion resin composition of 1 was obtained.
Bisphenol F type epoxy monomer ("jER807" manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) 60 parts by mass Diamine-based curing agent ("jER Cure FL052" manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) 40 parts by mass magnesium oxide ("RF-70C" manufactured by Ube Materials Co., Ltd. -SC ") 300 parts by mass Boron nitride ("Denka Boron Nitride FP40" manufactured by Denka Co., Ltd.) 55 parts by mass Thermally expandable microcapsules ("Advancel EMH204" manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) 20 parts by mass Thermally expandable graphite (GREP-EG manufactured by Suzuhiro Chemical Co., Ltd.) 20 parts by mass Ammonium polyphosphate ("FCP-770" manufactured by Suzuhiro Chemical Co., Ltd.) 30 parts by mass, and diisodecyl phthalate (manufactured by J-PLUS Co., Ltd.) 20 parts by mass
熱伝導率はRHESCA社の定常法熱伝導率測定装置を用いて測定し（測定条件：圧力50N, 80℃3min）、膨張開始温度はホットプレートを室温から30℃／分で昇温し膨張開始を目視で見て測定した。膨張倍率は熱伝導性熱膨張性樹脂組成物を加熱後、急冷し、厚みを測定して算出した。膨張速度は、熱伝導性熱膨張性樹脂組成物をホットプレートに載せ室温から３０℃／分で２００℃まで昇温し、熱伝導性熱膨張性樹脂組成物が膨張を開始してから膨張が終了するまでの時間を測定した値である。 The thermal conductivity is measured using a steady-state thermal conductivity measuring device manufactured by RHESCA (measurement conditions: pressure 50 N, 80 ° C for 3 min), and the expansion start temperature is such that the hot plate is heated from room temperature to 30 ° C / min and expansion starts. Was visually measured. The expansion coefficient was calculated by heating the thermally conductive thermally expandable resin composition, quenching it, and measuring the thickness. The expansion rate is such that the heat conductive heat expandable resin composition is placed on a hot plate and the temperature is raised from room temperature to 200 ° C. at 30 ° C./min, and the heat conductive heat expandable resin composition starts to expand and then expands. It is a value measured by the time until the end.
熱膨張前（２５℃）の熱伝導性熱膨張性樹脂組成物の熱伝導率は３．０Ｗ／ｍ・Ｋであり、膨張開始温度は１１５℃であり、２００℃における膨張後の膨張倍率は１０倍、熱伝導率は０．２Ｗ／ｍ・Ｋ、膨張速度は１５秒であった。 Thermal conductivity before thermal expansion (25 ° C) The thermal conductivity of the thermally expandable resin composition is 3.0 W / m · K, the expansion start temperature is 115 ° C, and the expansion coefficient after expansion at 200 ° C is It was 10 times, the thermal conductivity was 0.2 W / m · K, and the expansion rate was 15 seconds.
[実施例２]
以下の成分を混練ロールで混練した。得られた熱伝導性熱膨張性樹脂組成物離型紙上に塗布し、加速電圧５００ｋｅＶ電子線２．５Ｍｒａｄ照射し、０．５ｍｍ厚の熱伝導性熱膨張性樹脂組成物を得た。
ＥＰＤＭ（ＪＳＲ株式会社製「ＥＰ２１」)/液状ＥＰＤＭ（LionElastomers社製「Ｔｒｉｌｅｎｅ６５」) ５０質量部/５０質量部
酸化マグネシウム（宇部マテリアルズ株式会社製「ＲＦ−７０Ｃ−ＳＣ」）２５０質量部
窒化ホウ素（デンカ株式会社製「デンカボロンナイトライドＦＰ４０」３０質量部
ナノダイヤモンド（Carbodeon社製「ｕＤｉａｍｏｎｄ （商標）ｈｙｄｒｏｇｅｎＰ」）７０質量部
熱膨張性マイクロカプセル（ＡｋｚｏＮｏｂｅｌ社製「Ｅｘｐａｎｃｅｌ０３１−４０」) ３０質量部
熱膨張性黒鉛（株式会社鈴裕化学製 ＧＲＥＰ−ＥＧ）１００質量部、及び
ポリリン酸アンモニウム（株式会社鈴裕化学製「ＦＣＰ−７７０」）１００質量部[Example 2]
The following ingredients were kneaded with a kneading roll. The obtained heat-conducting heat-expandable resin composition was applied onto a release paper and irradiated with an acceleration voltage of 500 keV electron beam 2.5 Mrad to obtain a 0.5 mm-thick heat-conducting heat-expandable resin composition.
EPDM (“EP21” manufactured by JSR Co., Ltd.) / Liquid EPDM (“Trirene65” manufactured by Lion Elastomers) 50 parts by mass / 50 parts by mass Magnesium oxide (“RF-70C-SC” manufactured by Ube Materials Co., Ltd.) 250 parts by mass Boron nitride (Denka Co., Ltd. "Dencaboron Nitride FP40" 30 parts by mass Nanodiamond (Carbodeon "uDiamond ™ hydrogenP") 70 parts by mass Thermally expandable microcapsules (AkzoNobel "Expancel031-40") 30 parts by
熱膨張前（２５℃）の熱伝導性熱膨張性樹脂組成物の熱伝導率は５．０Ｗ／ｍ・Ｋであり、膨張開始温度は８０℃であり、２００℃における熱膨張後の膨張倍率は４０倍、熱伝導率は０．１Ｗ／ｍ・Ｋ、膨張速度は５秒であった。 Thermal conductivity before thermal expansion (25 ° C) The thermal conductivity of the thermally expandable resin composition is 5.0 W / m · K, the expansion start temperature is 80 ° C, and the expansion coefficient after thermal expansion at 200 ° C. Was 40 times, the thermal conductivity was 0.1 W / m · K, and the expansion rate was 5 seconds.
[実施例３]
以下の成分を混練ロールで混練し、０．５ｍｍ厚の熱伝導性熱膨張性樹脂組成物を得た。
ＥＶＡ（日本ポリエチレン株式会社製「ＬＶ４３０」)１００質量部
酸化マグネシウム（宇部マテリアルズ株式会社製「ＲＦ−７０Ｃ−ＳＣ」）２００質量部
窒化ホウ素（デンカ株式会社製「デンカボロンナイトライドＦＰ４０」）１００質量部
アルミナ（昭和電工株式会社製「ＡＬ」）５０質量部
熱膨張性マイクロカプセル（積水化学工業株式会社製「アドバンセルＥＭＬ１０１」)１０質量部
熱膨張性黒鉛（株式会社鈴裕化学製 ＧＲＥＰ−ＥＧ）２０質量部、及び
ポリリン酸アンモニウム（株式会社鈴裕化学製「ＦＣＰ−７７０」）３０質量部[Example 3]
The following components were kneaded with a kneading roll to obtain a heat conductive heat-expandable resin composition having a thickness of 0.5 mm.
EVA (“LV430” manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd.) 100 parts by mass Magnesium oxide (“RF-70C-SC” manufactured by Ube Materials Co., Ltd.) 200 parts by mass Boron nitride (“Dencaboron Nitride FP40” manufactured by Denka Co., Ltd.) 100 Alumina by mass (“AL” manufactured by Showa Denko Co., Ltd.) 50 parts by mass Thermally expandable microcapsule (“Advancel EML101” manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) 10 parts by mass Thermally expandable graphite (GREP by Suzuhiro Chemical Co., Ltd.) 20 parts by mass of EG) and 30 parts by mass of ammonium polyphosphate (“FCP-770” manufactured by Suzuhiro Chemical Co., Ltd.)
熱膨張前（２５℃）の熱伝導性熱膨張性樹脂組成物の熱伝導率は１．０Ｗ／ｍ・Ｋであり、膨張開始温度は１００℃であり、２００℃における熱膨張後の膨張倍率は５倍、熱伝導率は０．５Ｗ／ｍ・Ｋ、膨張速度は３０秒であった。 Thermal conductivity before thermal expansion (25 ° C) The thermal conductivity of the thermally expandable resin composition is 1.0 W / m · K, the expansion start temperature is 100 ° C, and the expansion coefficient after thermal expansion at 200 ° C. Was 5 times, the thermal conductivity was 0.5 W / m · K, and the expansion rate was 30 seconds.
[試験例１ ＬｉＢ実験]
バッテリーセルとしてのリチウムイオン二次電池（パナソニック株式会社製「ＮＣＲ１８６５０」、以下ＬｉＢとも称する）に、加熱前の実施例１−３の各熱伝導性熱膨張性樹脂組成物を貼り付け、熱伝導性熱膨張性樹脂組成物におけるＬｉＢと反対側に面ヒーターを設置した。面ヒータを２５℃から２００℃まで昇温加熱しながら、目視でＬｉＢの状況を確認した。その結果、実施例１−３とも、ＬｉＢに異常がないことを確認できた。つまり、加熱時にもバッテリーの安全性が確保された。
なお、実施例１−３の各熱伝導性熱膨張性樹脂組成物（熱伝導率、実施例１：３．０Ｗ／ｍ・Ｋ、実施例２：５．０Ｗ／ｍ・Ｋ、実施例３：１．０Ｗ／ｍ・Ｋ）を上記面ヒーターに貼り付け、面ヒータが２５℃から８０℃未満までの温度の間、面ヒーターの表面温度と熱伝導性熱膨張性樹脂組成物の表面温度が同時に同温度になることを確認した。熱伝導性熱膨張性樹脂組成物の放熱性が高いことが確認された。[Test Example 1 LiB experiment]
Each heat conductive and heat expandable resin composition of Examples 1-3 before heating is attached to a lithium ion secondary battery as a battery cell (“NCR18650” manufactured by Panasonic Corporation, hereinafter also referred to as LiB) to conduct heat conduction. A surface heater was installed on the side opposite to LiB in the heat-expandable resin composition. The state of LiB was visually confirmed while heating the surface heater from 25 ° C. to 200 ° C. As a result, it was confirmed that there was no abnormality in LiB in both Examples 1-3. In other words, the safety of the battery was ensured even during heating.
In addition, each heat conductive thermal expansion resin composition of Example 1-3 (thermal conductivity, Example 1: 3.0 W / m · K, Example 2: 5.0 W / m · K, Example 3 : 1.0 W / m · K) is attached to the surface heater, and the surface temperature of the surface heater and the surface temperature of the thermally conductive heat-expandable resin composition during the temperature of the surface heater from 25 ° C. to less than 80 ° C. Was confirmed to be at the same temperature at the same time. It was confirmed that the heat conductive and heat expandable resin composition has high heat dissipation.
以上、本発明の実施形態および実施例について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
また、本発明は以下の構成を採用することもできる。Although the embodiments and examples of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible.
In addition, the present invention can also adopt the following configurations.
（１）−３０℃〜８０℃において熱伝導率１Ｗ／ｍ・Ｋ以上を有し、８０℃を超える温度で膨張を開始し、熱膨張後の熱伝導率が０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下となる熱伝導性熱膨張性樹脂組成物。 (1) It has a thermal conductivity of 1 W / m · K or more at -30 ° C to 80 ° C, starts expansion at a temperature exceeding 80 ° C, and has a thermal conductivity of 0.5 W / m · K or less after thermal expansion. A thermally conductive, thermally expandable resin composition.
（２）熱伝導性フィラーを含有する（１）記載の熱伝導性熱膨張性樹脂組成物。
（３）熱伝導性熱膨張性樹脂組成物が樹脂成分を含み、熱伝導性フィラーの含有量が、樹脂成分１００質量部に対して１０〜３５００質量部である（２）記載の熱伝導性熱膨張性樹脂組成物。
（４）熱伝導性フィラーの含有量が、樹脂成分１００質量部に対して１０〜２０００質量部である（３）記載の熱伝導性熱膨張性樹脂組成物。(2) The thermally conductive thermally expandable resin composition according to (1), which contains a thermally conductive filler.
(3) The thermal conductivity according to (2), wherein the thermally conductive heat-expandable resin composition contains a resin component, and the content of the thermally conductive filler is 10 to 3500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component. Thermally expandable resin composition.
(4) The heat conductive heat expandable resin composition according to (3), wherein the content of the heat conductive filler is 10 to 2000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component.
（５）膨張性材料を含有する（１）〜（４）のいずれかに記載の熱伝導性熱膨張性樹脂組成物。
（６）膨張性材料が、熱膨張性マイクロカプセル、水を含有するマイクロカプセル、発泡剤、マイクロカプセル化発泡剤、熱膨張性層状無機物、又はこれらの組み合わせである（５）に記載の熱伝導性熱膨張性樹脂組成物。
（７）熱伝導性熱膨張性樹脂組成物が樹脂成分を含み、膨張性材料の含有量が、樹脂成分１００質量部に対して０．１〜５００質量部である（５）又は（６）に記載の熱伝導性熱膨張性樹脂組成物。
（８）膨張性材料の含有量が、樹脂成分１００質量部に対して１〜４００質量部である（７）に記載の熱伝導性熱膨張性樹脂組成物。(5) The thermally conductive thermally expandable resin composition according to any one of (1) to (4), which contains an expandable material.
(6) The heat conduction according to (5), wherein the expandable material is a heat-expandable microcapsule, a water-containing microcapsule, a foaming agent, a microencapsulated foaming agent, a heat-expandable layered inorganic substance, or a combination thereof. A heat-expandable resin composition.
(7) The heat conductive heat-expandable resin composition contains a resin component, and the content of the expandable material is 0.1 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component (5) or (6). The thermally conductive thermoexpandable resin composition according to.
(8) The thermally conductive thermally expandable resin composition according to (7), wherein the content of the expandable material is 1 to 400 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component.
（９）（１）〜（８）のいずれかに記載の熱伝導性熱膨張性樹脂組成物から形成された熱伝導性熱膨張性成形体。
（１０）一面に放熱部を有する（９）に記載の熱伝導性熱膨張性成形体。
（１１）−３０℃〜８０℃において熱伝導率１Ｗ／ｍ・Ｋ以上を有し、８０℃を超える温度で膨張を開始し、熱膨張後の熱伝導率が０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下となる熱伝導性熱膨張性シート。
（１２）熱伝導性フィラーを含有する（１１）記載の熱伝導性熱膨張性シート。
（１３）熱伝導性熱膨張性樹脂組成物が樹脂成分を含み、熱伝導性フィラーの含有量が、樹脂成分１００質量部に対して、１０〜３５００質量部である（１２）記載の熱伝導性熱膨張性シート。
（１４）熱伝導性フィラーの含有量が、樹脂成分１００質量部に対して、樹脂成分１００質量部に対して１０〜２０００質量部である（１３）記載の熱伝導性熱膨張性シート。
（１５）膨張性材料を含有する（１１）〜（１４）のいずれかに記載の熱伝導性熱膨張性シート。
（１６）膨張性材料が、熱膨張性マイクロカプセル、水を含有するマイクロカプセル、発泡剤、マイクロカプセル化発泡剤、熱膨張性層状無機物、又はこれらの組み合わせである（１５）に記載の熱伝導性熱膨張性シート。
（１７）熱伝導性熱膨張性樹脂組成物が樹脂成分を含み、膨張性材料の含有量が、樹脂成分１００質量部に対して、０．１〜５００質量部である（１５）又は（１６）に記載の熱伝導性熱膨張性シート。
（１８）膨張性材料の含有量が、樹脂成分１００質量部に対して、１〜４００質量部である（１７）に記載の熱伝導性熱膨張性シート。
（１９）一面に放熱部を有する（１１）〜（１８）のいずれかに記載の熱伝導性熱膨張性シート。
（２０）複数のバッテリーセルと、該複数のバッテリーセルを収納する筐体とを備えたバッテリーモジュールであって、
前記バッテリーセルの表面に、（１）〜（８）のいずれか一項に記載の熱伝導性熱膨張性樹脂組成物からなる層、（９）又は（１０）に記載の熱伝導性熱膨張性成形体、又は（１１）〜（１９）に記載の熱伝導性熱膨張性シートが配置されているバッテリーモジュール。(9) A heat-conducting heat-expandable molded product formed from the heat-conducting heat-expandable resin composition according to any one of (1) to (8).
(10) The heat-conducting heat-expandable molded body according to (9), which has a heat-dissipating portion on one surface.
(11) It has a thermal conductivity of 1 W / m · K or more at -30 ° C to 80 ° C, starts expansion at a temperature exceeding 80 ° C, and has a thermal conductivity of 0.5 W / m · K or less after thermal expansion. Thermally conductive and thermally expandable sheet.
(12) The thermally conductive thermally expandable sheet according to (11), which contains a thermally conductive filler.
(13) The thermal conductivity according to (12), wherein the thermally conductive heat-expandable resin composition contains a resin component, and the content of the thermally conductive filler is 10 to 3500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component. Sexually heat-expandable sheet.
(14) The heat conductive heat expandable sheet according to (13), wherein the content of the heat conductive filler is 10 to 2000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component with respect to 100 parts by mass of the resin component.
(15) The thermally conductive thermally expandable sheet according to any one of (11) to (14), which contains an expandable material.
(16) The heat conduction according to (15), wherein the expandable material is a heat-expandable microcapsule, a water-containing microcapsule, a foaming agent, a microencapsulated foaming agent, a heat-expandable layered inorganic substance, or a combination thereof. Sexually expansive sheet.
(17) The thermally conductive thermally expandable resin composition contains a resin component, and the content of the expandable material is 0.1 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component (15) or (16). ). The heat conductive and heat expandable sheet.
(18) The thermally conductive thermally expandable sheet according to (17), wherein the content of the expandable material is 1 to 400 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component.
(19) The heat conductive and heat expandable sheet according to any one of (11) to (18), which has a heat radiating portion on one surface.
(20) A battery module including a plurality of battery cells and a housing for accommodating the plurality of battery cells.
A layer made of the heat conductive heat expandable resin composition according to any one of (1) to (8) on the surface of the battery cell, and the heat conductive heat expansion according to (9) or (10). A battery module in which a sex-molded body or a heat-conducting heat-expandable sheet according to (11) to (19) is arranged.
（２１）複数のバッテリーセルと、該複数のバッテリーセルを収納する筐体とを備えたバッテリーモジュールであって、前記バッテリーセルの表面に、前記放熱部を有する面が前記バッテリーセルの表面との貼付面とは反対側になるように（１）〜（８）のいずれかに記載の熱伝導性熱膨張性樹脂組成物からなる層、（９）又は（１０）に記載の熱伝導性熱膨張性成形体、又は（１１）〜（１９）のいずれかに記載の熱伝導性熱膨張性シートが配置され、且つ隣接するバッテリーセルの間には空気流通を可能にする空間が設けられているバッテリーモジュール。 (21) A battery module including a plurality of battery cells and a housing for accommodating the plurality of battery cells, and a surface having the heat radiating portion on the surface of the battery cell is the surface of the battery cell. The layer made of the heat-conducting heat-expandable resin composition according to any one of (1) to (8) so as to be on the side opposite to the sticking surface, and the heat-conducting heat according to (9) or (10). The expandable molded body or the thermally conductive thermally expandable sheet according to any one of (11) to (19) is arranged, and a space is provided between adjacent battery cells to enable air flow. Battery module.
（２２）複数のバッテリーセルと、該複数のバッテリーセルを収納する筐体とを備えたバッテリーモジュールであって、前記筐体の内面、外面、又は両方に、（１）〜（８）のいずれかに記載の熱伝導性熱膨張性樹脂組成物からなる層、（９）又は（１０）に記載の熱伝導性熱膨張性成形体、又は（１１）〜（１９）のいずれかに記載の熱伝導性熱膨張性シートが配置されているバッテリーモジュール。 (22) A battery module including a plurality of battery cells and a housing for accommodating the plurality of battery cells, wherein any of (1) to (8) is provided on the inner surface, the outer surface, or both of the housings. The layer made of the heat-conducting heat-expandable resin composition according to (9) or (10), or the heat-conducting heat-expandable molded body according to any one of (11) to (19). A battery module in which a thermally conductive and thermally expandable sheet is arranged.
（２３）（２０）〜（２２）のいずれかに記載の複数のバッテリーモジュールと、前記複数のバッテリーモジュールの各々と電気的に接続される電気接続ケーブルと、前記複数のバッテリーモジュール及び前記電気接続ケーブルを収容する筐体とを備えたバッテリーパックであって、前記熱伝導性熱膨張性樹脂組成物からなる層又は前記熱伝導性熱膨張性成形体が、バッテリーセルとバッテリーセルとの間の空間、バッテリーセルとバッテリーモジュールの筐体との間の空間、バッテリーモジュールの筐体内部の空間、バッテリーモジュールとバッテリーモジュールの間の空間、バッテリーモジュールとバッテリーパックの筐体との間の空間、及びバッテリーパックの筐体内部の空間のうちの一箇所又は複数個所に設置されているバッテリーパック。 (23) The plurality of battery modules according to any one of (20) to (22), an electrical connection cable electrically connected to each of the plurality of battery modules, the plurality of battery modules, and the electrical connection. A battery pack including a housing for accommodating cables, wherein a layer made of the heat conductive heat expandable resin composition or the heat conductive heat expandable molded body is between the battery cells. Space, space between the battery cell and the housing of the battery module, space inside the housing of the battery module, space between the battery module and the battery module, space between the battery module and the housing of the battery pack, and A battery pack installed in one or more places in the space inside the battery pack housing.
Claims (11)
前記バッテリーセルの表面に、請求項１又は２に記載の熱伝導性熱膨張性樹脂組成物からなる層、請求項３若しくは４に記載の熱伝導性熱膨張性成形体、又は請求項５若しくは６に記載の熱伝導性熱膨張性シートが配置されているバッテリーモジュール。 A battery module including a plurality of battery cells and a housing for accommodating the plurality of battery cells.
On the surface of the battery cell, a layer of a thermally conductive heat-expandable resin composition according to claim 1 or 2, thermally conductive heat-expandable molded body according to claim 3 or 4, or claim 5 or A battery module in which the heat conductive and heat expandable sheet according to No. 6 is arranged.
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