CN101312240A - 组电池及二次电池 - Google Patents
组电池及二次电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101312240A CN101312240A CNA2008100989808A CN200810098980A CN101312240A CN 101312240 A CN101312240 A CN 101312240A CN A2008100989808 A CNA2008100989808 A CN A2008100989808A CN 200810098980 A CN200810098980 A CN 200810098980A CN 101312240 A CN101312240 A CN 101312240A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- battery pack
- conductive materials
- battery
- thermally
- distance piece
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明提供一种组电池,其可以有效地防止电池的火势蔓延或加热,并且还可以进行发生了着火的电池的灭火,而且可以紧凑地构成,从而具有高体积能量密度。本发明的组电池采用如下的构成,即,夹设于构成组电池的多个电池之间的间隔件(52)具有内腔,在该内腔中装填具有灭火性的填充剂,通过上述间隔件(52)的至少一部分(低熔点部14)因热而开口,就可以使上述填充剂向外部流出。本发明还提供一种二次电池,它是被具有柔软性的外包装体包装的二次电池,其中,在所述外包装体的表面形成有由凝胶状物质构成的热传导性材料层。
Description
技术领域
本发明涉及一种由多个电池构成的组电池,特别涉及一种轻质且安全、高负载特性优良、可靠性高的组电池。
背景技术
例如搭载于机器人或电动汽车等中的动力用的电源由于是密闭在有限的空间中的电源,因此被要求小型轻质且成本低等。作为满足此种要求的电源,近年来,具有高能量密度的锂离子电池受到关注。该锂离子电池为了产生大功率,例如被将5、6个左右至10几个左右的多个电池串联或并联而作为组电池使用。
这里,在将上述锂离子电池充放电之时会有电池温度上升的情况,而此时如果以使各电池的侧面密接的状态来构成组电池,则电池的散热就会变得不充分,电池温度进一步上升,其结果是,将会产生诱发电池的着火或爆炸的危险。
为此,已知有通过向相邻的电池之间插入金属制的间隔件,增大大气与电池的接触面积来提高电池的散热性的方法。但是,由于金属制的间隔件密度大,因此使用了它的组电池的质量能量密度就会降低。
如果与之不同,使用由树脂或橡胶制成的间隔件,则虽然不会有像使用了金属制的间隔件时那样降低组电池的能量密度的情况,但是另一方面,如果组电池的一部分中着火,则由于该间隔件也会燃烧,因此就会在组电池中产生火势蔓延。
所以,在下述专利文献1中公布有如下的组电池,其利用含有至少具有阻燃性或自行灭火性的某种性质的物质的材料来形成间隔件,这样就可以不降低组电池的能量密度地防止电池的火势蔓延。
另外,下述专利文献2中公布有将多个电池平面地收纳到隔热容器中的模块,其中,通过向其上的空间中填充干燥沙子等绝缘材料,在电池严重破坏时,上面的空间的干燥沙子等因此时产生的热而沉入下面的空间的电池的主体中,从而将火熄灭。
专利文献1日本特开2000-67825号公报
专利文献2日本特开平8-339823号公报
专利文献3日本特开2006-261009号公报
但是,在像上述专利文献1中所公布的那样采用了具有阻燃性或自行灭火性的构成的间隔件的情况下,虽然可以防止电池的火势蔓延,但是由于间隔件不是具有灭火性的材料,因此一旦在电池中发生着火,则不会将火熄灭,而是继续燃烧。
另外,如果像上述专利文献2及3中所公布的那样采用向模块或电池外壳内的空间中填充干燥沙子或石蜡的构成,则模块或电池外壳的体积就会增加出填充该干燥沙子或石蜡的场地的量,从而会有组电池的体积能量密度降低的问题。
发明内容
所以,本发明的目的在于,提供一种组电池,其可以有效地防止电池的火势蔓延或加热,并且还可以进行发生了着火的电池的灭火,而且可以紧凑地构成,从而具有高体积能量密度。
另外,本发明的目的在于,提供散热性优良、可以有效地防止电池的温度上升的二次电池。
为了达成上述目的,本发明提供一种组电池,是将多个电池串联或并联,在其间夹设隔热用或散热用的间隔件地配置该多个电池而成的组电池,其特征在于,上述间隔件具有内腔,在该内腔中装填具有灭火性的填充剂,通过上述间隔件的至少一部分因热而开口,就可以使上述填充剂向外部流出。
根据上述构成,在通常的电池使用状态下电池温度上升之时,利用在内腔中装填了填充剂的间隔件进行隔热或散热,可以防止电池温度进一步上升。另外,即使在多个电池中的某个中发生了异常发热的情况下,通过间隔件的至少一部分因热而开口使填充剂向外部流出,间隔件的内腔就会变成空腔而形成空气层,利用该空气层更为有效地进行隔热,可以可靠地防止异常发热向其他的电池传播。另外,由于填充剂具有灭火性,因此即使在多个电池中的某个着火的情况下,也可以利用该装填有具有灭火性的填充剂的间隔件来阻止火势蔓延。另外,此时因具有灭火性的填充剂向外部流出,而可以散布于着火部位地进行灭火。
另外,因间隔件具有内腔,即使将该间隔件设为金属制,也可以轻质地构成,特别是如果设为树脂制或橡胶制,则可以更为轻质地构成,因此也不会有降低组电池的质量能量密度的情况。
另外,通过采用在间隔件中装填具有灭火性的填充剂的构成,就不需要在间隔件的外部另外确保用于填充剂的场地,所以就可以由此来紧凑地构成组电池,增大体积能量密度。
而且,作为具有灭火性的填充剂,除了后述的磷酸二氢铵等一般使用的灭火剂以外,还包括水等不燃性的液体、二氧化碳气体等不燃性的气体或者不燃性的粉状体。
上述间隔件也可以设为由可燃性树脂制成的材料。
本发明中,由于采用了在间隔件中装填具有灭火性的填充剂的构成,因此即使将间隔件设为由可燃性树脂制成的材料,也可以利用该填充剂来防止火势蔓延。或者索性通过将间隔件设为由可燃性树脂制成的材料,在发生了着火的情况下,间隔件燃烧而使内部的填充剂流出,利用该填充剂来进行灭火。另外,作为可燃性树脂,例如也可以使用聚乙烯、聚丙烯等通用树脂,从而可以廉价地制造间隔件,并且还可以使加工性良好。
最好在上述间隔件的一部分中,形成由具有比构成该间隔件的材料的熔点更低的熔点的材料制成的低熔点部。
例如在将间隔件用聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)构成的情况下,它们的熔点大致上为,对于PE的情况为105~150℃左右,对于PP的情况为150~180℃左右,对于PET的情况为250~280℃左右,通过在间隔件的一部分形成低熔点部,其由比它们的熔点低的具有例如不足150℃左右,特别优选70~80℃左右的熔点的金属等低熔点材料制成,则当电池发热而使温度上升到上述70~150℃左右时,则该低熔点部就会熔化而形成开口,内部的填充剂从该开口中流出。所以,利用在间隔件的一部分形成低熔点部的简单的构成,就可以获得能够利用热来开口而使内部的填充剂流出的间隔件。另外,通过适当地选择低熔点部的形成位置,就可以将填充剂的流出位置限制在所需的位置。
上述低熔点部的熔点如果过低,则在电池还未达到异常发热而处于正常的使用状态的阶段中,低熔点部就会开口而使填充剂流出,另一方面,如果低熔点部的熔点过高,则即使发生了异常发热或着火,填充剂也不会流出,从而有可能无法进行隔热或灭火。由此,上述低熔点部的熔点具体来说例如最好设为70~150℃,特别优选设为100~120℃。
作为构成上述低熔点部的金属,例如可以举出表1中所列举的合金。
[表1]
虽然表1中所列举的合金1~25都可以作为构成低熔点部的金属使用,然而从熔融温度的方面考虑,优选其中的合金4~22。
另外,例如在将间隔件用PET(熔点250~280℃左右)那样熔点比较高的树脂构成的情况下,也可以用具有比它更低的熔点的树脂来构成低熔点部。作为构成该低熔点部的树脂,例如可以举出熔点在120℃以上左右的热塑性氟树脂(住友3M公司制Dyneon等)、熔点在110℃以上左右的低密度聚乙烯(旭化成公司制Sunfine等)等。
通过像这样将低熔点部也用树脂构成,就可以将组电池制成更为轻质并且更为廉价的电池。
上述低熔点部最好形成于高度位置不同的多个部位。
根据上述构成,利用高位的低熔点部,使装填到比它更高位置的填充剂向外部流出而向下方流下,由此就可以在该高位的低熔点部以下的部位进行初次的灭火(初期灭火),其后利用低位的低熔点部使剩余的填充剂向外部流出,由此就可以进行二次的灭火。通过像这样在多个高度位置使填充剂流出而进行灭火,就可以更为有效地进行灭火。
特别是,由于认为在电池中在中央部分最容易发生异常发热或着火,因此可以通过至少在较该中央部分更高的位置形成低熔点部,使填充剂向中央部分流出,而使灭火效率更为良好。
而且,该情况下,通过将高位的低熔点部的熔点设定为比低位的低熔点部更低,就可以如上所述地从高位的低熔点部开始依次流出填充剂。
另外,最好设置捕集从上述间隔件中流出的填充剂的托盘。
根据上述构成,可以更为有效地进行利用填充剂的灭火。即,因在填充剂从间隔件流出的途中进行灭火,就会形成电池被浸渍于由托盘捕集的填充剂中的状态,这样就可以更为可靠地进行灭火。另外,该托盘还起到使流出的填充剂不向组电池的外部泄漏的作用。
上述托盘最好被分割为多个而构成。
根据上述构成,通过例如不是以构成组电池的多个电池及间隔件的整体的状态,而是以将这些构件细小地分割为若干个的状态,在该细小地分割的构件的各自上,设置上述分割为多个地构成的托盘,则例如在构成组电池的多个电池中的某个中发生了着火的情况下,就会将填充剂集中于设于与该电池对应的位置上的托盘的分割体中而捕集,这样,由于发生了着火的电池成为被更多地(即更深地)浸渍的状态,因此灭火效率就会变得更为良好。
而且,该情况下,虽然也可以在构成组电池的多个电池中的每几个上分别设置托盘的分割体,但是更优选在每一个电池上分别设置托盘的分割体。
最好在上述间隔件的与电池接触的表面上,形成沿上下方向延伸的凸棱。
根据上述构成,在凸棱的两侧形成空隙,该空隙成为填充剂的导通路,由此就形成填充剂能够更为可靠地流下的结构。另外,在电池发热之时该空隙成为散热路,由此就可以更为有效地进行散热。特别是由于电池以被推压的状态接触间隔件的表背面部,因此与该表背面部为平滑面而间隔件与电池全面地密接的情况相比,如上所述地成为以通过凸棱形成有空隙的状态相接触的状态的情况可以使填充剂更容易流下,另外也更容易进行散热。
最好上述间隔件具有能够在加压状态下收缩的柔软性,构成能够装填各电池的袋状体的至少一部分。
根据上述构成,在间隔件开口之时,可以利用压力收缩而将内部的填充剂挤出地使其有效地流出。另外,如果伴随着间隔件的收缩在其表面形成褶状的凹凸,则该凹凸就会起到与上述的凸棱类似的作用。另外,由于间隔件构成能够装填各电池的袋状体的至少一部分,因此袋状体还可以作为捕集流出的填充剂的托盘发挥作用,由此就可以更为有效地进行灭火。即,从间隔件中流出的填充剂存留于袋状体的内部,电池将会更为可靠地浸渍于该存留的填充剂中,由此就可以更为有效地进行灭火。
最好在上述间隔件与电池之间,形成热传导性材料层。
根据上述构成,由于在间隔件与电池之间夹设热传导性材料层,因此将会促进从电池向间隔件的热传导而更为有效地进行散热,由此就可以抑制由温度上升造成的电池的劣化。
另外,在组电池的组装作业等时,特别是在电池是被层压膜等具有柔软性的外包装体包装的电池的情况下,该外包装体的表面容易因伴随着作业产生的机械的冲击等产生伤痕等而受到损伤,然而利用上述热传导性材料层,还可以获得保护电池免受机械的冲击等而抑制其损伤的效果。
上述热传导性材料层优选由凝胶状物质构成。
作为上述热传导性材料层,虽然也可以用金属、碳纤维等热传导性优良的材料来构成,但是认为例如如果在与间隔件或电池之间形成间隙,则热传导性就会因空气层而受到损害。与之不同,如果将上述热传导性材料层设为由凝胶状物质构成的层,则由于与间隔件及电池的密接性优良,因此难以形成空气层,所以可以更为有效地促进热传导而进一步提高散热性,另外除此以外,还可以更为可靠地保护电池免受机械的冲击等。另外,在电池是被层压膜等具有柔软性的外包装体包装的电池的情况下,在处置之时容易变形,并且电池会因充放电而发生体积变化,略微地产生变形,然而如果热传导性材料层是凝胶状物质,则由于可以追随此种电池的变形,因此可以很容易地形成热传导性材料层,并且也不会有因电池的变形而产生裂纹的情况。
上述热传导性材料层优选由凝胶状片构成。
在如前所述地将热传导性材料层设为由凝胶状物质构成的层的情况下,虽然例如也可以通过将由凝胶状物质构成的膏剂涂刷在间隔件或电池的表面来形成热传导性材料层,但是如果与之不同,将热传导性材料层利用凝胶状薄片来构成,则由于处置十分容易,可以仅通过插入间隔件与电池之间来形成热传导性材料层,因此可以使组电池的制造的作业性良好。
上述热传导性材料层优选以硅酮作为主成分来构成。
作为构成热传导性材料层的物质,只要是具有必需的热传导性的材料,就没有特别限定,然而以硅酮作为主成分的材料不仅具有良好的热传导性,而且可以廉价并容易地获得。
上述热传导性材料层的热传导率优选为6~10W/m·K。
如果上述热传导性材料层的热传导率在6W/m·K以上,则可以充分地进行利用该热传导性材料层的热传导,散热效果变得良好,另一方面,如果上述热传导性材料层的热传导率在10W/m·K以下,则可以将该热传导性材料层设为能够容易地形成的范围内的层。
上述热传导性材料层的厚度优选为0.5~3mm。
如果上述热传导性材料层的厚度在0.5mm以上,则可以充分地确保该热传导性材料层的热传导性、抗冲击性等特性。另一方面,如果上述热传导性材料层的厚度在3mm以下,则该热传导性材料层占有必需程度以上的场地而降低电池的体积能量密度的情况就会很少,另外也不会有该热传导性材料层厚到必需程度以上而使热传导性反而降低的情况。
另外,本发明提供一种组电池,是将多个电池串联或并联,在其间夹设隔热用或散热用的间隔件地配置该多个电池而成的组电池,其特征在于,在上述间隔件与电池之间,形成有热传导性材料层。
根据上述构成的组电池(以下也称作“第二组电池”),由于在间隔件与电池之间夹设热传导性材料层,因此可以促进从电池向间隔件的热传导而更为有效地进行散热,这样就可以抑制由温度上升造成的电池的劣化。
另外,在组电池的组装作业等之时,特别是在电池是被层压膜等具有柔软性的外包装体包装的电池的情况下,该外包装体的表面容易因伴随着作业产生的机械的冲击等产生伤痕等而受到损伤,然而利用上述热传导性材料层,还可以获得保护电池免受机械的冲击等而抑制其损伤的效果。
在上述第二组电池中,上述热传导性材料层优选由凝胶状物质构成。
作为上述热传导性材料层,虽然也可以用金属、碳纤维等热传导性优良的材料来构成,但是认为例如如果在与间隔件或电池之间形成间隙,则热传导性就会因空气层而受到损害。与之不同,如果将上述热传导性材料层设为由凝胶状物质构成的层,则由于与间隔件及电池的密接性优良,因此难以形成空气层,所以可以更为有效地促进热传导而进一步提高散热性,另外除此以外,还可以更为可靠地保护电池免受机械的冲击等。另外,在电池是被层压膜等具有柔软性的外包装体包装的电池的情况下,在处置之时容易变形,并且电池会因充放电而发生体积变化,略微地产生变形,然而如果热传导性材料层是凝胶状物质,则由于可以追随此种电池的变形,因此可以很容易地形成热传导性材料层,并且也不会有因电池的变形而产生裂纹的情况。
在上述第二组电池中,上述热传导性材料层优选由凝胶状片构成。
在如前所述地将热传导性材料层设为由凝胶状物质构成的层的情况下,虽然例如也可以通过将由凝胶状物质构成的膏剂涂刷在间隔件或电池的表面来形成热传导性材料层,但是如果与之不同,将热传导性材料层利用凝胶状片来构成,则由于处置十分容易,可以仅通过插入间隔件与电池之间来形成热传导性材料层,因此可以使组电池的制造的作业性良好。
在上述第二组电池中,上述热传导性材料层优选以硅酮作为主成分来构成。
作为构成热传导性材料层的物质,只要是具有必需的热传导性的材料,就没有特别限定,然而以硅酮作为主成分的材料不仅具有良好的热传导性,而且可以廉价并容易地获得。
在上述第二组电池中,上述热传导性材料层的热传导率优选为6~10W/m·K。
如果上述热传导性材料层的热传导率在6W/m·K以上,则可以充分地进行利用该热传导性材料层的热传导,散热效果变得良好,另一方面,如果上述热传导性材料层的热传导率在10W/m·K以下,则可以将该热传导性材料层设为能够容易地形成的范围内的层。
在上述第二组电池中,上述热传导性材料层的厚度优选为0.5~3mm。
如果上述热传导性材料层的厚度在0.5mm以上,则可以充分地确保该热传导性材料层的热传导性、抗冲击性等特性。另一方面,如果上述热传导性材料层的厚度在3mm以下,则该热传导性材料层占有必需程度以上的场地而降低电池的体积能量密度的情况就会很少,另外也不会有该热传导性材料层厚到必需程度以上而使热传导性反而降低的情况。
另外,本发明的二次电池是由具有柔软性的外包装体包装的二次电池,其特征在于,在上述外包装体的表面,形成有由凝胶状物质构成的热传导性材料层。
根据上述构成,由于在电池的外包装体的表面形成有由凝胶状物质构成的热传导性材料层,因此可以促进从电池中的散热,由此就可以抑制由温度上升造成的二次电池的劣化。
另外,在被层压薄膜等具有柔软性的外包装体包装的电池的情况下,该外包装体的表面很容易因伴随着搬送或使用、处置等产生的机械的冲击等产生伤痕而易受到损伤,然而利用上述热传导性材料层,则可以获得保护电池免受机械的冲击等而抑制其损伤的效果。
另外,特别是由于上述热传导性材料层是由凝胶状物质构成的层,与电池的密接性优良而难以形成空气层,所以可以更为有效地促进从电池中的热传导,散热性变得更为良好,另外,除此以外,还可以更为可靠地保护电池免受机械的冲击等。另外,由于电池被具有柔软性的外包装体包装,因此虽然在处置之时容易变形,并且电池会因充放电而发生体积变化,略微地产生变形,然而因热传导性材料层是凝胶状物质,可以追随此种电池的变形,因此可以很容易地形成热传导性材料层,并且也不会有因电池的变形而产生裂纹的情况。
在上述二次电池中,上述热传导性材料层优选由凝胶状片构成。
上述热传导性材料层虽然例如也可以通过将由凝胶状物质构成的膏剂涂刷在电池的表面来形成,但是如果与之不同,将热传导性材料层利用凝胶状片来构成,则由于处置十分容易,可以仅通过贴附在电池的外包装体的表面来形成热传导性材料层,因此可以使电池的制造的作业性良好。
在上述二次电池中,上述热传导性材料层优选以硅作为主成分来构成。
作为构成热传导性材料层的物质,只要是具有必需的热传导性的材料,就没有特别限定,然而以硅酮作为主成分的材料不仅具有良好的热传导性,而且可以廉价并容易地获得。
在上述二次电池中,上述热传导性材料层的热传导率优选为6~10W/m·K。
如果上述热传导性材料层的热传导率在6W/m·K以上,则可以充分地进行利用该热传导性材料层的热传导,散热效果变得良好,另一方面,如果上述热传导性材料层的热传导率在10W/m·K以下,则可以将该热传导性材料层设为能够容易地形成的范围内的层。
在上述二次电池中,上述热传导性材料层的厚度优选为0.5~3mm。
如果上述热传导性材料层的厚度在0.5mm以上,则可以充分地确保该热传导性材料层的热传导性、抗冲击性等特性。另一方面,如果上述热传导性材料层的厚度在3mm以下,则该热传导性材料层占有必需程度以上的场地而降低电池的体积能量密度的情况就会很少,另外也不会有该热传导性材料层厚到必需程度以上而使热传导性反而降低的情况。
根据本发明构成,由于采用了如下的构成,即,夹设于构成组电池的多个电池之间的间隔件具有内腔,在该内腔中装填具有灭火性的填充剂,通过上述间隔件的至少一部分因热而开口,就可以使上述填充剂向外部流出,因此在电池温度上升之时,就可以利用在内腔中装填了填充剂的间隔件进行隔热或散热,防止电池温度进一步上升。另外,即使在多个电池中的某个中发生了异常发热的情况下,通过间隔件的至少一部分因热而开口使填充剂向外部流出,间隔件的内腔就会变成空腔而形成空气层,利用该空气层更为有效地进行隔热,可以可靠地防止异常发热向其他的电池传播。另外,由于填充剂具有灭火性,因此即使在多个电池中的某个着火的情况下,也可以利用该装填有具有灭火性的填充剂的间隔件来阻止火势蔓延。另外,此时因具有灭火性的填充剂向外部流出,而可以散布于着火部位地进行灭火。
另外,因间隔件具有内腔,即使将该间隔件设为金属制,也可以轻质地构成,特别是由于如果设为树脂制或橡胶制,则可以更为轻质地构成,因此也不会有降低组电池的能量密度的情况。另外,通过采用在间隔件中装填具有灭火性的填充剂的构成,就不需要在间隔件的外部另外确保用于填充剂的场地,所以就可以由此来紧凑地构成组电池,增大体积能量密度。
所以,利用本发明,可以有效地防止电池的火势蔓延或加热,并且还可以进行发生了着火的电池的灭火,而且还可以紧凑地构成而获得具有高体积能量密度的组电池。
附图说明
图1是构成本发明的组电池的电池(单元(cell))中所用的正极的俯视图。
图2是构成本发明的组电池的电池(单元)中所用的负极的俯视图。
图3是构成本发明的组电池的电池(单元)中所用的隔离件(separator)的立体图。
图4是将图1的正极用图3的隔离件夹持而以袋状制成的隔离件包装正极的俯视图。
图5是构成本发明的组电池的电池(单元)中所用的叠层电极体的分解立体图。
图6是构成本发明的组电池的电池(单元)中所用的叠层电极体的侧视图。
图7是向构成本发明的组电池的电池(单元)中所用的外包装体中插入了图6的叠层电极体的状态的立体图。
图8是表示构成本发明的组电池的间隔件的一个例子的立体图。
图9是表示构成本发明的组电池的间隔件的另一个例子的立体图。
图10是表示本发明的组电池的一个例子的示意性侧视图。
图11是表示构成本发明的组电池的间隔件的另一个例子的分解立体图。
图12是图11的间隔件的立体图。
图13是表示构成本发明的组电池的电池(单元)的一个例子的立体图。
图14是表示将图13的电池(单元)装填到图12的间隔件中的状态的立体图。
图15是表示本发明的组电池的另一个例子的示意性侧视图。
图16是图15的组电池的立体图。
图17是表示构成本发明的组电池的间隔件的另一个例子的局部放大立体图。
图18是表示构成本发明的组电池的间隔件的另一个例子的局部放大立体图。
图19是构成本发明的组电池的电池(单元)的一个例子,是表示形成热传导性材料层之前的状况的立体图。
图20是表示在图19的电池(单元)上形成了热传导性材料层的状况的立体图。
图21是表示使用了图19的电池(单元)的组电池的示意性侧视图。
其中,14低熔点部,52间隔件
具体实施方式
下面将在参照附图的同时对本发明进行更为详细的说明,然而本发明并不受以下的最佳方式的任何限定,可以在不改变其主旨的范围内适当地变更而实施。
[正极的制作]
在将90质量%的作为正极活性物质的LiCoO2、5质量%的作为导电剂的炭黑、5质量%的作为粘结剂的聚偏氟乙烯、作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)溶液混合而配制了正极用料浆后,将该正极用料浆涂刷在除去正极集电接头的焊接部位以外的作为正极集电体的铝箔(厚:15μm)的两面。其后,将溶剂干燥而用滚轧机压延至达到规定的厚度(0.1mm),如图1所示,以变成具有规定的宽度及高度(宽L1=95mm、高L2=95mm)并且正极集电接头(未涂布正极用料浆的部分)11突出的形状的方式切割而制作了正极1。
[负极的制作]
在将95质量%的作为负极活性物质的石墨粉末、5质量%的作为粘结剂的聚偏氟乙烯、作为溶剂的NMP溶液混合而配制了料浆后,将该料浆涂刷在除去负极集电接头的焊接部位以外的作为负极集电体的铜箔(厚:10μm)的两面。其后,将溶剂干燥而用滚轧机压延至达到规定的厚度,如图2所示,以变成具有规定的宽度及高度(宽L8=100mm、高L9=100mm、L1<L8、L2<L9)并且负极集电接头(未涂布料浆的部分)12突出的形状的方式切割而制作了负极2。
[隔离件袋包装正极的制作]
如图3所示准备两片以与负极2相等的大小(宽L3=L8=100mm、高L4=L9=100mm)切割的聚丙烯(PP)制隔离件3a,将正极1用该隔离件3a夹持,如图4所示将隔离件3端部用焊接部4热熔接而制成袋状。
[叠层电极体的制作]
如图5所示,分别准备10片隔离件袋包装正极1、11片负极2而层叠,将两个端面设为负极2而在两个端面配置用于形状保持的聚丙烯制的端面片6,如图6所示,将两个端面薄片6用绝缘胶带7连接,制成了叠层电极体10。叠层电极体10的厚度为2.2mm。然后,将正极集电接头11及负极集电接头12利用超声波焊接来焊接在集电引线9上。
[向外包装体中的封入]
如图7所示,向预先以可以设置叠层电极体10的方式形成的由2片层压膜构成的外包装体13中插入叠层电极体10,仅使集电体(集电引线)9向外部突出地将具有集电体9的一边热焊接,并将剩余的3边中的2边热焊接。
[电解液的注入及外包装体的密封]
从上述的并未热焊接的一边向外包装体13中注入电解液,该电解液在将碳酸亚乙酯(EC)和碳酸甲乙酯(MEC)以体积比30∶70的比例混合了的混合溶剂中,以1M(摩尔/升)的比例溶解了LiPF6,最后通过将并未热焊接的一边热焊接,制作了锂离子电池(以下称作单元(cell))。
[封入了灭火剂的间隔件的制作]
将由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的厚1mm的板材贴合而制成方形的袋状体,向其中作为灭火剂加入磷酸二氢铵(NH4H2PO4、密度1.74),最后利用热焊接密封,如图8所示,制作了未形成低熔点部的、封入了灭火剂的宽120mm、高150mm、厚5mm的间隔件(以下称作A型间隔件)51。
[组电池的制作]
如图10所示,在2片加压板30之间,将5个单元40在其间夹设4片A型间隔件51地层叠配置,将2片加压板30用螺栓31及螺母32连接,继而在其下安装托盘33,制作了组电池。
[实施例1]
[第一实施例]
(实施例1)
作为实施例1的组电池,使用了与在用于实施上述发明的最佳的方式中所说明的组电池相同地制作的组电池。
以下将如此制作的组电池称作组电池A1。
(实施例2)
除了上述A型间隔件51,还使用如下所示地制作的B型间隔件52,除此以外,与上述实施例1相同地制作了组电池。
将由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的厚1mm的板材贴合而制成方形的袋状体,向其中作为液体加入水,最后,将Bi-Cd-Pb-Sn合金(质量比Bi∶Cd∶Pb∶Sn=50∶10∶25∶15、熔点75℃)以尺寸5m×10mm×0.5mm的小片状制造,将该材料作为盖体利用粘接剂粘接在袋状体的一个端缘的一方端部,形成低熔点部14,制作了封入了液体的宽120mm、高150mm、厚5mm的间隔件(以下称作B型间隔件)52。
以下将如此制作的组电池称作组电池B1。
[组电池的效果]
在上述组电池A1中形成如下的构成,即,夹设于构成该组电池A1的多个(5个)单元之间的A型间隔件51具有内腔,在该内腔中装填作为具有灭火性的填充剂的磷酸二氢铵,通过上述A型间隔件51的任意的部位因热而开口,就可以使得上述填充剂向外部流出,在通常的使用状态下电池温度上升之时,利用在内腔中装填了填充剂的A型间隔件51进行隔热或散热,可以防止电池温度进一步上升。另外,即使在多个单元中的某个中发生了异常发热的情况下,通过A型间隔件51的一部分因热而开口使填充剂向外部流出,A型间隔件51的内腔就会变成空腔而形成空气层,利用该空气层更为有效地进行隔热,可以可靠地防止异常发热向其他的单元传播。另外,由于填充剂具有灭火性,因此即使在多个单元中的某个着火的情况下,也可以利用该装填有具有灭火性的填充剂的A型间隔件51来阻止火势蔓延。另外,此时因具有灭火性的填充剂向外部流出,而可以散布于着火部位地进行灭火。
另外,虽然A型间隔件51不是由金属而是由树脂(PET)构成,但是也成为能够防止火势蔓延的间隔件,所以A型间隔件51就被轻质地构成,不会有组电池A1的质量能量密度降低的情况,可以保持为良好的水平。另外,通过采用在A型间隔件51中装填具有灭火性的填充剂的构成,就不需要在A型间隔件51的外部确保用于填充剂的场地,从而可以由此将组电池A1紧凑地构成,体积能量密度变大。
另外,由于A型间隔件51由作为可燃性树脂的PET制成,因此在发生了着火的情况下,A型间隔件51燃烧而使内部的填充剂流出,可以利用该填充剂进行灭火。另外,通过使用作为通用树脂的PET,就可以廉价地制造A型间隔件51,并且加工性也变得良好。
另外,由于设有捕集从A型间隔件51中流出的填充剂的托盘33,因此可以更为有效地进行利用填充剂的灭火。即,因在填充剂从A型间隔件51中流出的途中进行灭火,就会形成单元被浸渍于由托盘33捕集的填充剂中的状态,这样就可以更为可靠地进行灭火。另外,该托盘33还起到使流出的填充剂不向组电池A1的外部泄漏的作用。
另一方面,上述组电池B1中,除了与上述组电池A1相同的效果以外,由于在B型间隔件52的一部分(一侧端缘的下端部),形成有由Bi-Cd-Pb-Sn合金(熔点75℃)制成的低熔点部14,该合金是具有比作为构成该B型间隔件52的材料的PET的熔点(250~280℃左右)更低的熔点的材料,因此当单元发热而升温到75℃附近时,该低熔点部即熔化而形成开口,内部的作为填充剂的水就会从该开口中流出。所以,利用在B型间隔件52的一部分形成低熔点部14这样的简单的构成,就会形成能够因热而开口使内部的填充剂流出的间隔件。另外,通过将低熔点部14的形成位置设定于特定位置,就可以将填充剂的流出位置限制在该位置,由此就会使填充剂重点地在所需的位置流出,从而成为能够在该位置可靠地灭火的构成。
[第二实施例]
[袋状体的制作]
如图11所示,将由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的板材贴合而制成方形的袋状体。在形成该袋状体的一个面的一方的板材上,沿着一侧端缘在下端部及在该下端部的上方相隔了间隔S11=50mm的中央部,分别穿设具有数mm左右的直径的贯穿孔。然后,从该贯穿孔向上述袋状体中作为液体加入水,其后,将Bi-Cd-Pb-Sn合金(质量比Bi∶Cd∶Pb∶Sn=50∶10∶25∶15、熔点75℃)以尺寸10m×10mm×0.5mm的小片状制造而作为盖体,分别覆盖上述上下的贯穿孔地利用粘接剂粘接该盖体,由此就沿上下方向并置地形成2个点的低熔点部15L、15H,制成封入了液体的宽L11=150mm、高L12=95mm、厚T11=4mm的间隔件(以下称作C型间隔件)53。将该C型间隔件53再制作相同的一个,合计准备了2个。
然后,将上述2个C型间隔件53以使得形成了低熔点部15L、15H的面相面对的状态,另外,以沿着两侧端缘在其间夹设了纵L15=4mm、横L16=4mm、高L17=95mm的四方柱状的夹设材料53S的状态重合,将该重合物放置于长L13=150mm、宽L14=12mm、厚T12=5mm的底板53B上,最后将这些C型间隔件53、夹设材料53S和底板53B焊接,制作了图12所示的长L11=150mm、宽L14=12mm、高L12+T12=100mm的上端开口的袋状体54。
而且,上述夹设材料53S或底板53B为了能够在组电池的制作时施加了压力之际使袋状体54发生变形而对单元充分地加压,是由具有柔性的材料,具体来说是由聚四氟乙烯(PTFE)制成的。
[单元的制作]
依照在用于实施上述发明的最佳的方式中所说明的方法,制作了如图13所示的宽L18=100mm、高L19=120mm的单元17。然后,将该单元17如图14所示地装填到上述袋状体54内。
[组电池的制作]
如图15及图16所示,在2片加压板34之间,层叠地配制分别装填了单元17的5个袋状体54,将2片加压板34用螺栓35及螺母36连接,制作了组电池。
以下将如此制作的组电池称作组电池C1。
[组电池的效果]
上述组电池C1具有与如前所述的第一实施例的组电池A1或B1的效果相同的效果,除此以外,还可以起到如下所示的效果。即,虽然与上述组电池A1或B1的情况是共同的,然而由于C型间隔件53具有可以在加压状态下收缩的柔软性,因此可以在C型间隔件53开口之时利用压力收缩而将内部的填充剂挤出,有效地使之流出。另外,如果伴随着C型间隔件53的收缩在其表面形成褶状的凹凸,则该凹部会起到类似凸棱的作用而使灭火效率变得更为良好。另外,由于C型间隔件53构成能够装填各单元17的袋状体54的一部分(表背面部),因此袋状体54还可以作为捕集所流出的填充剂的托盘发挥作用,由此就可以更为有效地进行灭火。即,从C型间隔件53中流出的填充剂存留于袋状体54的内部,各单元17将会更为可靠地浸渍于该存留的填充剂中,由此就可以更为有效地进行灭火。
另外,由于多个单元17被逐一地装填在一个接一个的C型间隔件54中,因此流出的填充剂不会分散,而是被限定性地由对应的1个C型间隔件54捕集,由此填充剂就会在C型间隔件54内存留至更高的位置(即,更为有效地存留),从而可以将单元17更为可靠地浸渍。
另外,由于在高度位置不同的多个部位(上下2个部位)形成有低熔点部15L、15H,因此利用高位的低熔点部15H,使装填到比它更高位置的填充剂向外部流出而向下方流下,由此就可以在该高位的低熔点部15H以下的部位进行初次的灭火(初期灭火),其后利用低位的低熔点部15L使剩余的填充剂向外部流出,由此就可以进行二次的灭火。通过像这样在多个高度位置使填充剂流出而进行灭火,就可以更为有效地进行灭火。
特别是,由于认为在电池中在中央部分最容易发生异常发热或着火,因此可以通过在该中央部分形成高位的低熔点部15H,使填充剂向中央部分流出,而形成能够更为有效地进行灭火的构成。
而且,该情况下,通过将高位的低熔点部15H的熔点设定为比低位的低熔点部15L更低,就可以可靠地从高位的低熔点部15H开始依次流出填充剂。
[第三实施例]
[热传导性材料(薄片)的制造]
将厚1mm的热传导凝胶片(Geltech公司制;商品名Lambda COH-4000)切割为宽100mm、高120mm的方形,制成薄片状热传导性材料。上述热传导凝胶片(Lambda COH-400)是硅酮制的片状热传导凝胶,热传导率为6.5W/m·K。
[单元的制作]
如图19所示,制作与上述第二实施例的组电池C1中所用的单元17相同的单元22S(宽L20=100mm、高L21=120mm、厚T14=4mm),在该单元22S的两面,分别贴附上述片状热传导性材料23S,如图20所示,得到了在两面形成了热传导性材料层23、23的单元(单电池)22。将该单元22共计准备了8个相同的。
[组电池的制作]
除了使用上述8个单元22以外,与上述实施例1的组电池A1的情况相同地制作组电池,如图21所示,将7个间隔件51和8个单元22交互地配置,得到了在各间隔件51与各单元22之间分别形成了热传导性材料层23的组电池。
以下将如此制作的组电池称作组电池D1。
[电池(单电池)的效果]
构成上述组电池D1的各单元22虽然其自身也可以作为单电池使用,但是,根据该单元22,由于是用由层压薄膜制成的外包装体,即用具有柔软性的外包装体包装了的二次电池,成为在该外包装体的表面形成有由凝胶状物质构成的热传导性材料层23的构成,因此可以促进从电池中的散热,由此将会抑制由温度上升造成的二次电池的劣化。
另外,因成为用由层压膜制成的柔软性的外包装体包装了的电池,如果直接使用,则会使该外包装体的表面容易因伴随着搬送或使用、处置等产生的机械的冲击等产生伤痕等而易受损伤,然而通过形成上述热传导性材料层23,就可以保护电池免受机械的冲击等而抑制其损伤。
另外,特别是由于上述热传导性材料层23是由凝胶状物质构成的层,因此与电池的密接性优良而难以形成空气层,所以可以更为有效地促进从电池中的热传导,散热性变得更为良好,另外,除此以外,还可以更为可靠地保护电池免受机械的冲击等。另外,由于电池被具有柔软性的外包装体包装,因此虽然在处置之时容易变形,并且电池会因充放电而发生体积变化,略微地产生变形,然而由于热传导性材料层23由凝胶状物质构成,因此可以追随此种电池的变形,所以就可以很容易地形成热传导性材料层23,并且也不会有因电池的变形而产生裂纹的情况。
另外,由于上述热传导性材料层23由凝胶状薄片23S构成,因此处置也很容易,可以仅通过贴附在电池的外包装体的表面来形成热传导性材料层23,因此电池的制作的作业性也会变得良好。特别是,由于上述片状热传导性材料(Lambda COH-4000)23S具有粘性,因此可以直接地简便地贴合在单元22S的表面。
另外,由于上述热传导性材料层23以硅酮作为主成分构成,而以硅酮作为主成分的材料不仅具有良好的热传导性,而且可以廉价并容易地获得,所以就可以廉价并且容易地形成热传导性良好的热传导性材料层23。
另外,由于上述热传导性材料层23的热传导率达到6.5W/m·K,因此可以充分地进行利用该热传导性材料层23的热传导,散热效果变得良好,并且热传导率并非必需程度以上的高水平,可以很容易地获得该材料,所以该热传导性材料层23就处于可以很容易地形成的范围内。
另外,由于上述热传导性材料层23的厚度达到1mm,该热传导性材料层23的厚度并不过小,因此热传导性、抗冲击性等特性变得充分,另一方面,由于该热传导性材料层23的占有场地并不过大,因此还可以抑制电池的体积能量密度的降低,另外也不用担心因达到必需程度以上的厚度而使热传导性反而降低。
[电池(组电池)的效果]
根据上述组电池D1的构成,由于在间隔件51与单元22之间夹设热传导性材料层23,因此可以促进从单元22向间隔件51的热传导,从而可以更为有效地进行散热,由此就可以抑制由温度上升造成的电池的劣化。
另外,在组电池D1的组装作业等之时,特别是由于单元22被由层压薄膜等柔软性的外包装体包装,因此如果直接使用,则该外包装体的表面就很容易因伴随着作业等产生的机械的冲击等产生伤痕等而易受损伤,然而通过形成上述热传导性材料层23,就可以保护单元22免受机械的冲击等而抑制其损伤。
另外,由于上述热传导性材料层23是由凝胶状物质构成的层,因此与间隔件51及单元22S的密接性优良,难以形成空气层,所以可以更为有效地促进热传导,进一步提高散热性,另外,除此以外,还可以更为可靠地保护单元22S免受机械的冲击等。另外,由于单元22S被由层压薄膜制成的柔软性的外包装体包装,因此虽然在处置之时容易变形,并且单元22S会因充放电而发生体积变化,略微地产生变形,然而由于热传导性材料层23是凝胶状物质,因此可以追随此种单元22S的变形,所以就可以很容易地形成热传导性材料层23,并且也不会有因单元22S的变形而产生裂纹的情况。
另外,由于上述热传导性材料层23由凝胶状片23S构成,因此处置也很容易,可以仅通过插入间隔件51和单元22S之间(本实施例中,是贴附在各单元22S的两面)来形成热传导性材料层23,因此组电池D1的制造的作业性也会变得良好。特别是,由于上述片状热传导性材料(LambdaCOH-4000)23S具有粘性,因此可以直接地简便地贴合在各单元22S的表面。
另外,由于上述热传导性材料层23以硅酮作为主成分构成,而以硅酮作为主成分的材料不仅具有良好的热传导性,而且可以廉价并容易地获得,所以就可以廉价并且容易地形成热传导性良好的热传导性材料层23。
另外,由于上述热传导性材料层23的热传导率达到6.5W/m·K,因此可以充分地进行利用该热传导性材料层23的热传导,散热效果变得良好,并且热传导率并非必需程度以上的高水平,可以很容易地获得该材料,所以该热传导性材料层23就处于可以很容易地形成的范围内。
另外,由于上述热传导性材料层23的厚度达到1mm,该热传导性材料层23的厚度并不过小,因此热传导性、抗冲击性等特性变得充分,另一方面,由于该热传导性材料层23的占有场地并不过大,因此还可以抑制组电池D1的体积能量密度的降低,另外也不用担心因达到必需程度以上的厚度而使热传导性反而降低。
[第四实施例]
[组电池的制作]
除了上述第二实施例的单元17以外,还使用在上述第三实施例中制作的在两面形成有热传导性材料层23、23的单元(单电池)22,除此以外,与第二实施例相同地制作了组电池。
以下将如此制作的组电池称作组电池E1。
[组电池的效果]
上述组电池E1由于使用在两面形成有热传导性材料层23、23的单元(单电池)22,因此不仅具有与上述第三实施例的组电池D1的情况相同的效果,而且由于将各单元22装填于C型间隔件53构成一部分(表背面部)的袋状体54中,因此如下所示,还可以获得与上述第二实施例的组电池C1的情况相同的效果。
即,由于C型间隔件53构成能够装填各单元22的袋状体54的一部分(表背面部),因此从C型间隔件53中流出的填充剂存留于袋状体54的内部,各单元22将会更为可靠地浸渍于该存留的填充剂中,由此就可以更为有效地进行灭火。
另外,由于多个单元22被逐一地装填在一个接一个的C型间隔件54中,因此流出的填充剂不会分散,而是被限定性地由对应的1个C型间隔件54捕集,由此填充剂就会在C型间隔件54内存留至更高的位置(即,更为有效地存留),从而可以将单元22更为可靠地浸渍。
另外,由于在高度位置不同的多个部位(上下2个部位)形成有低熔点部15L、15H,因此利用高位的低熔点部15H,使装填到比它更高位置的填充剂向外部流出而向下方流下,由此就可以在该高位的低熔点部15H以下的部位进行初次的灭火(初期灭火),其后利用低位的低熔点部15L使剩余的填充剂向外部流出,由此就可以进行二次的灭火。通过像这样在多个高度位置使填充剂流出而进行灭火,就可以更为有效地进行灭火。特别是,通过在被认为最容易发生异常发热或着火的中央部分形成高位的低熔点部15H,而使填充剂向中央部分流出,就会形成能够更为有效地进行灭火的构成。
[其他的事项]
(1)也可以在间隔件的与电池接触的表面上,形成沿上下方向延伸的凸棱。图17是表示形成了凸棱的间隔件的例子的图,在作为间隔件55的与电池接触的面的表背两面,等间隔地形成沿上下方向平行地延伸的多条凸棱18。根据该构成,就可以在凸棱18的两侧形成空隙,该空隙成为填充剂的导通路,由此就成为填充剂能够更为可靠地流下的结构。另外,在电池发热之时该空隙成为散热路,由此就可以更为有效地进行散热。特别是由于电池以被推压的状态接触间隔件的表背面部,因此与该表背面部为平滑面而间隔件与电池全面地密接的情况相比,如上所述地成为在形成有空隙的状态下相接触的状态的情况,可以使填充剂更容易流下,另外也更容易进行散热。
而且,在上述图17中所示的例子中,虽然在形成于多条凸棱18之间的多个空隙中的几个空隙中,在上端附近形成低熔点部(未图示),然而也可以采用如下的构成,即,不形成此种低熔点部,使间隔件55的整体能够利用热在任意的部位开口。
(2)也可以在间隔件的表面形成沿横向延伸的凸棱。这样的话,填充剂就不仅向下方流下,而且还会在横向被引导而更为广泛地流遍,由此就可以更为可靠地进行灭火。特别是,在如图18所示使从设于间隔件56的侧缘部的低熔点部19中流出填充剂的情况下,填充剂如箭头X1所示沿着该间隔件56的侧缘部向下方流下,然而通过形成沿横向延伸至与该侧缘部相邻的表背面部的凸棱20,则填充剂就会如箭头X2所示被上述凸棱20引导而流遍间隔件56的表背面部。图18中所示的例子中,还将凸棱20在从间隔件56的侧缘部沿着表背面部下倾的同时延伸地形成,由此就可以使填充剂在凸棱20上更为顺畅地流过地构成,另外,在该凸棱20上相隔适当的间隔地穿设有沿上下方向贯穿的孔21,由此就可以使填充剂如箭头X3所示在适当的位置流下而广泛地流遍间隔件56的表背面部。
(3)作为填充剂,除了上述的磷酸二氢铵(NH4H2PO4)或水以外,例如也可以使用小苏打(碳酸氢钠:NaHCO3)等。
而且,从更为可靠地防止内部短路的方面考虑,填充剂最好也使用具有绝缘性的材料。
(4)低熔点部除了可以形成于间隔件的表面到背面或侧缘部以外,例如也可以形成于底部。另外,例如也可以像配置于间隔件的左右两端等那样,沿宽度方向拉开间隔地配置于多个位置,由此来使填充剂分散于更宽范围地流出。
(5)也可以采用如下的构成,即,将填充剂例如与氮气等气体一起在加压状态下封入间隔件中,一旦间隔件开口,即可以利用压力向外部喷出,这样就可以进一步提高灭火效率。
(6)也可以将间隔件如下构成,即,具有一定程度的刚性,即使例如在受到了与构成组电池之时所施加的压力大致相同或在其以上的压力,也可以保持初期的形状,或者也可以具有比之更低的刚性或柔软性地构成。如果间隔件是具有如上所述的刚性的材料,则此时就可以利用间隔件的刚性来可靠地保持空气层的容量。另外,因间隔件保持了形状,从而就不会有确保电池(单元)之间的间隔这样的原本的功能受到损害的情况。另一方面,如果间隔件是柔软性的材料,则在开口之时,就可以利用所施加的压力收缩将内部的填充剂挤出地使之有效地流出。另外,因间隔件伴随着填充剂的流出而收缩,从而会根据情况在该间隔件的外部形成该收缩的量的空隙,该空隙将会发挥隔热效果。另外,如果伴随着间隔件的收缩在其表面形成褶状的凹凸,则该凹凸就能够起到与上述的凸棱或槽部类似的作用。
(7)作为正极活性物质,并不限定于上述钴酸锂,也可以是钴-镍-锰的锂复合氧化物、铝-镍-锰的锂复合氧化物、铝-镍-钴的复合氧化物等含有钴、镍或锰的锂复合氧化物;或尖晶石型锰酸锂等。
(8)作为负极活性物质,除了天然石墨、人造石墨等石墨以外,也可以是石墨·焦炭·氧化锡·金属锂·硅及它们的混合物等,只要是能够嵌入脱嵌锂离子的材料就可以。
(9)作为电解液并不特别限定于本实施例中所示的材料,作为锂盐例如可以举出LiBF4、LiPF6、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiPF6 -x(CnF2n+1)x[其中,1<x<6,n=1或2]等,可以使用它们的1种,或者混合使用2种以上。支持电解质的浓度虽然没有特别限定,但是优选在每1升电解液中为0.8~1.8摩尔。另外,作为溶剂种除了上述EC或MEC以外,还优选碳酸亚丙酯(PC)、γ-丁内酯(GBL)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)等碳酸酯系溶剂,更优选环状碳酸酯与链状碳酸酯的组合。
(10)作为发电元件,并不限定于叠层型的,当然也可以用于将螺旋状的材料加压而压扁了的长圆型的元件中。另外,电池的种类并不限定于上述非水电解质电池,即使是碱性电池等也可以使用。
(11)在组电池中,在像上述第三实施例或第四实施例那样设置热传导性材料层的情况下,例如除了在内腔中装填了具有灭火性的填充剂的本发明的间隔件以外,也可以使用其他任意的构成的间隔件,该情况下,也可以利用热传导性材料层来提高散热效果。但是,通过并用本发明的间隔件,当然就可以提高安全性及体积能量密度。
(12)热传导性材料层也可以如前所述,例如通过将由凝胶状物质制成的膏剂涂刷在间隔件或电池的表面来形成,然而作为此种膏剂状的热传导凝胶,例如可以举出Lambda Gel DP(商品名;Geltech公司制)等。
工业上的利用可能性
本发明可以适用于例如搭载于机器人或电动汽车等中的动力用等大功率用途的电源中。
Claims (25)
1.一种组电池,它是以将多个电池串联或并联且在该多个电池间夹设隔热用或散热用的间隔件的方式配置而成的组电池,其特征在于,
所述间隔件具有内腔,在所述内腔中装填有具有灭火性的填充剂,
通过所述间隔件的至少一部分因热而开口,所述填充剂可向外部流出。
2.根据权利要求1所述的组电池,其特征在于,所述间隔件由可燃性树脂制成。
3.根据权利要求1或2所述的组电池,其特征在于,在所述间隔件的一部分中,形成有由具有比构成所述间隔件的材料的熔点更低的熔点的材料制成的低熔点部。
4.根据权利要求3所述的组电池,其特征在于,所述低熔点部形成于高度位置不同的多个部位。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的组电池,其特征在于,具备捕集从所述间隔件中流出的填充剂的托盘。
6.根据权利要求5所述的组电池,其特征在于,所述托盘被分为多个而构成。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的组电池,其特征在于,在所述间隔件的与电池接触的表面上,形成有沿上下方向延伸的凸棱。
8.根据权利要求1~4、7中任一项所述的组电池,其特征在于,所述间隔件具有能够在加压状态下收缩的柔软性,构成能够装填各电池的袋状体的至少一部分。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的组电池,其特征在于,在所述间隔件与电池之间,形成有热传导性材料层。
10.根据权利要求9所述的组电池,其特征在于,所述热传导性材料层由凝胶状物质构成。
11.根据权利要求10所述的组电池,其特征在于,所述热传导性材料层由凝胶状片构成。
12.根据权利要求9~11中任一项所述的组电池,其特征在于,所述热传导性材料层以硅酮作为主成分来构成。
13.根据权利要求9~12中任一项所述的组电池,其特征在于,所述热传导性材料层的热传导率为6~10W/m·K。
14.根据权利要求9~13中任意一项所述的组电池,其特征在于,所述热传导性材料层的厚度为0.5~3mm。
15.一种组电池,它是以将多个电池串联或并联且在该多个电池间夹设隔热用或散热用的间隔件的方式配置而成的组电池,其特征在于,在所述间隔件与电池之间,形成有热传导性材料层。
16.根据权利要求15所述的组电池,其特征在于,所述热传导性材料层由凝胶状物质构成。
17.根据权利要求16所述的组电池,其特征在于,所述热传导性材料层由凝胶状片构成。
18.根据权利要求15~17中任一项所述的组电池,其特征在于,所述热传导性材料层以硅酮作为主成分来构成。
19.根据权利要求15~18中任一项所述的组电池,其特征在于,所述热传导性材料层的热传导率为6~10W/m·K。
20.根据权利要求15~19中任一项所述的组电池,其特征在于,所述热传导性材料层的厚度为0.5~3mm。
21.一种二次电池,它是被具有柔软性的外包装体包装的二次电池,其特征在于,在所述外包装体的表面形成有由凝胶状物质构成的热传导性材料层。
22.根据权利要求21所述的二次电池,其特征在于,所述热传导性材料层由凝胶状片构成。
23.根据权利要求21或22所述的二次电池,其特征在于,所述热传导性材料层以硅酮作为主成分来构成。
24.根据权利要求21~23中任一项所述的二次电池,其特征在于,所述热传导性材料层的热传导率为6~10W/m·K。
25.根据权利要求21~24中任一项所述的二次电池,其特征在于,所述热传导性材料层的厚度为0.5~3mm。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007137493 | 2007-05-24 | ||
JP2007137493 | 2007-05-24 | ||
JP2008093526 | 2008-03-31 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101312240A true CN101312240A (zh) | 2008-11-26 |
Family
ID=40100742
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNA2008100989808A Pending CN101312240A (zh) | 2007-05-24 | 2008-05-26 | 组电池及二次电池 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5449695B2 (zh) |
CN (1) | CN101312240A (zh) |
Cited By (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102117945A (zh) * | 2009-12-31 | 2011-07-06 | 财团法人工业技术研究院 | 电池系统中的散热与热失控扩散防护结构 |
CN102255101A (zh) * | 2010-05-21 | 2011-11-23 | F.波尔希名誉工学博士公司 | 袋式单元蓄电池装置及相应的生产方法和用途 |
CN102356483A (zh) * | 2010-03-30 | 2012-02-15 | 松下电器产业株式会社 | 电池包 |
CN102376992A (zh) * | 2010-08-10 | 2012-03-14 | Sb锂摩托有限公司 | 电池模块 |
CN102523762A (zh) * | 2010-09-09 | 2012-06-27 | 松下电器产业株式会社 | 电池组件 |
CN102544602A (zh) * | 2010-12-29 | 2012-07-04 | 三星Sdi株式会社 | 二次电池及其制备方法 |
CN102576881A (zh) * | 2009-08-19 | 2012-07-11 | 锂电池科技有限公司 | 用于冷却电化学蓄电池的方法和装置 |
CN103069634A (zh) * | 2010-04-26 | 2013-04-24 | 欧陆汽车有限责任公司 | 储能电池 |
CN103069608A (zh) * | 2010-08-19 | 2013-04-24 | 锂电池科技有限公司 | 电化学能量存储器 |
CN103125039A (zh) * | 2010-08-19 | 2013-05-29 | 锂电池科技有限公司 | 具有多个电化学电池单元的电化学储能装置 |
CN103403915A (zh) * | 2011-02-15 | 2013-11-20 | 锂电池科技有限公司 | 用于容纳扁平电化学电池的壳体 |
CN103594663A (zh) * | 2013-11-20 | 2014-02-19 | 深圳市中远航科技有限公司 | 一种安全电池、安全移动电源与终端 |
CN103779632A (zh) * | 2014-01-22 | 2014-05-07 | 浙江吉利控股集团有限公司 | 具有灭火功能的电池冷却系统 |
US8785026B2 (en) | 2009-12-25 | 2014-07-22 | Industrial Technology Research Institute | Protection structure forthermal dissipation and preventing thermal runaway diffusion in battery system |
CN104303351A (zh) * | 2012-05-18 | 2015-01-21 | 罗伯特·博世有限公司 | 电化学能量存储器 |
WO2015158042A1 (zh) * | 2014-04-14 | 2015-10-22 | 浙江君飞科技有限公司 | 一种具有防火功能的蓄电池 |
CN105489965A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-04-13 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 动力电池模组 |
CN106684286A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-05-17 | 江苏索尔新能源科技股份有限公司 | 一种电芯横向排布的电池组件 |
CN106784509A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-05-31 | 江苏索尔新能源科技股份有限公司 | 一种电芯纵向排布的电池组件 |
CN106876810A (zh) * | 2017-03-15 | 2017-06-20 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 热量管理装置及供电设备 |
CN107425222A (zh) * | 2017-08-08 | 2017-12-01 | 佛山市顺德区精锐电池科技有限公司 | 一种锂电池防爆阻燃结构 |
CN108400408A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-08-14 | 华南理工大学 | 一种具有阻燃的车用动力电池多通道液冷装置 |
CN113454824A (zh) * | 2019-03-29 | 2021-09-28 | 三井化学株式会社 | 锂离子电池组 |
CN113750400A (zh) * | 2020-05-29 | 2021-12-07 | 山东海科创新研究院有限公司 | 一种柔性阻燃填充物及二次电池 |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5326480B2 (ja) * | 2008-10-14 | 2013-10-30 | トヨタ自動車株式会社 | 蓄電装置 |
JP5740103B2 (ja) * | 2009-10-19 | 2015-06-24 | 日東電工株式会社 | 熱伝導部材、及びそれを用いた組電池装置 |
DE102010030881A1 (de) * | 2010-07-02 | 2012-01-05 | Robert Bosch Gmbh | Thermische Entkopplung von Batteriezellen im Störfall |
JP5966314B2 (ja) * | 2011-10-28 | 2016-08-10 | 三洋電機株式会社 | 電源装置 |
JP5486623B2 (ja) * | 2012-03-09 | 2014-05-07 | 豊田合成株式会社 | 電池ホルダ |
KR102088700B1 (ko) * | 2015-10-21 | 2020-03-13 | 주식회사 엘지화학 | 소화약제를 내장하고 있는 튜브형 부재를 포함하는 이차전지 |
KR102650755B1 (ko) | 2017-03-17 | 2024-03-22 | 미쯔비시 케미컬 주식회사 | 구획 부재 및 조전지 |
KR102185959B1 (ko) | 2017-04-25 | 2020-12-02 | 주식회사 엘지화학 | 안전성이 향상된 배터리 셀 |
JP7043813B2 (ja) * | 2017-11-30 | 2022-03-30 | 三菱ケミカル株式会社 | 仕切り部材及び組電池 |
CN111386628B (zh) | 2017-11-30 | 2023-10-24 | 三菱化学株式会社 | 分隔构件和电池组 |
KR102663019B1 (ko) | 2018-07-25 | 2024-05-07 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 팩 |
JP7174326B2 (ja) * | 2018-11-06 | 2022-11-17 | トヨタ自動車株式会社 | 組電池 |
JP7155954B2 (ja) * | 2018-11-30 | 2022-10-19 | トヨタ自動車株式会社 | 組電池 |
WO2020262085A1 (ja) * | 2019-06-28 | 2020-12-30 | 三洋電機株式会社 | 電源装置とこの電源装置を備える電動車両及び蓄電装置 |
CN111477792B (zh) * | 2020-04-15 | 2022-08-09 | 中车资阳机车有限公司 | 一种混合动力机车电池系统电池包及电池系统 |
JP7454692B2 (ja) * | 2021-08-26 | 2024-03-22 | 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司 | 液体カプセル、電池単体、電池および電力使用装置 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000067825A (ja) * | 1998-08-25 | 2000-03-03 | Hitachi Ltd | 組電池 |
JP4173674B2 (ja) * | 2002-03-28 | 2008-10-29 | Tdk株式会社 | 電気化学デバイスモジュール |
JP4186500B2 (ja) * | 2002-04-11 | 2008-11-26 | 日本電気株式会社 | 扁平型二次電池を内包したモジュール |
JP2004146161A (ja) * | 2002-10-23 | 2004-05-20 | Sony Corp | バッテリーパック |
JP2005310449A (ja) * | 2004-04-19 | 2005-11-04 | Fujitsu Component Ltd | バッテリパック |
-
2008
- 2008-03-31 JP JP2008093526A patent/JP5449695B2/ja active Active
- 2008-05-26 CN CNA2008100989808A patent/CN101312240A/zh active Pending
Cited By (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102576881A (zh) * | 2009-08-19 | 2012-07-11 | 锂电池科技有限公司 | 用于冷却电化学蓄电池的方法和装置 |
US8785026B2 (en) | 2009-12-25 | 2014-07-22 | Industrial Technology Research Institute | Protection structure forthermal dissipation and preventing thermal runaway diffusion in battery system |
CN102117945A (zh) * | 2009-12-31 | 2011-07-06 | 财团法人工业技术研究院 | 电池系统中的散热与热失控扩散防护结构 |
CN102356483A (zh) * | 2010-03-30 | 2012-02-15 | 松下电器产业株式会社 | 电池包 |
US9105882B2 (en) | 2010-04-26 | 2015-08-11 | Continental Automotive Gmbh | Energy storage cell |
CN103069634A (zh) * | 2010-04-26 | 2013-04-24 | 欧陆汽车有限责任公司 | 储能电池 |
CN102255101A (zh) * | 2010-05-21 | 2011-11-23 | F.波尔希名誉工学博士公司 | 袋式单元蓄电池装置及相应的生产方法和用途 |
US9048463B2 (en) | 2010-05-21 | 2015-06-02 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Pouch-cell battery arrangement and corresponding production method and use |
CN102255101B (zh) * | 2010-05-21 | 2015-06-17 | F.波尔希名誉工学博士公司 | 袋式单元蓄电池装置及相应的生产方法和用途 |
US9203065B2 (en) | 2010-08-10 | 2015-12-01 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Battery module |
CN102376992A (zh) * | 2010-08-10 | 2012-03-14 | Sb锂摩托有限公司 | 电池模块 |
CN102376992B (zh) * | 2010-08-10 | 2015-01-07 | 三星Sdi株式会社 | 电池模块 |
CN103069608A (zh) * | 2010-08-19 | 2013-04-24 | 锂电池科技有限公司 | 电化学能量存储器 |
CN103125039A (zh) * | 2010-08-19 | 2013-05-29 | 锂电池科技有限公司 | 具有多个电化学电池单元的电化学储能装置 |
US9293794B2 (en) | 2010-09-09 | 2016-03-22 | Panasonic intellectual property Management co., Ltd | Battery module |
CN102523762B (zh) * | 2010-09-09 | 2014-12-31 | 松下电器产业株式会社 | 电池组件 |
CN102523762A (zh) * | 2010-09-09 | 2012-06-27 | 松下电器产业株式会社 | 电池组件 |
CN102544602A (zh) * | 2010-12-29 | 2012-07-04 | 三星Sdi株式会社 | 二次电池及其制备方法 |
CN102544602B (zh) * | 2010-12-29 | 2015-05-20 | 三星Sdi株式会社 | 二次电池及其制备方法 |
CN103403915A (zh) * | 2011-02-15 | 2013-11-20 | 锂电池科技有限公司 | 用于容纳扁平电化学电池的壳体 |
CN104303351A (zh) * | 2012-05-18 | 2015-01-21 | 罗伯特·博世有限公司 | 电化学能量存储器 |
CN103594663A (zh) * | 2013-11-20 | 2014-02-19 | 深圳市中远航科技有限公司 | 一种安全电池、安全移动电源与终端 |
CN103594663B (zh) * | 2013-11-20 | 2016-06-22 | 深圳市中远航科技有限公司 | 一种安全电池、安全移动电源与终端 |
CN103779632A (zh) * | 2014-01-22 | 2014-05-07 | 浙江吉利控股集团有限公司 | 具有灭火功能的电池冷却系统 |
CN103779632B (zh) * | 2014-01-22 | 2017-01-04 | 浙江吉利控股集团有限公司 | 具有灭火功能的电池冷却系统 |
WO2015158042A1 (zh) * | 2014-04-14 | 2015-10-22 | 浙江君飞科技有限公司 | 一种具有防火功能的蓄电池 |
CN105489965A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-04-13 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 动力电池模组 |
CN106684286A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-05-17 | 江苏索尔新能源科技股份有限公司 | 一种电芯横向排布的电池组件 |
CN106784509A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-05-31 | 江苏索尔新能源科技股份有限公司 | 一种电芯纵向排布的电池组件 |
CN106684286B (zh) * | 2017-03-10 | 2023-05-26 | 苏州索尔智行新能源科技有限公司 | 一种电芯横向排布的电池组件 |
CN106876810A (zh) * | 2017-03-15 | 2017-06-20 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 热量管理装置及供电设备 |
CN107425222A (zh) * | 2017-08-08 | 2017-12-01 | 佛山市顺德区精锐电池科技有限公司 | 一种锂电池防爆阻燃结构 |
CN108400408A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-08-14 | 华南理工大学 | 一种具有阻燃的车用动力电池多通道液冷装置 |
CN113454824A (zh) * | 2019-03-29 | 2021-09-28 | 三井化学株式会社 | 锂离子电池组 |
CN113750400A (zh) * | 2020-05-29 | 2021-12-07 | 山东海科创新研究院有限公司 | 一种柔性阻燃填充物及二次电池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009004362A (ja) | 2009-01-08 |
JP5449695B2 (ja) | 2014-03-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101312240A (zh) | 组电池及二次电池 | |
US20080292950A1 (en) | Battery module | |
KR101264527B1 (ko) | 파우치형 케이스 및 이를 포함하는 전지팩 | |
US10847850B2 (en) | Cooling plate for secondary battery and secondary battery module including the same | |
CN102197531B (zh) | 电池模组和使用它的电池组 | |
JP4920111B2 (ja) | パウチ型二次電池 | |
JP4970600B2 (ja) | 板形状二次バッテリー及びその製造方法 | |
JP7354842B2 (ja) | 仕切り部材及び組電池 | |
CN113646950B (zh) | 分隔构件和电池组 | |
KR102032508B1 (ko) | 안전 부재가 포함되어 있는 파우치형 이차전지 | |
US8309250B2 (en) | Battery having fire extinguishing element in mesh form | |
JP4458145B2 (ja) | 電池パックおよびその製造方法 | |
US20110244304A1 (en) | Stack type battery | |
CN102842735A (zh) | 非水系二次电池及其制造方法 | |
US20070184337A1 (en) | Battery operated device | |
JP2004103258A (ja) | 組電池 | |
JP2003109557A (ja) | 非水電解質電池及びその製造方法 | |
JP2012049135A (ja) | 安全性が向上した二次電池 | |
JP2009218078A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP2007299680A (ja) | 双極型二次電池 | |
JP7014294B2 (ja) | 二次電池 | |
US20200287256A1 (en) | Partition member and assembled battery | |
CN110447120B (zh) | 锂离子电池 | |
JP7043813B2 (ja) | 仕切り部材及び組電池 | |
CN111066170A (zh) | 片材、二次电池和二次电池的制造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20081126 |