CN102576838A - 电池包 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池包，其含有电池及用于冷却所述电池的冷却部。冷却部含有冷却剂及封入所述冷却剂的容器。容器上可形成放出口，在100℃以上的第1温度下放出冷却剂。冷却部以从容器的放出口放出的冷却剂向电池的主表面扩展的方式配置。冷却剂可以含有水、表面活性剂及金属皂。冷却剂也可以进一步含有在100℃以上的温度下可发泡的发泡促进剂。

Description

电池包

技术领域

本发明涉及含有电池及电池冷却部的电池包，特别是涉及电池冷却部的冷却性能的改善。

背景技术

近年来，因各种电子设备的普及，作为其电源的一次电池或二次电池的需求高涨。例如，在笔记本电脑、便携式电话等便携式设备中，对小型且轻量的、能量密度高的、可重复充放电的二次电池的需求高涨。此外，最近，二次电池作为电动工具、混合动力汽车、电动汽车等的驱动用电源的新的需求在增加。对于这样的需求，一直在积极研究开发以锂离子二次电池为代表的非水电解质二次电池。

此外，还在进行将1个或1个以上的电池与电路等一同收容在筐体内或捆绑在一起而成的高容量及高输出的电池包或组电池的开发。

随着设备的高性能化及高输出化，电池也变得能保有更大的能量，异常时发生的热量也增大。所谓电池的异常发热，例如为电池的内部短路或过充电时的发热。

因此，对于收容有这些电池的电池包，确保其安全性也是重要的。

例如，专利文献1中公开了具备包含薄板状的发电要素以及将所述发电要素封入的树脂制的外包装体的薄板状的二次电池、和收纳所述二次电池的筐体的电池包。引用文献1提出了在发电要素的周围的外包装体的热熔合部配置框状的灭火部。灭火部由聚乙烯制的容器以及封入在所述容器中的灭火剂构成，该灭火剂含有磷酸二氢铵、硫酸铵及二氧化硅的混合物。如果电池异常发热，则容器受热而熔化，灭火剂向容器外部放出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-99322号公报

发明内容

发明要解决的问题

可是，在专利文献1中，灭火部被配置于发电要素的端部，且被夹在发电要素的端部与外包装体之间。因此，在发电要素的异常发热时即使灭火剂向容器外部流出，灭火剂流经的区域也局限于发电要素的端部附近，难以高效率地抑制电池的异常发热。如果因内部短路等，发电要素的异常发热局部地发生在薄板状的发电要素的主表面的中央部附近等远离灭火部的地方，则难以迅速抑制该部分的发热。因而，不能充分得到安全性。

用于解决课题的手段

本发明的目的在于，提供一种可高效率地使异常发热的电池冷却的电池包。

本发明的一方面是含有至少1个电池及用于冷却电池的冷却部的电池包或组电池，其中，冷却部含有冷却剂及封入冷却剂的容器；容器上可形成在100℃以上的第1温度下放出冷却剂的放出口，以从容器的放出口放出的冷却剂向电池的主表面扩展的方式配置冷却部。

发明效果

根据本发明，能够提供一种可迅速使异常发热的电池冷却的、安全性及可靠性优良的电池包。

尽管在附加权利要求书中具体描述了本发明的新特征，但是从下面结合附图的详细描述，将更好地理解本发明的内容和结构这两方面，以及本发明的其它目的和特征。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的电池包的俯视图。

图2是沿图1的II-II线的纵向剖视图。

图3是示意性地表示图1及图2的冷却部5a的立体图。

图4是用于说明方形电池和冷却部的配置的一个例子的侧视图。

图5是用于说明电池组和冷却部的配置的一个例子的侧视图。

图6是用于说明袋形(pouch)电池和冷却部的配置的一个例子的侧视图。

具体实施方式

本发明涉及含有至少1个电池及用于冷却电池的冷却部的电池包。冷却部含有冷却剂以及封入冷却剂的容器。冷却剂例如含有表面活性剂、水及金属皂。

冷却容器上可形成放出口，在100℃以上的第1温度下放出冷却剂。而且，冷却部以从容器的放出口放出的冷却剂向电池的主表面扩展的方式配置。

电池包也可以具备用于收纳电池及冷却部的筐体。在电池包没有筐体的情况下，电池和冷却部也可以通过粘结或捆绑等来相互固定。

如果电池异常发热，则冷却容器的与电池相接触的部分或临近的部分就被加热。于是，在100℃以上的第1温度下，在冷却容器的至少一部分上形成用于放出冷却剂的放出口。放出口也可以通过在冷却容器上产生孔、或破裂、或断裂来形成。此外，放出口也可以通过在冷却容器上形成阀或薄壁部，打开阀或使薄壁部开裂来形成。

形成放出口的结构没有特别的限制。例如，冷却容器的放出口可通过将冷却容器的与电池相接触的部分或临近的部分熔化来形成，通过容器的热收缩来扩口。此外，在冷却部被异常发热的电池加热、内部的水成为水蒸汽的情况下，因冷却容器的内压上升，而使薄壁部等冷却容器的一部分开裂，或使阀打开。

放出口的形成通过冷却容器的开裂或阀的开放而瞬间发生。通过放出口的形成，从冷却容器中放出冷却剂，向电池的主表面扩展。容器内因加热而使压力上升，所以冷却剂猛地朝电池放出，能够用冷却剂的膜大范围地覆盖电池的主表面。因而，即使电池局部发热，也能够迅速且高效率地将电池冷却。

冷却剂优选以在电池的主表面扩展至尽量大的范围的方式放出。通过放出，冷却剂优选以占有例如电池的总表面积的至少25％以上、优选30％以上、更优选35％以上的范围的方式扩展。

以下，参照附图对本发明的一实施方式的电池包进行说明，但本发明并不限定于以下的实施方式。

如图1及图2所示，电池包1具备：圆筒形非水电解质二次电池即电池3a及电池3b、在电池3a及3b的侧面沿着轴方向相接触的且配置在电池3a及3b的上方的薄板状的冷却部5a及5b、用于收纳电池3a及3b以及冷却部5a及5b的筐体2。虽未图示，但电池包1还具备用于电连接电池3a和电池3b之间的部件、及用于向电池包1的外部输出电的端子部。

电池3a及3b以各轴方向与垂直方向大致垂直的方式，使轴方向平行且分离地配置为横向一列。

筐体2具有浅底的有底方筒状的壳本体2a及覆盖壳本体的开口的四方板状的盖体2b。在壳本体2a的开口端部设有台阶部，在该台阶部上接合盖体2b的边缘部，通过热熔合该接合部使壳本体2a及盖体2b一体化。在壳本体2a的内底面，以稳定地配置电池、且电池的侧面与冷却部相接触的方式，配置有具有与电池的形状对应的凹部的树脂制的部件7。在盖体2b的下表面，设有用于配置冷却部5a及5b的凹部6a及6b。

冷却部5a及5b以夹在筐体2的盖体2b与电池3a及3b的侧面之间的方式配置在电池3a及3b与筐体2之间。筐体2的盖体侧成为电池包1或电池3a及3b的上方，因而将冷却部5a及5b配置在电池3a及3b的上方。从筐体内的空间及冷却效果的观点出发，筐体2的盖体2b与电池3a及3b的侧面之间的冷却部5a及5b的厚度优选为0.5～5mm。

冷却部5a及5b具有相同的结构。以下，参照附图3对冷却部5a的结构进行说明。冷却部5a包含含有水、表面活性剂及金属皂的冷却剂10以及用于收纳所述冷却剂的冷却容器8。冷却容器8由接合两片树脂薄膜的边缘部而成的袋体构成。图3中的符号9表示接合部。然后，将冷却剂10封入袋体内。除去边缘部的中央部因收容冷却剂10而加厚，具有一对宽阔的平坦面8a及8b。该平坦面8a及8b为冷却容器8的主表面。而且，该一对主表面中的主表面8b，如图2所示，与电池3a的主表面11a相接触。

以下对提高电池包安全性的机理进行说明。

如果电池3a异常发热，则其热就传给冷却部5a，将冷却部5a加热。随着冷却部5a被加热，冷却部5a内的水的一部分成为水蒸汽，冷却部5a膨胀，同时开始在冷却部5a内产生泡。如果冷却部5达到100℃以上的第1温度，则冷却部5a从与电池3a接触的部分熔化，开始开裂。此时，冷却部5a被夹在电池3a和筐体2之间，因此在冷却部5a的膨胀时，冷却部5a和电池3a之间的接触面积增大。因而，向冷却部5a充分传递异常发热的电池的热，能够使冷却部5a大范围开裂。此外，由于是伴随冷却部5a的膨胀的开裂，所以在冷却部5a的开裂时，冷却剂猛地朝电池放出。因而，冷却剂迅速覆盖电池3a的表面，形成水膜。通过电池3a的表面的热使水蒸发，通过此时的潜热从电池3a吸取热。由于冷却剂除了水以外还含有表面活性剂及金属皂，因而可稳定地形成水膜。此外，通过表面活性剂，随着水的气化而逐渐在水膜的表面产生泡。因此，即使附着在电池3a表面上的水蒸发，泡表面的水也可向电池3a的表面供给。因而，水膜不中断而能够稳定地保持水膜。

由以上因素，能够高效率且迅速地将异常发热的电池3a冷却。此外，能够抑制异常发热的电池3a的热向电池3b的传播。在电池3b异常发热时，能够通过冷却部5b高效率且迅速地将电池3b冷却。

电池包也可以含有1个或1个以上的电池。在含有多个电池的情况下，多个电池可以按适当的编排排列，也可以捆绑而形成组电池。在排列多个电池的情况下，例如，相邻的电池的侧面彼此可相对地间隔排列。例如，优选多个电池以各电池的轴方向平行的方式，相隔一定的间隔地配置成横向一列。在如此的排列中，即使1个电池异常发热，也能够使向相邻电池的传热延迟。

电池例如具备包含正极、负极及隔膜的发电要素、及用于收纳所述发电要素的有底筒状的金属壳或由层压片构成的外包装体。如果在电池内部产生异常发热，则不管发热部位，通过外包装体扩散热，将该热迅速传递给与外包装体相接触或临近的冷却部。

作为电池，能够使用圆筒形电池、方形电池、硬币形电池、用层压片包裹发电要素而成的袋形电池等。圆筒形电池具有圆柱状的电池本体、形成于其一端面上的正极端子、形成于另一端面上的负极端子。方形电池如图4及图5所示，具有四方柱状的电池本体13、形成于其一端面上的正极端子14a及负极端子14b，将正极端子14a及负极端子14b设置成相互不电接触。无论圆筒形及方形中的哪种电池，端面12与电池本体13的侧面相比面积减小。再有，所谓电池本体的侧面，指的是电池的除两端面以外的面。在袋形电池中，如图6所示，在层压片的袋体30的边缘部形成由层压片彼此接合而成的接合部22。然后，从该接合部22的一部分以相互不电接触的方式引出正极引线24a及负极引线24b。除去边缘部的中央部因收容在内部的发电要素的存在而厚度比边缘部加厚，具有一对宽阔且大致平坦的表面41a及41b。

所谓电池的主表面，在圆筒形电池时是圆柱状的电池本体的侧面，在方形电池时通常如图4所示，是四方柱状的电池本体13的侧面中的最大的一对平坦面21a及21b。在硬币形电池中，为一对圆形状的表面。在袋形电池中，如图6所示，为一对平坦面41a及41b。

此外，在以侧面彼此相对的方式排列多个电池而成的电池或组电池中，如图5所示，在排列或捆绑而成的电池组中，将最大的一对表面31a及31b作为电池的主表面。

冷却部以能够用冷却剂的膜例如含有表面活性剂及金属皂的水膜迅速且大范围地覆盖电池的主表面的方式配置。

如果冷却部以能够用冷却剂大范围覆盖电池的主表面的程度配置在靠近电池主表面的位置，则也可以不直接与电池主表面相接触。可是，为了高效率地感知电池的异常发热，迅速地形成放出口，优选冷却部与电池主表面相接触。优选以冷却部的主表面即冷却容器的主表面与电池的主表面平行且相互接触的方式配置冷却部。在此种情况下，通过使与冷却容器的主表面垂直且穿过电池重心的直线与冷却容器的主表面相交，容易用冷却剂的膜覆盖电池的大部分。

冷却容器的主表面与垂直方向形成的角度例如为80～110°，优选为85～100°。

例如，如果将冷却部5a用于方形电池，则如图4所示，以冷却容器的主表面8b与电池的主表面21a平行且相接触的方式配置。此外，如果用于袋形电池，则如图6所示，以冷却容器的主表面8b与电池的主表面41a平行且相接触的方式配置。

冷却部也可以沿着电池的侧面的形状配置。通过如此的配置，能够高效率地感知电池的异常发热，迅速地形成放出口。例如，在圆筒形电池的情况下，冷却容器的主表面也可以沿着电池的侧面以线状或面状相接触。

在多个电池排列而成的电池组的情况下，可以逐个地在各电池的主表面上配置冷却部，也可以接近电池组的主表面地配置1个冷却部。此外，也可以在相邻电池间的空间内配置冷却部。在此种情况下，相邻电池的哪一个都可能被冷却，而且能够使相邻的电池相互隔离。即使相邻电池中的一方异常发热，也能抑制其热传给另一方的电池。

在电池组中，也可以在相邻的电池间配置冷却部。在此种情况下，能够用1个冷却部将相邻的电池双方冷却，冷却部还能够兼备作为隔离电池间的隔板的作用。

在图1及图2的实施方式中，使薄片状的冷却部5a在电池3a的上方的1个部位接触，但也可以使其在多个部位接触。例如，也可以将薄片状的冷却部折弯成L字状，使其在两个部位与电池接触。

优选冷却部以覆盖电池主表面整面的方式配置。在排列多个电池的情况下，也可以以覆盖电池组的主表面整面的方式配置1个冷却部。具体而言，如图4所示，以覆盖排列方形电池而成的电池组的主表面21a整面的方式配置1个冷却部15。除了大小或形状不同以外，冷却部15与冷却部5a相同。也就是说，冷却部15包含具有袋状形状的冷却容器18和收容在该容器内部的冷却剂10。冷却容器18具有两片树脂薄膜重合而成的结构，在其边缘部具有接合部19，在除去边缘部的中央部，具有一对宽阔的平坦面即主表面18a及18b。这样，如果用冷却部覆盖电池的主表面整面，则能够更有效地感知电池的异常发热，而且能够使冷却剂附着在电池主表面的大范围上。

从高效率冷却的观点出发，在通常的使用状态下，优选以冷却部位于电池的垂直上方、且冷却容器的主表面与电池的主表面相接触的方式配置。所谓电池的垂直上方，指的是以电池的轴方向与垂直方向垂直的方式配置的状态下的位于上方的部分。如果将冷却部配置在电池的垂直上方，则能够高效率地进行冷却剂的放出及在电极表面上的附着。由此，即使冷却剂的量小，也能够使冷却剂有效地向电池主表面扩展。

在图1及图2中，在盖体的下表面设有用于固定冷却部的凹部，但盖体的形状及冷却部的固定方法并不限定于此。也可以通过用没有凹部的板状的盖体和电池夹着冷却部来固定冷却部。

冷却容器只要能够将冷却剂收容在内部就不特别限定，也可以是袋体、箱体等。

冷却容器能够由在电池异常发热的温度即100℃以上的第1温度下可形成放出口的材料来形成。作为这样的材料，能够使用在100℃以上的第1温度下冷却容器至少在局部不能维持形状的材料，例如在如此的温度下熔化或热收缩的材料、或伸缩性低容易破裂的材料等。

冷却容器优选由具有如此性质的树脂材料的薄膜形成。作为构成此种薄膜的树脂，优选聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃，聚对苯二甲酸乙二酯等聚酯，聚酰胺，聚酰亚胺等。其中，从耐久性及成本的观点出发，更优选聚丙烯及聚对苯二甲酸乙二酯。从作为容器的强度和对形成放出口的可靠性的平衡的观点出发，树脂薄膜的厚度优选为0.02～1mm。

此外，作为冷却容器，也可以采用用所述树脂薄膜夹着铝层等金属层而成的层压膜。在此种情况下，作为树脂薄膜，优选聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰胺等薄膜。这样的层压膜的厚度，例如优选为50～500μm。

在图3中，在冷却容器内的1个空间内封入1种冷却剂，但也可以通过在冷却容器内设置热塑性树脂等的隔壁、例如所述树脂薄膜的隔壁，形成多个空间。可以在冷却容器内的多个空间内分别放入相同的冷却剂，也可以根据空间来变换冷却剂的成分及配合。

冷却剂的主成分优选为水。水是不燃性的液体，其蒸发形成的潜热大，通过其气化热可发挥优良的冷却能力。

水的表面张力大，因此对电池的金属或树脂制的外包装体的润湿性低，即使附着在外包装体的表面上，也成为水滴，与外包装体的接触面积小。从高效率地冷却电池的观点出发，最好在水中加入表面活性剂。由此，能够降低表面张力，改善水对电池表面的润湿性。于是，能够增大水和外包装体的接触面积，即使水量少，也能够在电池表面形成水膜，能够高效率地进行冷却。

此外，通过表面活性剂的作用，伴随着水膜中的水的蒸发，在水膜上逐渐形成泡，即使电池表面的水蒸发，形成泡的水也被供给电池表面。因此，能够经过长时间而水膜不中断，维持形成水膜的状态。因而，能够高效率地且持续地冷却电池。此外，附着在电池表面上的冷却剂一边起泡一边进一步向电池表面扩展，因此能够更有效地冷却电池。

含在冷却剂中的表面活性剂为水溶性，金属皂为水难溶性，在此点上两者有区别。

表面活性剂在分子内具有亲水性基及疏水性基。疏水性基例如含有碳原子数为8～20、优选为8～16的长链脂肪族烃基或芳香族烃基。作为长链脂肪族烃基，能够例示烷基、链烯基、烷二烯基基等饱和或不饱和链状烃基等。链状烃基优选为直链状的。此外，作为芳香族烃基，能够例示苯基、萘基等C_6-12芳基，甲苯基、辛基苯基等直链C_1-10烷基C_6-12芳基等。

表面活性剂根据亲水性基种类，也可以为阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂及两性表面活性剂中的任一种。表面活性剂可以单独使用一种，也能够组合使用二种以上。

其中，特别优选阴离子型表面活性剂。

作为阴离子型表面活性剂的亲水性基，优选为选自羧基、磺酸基、硫酸酯基、磷酸酯基及它们的盐之中的至少一种。作为盐，可列举出钾盐、钠盐等碱金属盐、胺盐、铵盐等。

作为具有羧基或其盐的羧酸型表面活性剂，可例示高级脂肪酸或其盐。在此种情况下，表面活性剂的疏水性基为高级脂肪酸的残基。高级脂肪酸优选是碳原子数为10～20、优选为12～18左右的饱和或不饱和脂肪酸。作为高级脂肪酸，可例示月桂酸、十四烷酸、软脂酸、油酸或硬脂酸等。作为羧酸型表面活性剂中的高级脂肪酸的碱金属盐，特别优选K盐、Na盐。羧酸型表面活性剂可以单独使用一种，也能够组合使用二种以上。此外，也可以将高级脂肪酸的种类不同的多种盐组合。月桂酸盐富于起泡力。十四烷酸盐的泡的孔细，泡的稳定性优良。软脂酸盐的起泡力小，但即使在高温下也产生孔细而且稳定的泡。油酸盐的表面张力小，可大幅度改善润湿性。

作为具有磺酸基或其盐的磺酸型表面活性剂，例如，可列举出烷基磺酸(例如直链C_8-16烷基磺酸)、芳基磺酸、烷基芳基磺酸、或它们的盐。作为具有硫酸酯基或其盐的硫酸酯型表面活性剂，可例示出单烷基硫酸酯(例如直链C_8-16烷基硫酸酯)、聚氧乙烯烷基醚硫酸酯、聚氧乙烯烷基芳基醚硫酸酯、或它们的盐。作为具有磷酸酯基或其盐的磷酸酯型表面活性剂，可列举出单烷基磷酸酯(例如直链C_8-16烷基磷酸酯)、或它们的盐。在这些表面活性剂中，烷基、芳基及烷基芳基部分都相当于上述疏水性基。其中，由于起泡力强，优选烷基磺酸或其碱金属盐(Na盐、K盐等)。

冷却剂中的表面活性剂的含量是，相对于水100重量份，例如为0.1～20重量份，优选为0.3～15重量份，更优选为0.5～10重量份。如果冷却剂中的表面活性剂的含量相对于水100重量份为0.1重量份以上，则冷却剂的表面张力有效地减小，更容易形成水膜。如果冷却剂中的表面活性剂的含量相对于水100重量份为20重量份以下，则因能够封入大量水而能够更加充分地发挥水的冷却效果。

冷却剂最好进一步含有金属皂。如果采用这样的冷却剂，则能够更有效地对附着在电池表面上的冷却剂沿着电池表面向下方的流落进行抑制，能够更长时间地维持水的冷却效果。金属皂具有非常强的粘着性，因此水膜牢固地附着在电池表面上，容易保持在电池表面上。此外，通过金属皂可更加提高含有表面活性剂的水膜的润湿性。因而，能够长时间地充分维持水的冷却效果，能够用少量的冷却剂而良好地冷却电池。

金属皂是高级脂肪酸与除钠及钾以外的金属的盐。金属皂优选是高级脂肪酸与除碱金属以外的金属的盐。

作为高级脂肪酸，能够例示在上述羧酸型表面活性剂的项中例示过的高级脂肪酸。作为金属，能够例示钙、镁等碱土类金属、锌等。金属皂可以单独使用一种，也能够组合使用二种以上。

从水膜的稳定性的观点出发，其中，更优选硬脂酸盐或月桂酸盐。

金属皂也可以是由表面活性剂的成分即高级脂肪酸与含在水中的钙及镁这样的矿物成分生成的。作为矿物成分，也可以利用自来水等中含有的矿物成分，但为了按规定浓度更可靠地生成金属皂，优选采用在水中添加有矿物成分的物质。作为矿物成分，能够例示出水溶性的盐或化合物等，具体而言，可列举出水溶性的Ca盐或Mg盐、CaCl₂、MgCl₂等水溶性卤化物等。这些矿物成分可以单独使用一种，也能够组合使用二种以上。

冷却剂中的金属皂的含量是，相对于水100重量份，例如为0.01～5重量份。如果冷却剂中的金属皂的含量相对于水100重量份在0.01重量份以上，则能够在电池表面更稳定地附着水膜。如果冷却剂中的金属皂的含量相对于水100重量份在5重量份以下，则能够对冷却剂赋予适度的流动性，冷却剂能够容易流遍整个电池表面。

为了大幅度提高水膜的稳定性，冷却剂中的金属皂的含量相对于水100重量份更优选为0.02～5重量份，进一步优选相对于水100重量份为0.5～5重量份。

当在寒冷地带使用电池包的情况下，优选冷却剂进一步含有防冻液。作为防冻液，优选选自乙二醇及丙二醇之中的至少一种。冷却剂中的防冻液的含量相对于水100重量份优选为25～60重量份。

优选冷却剂进一步含有在100℃以上的温度下发泡的发泡促进剂。通过发泡促进剂，可促进表面活性剂的起泡。

作为发泡促进剂，能够例示在100℃以上且低于200℃的第2温度下可使冷却剂发泡的第1发泡促进剂、在200℃以上的第3温度下可使冷却剂发泡的第2发泡促进剂等。

作为第1发泡促进剂，例如，能够使用在100℃以上且低于200℃的第2温度下放出结晶水、或通过分解而产生气体的物质。作为这样的第1发泡促进剂，可列举出硅酸钠、硅酸钾等具有结晶水的硅酸盐。它们可以单独使用一种，也能够组合使用二种以上。这样的硅酸盐在100℃以上且低于200℃的高温下放出结晶水，从而使冷却剂发泡。另外，通过该结晶水的放出，冷却剂的水量相对增加，能够提高冷却效果。

具有结晶水的硅酸盐，例如具有用式：M₂O·nSiO₂·xH₂O表示的组成。式中，M为Na及K中的至少一种。在M为Na时，n为0.5～4。在M为K时，n为0.4～4。x是表示结晶水的量的值，根据结晶水的量可取任意的值。例如，在偏硅酸钠的情况下，为M＝Na及n＝1。在偏硅酸钾的情况下，为M＝K及n＝1。

作为第2发泡促进剂，能够使用在200℃以上的第3温度下通过分解反应产生气体的物质。作为具体例子，可列举出选自氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸镁及明矾之中的至少一种。它们在第3温度下通过分解反应而产生水蒸汽，使冷却剂发泡。另外，通过第2发泡促进剂的热分解产生水，从而能够使冷却剂的水量相对增加，提高冷却效果。

发泡促进剂可以单独使用一种，也能够组合使用二种以上。特别是，优选组合使用第1发泡促进剂和第2发泡促进剂。通过组合第1发泡促进剂和第2发泡促进剂，能够在宽的温度范围内持续地促进表面活性剂的发泡，而且能够供给用于冷却电池的水。

作为优选的组合，可列举出硅酸钠与氢氧化铝及/或氢氧化镁的组合。如果将硅酸钠加热到大约130～150℃，则放出结晶水，然后其成为水蒸汽并发泡。与此相对，如果将氢氧化铝加热到大约200～300℃左右，则通过热分解而产生水蒸汽。此外，如果将氢氧化镁加热到大约400℃以上，则通过热分解而产生水蒸汽。通过如此的组合，如果电池的温度超过硅酸钠放出水蒸汽的温度，则通过氢氧化铝或氢氧化镁的热分解进一步产生水蒸汽。

冷却剂中的发泡促进剂的含量相对于表面活性剂及水的合计100重量份优选为1～40重量份。这里所说的发泡促进剂的含量，是第1发泡促进剂和第2发泡促进剂的合计的量。该发泡促进剂的含量，在发泡促进剂含有结合水的情况下，为除去结合水的量。再有，所谓结合水，与进入晶格中的结晶水不同，是在发泡促进剂中通过某种相互作用而被束缚的水。

在冷却剂中的发泡促进剂的含量相对于表面活性剂及水的合计100重量份为1重量份以上时，能够更有效地使冷却剂发泡。在冷却剂中的发泡促进剂的含量相对于表面活性剂及水的合计100重量份为40重量份以下时，能够更有效地确保表面活性剂及水的效果。

电池包的制造方法，例如包含以下工序：

(A)将冷却剂封入冷却容器中，制作冷却部的工序；

(B)以从形成于所述冷却容器上的放出口放出的冷却剂向电池的主表面扩展的方式配置电池及所述冷却部的工序。

在工序(A)中，例如，在从冷却容器的开口填充了冷却剂后，通过热熔合等将其开口封口。

对于含有表面活性剂或金属皂的冷却剂，也可以在工序(A)之前，制作冷却剂。例如，能够通过在水中加入表面活性剂、或加入表面活性剂及金属皂，得到冷却剂。也可以根据需要，在冷却剂中再加入发泡促进剂或其它成分。

在将水加入表面活性剂及发泡促进剂中而成的水溶液显示强碱性的情况下，从操作上的观点出发，表面活性剂及发泡促进剂优选以封入聚乙烯等树脂薄膜的袋中的状态使用。在此种情况下，只要将该袋与水及金属皂一同收纳在冷却容器中就可以。

在工序(B)中，例如，按规定的配置固定电池和在工序(A)中制作的冷却部。固定方法没有特别的限制，也可以用粘结剂或捆绑带等固定电池和冷却部。此外，也可以通过采用筐体将电池及冷却部收纳在筐体内来固定。

在图1及图2所示的电池包中，在四方板状的盖体的凹部6a及6b上配置薄片状的冷却部5a及5b。在将电池3a及3b收纳在有底方筒状的壳本体2a中后，在有底方筒状的壳本体2a的开口端部的台阶部载置四方板状的盖体2b的边缘部。此时，将冷却部5a夹在盖体2b和电池3a之间。然后，将壳本体2a和盖体2b的接合部热熔合，使壳本体2a和盖体2b一体化。由此，将电池3a及3b以及冷却部5a及5b收纳在筐体2a内。冷却部5a及5b分别包含袋体即冷却容器和收纳在该容器内的冷却剂。

而且，例如在有底方筒状的壳本体2a的开口端部的台阶部载置四方板状的盖体2b的边缘部，通过热熔合其接合部，使壳本体2a和盖体2b一体化，得到筐体2。

筐体例如可通过树脂成形来得到。作为筐体的成形中采用的树脂材料，优选使用UL-94标准的V-0以上的阻燃性树脂。在“关于笔记本型PC中的锂离子二次电池安全利用的手册”(电子信息技术产业协会(公司)、电池工业会(公司))中，作为筐体的树脂材料，推荐采用上述阻燃性树脂。作为阻燃性树脂，优选采用被阻燃化处理过的高分子材料。作为该高分子材料，能够使用选自聚碳酸酯、聚丙烯及聚对苯二甲酸乙二酯等中的至少一种。作为阻燃化处理，例如能够通过在高分子材料中添加阻燃剂来进行。

实施例

以下，基于实施例及比较例对本发明进行具体的说明，但本发明并不限定于以下的实施例。

为了对本发明的电池包的安全性进行评价，按以下的顺序制作了除了取代电池而采用金属制的圆柱体以外与图1及2所示的电池包相同的评价用包。

《实施例1》

(1)冷却部的制作

将表面活性剂0.04g、金属皂0.004g及水4g混合，得到冷却剂A。作为表面活性剂，采用油酸钠(和光纯药工业株式会社制)。作为金属皂，采用硬脂酸钙(和光纯药工业株式会社制)。将2g冷却剂A封入用厚度为0.04mm的聚丙烯薄膜形成的具有袋体形状的冷却容器(将两片薄膜的边缘部接合而成)，得到冷却部A(长65mm、宽20mm、厚1.4mm)。

(2)评价用包的制作

在内部空间为长67mm、宽41mm、深40mm、厚1mm的聚碳酸酯制的筐体内，取代电池3a及3b，分别与轴方向平行地配置并收纳两个铁制的圆柱体(长65mm、直径18mm)。两个圆柱体的间隔为1.1mm。如此，制作评价用包A。

具体而言，将两个冷却部A装在盖体的凹部，将两个电池收纳在壳本体内后，将盖体安装在壳本体的开口上。再有，为了后述的评价，不将壳本体和盖体的接合部热熔合。

《实施例2》

将表面活性剂0.04g、金属皂0.01g及水4g混合，得到冷却剂B。作为表面活性剂，采用直链十二烷基苯磺酸钠(和光纯药工业株式会社制)。作为金属皂，采用硬脂酸钙(和光纯药工业株式会社制)。

除了取代冷却剂A而采用冷却剂B以外，利用与实施例1同样的方法制作冷却部B。除了取代冷却部A而采用冷却部B以外，利用与实施例1同样的方法制作评价用包B。

《实施例3》

将表面活性剂0.08g、金属皂0.004g、水4g及发泡促进剂0.08g混合，得到冷却剂C。作为表面活性剂，采用聚氧乙烯烷基醚硫酸酯(花王株式会社制，EMAL20CM)。作为金属皂，采用硬脂酸钠(和光纯药工业株式会社制)。作为发泡促进剂，采用硅酸钠(大阪硅曹株式会社制，3号硅酸钠)。

除了取代冷却剂A而采用冷却剂C以外，利用与实施例1同样的方法制作冷却部C。除了取代冷却部A而采用冷却部C以外，利用与实施例1同样的方法制作评价用包C。

《实施例4》

除了取代冷却剂A而采用水2g作为冷却剂D以外，利用与实施例1同样的方法制作冷却部D。

除了取代冷却部A而采用冷却部D以外，利用与实施例1同样的方法制作评价用包D。

分别对于实施例1～4的评价用包A～D，在取下盖体后，从壳本体中取出两个圆柱体中的一方的圆柱体(第1圆柱体)。将陶瓷加热器(坂口电热株式会社制，MS-M5)的发热体搭接在该圆柱体上，将从发热体中伸出的1对引线连接在端子间电压为6V的电源上，加热到圆柱体的温度达到600℃。采用热电偶测定该圆柱体的温度。

将加热到600℃的圆柱体返回到壳本体内，同时安装装有冷却部的盖体。此时，为了在冷却部的膨胀时盖体不脱落，权且在电池包的周围安装捆绑部件。用热电偶测定在使冷却部与加热的圆柱体接触后经过100秒时的一方的圆柱体的温度及经过300秒时的另一方的圆柱体(第2圆柱体)的温度。其结果见表1。

表1

	评价用包	第1圆柱体的温度(℃)	第2圆柱体的温度(℃)
				实施例1	A	435	104
实施例2	B	430	98
				实施例3	C	408	96
实施例4	D	493	130

实施例1～4的评价用包A～D都良好地将第1圆柱体冷却。此外，在评价用包A～C中，与评价用包D相比，发热的第1圆柱体有效地被冷却，因而可抑制向第2圆柱体的导热，得到了更优良的安全性。

在实施例1中，作为表面活性剂采用了油酸钠，但是即使在采用其它羧酸型表面活性剂、例如月桂酸钠、十四烷酸钠、软脂酸钠、硬脂酸钠时，也可得到与实施例1同样的效果。

尽管基于目前优选的实施方式描述了本发明，但是应理解的是这些内容不能作限制性的解释。毫无疑问，对本发明所属技术领域的本领域技术人员来说，各种改变和改进在阅读了上面内容之后是显而易见的。因此，应当将附加的权利要求书解释为覆盖属于本发明的真正精神和范围内的所有改变和改进。

产业上的利用可能性

本发明的电池包能够高效率且确实地将异常发热的电池冷却。因此，适合作为笔记本电脑及便携式电话这样的便携式设备的电源。此外，也适合用作大型电动汽车的驱动用电源。

符号说明

1-电池包，2-筐体，2a-壳本体，2b-盖体，3a、3b-电池，4a、4b-凹部，5a、5b、15-冷却部，6a、6b-凹部，7-树脂制部件，8-冷却容器，8a、8b、18a、18b-冷却容器的主表面，10-冷却剂，11a、21a、21b、31a、31b、41a、41b-电池的主表面

Claims (12)

1.一种电池包，是含有电池及用于冷却所述电池的冷却部的电池包，其中，

所述冷却部含有冷却剂及封入所述冷却剂的容器；

所述容器上可形成在100℃以上的第1温度下放出所述冷却剂的放出口；

所述冷却部以从所述容器的放出口放出的所述冷却剂向所述电池的主表面扩展的方式配置。

2.根据权利要求1所述的电池包，其中，所述冷却剂含有水、表面活性剂及金属皂。

3.根据权利要求2所述的电池包，其中，所述表面活性剂在分子内具有选自羧基、磺酸基、硫酸酯基、磷酸酯基及它们的盐之中的至少一种亲水基。

4.根据权利要求2所述的电池包，其中，所述金属皂为水难溶性，且为高级脂肪酸的碱土类金属盐或锌盐。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的电池包，其中，所述冷却剂中的所述表面活性剂的含量相对于水100重量份为0.1～20重量份。

6.根据权利要求2～5中任一项所述的电池包，其中，所述冷却剂中的所述金属皂的含量相对于水100重量份为0.01～5重量份。

7.根据权利要求2～6中任一项所述的电池包，其中，所述冷却剂进一步含有发泡促进剂，所述发泡促进剂为选自在100℃以上且低于200℃的第2温度下可发泡的第1发泡促进剂及在200℃以上的第3温度下可发泡的第2发泡促进剂之中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的电池包，其中，所述第1发泡促进剂为具有结晶水的硅酸盐，所述硅酸盐为选自硅酸钠及硅酸钾之中的至少一种。

9.根据权利要求7所述的电池包，其中，所述第2发泡促进剂为选自氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸镁及明矾之中的至少一种。

10.根据权利要求1～8中任一项所述的电池包，其中，所述容器的主表面与所述电池的主表面平行且相互接触。

11.根据权利要求10所述的电池包，其中，

在通常的使用状态下，所述冷却部位于所述电池的垂直上方；

所述容器的主表面与垂直方向形成的角度为80～110°。

12.根据权利要求10或11所述的电池包，其中，

所述电池为圆筒形；

所述电池的主表面为所述电池的侧面。

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