CN108698373B - 热传导片以及使用其的电池组 - Google Patents

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Abstract

热传导片具备：相互重叠的第1和第2绝缘片、设置于第1与第2绝缘片之间的石墨片。石墨片通过第1和第2绝缘片来将整体密封。在石墨片设置第1狭缝。在第1和第2绝缘片设置在石墨片的第1狭缝内贯通第1和第2绝缘片的第2狭缝。

Description

热传导片以及使用其的电池组
技术领域
本发明涉及热传导片以及使用其的电池组。
背景技术
在各种设备搭载锂离子二次电池，其电流容量也在变大。随着锂离子二次电池的电流容量变大，散热对策的重要性也越来越大。锂离子二次电池被用作为包含相互连接的多个电池单元的电池模块。在这样的电池模块中，若多个电池单元的温度的差变大或者电池单元的温度变高，则温度较高的电池单元的劣化容易进展，因此均热化的对策变得重要。在电池模块内配置热传导体能够均热化。使用石墨片来作为该热传导体。
与上述的热传导体类似的热传导体例如被公开于专利文献1中。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2015-71727号公报
发明内容
热传导片具备：相互重叠的第1和第2绝缘片、设置于第1与第2绝缘片之间的石墨片。石墨片通过第1和第2绝缘片来将整体密封。在石墨片设置第1狭缝。在第1和第2绝缘片设置在石墨片的第1狭缝内贯通第1和第2绝缘片的第2狭缝。
该热传导片即使石墨片的面积较大，也能够在与发热体之间不残留气泡地贴合于发热体。
附图说明
图1A是实施方式中的热传导片的俯视图。
图1B是图1A所示的热传导片的线1B-1B处的剖视图。
图1C是图1A所示的热传导片的线1C-1C处的剖视图。
图2是使用了实施方式中的热传导片的电池组的俯视立体图。
图3是实施方式中的电池组的电池单元的俯视立体图。
图4是实施方式中的电池单元的俯视立体图。
图5是实施方式中的电池单元的仰视立体图。
具体实施方式
图1A是实施方式中的热传导片11的俯视图。图1B是图1A所示的热传导片11的线1B-1B处的剖视图。图1C是图1A所示的热传导片11的线1C-1C处的剖视图。在厚度约50μm的石墨片12的两面，贴合厚度约10μm的包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下，记为PET)的绝缘片113、213。在绝缘片113、213的与石墨片12对置的面113a、213a，设置丙烯酸系的粘着材料。绝缘片113、213具有比石墨片12大的面积。不存在石墨片12的部分通过绝缘片113、213由粘着材料粘合，从而将石墨片12的整体密封。即绝缘片113、213的周围的整体被相互贴合并粘合。在石墨片12设置在延伸方向D14上细长地延伸的狭缝14。在实施方式中，与延伸方向D14呈直角的方向上的狭缝14的宽度W14约为2mm。狭缝14的周围被绝缘片113、213密封。即，在狭缝14内，绝缘片113、213被相互贴合并粘合。在狭缝14内，在绝缘片113、213设置贯通绝缘片113、213并且在与面113a、113b、213a、213b平行的延伸方向D15上细长地延伸的狭缝15。在实施方式中，与延伸方向D15呈直角的方向上的狭缝15的宽度W15约为0.1mm。石墨片12的周围全部被绝缘片113、213覆盖，因此从石墨片12产生的石墨粉等不会逸出到绝缘片113、213的外面。在实施方式中，狭缝14的延伸方向D14与狭缝15的延伸方向D15相同，但也可以不同。
在使用热传导体的情况下，为了高效地传递热量，最好通过设置于电池单元等的发热体所相接的面的粘着材料来使热传送体与发热体紧贴。在用于移动电话这种较小的电子设备的情况下，由于石墨片也较小，因此能够没有问题地贴合。在车载用的电池单元等较大的发热体与热传导体贴合的情况下，石墨片也具有较大的面积。若将其与电池单元贴合，则粘着材料与电池单元之间容易残留气泡。若粘着材料与电池单元之间存在气泡，则在电池单元的温度上升时，气泡中的空气膨胀，进一步增大气泡的区域。其结果，电池单元内的温度分布中的最高温度与最低温度的差可能变大。
在实施方式中的热传导片11具有较大面积的情况下，即使将热传导片11与电池单元等的发热体贴合，也能够从狭缝15排出空气。因此，能够在热传导片11与发热体之间无残留气泡地将热传导片11与发热体贴合。
狭缝15的宽度W15只要能够通过空气，即使非常窄也可以。若狭缝15的宽度W15变得过宽，则均热性劣化，因此宽度W15最好为0.2mm以下，狭缝15也可以是宽度W15几乎为零的切口。
狭缝14的宽度W14为了能够形成狭缝15，并将狭缝14的周围由绝缘片113、213密封，最好为1.0mm以上。若狭缝14的宽度W14变得过大则均热性劣化，因此最好为2.0mm以下。
绝缘片113、213的至少一方最好是在两面设置有粘着材料的双面胶。通过这样，能够将电池单元等的发热体与热传导片11直接贴合。即，对置于石墨片12和绝缘片213的绝缘片113的面113a可以具有粘合性，面113a的相反的一侧的面113b也可以具有粘合性。进一步地，对置于石墨片12和绝缘片113的绝缘片213的面213a可以具有粘合性，面213a的相反的一侧的面213b也可以具有粘合性。
接下来，对热传导片11的制造方法进行说明。
首先，将聚酰亚胺薄膜热分解并石墨化之后，通过鞣化来得到柔软的石墨片12。接下来，通过基于模具的冲孔或者激光加工，在石墨片12形成狭缝14。在石墨片12的两面贴合绝缘片113、213。然后，在狭缝14的中央部的绝缘片113、213的部分形成狭缝15。
图2是实施方式中的使用了热传导片11的电池组21的俯视立体图。电池组21具备：金属制的壳体22、和收容于壳体22的多个电池单元17。
图3和图4是电池单元17的俯视立体图。图5是电池单元17的仰视立体图。在电池单元17贴合热传导片11。在实施方式中，电池单元17是方型锂离子电池，具有作为电池而发挥功能的电池单元主体117、和设置于电池单元主体117的端子电极18。电池单元主体117具有：上表面117a、下表面117b、连结于上表面117a和下表面117b的侧面117c、连结于上表面117a和下表面117b并且是侧面117c的相反的一侧的侧面117d。端子电极18被设置于上表面117a。热传导片11遍及电池单元主体117的侧面117c、下表面117b和侧面117d地贴合。通过该结构，能够减小电池单元17内的温度分布中的最高温度与最低温度的差，通过从下表面117b向壳体22散发热量，能够降低电池单元17整体的温度。
狭缝15在将电池单元主体117的上表面117a与下表面117b连结的方向上从石墨片12的一端细长地延伸。在实施方式中，狭缝15在将电池单元主体117的上表面117a与下表面117b连结的方向即上下方向D1细长地延伸，详细来讲，从石墨片12的上端12t向下方细长地延伸。狭缝14在上下方向D1细长地延伸，详细地，从绝缘片113、213的上端113t、213t向下方细长地延伸。
在收容于壳体22的多个电池单元17之中的相互相邻的电池单元17贴合的热传导片11的绝缘片213相互抵接。在位于收容于壳体22而被排列的多个电池单元17的两端的电池单元17贴合的热传导片11的绝缘片213与壳体22抵接。通过该结构，电池单元17中产生的热量经由相互抵接的热传导片11而被传到壳体22，能够将多个电池单元17冷却到均匀的温度。
在使用热传导体的情况下，为了高效地传递热量，最好通过设置于电池单元17等的发热体所相接的面的粘着材料来将热传导体与发热体紧贴。在用于移动电话这种较小的电子设备的情况下，由于石墨片也较小，因此能够没有问题地贴合。在车载用的电池单元等较大的发热体与热传导体贴合的情况下，石墨片也具有较大的面积。若将其与电池单元贴合，则粘着材料与电池单元之间容易残留气泡。若粘着材料与电池单元之间存在气泡，则在电池单元的温度上升时，气泡中的空气膨胀，进一步增大气泡的区域。其结果，电池单元内的温度分布中的最高温度与最低温度的差可能变大。
在电池单元17是方型锂离子电池的情况下，接近于端子电极18的区域最容易发热量变大。因此，狭缝14最好从电池单元主体117的上表面117a向下方延伸。电池单元17中产生的热量从电池单元主体117(电池单元17)的上表面117a向下表面117b传递，能够更加减小电池单元17内的温度分布中的最高温度与最低温度的差。此外，在将热传导片11与电池单元17贴合时，空气能够从狭缝15排出，能够在端子电极18附近的温度变高的区域没有气泡地将热传导片11与电池单元17紧贴。因此，热传导片11能够有效地传递电池单元17中产生的热量，能够得到可靠性高的电池组21。
在实施方式中，“上表面”“下表面”“上端”“上下方向”“下方”等表示方向的用语表示仅以电池单元17、热传导片11等电池组21的结构部件的相对位置关系决定的相对方向，并不表示铅垂方向等绝对方向。
-符号说明-
11 热传导片
12 石墨片
14 狭缝(第1狭缝)
15 狭缝(第2狭缝)
17 电池单元
18 端子电极
21 电池组
22 壳体
113 绝缘片(第1绝缘片)
117 电池单元主体
213 绝缘片(第2绝缘片)
D14 延伸方向
D15 延伸方向

Claims (8)

1.一种热传导片，具备：
第1绝缘片；
第2绝缘片，与所述第1绝缘片重叠；和
石墨片，设置于所述第1绝缘片与所述第2绝缘片之间，通过所述第1绝缘片和所述第2绝缘片来将所述石墨片的整体密封，
在所述石墨片设置第1狭缝，
在所述第1绝缘片和所述第2绝缘片设置在所述石墨片的所述第1狭缝内贯通所述第1绝缘片和所述第2绝缘片的第2狭缝，
所述第1狭缝从所述石墨片的一端在延伸方向细长地延伸，与所述延伸方向呈直角的方向上的所述第1狭缝的宽度为1.0mm以上且2.0mm以下，
所述第2狭缝在所述延伸方向细长地延伸，所述第2狭缝是贯通所述第1绝缘片和所述第2绝缘片的切口，所述第2狭缝的与所述延伸方向呈直角的方向上的所述第2狭缝的宽度为0.2mm以下。
2.根据权利要求1所述的热传导片，其中，
所述第1绝缘片具有：对置于所述石墨片和所述第2绝缘片的具有粘合性的第1面、和所述第1面的相反的一侧的具有粘合性的第2面。
3.根据权利要求1所述的热传导片，其中，
所述第2绝缘片具有：对置于所述石墨片和所述第1绝缘片的具有粘合性的第1面、和所述第2绝缘片的所述第1面的相反的一侧的具有粘合性的第2面。
4.一种电池组，具备：
电池单元；和
热传导片，与所述电池单元贴合，
所述电池单元具有：
电池单元主体，具有上表面、下表面、和连结于所述上表面和所述下表面的侧面；和
电极端子，被设置于所述电池单元主体的所述上表面，
所述热传导片具有：
第1绝缘片，与所述电池单元主体的所述侧面贴合；
第2绝缘片，与所述第1绝缘片重叠；和
石墨片，设置于所述第1绝缘片与所述第2绝缘片之间，通过所述第1绝缘片和所述第2绝缘片来将所述石墨片的整体密封，
在所述石墨片设置第1狭缝，
在所述第1绝缘片和所述第2绝缘片设置在所述石墨片的所述第1狭缝内贯通所述第1绝缘片和所述第2绝缘片的第2狭缝，
所述第1狭缝从所述石墨片的一端在延伸方向细长地延伸，与所述延伸方向呈直角的方向上的所述第1狭缝的宽度为1.0mm以上且2.0mm以下，
所述第2狭缝在所述延伸方向细长地延伸，所述第2狭缝是贯通所述第1绝缘片和所述第2绝缘片的切口，所述第2狭缝的与所述延伸方向呈直角的方向上的所述第2狭缝的宽度为0.2mm以下。
5.根据权利要求4所述的电池组，其中，
所述第1狭缝在将所述电池单元主体的所述上表面与所述下表面连结的方向细长地延伸。
6.一种电池组，具备：
多个电池单元；和
多个热传导片，与所述多个电池单元贴合，
所述多个电池单元的各个电池单元具有：
电池单元主体，具有上表面、下表面、和连结于所述上表面和所述下表面的侧面；和
电极端子，设置于所述电池单元主体的所述上表面，
所述各个电池单元与所述多个热传导片的各个热传导片贴合，
所述各个热传导片具备：
第1绝缘片，与所述各个电池单元的所述电池单元主体的所述侧面贴合；
第2绝缘片，与所述第1绝缘片重叠；和
石墨片，设置于所述第1绝缘片与所述第2绝缘片之间，通过所述第1绝缘片和所述第2绝缘片来将所述石墨片的整体密封，
在所述石墨片设置第1狭缝，
在所述第1绝缘片和所述第2绝缘片设置在所述石墨片的所述第1狭缝内贯通所述第1绝缘片和所述第2绝缘片的第2狭缝，
所述第1狭缝从所述石墨片的一端在延伸方向细长地延伸，与所述延伸方向呈直角的方向上的所述第1狭缝的宽度为1.0mm以上且2.0mm以下，
所述第2狭缝在所述延伸方向细长地延伸，所述第2狭缝是贯通所述第1绝缘片和所述第2绝缘片的切口，所述第2狭缝的与所述延伸方向呈直角的方向上的所述第2狭缝的宽度为0.2mm以下。
7.根据权利要求6所述的电池组，其中，
所述第1狭缝在将所述电池单元主体的所述上表面与所述下表面连结的方向细长地延伸。
8.根据权利要求6所述的电池组，其中，
所述电池组还具备收容所述多个电池单元和所述多个热传导片的壳体。
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