CN111247687A - 热扩散片以及电池系统 - Google Patents

Abstract

提供一种能够从单电池单元的变为高热的部位有效地吸收热量并使热量扩散，从而有效地将整个单电池单元冷却的热扩散片以及使用该热扩散片的电池系统。一种热扩散片20，与构成电池系统1的单电池单元10相向配置，来使从该单电池单元10产生的热量扩散，在高分子基质内含有导热性填充材料，使导热性填充材料在沿着单电池单元10的表面的方向上取向。

Description

热扩散片以及电池系统

技术领域

本发明涉及一种将多个单电池单元排列而成的电池系统以及用于该电池系统的热扩散片。

背景技术

用作电动汽车的电源的镍氢二次电池或锂离子二次电池等以往的电池系统，形成为使多个单电池单元集合而成的电池组结构，能够实现高能量密度以及节省空间。具体来说，在以往的电池系统中，将多个薄的层压型的单电池单元捆扎来构成模组。进而，通过将多个该模组捆扎并还具有控制单元或冷却系统等来构成电池组。

若电池系统处于高温，则会产生劣化，进而，若劣化进一步发展，则单电池单元会膨胀，因此相邻的单电池单元的壁面间会接触，并产生应力集中，从而单电池单元有可能破损。作为避免这样的问题的技术，在日本特开2012-018915号公报(专利文献1)中，公开了一种为了防止电池系统变为高温而在单电池单元之间配置硅酮片或石墨片的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-018915号公报

发明内容

发明要解决的问题

位于所述模组的中央部的单电池单元比位于所述模组的端部的单电池单元难以散热。另外，在位于中央部的单电池单元中，存在容易高温化的部位。并且，若存在局部变为高温的部位，则会产生劣化的发展加快的部位，且电池系统整体的寿命也会变短。然而，在日本特开2012-018915号公报(专利文献1)所记载的技术中，不能充分解决这些课题。

本发明是以上述的现有技术为背景而完成的。本发明的目的在于，提供一种能够将单电池单元中产生的局部的热量有效地扩散的技术。

用于解决问题的手段

为了达成上述目的，本发明以如下方式构成。即，本发明关于一种热扩散片，与构成电池系统的单电池单元相向配置，从而使从所述单电池单元产生的热量扩散，所述热扩散片的特征在于，在高分子基质内含有导热性填充材料，使所述导热性填充材料在沿着所述单电池单元的表面的方向上取向。

在本发明的热扩散片中，由于高分子基质中含有的所述导热性填充材料在沿着单电池单元的表面的方向上取向，因而将在单电池单元的面内局部产生的高热在沿着单电池单元的表面的方向上扩散。因此，根据本发明的热扩散片，难以产生单电池单元的局部的劣化，能够延长整个电池系统的寿命。

所述本发明能够构成为，所述导热性填充材料的取向方向为沿着所述单电池单元的长边方向的方向。根据本发明，能够将在单电池单元上局部产生的发热向在同一单电池单元的长边方向上分布的低发热部分或非发热部分传递。因此，根据本发明，能够将局部产生的热量迅速地散热。

所述本发明能够构成为，所述导热性填充材料的取向方向为沿着所述单电池单元的短边方向的方向。根据本发明，通过向在单电池单元的短边方向上分布的低发热部分或非发热部分传递热量，能够将局部产生的热量迅速地散热。而且，即使将导热性填充材料在沿着长边方向的方向上取向的热扩散片和导热性填充材料在沿着短边方向取向的热扩散片排列起来组合使用，也能够将在单电池单元的局部产生的热量在单电池单元的整个平面上扩散并迅速地散热。

所述本发明的热扩散片能够构成为，与所述单电池单元相向的表面为切割面或研磨面。根据本发明，由于与所述单电池单元相向的表面为切割面或研磨面，因而导热性填充材料在与单电池单元相向的热扩散片的表面露出。由于该导热性填充材料的露出部分与单电池单元接触，因而本发明的热扩散片能够进行有效的热传递。另外，由于与单电池单元相向的表面通过切割或研磨而平滑化，因而本发明的热扩散片与单电池单元的紧贴性优异。

所述本发明的热扩散片能够构成为，与所述单电池单元相向的表面的平滑度的算术平均粗糙度(Ra)为4.0以下。根据本发明，与单电池单元相向的表面平滑，在与单电池单元之间没有空气层等，对单电池单元的紧贴性和追随性好。因此，本发明的热扩散片能够有效地吸收热量并使热量扩散。

所述本发明的导热性填充材料能够构成为，包括碳纤维、鳞片状石墨粉、石墨烯、碳纳米管、氮化硼中的至少任一种。由于导热性填充材料包括碳纤维、鳞片状石墨粉、石墨烯、碳纳米管、氮化硼中的至少任一种，因而能够作为导热性高的热扩散片。例如，由于碳纤维在沿着纤维的长边方向的方向上具有高的热扩散性，因而如果以使碳纤维的长边方向沿着热扩散片的表面的方式，使碳纤维进行取向，则能够沿着热扩散片的表面发挥非常高的热扩散性。

所述本发明的导热性填充材料能够构成为，具有形状为纤维状、板状、鳞片状中的至少任一种的各向异性形状。根据本发明，由于导热性填充材料的形状在特定方向上具有长的各向异性，因而能够沿着导热性填充材料的长边方向具有高的热扩散性。导热性填充材料的各向异性形状可以是纤维状、板状、鳞片状中的至少任一种。其中，根据纤维状的导热性填充材料，能够像沿着长边方向相互相连的纤维那样，使大量的线状的导热性填充材料取向。根据板状及鳞片状的导热性填充材料，通过导热性填充材料相互层叠且在长轴方向上相连，能够发挥优异的热扩散性。

所述本发明的热扩散片能够构成为，所述各向异性形状的所述导热性填充材料的沿着长边方向的侧部，在与所述单电池单元相向的表面露出。根据本发明，由于各向异性形状的导热性填充材料的侧部直接与单电池单元接触，因而能够发挥非常高的热扩散性。

所述本发明的热扩散片能够构成为如下的热扩散片：由依据ASTMD2240的OO型号的硬度计测量的硬度为10～60。根据本发明，热扩散片的硬度非常低，容易紧贴单电池单元的表面。另外，由于能够将由热量造成的单电池单元的膨胀吸收，因而能够抑制相邻的单电池单元彼此因膨胀而相互压接从而因应力集中而破损。

另外，本发明能够构成为一种电池系统，具有多个电池模组，所述电池模组具有单电池单元以及在所述单电池单元上层叠配置的热扩散片，所述热扩散片为上述任一个本发明的热扩散片。

根据本发明，能够得到具有电池模组的电池系统，所述电池模组具有由本发明的热扩散片产生的作用效果。例如，根据本发明，由于单电池单元能够通过热扩散片将热量扩散，因而能够抑制单电池单元因局部高热化而劣化。

此外，本发明能够构成为一种电池系统，具有电池模组，所述电池模组具有单电池单元以及在所述单电池单元上层叠配置的热扩散片，多个所述电池模组构成电池组，所述热扩散片为所述任一个本发明的热扩散片。

根据本发明，能够得到具有由电池模组构成的电池组的电池系统，所述电池模组具有由本发明的热扩散片产生的作用效果。例如，根据本发明，由于单电池单元能够通过热扩散片将热量扩散，因而能够抑制单电池单元因局部高热化而劣化。

所述本发明能够构成为，在所述热扩散片的上表面及下表面层叠所述单电池单元，从所述上表面及下表面的两面将热量吸收并扩散。根据本发明，能够从热扩散片的上表面及下表面的两面高效地吸收热量并使热量扩散。

所述本发明能够构成为，具有由金属或树脂构成的框架板，所述框架板用于安装层叠有所述单电池单元的所述热扩散片。根据本发明，能够通过框架板适当地保持单电池单元与热扩散片的层叠状态。另外，通过使框架板成为金属等的良好导热体，不仅能够通过热扩散片，还能够通过框架板使热量扩散。

发明的效果

根据本发明的热扩散片以及使用该热扩散片的电池系统，能够有效地进行单电池单元的散热。并且，能够延长电池系统的寿命。

另外，根据本发明的热扩散片以及使用该热扩散片的电池系统，即使单电池单元因发热而膨胀，也能够抑制相邻的单电池单元之间的应力集中的产生。

附图说明

图1是将2个本发明的一实施方式的单电池单元重叠的状态的概略立体图。

图2是图1的分解立体图。

图3是将多个图1的单电池单元组合而成的电池模组的分解立体图。

图4是用于说明构成本发明的一实施方式的电池系统的电池组的概略立体图。

图5是示出热扩散片的实施方式的示例的放大说明图。

图6是导热性试验装置(实验装置)的说明图，图6中的6A是俯视图，图6中的6B是图6中的6A的VIB-VIB线剖视图。

具体实施方式

基于实施方式，详细说明本发明的热扩散片以及使用该热扩散片的电池系统。

电池系统1具有电池组2(图4)。电池组2具有：多个电池模组3(图3，图4)，框架板30(第一框架板30A)，未图示的控制单元，以及冷却系统等。第一框架板30a通过金属材料、树脂材料、或者金属材料及树脂材料的复合材料构成为板形状。在第一框架板30a上配置有多个电池模组3。各电池模组3具有多个单电池单元层叠体4(图1、图2、图3)。各单电池单元层叠体4具有单电池单元10、热扩散片20以及框架板30(第二框架板30B)。

图1、图2所示的单电池单元层叠体4以如下方式构成：在板形状的第二框架板30B的第一安装面30B1(图中为上表面)和第二安装面30B2(图中为下表面)上分别层叠热扩散片20和单电池单元10。另外，如图3所示，在多个单电池单元层叠体4之间层叠有热扩散片20。该热扩散片20使在相邻的各单电池单元层叠体4彼此之间相向配置的各单电池单元10产生的热量扩散。因此，在各单电池单元10中，两面分别与热扩散片20接触，能够使在各面产生的热量分别扩散。以下，对构成这样的电池系统1的部分进行说明。

单电池单元10为如下的电池，即，在将铝等金属箔或PET等树脂膜层压而成的层压膜内密封有将正极、负极以及电解质交替多层地层叠而成的层叠体。电极11在单电池单元10的端部露出。单电池单元10形成为薄板形状。

热扩散片20是将从单电池单元10产生的热量有效地传递到外部的构件。热扩散片20由在高分子基质内填充有导热性填充材料的片状物构成。导热性填充材料在高分子基质的内部在沿着单电池单元10的表面10a的方向上取向。另外，与单电池单元10相向的表面20a，例如作为切割面或研磨面而平滑地形成。

高分子基质具有定形性和粘附性，具有维持导热性填充材料的形状且与单电池单元10a的表面接触的性质。高分子基质优选能够以固化状态或未固化状态维持低硬度的片形状，若在安装到单电池单元10的表面10a时的操作性好，则也可以维持未固化状态。然而，在通过使其固化而进一步提高热扩散片20的强度或操作性的情况下，优选固化的状态。另外，热扩散片20还可以仅使表面20a固化。通过表面20a的固化来提高强度和耐久性，并且可以使内部未固化来保持低硬度。可以通过利用固化催化剂或架桥剂等的添加而进行的架桥、或紫外线照射或电晕处理等片表面处理来进行高分子基质的固化的程度的调制。

作为高分子基质，例如可列举出硅酮类、烯烃类、聚氨酯类、丙烯酸类、酯类等橡胶、凝胶、油等。可以向高分子基质添加架桥剂或催化剂、增塑剂、软化剂等各种添加剂。

导热性填充材料使在单电池单元10中局部产生的热量广泛扩散。通过导热性填充材料而广泛扩散的热量进一步向外部散热。导热性填充材料可列举出碳系导热性填充剂(碳纤维、鳞片状石墨粉、石墨烯、碳纳米管等)、无机类导热性填充剂(氧化铝等的无机氧化物、氢氧化铝等无机氢氧化物、氮化铝、氮化硼等无机氮化物等)、金属类导热性填充剂(铝、铜等金属或包含这些金属的合金类等)。

导热性填充材料的形状可以使用纤维状、板状、鳞片状、球状、多面体状等各种形状的材料。其中，如果是纤维状、板状、鳞片状等在长度上具有各向异性的各向异性形状，则大多在其长轴方向上表现出较高的导热性。因此，导热性填充材料通过使其长轴方向一致并在高分子基质的内部取向，从而能够形成朝向长轴方向的散热路径。由此，能够提高在高分子基质的内部向规定的取向方向的导热性。另外，在长度上没有各向异性的各向同性形状的粒子的情况下，通过连续配置该粒子，能够形成朝向连续配置的方向的散热路径。

纤维状、板状、鳞片状等各向异性形状的导热性填充材料在长轴方向上的长度可以为10～1000μm，更优选为100～500μm。另外，高分子基质中的导热性填充材料的配合量可以为5～80体积％。尤其是纤维状、板状、鳞片状等各向异性形状的导热性填充材料的高分子基质中的配合量可以为5～70体积％。

导热性填充材料的取向方向是沿着单电池单元10的表面10a的方向。换言之，是相对于热扩散片20的厚度方向垂直的热扩散片20的表面20a的平面方向。首先，如图5中的5A的箭头所示，能够例示出导热性填充材料的取向方向为与厚度方向正交的360度全方向的热扩散片20A。由此，在夹着热扩散片20A层叠2个单电池单元10的情况下，不会将位于热扩散片20A的一面的单电池单元10所产生的热量传递到位于热扩散片20A的另一面的单电池单元10，而是在热扩散片20A扩展的方向上传递。因此，能够有效地进行单电池单元10整体的散热。

另外，如图5中的5B所示的热扩散片20B那样，可以使导热性填充材料的取向方向为沿着单电池单元10的长边方向的方向。单电池单元10存在在长边方向上分布着高发热部分、低发热部分以及非发热部分的情况。因此，通过使在高发热部分产生的热量沿着单电池单元10的长边方向传递至低发热部分或非发热部分，能够抑制局部的发热，有效地进行单电池单元10整体的散热。另外，通过使在低发热部分产生的热量传递至非发热部分，能够有效地进行单电池单元10整体的散热。

进而，如图5中的5C所示的热扩散片20C那样，可以使导热性填充材料的取向方向为沿着单电池单元10的短边方向的方向。单电池单元10存在在短边方向上分布着高发热部分、低发热部分以及非发热部分的情况。在该情况下，通过使发热部分(高发热部分以及低发热部分)的热量沿着单电池单元10的短边方向传递至低发热部分或非发热部分，能够有效地进行散热。

此外，如图5中的5D所示的热扩散片20D那样，导热性填充材料的取向方向可以包括沿着长边方向的方向和沿着短边方向的方向。通过这样，能够使在单电池单元10中局部产生的热量在与热扩散片20D的厚度方向正交的长边方向和短边方向传递并冷却，能够防止单电池单元10的破坏和劣化。

此外，还可以将导热性填充材料的取向方向不同的多个热扩散片20排列并配置在同一平面上。例如，如图5中的5E所示的热扩散片20E那样，可以将导热性填充材料的取向方向为沿着单电池单元10的长边方向的热扩散片20E1以及沿着短边方向的热扩散片20E2交替地排列配置。通过这样配置，不仅可以向单电池单元10的长边方向而且可以向短边方向快速地使热量扩散。此外，在图5中的5E中示出了横向一列地排列的示例，但也可以将多个热扩散片以多行多列的矩阵形式排列配置。进而，在该情况下，可以以通过多个热扩散片的取向方向的组合来形成规定的导热路径的方式来进行配置。

热扩散片20中的导热性填充材料的取向能够通过使用磁场、电场、流动、剪切等的力来产生。碳纤维、鳞片状石墨粉、石墨烯、碳纳米管、氮化硼等导热性填充材料具有磁化率的各向异性，能够沿着磁场或电场进行取向。

在使用磁场的情况下，通过将由永磁体、电磁体、超导磁体等产生的磁场施加在配合有导热性填充材料的未固化的高分子基质上，来使导热性填充材料沿着磁力线取向。此后，通过使高分子基质固化，能够得到导热性填充材料在高分子基质中取向的热扩散片20。

在使用电场的情况下，通过将配合有导热性填充材料的未固化的高分子基质置于由电线或超导线圈等产生的电场中，来使导热性填充材料取向。此后，通过使高分子基质固化，能够得到导热性填充材料在高分子基质中取向的热扩散片20。

在使用流动或剪切的情况下，通过使用挤压成型、注射成型、刮刀法、模涂(Diecoating)法或各种印刷方法，沿着高分子基质的流动方向对各向异性形状的导热性填充材料施加剪切力，能够通过该力使导热性填充材料取向。

在利用上述方法使导热性填充材料取向的情况下，优选使用液状的高分子基质，在取向后使其固化以保持取向状态。另外，优选该液状的高分子基质的粘度足够低。这是因为，低粘度更容易使导热性填充材料在高分子基质中移动，从而沿着恒定方向取向。另外，这是因为，若在液状的高分子基质中混合导热性填充材料，则导热性填充材料的配合量越多，粘度越上升，因此如果不是使导热性填充材料高填充的情况那样的低粘度，则难以使导热性填充材料取向。

在根据磁场取向的情况下，含有导热性填充材料后的高分子基质组合物的粘度优选为10～300Pa·s。若小于10Pa·s，则导热性填充材料有可能沉淀，若超过300Pa·s，则流动性过低，无法通过磁场取向，或取向过于消耗时间。作为磁场取向以外的取向方法，在采用挤压成型等情况下，即使超过300Pa·s也能够进行取向。另外，也存在通过使用难以沉淀的导热性填充材料或组合防沉淀剂等添加剂来成为小于10Pa·s的情况。

并且，在根据磁场取向的情况下，含有导热性填充材料的高分子基质组合物的粘度更优选为10～200Pa·s。在含有的粒径大的导热性填充材料多的情况下，若超过200Pa·s，则粒径大的导热性填充材料的取向变得稍难，但若在200Pa·s以下，则容易使这些粒径大的导热性填充材料也取向。

在热扩散片20的制造中，在形成为片状之前的成型体为块形状的情况下，优选通过沿着导热性填充材料的取向方向用刀具切片(切割)来形成为片形状。这样，通过切片，变为使导热性填充材料沿着与片厚度正交的片表面取向的热扩散片20。另外，即使在预先成型为板形状的情况下，也优选将表面切成薄片，并除去其表面侧。

优选将与单电池单元10相向的热扩散片20的表面20a平滑化。这是因为，在热扩散片20的表面20a可能产生凹凸，通过将表面20a平滑化，能够提高对单电池单元10紧贴性。平滑化可以通过刀具的切削、或用锉刀、磨刀石、刷子、砂纸、布、抛光轮、磨料粉末等研磨片表面来进行。

热扩散片20的表面的研磨是为了将热扩散片20的表面的所谓的“皮肤层”除去，使导热性填充材料在片表面上暴露出来。皮肤层是指，在对含有导热性填充材料的高分子基质进行模具成型时，在该成型体的表面上形成的、由使导热性填充材料不露出的高分子基质覆盖的表面层。若由于产生皮肤层而妨碍导热性填充材料在片表面露出，则导热性会下降。因此，优选在与单电池单元10的接触面上，使导热性填充材料露出而不形成皮肤层。

另外，在填充碳纤维等各向异性形状的导热性填充材料的情况下，通过研磨使该填充材料的侧面露出，因此与单电池单元10的接触面积增加，成为导热性优异的热扩散片20。此外，导热性填充材料难以通过研磨而削减，而高分子基质更容易被削减，因此能够得到导热性填充材料比高分子基质表面稍微突出的表面。因此，与单电池单元10的接触面积增加，成为导热性优异的热扩散片20。此外，为了防止因研磨而使导热性填充材料从片表面脱落，优选沿着导热性填充材料的取向方向进行研磨。

优选热扩散片20的硬度的通过ASTM D2240、OO型号的硬度计进行测量的测量值为10～60，更优选为20～40。若硬度低于10，则热扩散片20因低硬度而变得脆弱，容易产生断裂等，并且操作性变差。另一方面，若硬度超过60，则热扩散片20变得过硬，对单电池单元10的紧贴性变差。若硬度在20～40的范围内，则热扩散片20成为适度的硬度，容易紧贴单电池单元10。另外，单电池单元10有时会因为发热而在厚度方向上膨胀10％左右，但如果硬度在10～60的范围内，则即使单电池单元10膨胀，热扩散片20也会吸收该膨胀变形，不存在对相邻的单电池单元10的压接、应力集中，能够抑制碰撞或加压。

关于热扩散片20，能够相对于一个单电池单元10排列设置多片热扩散片20，但优选设置为将一个单电池单元10的整个表面覆盖的大小，从而通过一片热扩散片20与一个单电池单元10接触。在相邻的热扩散片20之间，不制作妨碍导热的间隙。

优选热扩散片20的大小根据单电池单元10的大小来适当变更，但作为一种形态，可以将长边方向上的长度设为30～50cm。另外，热扩散片20的厚度为0.1～5mm，更优选为0.5～2mm。若比0.1mm薄，则变得难以发挥热扩散性，且变得难以吸收单电池单元10的膨胀。若比5mm厚，则较多地占据相对于电池模组3的体积，难以实现节省空间化。

优选使热扩散片20与单电池单元10的表面10a直接接触。这是因为，若在单电池单元10与热扩散片20之间夹着粘接剂等来固定两者，则导热会被介于两者之间的粘接剂等阻碍。优选地，通过在将单电池单元10的表面10a覆盖的热扩散片20的端部，配置导热性高的金属板或散热器等的端部导热构件，来从热扩散片20排出热量。

实施方式的变形例

关于所述实施方式，由于能够将结构变形来实施，因而说明该示例。在所述实施方式中，示出了单电池单元层叠体4具有第二框架板30B的示例，但也可以省略第二框架板30B。另外，对于第二框架板30B，示出了在矩形的板片的长边方向上设置纵向边缘的截面I字状的形状，但也可以是筒形状、半筒形状、平面形状的板片等其他形状。此外，通过以导热性的金属材料形成第二框架板30B，能够使从单电池单元10向热扩散片20传递的热量进一步传递至金属制的第二框架板30B来进行散热。

示出了单电池单元层叠体4具有2个单电池单元10的示例，但也可以为具有3个以上的单电池单元10的结构、或者为具有1个单电池单元10的结构。并且，热扩散片20的数量以及配置能够根据单电池单元10的个数及配置来进行变更。另外，第二框架板30B的形状也能够根据单电池单元10以及热扩散片20的数量和配置来进行变更。

在所述实施方式中，示出了在单电池单元10的表面10a配置一片热扩散片20的示例，但是也可以层叠配置多片热扩散片20。在该情况下，可以将热导电性填充材料的取向方向不同的热扩散片20组合使用。例如，可以使与单电池单元10接触的第一片热扩散片20的导热性填充材料的取向方向沿着热扩散片20的短边方向，使第二片热扩散片20的导热性填充材料的取向方向沿着热扩散片20的长边方向。

在所述实施方式中，图5例示出了导热性填充材料的取向方向，但也可以使取向方向取向为斜向方向。

实施例

<样品的制作>

样品1：向作为高分子基质的液态硅酮A材料100、液态硅酮B材料10、固化催化剂0.5中，配合并混合作为导热性填充材料的铝粉末750、碳纤维330、石墨烯5以及作为其他的添加材料的硅油和硅烷偶联剂(所有单位均为重量份)。将该液状高分子组合物放入规定大小的模具中，施加磁场，将碳纤维在相对于片厚度垂直且在平面内的一个方向上取向，之后，得到使高分子基质架桥固化的热扩散块。沿着碳纤维的取向方向将其切片，得到厚度为1mm的片形状的热扩散片。将该热扩散片作为样品1。样品1的热扩散片是将碳纤维在沿着热扩散片的表面的一个方向上取向而形成的。

样品2～样品5：关于样品1的热扩散片，进一步在接下来示出的不同条件下对切片面进行研磨，从而得到样品2～样品5的热扩散片。即，将使用在PET膜上涂布有粒度为9μm(目数#2000)的氧化铝而构成的砂纸，沿着碳纤维的取向方向进行1次往返的研磨后得到的样品作为样品2，将使用相同的砂纸，沿着碳纤维的取向方向进行3次往返的研磨后得到的样品作为样品3，将使用相同的砂纸，沿着碳纤维的取向方向进行5次往返的研磨后得到的样品作为样品4，并且，将使用相同的砂纸，与碳纤维的取向方向正交地进行3次往返的研磨后得到的样品作为样品5。

样品6：向作为高分子基质的液态硅酮A材料100、液态硅酮B材料10、固化催化剂0.5中，配合并混合作为导热性填充材料的氢氧化铝粉末400(所有单位均为重量份)。通过与制作样品1的方法相同的方法将该液状高分子组合物成型，制作出厚度为1mm的片形状的热扩散片。将其作为样品6。

样品7：使用与样品1相同的液状高分子组合物，用板形状的成型模具从板形状的一端部注入来进行注射成型，由此制作出厚度为1mm的片形状的热扩散片。将其作为样品7。在样品7的热扩散片中，通过模具内的流动使导热性填充材料在沿着片的表面的一个方向上取向。在热扩散片的表面，没有露出导热性填充材料，存在由高分子基质覆盖的皮肤层。

<导热性试验>

使用接下来说明的实验装置，对样品1～样品7的热扩散片施加热量，进行该导热性的试验。首先，关于样品1～样品7的热扩散片，准备了大小为50×50mm、厚度为1mm的热扩散片。如图6所示，在实验装置E中，在由绝热材料构成的箱形绝热容器的底部，设置作为热源的直径为10mm的加热器(热电偶)，施加3V的电压，使加热器温度变为约50℃。用准备好的上述样品覆盖加热器的上表面，从样品上放置箱形绝热容器的盖以及200g的重物并密封(施加在样品上的载荷为8gf/cm²)，使样品紧贴加热器。然后，对放置30分钟后的加热器温度进行测量。对样品1～样品7分别进行同样的试验，另一方面，作为比较，对于在加热器上不放置样品，而仅放置重物的情况，也测量加热器温度。

这样的实验的结果为，相对于没有放置样品的情况下的加热器温度为54℃，样品1为39.4℃，样品2为38.8℃，样品3为38.6℃，样品4为38.2℃，样品5为38.0℃，样品6为45.8℃。通过样品1～样品5，能够使加热器温度降低约15℃。另外，通过热成像观察样品1～样品5的片上表面侧可知，热量在碳纤维取向的方向上均匀地扩散，整体上没有高热部分，并变为被冷却的状态。另一方面，样品6仅能降低约8℃。另外，通过热成像观察样品6的片上表面侧，高热部分仍是加热器的大小，处在集中而没有扩散的状态。

同样对样品7进行了试验。在样品7中，加热器温度达到41.5℃。能够使加热器温度降低约12℃。通过热成像观察样品7的上表面侧可知，热量在碳纤维取向的方向上均匀地扩散。另外，样品7与样品1～样品5相比，冷却稍花了一些时间。考虑其理由是，在样品7的表面上没有露出导热性填充材料，存在由高分子基质覆盖的皮肤层。

根据这样的结果可知，在切片(切割)后的表面或研磨后的表面暴露，且纤维状导热性填充材料在一个方向上取向的样品1～样品5中，能够得到合适的热扩散性。

上述实施方式是本发明的示例，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以进行实施方式的变更或公知技术的附加、组合等，这些技术也包含在本发明的范围内。

附图标记说明

1：电池系统、

2：电池组、

3：电池模组、

4：单电池单元层叠体、

10：单电池单元、

10a：表面、

11：电极、

20、20A～20E：热扩散片、

20a：表面、

30：框架板、

30A：第一框架板、

30B：第二框架板、

30B1：第一安装面、

30B2：第二安装面、

E：实验装置。

Claims (13)

1.一种热扩散片，与构成电池系统的单电池单元相向配置，从而使从所述单电池单元产生的热量扩散，所述热扩散片的特征在于，

在高分子基质内含有导热性填充材料，

使所述导热性填充材料在沿着所述单电池单元的表面的方向上取向。

2.根据权利要求1所述的热扩散片，其特征在于，

所述导热性填充材料的取向方向为沿着所述单电池单元的长边方向的方向。

3.根据权利要求1或2所述的热扩散片，其特征在于，

所述导热性填充材料的取向方向为沿着所述单电池单元的短边方向的方向。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的热扩散片，其特征在于，

与所述单电池单元相向的表面为切割面或研磨面。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的热扩散片，其特征在于，

与所述单电池单元相向的表面的平滑度的算术平均粗糙度(Ra)为4.0以下。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的热扩散片，其特征在于，

所述导热性填充材料包括碳纤维、鳞片状石墨粉、石墨烯、碳纳米管、氮化硼中的至少任一种。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的热扩散片，其特征在于，

所述导热性填充材料具有形状为纤维状、板状、鳞片状中的至少任一种的各向异性形状。

8.根据权利要求6或7所述的热扩散片，其特征在于，

所述各向异性形状的所述导热性填充材料的沿着长边方向的侧部，在与所述单电池单元相向的表面露出。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的热扩散片，其特征在于，

由依据ASTM D2240的OO型号的硬度计测量的硬度为10～60。

10.一种电池系统，具有多个电池模组，所述电池模组具有单电池单元以及在所述单电池单元上层叠配置的热扩散片，所述电池系统的特征在于，

所述热扩散片为权利要求1～9中的任一项所述的热扩散片。

11.一种电池系统，具有电池模组，所述电池模组具有单电池单元以及在所述单电池单元上层叠配置的热扩散片，多个所述电池模组构成电池组，所述电池系统的特征在于，

所述热扩散片为权利要求1～9中的任一项所述的热扩散片。

12.根据权利要求10或11所述的电池系统，其特征在于，

在所述热扩散片的上表面及下表面层叠所述单电池单元，从所述上表面及所述下表面的两面将热量吸收并扩散。

13.根据权利要求10～12中的任一项所述的电池系统，其特征在于，

具有由金属或树脂构成的框架板，所述框架板用于安装层叠有所述单电池单元的所述热扩散片。

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