CN113646951B - 分隔构件和电池组 - Google Patents

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Abstract

分隔构件和使用其的电池组，所述分隔构件具有厚度方向和与该厚度方向正交的面方向，且用于在该厚度方向上分隔单电池彼此、或分隔单电池与除单电池以外的构件，所述分隔构件包含：隔热材料，其能保持液体；和，外饰体，其用于收纳该隔热材料和液体，从厚度方向俯视外饰体和隔热材料时的外饰体的内部空间的面积(S1)、与隔热材料的面积(S2)、与前述隔热材料的厚度(D1)、与前述液体的体积(V1)满足下述式1和/或下述式2的关系。式1：0.25≤V1/(S1×D1)≤0.70式2：0.35≤S2/S1可以提供开口温度高、开口前后能适当切换热阻的分隔构件和电池组。

Description

分隔构件和电池组
技术领域
本发明涉及分隔构件和电池组。
背景技术
近年来，对于用作车辆等的电源的急剧增加的二次电池，出于改善搭载于车辆等的有限空间时的自由度的目的、延长每次充电能行驶的续航距离等目的，正在研究二次电池的高能量密度化。另一方面，二次电池的安全性存在与能量密度相反的倾向，存在越成为具有高能量密度的二次电池，安全性越降低的倾向。例如，在将二次电池搭载于续航距离达到几百km那样的电动汽车上的情况下，二次电池由于过充电、内部短路等而受到损伤时的电池表面温度超过几百℃，也有时会达到接近于1000℃。
车辆等的电源中使用的二次电池通常以由多个单电池构成的电池组的形式使用，因此，构成电池组的其中一个单电池损伤而达到上述的温度区域的情况下，由于其放热而相邻的单电池受到损伤，有损伤连锁地扩大至电池组整体的担心。为了防止这样的单电池彼此的连锁损伤，提出了各种在单电池与单电池之间设置分隔构件、将损伤后的单电池冷却的技术。
例如，有如下组件：其将在片状的袋中放入了水等冷却剂的构成的分隔构件设置于单电池与单电池之间(例如专利文献1)。根据该组件，可以使来自相邻的单电池的放热效率良好地移动至邻近的单电池，此外，相邻的单电池损伤、电池表面达到高温的情况下，袋中的水从开封部被释放，可以冷却损伤后的电池。另外，有如下分隔构件：其为在片状的袋中放入了浸渗有水等冷却剂的多孔体的构成(例如专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5352681号公报
专利文献2：日本特开2013-131428号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明人等对这些现有技术详细进行了研究，结果可知存在以下的课题。即，电池组中的单电池在制造电池组时受到限制压。另外，单电池在充电时单电池内的电极膨胀，因此，其壳体也膨胀而挤压相邻的构件。进而，单电池由于重复使用，产生来自单电池内的电解液的气体而发生膨胀，从而也施加压力。出于这些理由，对设置于单电池之间的分隔构件要求耐压性。然而，对于专利文献1、2中公开的分隔构件，还没有充分进行涉及耐压性的研究。
另一方面，本发明人等构成了包含保持有液体的隔热材料、和收纳它们的外饰体的分隔构件。该分隔构件具有液体的蒸气压在超过外饰体的破裂强度的温度(开口温度)的前后切换热阻的特性。低于开口温度时，由保持于外饰材料内部的液体体现低的热阻，另一方面，在开口温度以上液体挥发，由残留的隔热材料体现高的热阻。通过该特性，与由于过充电、内部短路等而产生异常的温度上升的单电池相接触的分隔构件开口，由于该高的热阻而可以抑制对相邻的单电池的导热。另一方面，产生了异常的单电池以外的单电池彼此的分隔构件具有低的热阻，可以抑制自产生了异常的单电池的传热所导致的各电池的温度上升。
然而可知，想要得到这种特性的情况下，根据隔热材料、液体、外饰体的构成而有时开口温度不充分变高、或开口后的热阻不充分变高，或有时在开口前后不适当引起热阻的切换。鉴于以上的问题，本发明的课题在于，提供：开口温度充分高、开口后的热阻充分高、在开口前后能适当切换热阻的分隔构件和电池组。
用于解决问题的方案
本发明人等为了解决前述课题而进行了深入研究，结果发现：通过在包含能保持液体的隔热材料和用于收纳该隔热材料和液体的外饰体的分隔构件中，适当设定外饰体的内部空间面积、隔热材料的大小、隔热材料的厚度、和液体的体积的关系，从而可以解决上述课题，完成了本发明。即，本发明的主旨如以下所述。
[1]一种分隔构件，其具有厚度方向和与该厚度方向正交的面方向，且用于在该厚度方向上分隔单电池彼此、或分隔单电池与除单电池以外的构件，
所述分隔构件包含：
隔热材料，其能保持液体；和，
外饰体，其用于收纳该隔热材料和液体，
从厚度方向俯视外饰体和隔热材料时的外饰体的内部空间的面积(S1)、与前述隔热材料的面积(S2)、与前述隔热材料的厚度(D1)、与前述液体的体积(V1)满足下述式1和/或下述式2的关系。
式1：0.25≤V1/(S1×D1)≤0.70
式2：0.35≤S2/S1
[2]根据[1]所述的分隔构件，其中，前述S1满足下述式3的关系。
式3：10cm2≤S1≤2000cm2
[3]根据[1]或[2]所述的分隔构件，其中，前述S2满足下述式4的关系。
式4：10cm2≤S2≤2000cm2
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的分隔构件，其中，前述V1满足下述式5的关系。
式5：0.02cm3≤V1≤1000cm3
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的分隔构件，其中，前述D1满足下述式6的关系。
式6：0.10mm≤D1≤5.0mm
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的分隔构件，其中，外饰体的内气压低于外气压。
[7]根据[1]至[6]中任一项所述的分隔构件，其中，前述外饰体为金属箔与树脂的层压体。
[8]根据[7]所述的分隔构件，其中，前述金属箔为选自铝箔、铜箔、镍箔、不锈钢箔、铅箔、锡箔、青铜箔、银箔、铱箔和磷青铜箔中的至少1者。
[9]根据[7]或[8]所述的分隔构件，其中，前述树脂为热塑性树脂。
[10]根据[1]至[9]中任一项所述的分隔构件，其中，作为前述液体，包含常压下的沸点为80～250℃的液体。
[11]根据[1]至[10]中任一项所述的分隔构件，其中，包含水作为前述液体。
[12]一种电池组，其包含分隔构件和多个单电池，所述分隔构件具有厚度方向和与该厚度方向正交的面方向，且用于在该厚度方向上分隔单电池彼此、或分隔单电池与除单电池以外的构件，
该分隔构件包含：
隔热材料，其能保持液体；和，
外饰体，其用于收纳该隔热材料和液体，
从厚度方向俯视外饰体和隔热材料时的外饰体的内部空间的面积(S1)、与前述隔热材料的面积(S2)、与前述隔热材料的厚度(D2)、与前述液体的体积(V1)满足下述式7和/或下述式2的关系。
式7：0.40≤V1/(S1×D2)≤1.00
式2：0.35≤S2/S1
[13]根据[12]所述的电池组，其中，前述S1满足下述式3的关系。
式3：10cm2≤S1≤2000cm2
[14]根据[12]或[13]所述的电池组，其中，前述S2满足下述式4的关系。
式4：10cm2≤S2≤2000cm2
[15]根据[12]至[14]中任一项所述的电池组，其中，前述V1满足下述式5的关系。
式5：0.02cm3≤V1≤1000cm3
[16]根据[12]至[15]中任一项所述的电池组，其中，前述D2满足下述式8的关系。
式8：0.10mm≤D2≤5.0mm
[17]根据[12]至[16]中任一项所述的电池组，其中，前述D2满足下述式9的关系。
式9：0.10mm≤D2＜1.0mm
[18]根据[12]至[17]中任一项所述的电池组，其中，外饰体的内气压低于外气压。
[19]根据[12]至[18]中任一项所述的电池组，其中，前述外饰体为金属箔与树脂的层压体。
[20]根据[19]所述的电池组，其中，前述金属箔为选自铝箔、铜箔、镍箔、不锈钢箔、铅箔、锡箔、青铜箔、银箔、铱箔和磷青铜箔中的至少1者。
[21]根据[19]或[20]所述的电池组，其中，前述树脂为热塑性树脂。
[22]根据[12]至[21]中任一项所述的电池组，其中，作为前述液体，包含常压下的沸点为80～250℃的液体。
[23]根据[12]至[22]中任一项所述的电池组，其中，包含水作为前述液体。
[24]一种分隔构件，其具有厚度方向和与该厚度方向正交的面方向，且用于在该厚度方向上分隔单电池彼此、或分隔单电池与除单电池以外的构件，
所述分隔构件包含：
隔热材料，其能保持液体；和，
外饰体，其用于收纳该隔热材料和液体，
构成包含该分隔构件和多个单电池的电池组时，
从厚度方向俯视外饰体和隔热材料时的外饰体的内部空间的面积(S1)、与前述隔热材料的面积(S2)、与前述隔热材料的厚度(D2)、与前述液体的体积(V1)满足下述式7和/或下述式2的关系。
式7：0.40≤V1/(S1×D2)≤1.00
式2：0.35≤S2/S1
[25]根据[24]所述的分隔构件，其中，前述S1满足下述式3的关系。
式3：10cm2≤S1≤2000cm2
[26]根据[24]或[25]所述的分隔构件，其中，前述S2满足下述式4的关系。
式4：10cm2≤S2≤2000cm2
[27]根据[24]至[26]中任一项所述的分隔构件，其中，前述V1满足下述式5的关系。
式5：0.02cm3≤V1≤1000cm3
[28]根据[24]至[27]中任一项所述的分隔构件，其中，前述D2满足下述式8的关系。
式8：0.10mm≤D2≤5.0mm
[29]根据[24]至[28]中任一项所述的分隔构件，其中，外饰体的内气压低于外气压。
[30]根据[24]至[29]中任一项所述的分隔构件，其中，前述外饰体为金属箔与树脂的层压体。
[31]根据[30]所述的分隔构件，其中，前述金属箔为选自铝箔、铜箔、镍箔、不锈钢箔、铅箔、锡箔、青铜箔、银箔、铱箔和磷青铜箔中的至少1者。
[32]根据[30]或[31]所述的分隔构件，其中，前述树脂为热塑性树脂。
[33]根据[24]至[32]中任一项所述的分隔构件，其中，作为前述液体，包含常压下的沸点为80～250℃的液体。
[34]根据[24]至[33]中任一项所述的分隔构件，其中，包含水作为前述液体。
[35]根据[24]至[34]中任一项所述的分隔构件，其中，前述D2满足下述式9的关系。
式9：0.10mm≤D2＜1.0mm
[36]根据[12]至[23]中任一项所述的电池组，其中，制造包含分隔构件和多个单电池的电池组时的拘束压为0.1～10MPa，所述分隔构件用于在前述厚度方向上分隔单电池彼此、或分隔单电池与除单电池以外的构件。
发明的效果
根据本发明，提供：开口温度充分高、开口后的热阻充分高、在开口前后能适当切换热阻的分隔构件和电池组。
附图说明
图1A为示出本发明的分隔构件的第1构成例的主视图。
图1B为示出将图1A所示的分隔构件沿A-A线切断时的端面的图。
图2A为示出构成电池组的单电池的一例的俯视图。
图2B为示出构成电池组的单电池的一例的主视图。
图2C为示出构成电池组的单电池的一例的侧视图。
图3为示出将用多个单电池形成的电池组沿通过单电池的端子的高度方向的面切断时的端面的图。
具体实施方式
以下对本发明详细进行说明。以下记载的说明为本发明的实施方式的一例(代表例)，本发明只要不脱离其主旨就不限定于这些内容。
本发明的分隔构件具有厚度方向和与该厚度方向正交的面方向，且用于在该厚度方向上分隔单电池彼此、或分隔单电池与除单电池以外的构件，所述分隔构件包含：隔热材料，其能保持液体；和，外饰体，其用于收纳该隔热材料和液体，从厚度方向俯视外饰体和隔热材料时的外饰体的内部空间的面积(S1)、与前述隔热材料的面积(S2)、与前述隔热材料的厚度(D1)、与前述液体的体积(V1)满足下述式1和/或下述式2的关系。
式1：0.25≤V1/(S1×D1)≤0.70
式2：0.35≤S2/S1
电池组中的除单电池以外的构件例如为具有底面和四方的侧面、且收纳构成电池组的单电池和分隔构件的壳体。外饰体的内部空间的面积是指，由外饰体密闭的空间的面积，表示保持于隔热材料的液体能移动的区域范围。
上述式1表示液体体积、跟由内部空间面积与隔热材料厚度之积计算的内部空间体积之比的适当的范围。保持于隔热材料的液体能在内部空间体积内移动，因此，液体体积与内部空间体积之比确定液体的导热在开口前的分隔构件的导热中所占的影响的程度。该比如果小，则液体的导热的影响变小，开口前的热阻变高。其结果，在开口前后变得无法适当地切换热阻。另一方面，随着分隔构件的温度上升，保持于隔热材料的液体逐渐挥发。液体体积与内部空间体积之比确定能保持挥发了的气体的空间。该比如果大，则能保持气体的空间会变小，在温度充分变高前，内部空间体积的内压会超过外饰体的破裂强度。
通过满足前述式1，从而本发明的分隔构件的开口前后的热阻之差大，而且变得示出高的开口温度，但对于“V1/(S1×D1)”的值，从更低地保持开口前的热阻的观点出发，优选0.28以上、更优选0.30以上，另一方面，从得到更稳定的高的开口温度的观点出发，优选0.65以下、更优选0.63以下。
涉及本发明的分隔构件中，隔热材料根据对分隔构件的外力而变形。对分隔构件的外力例如为电池组的制造工序中的拘束力、由于伴有由分隔构件所分隔的单电池的充电的膨胀而自单电池受到的力、电池的重复使用所导致的自电池内的电解液的气体发生所产生的电池的膨胀而自单电池受到的力等。例如，隔热材料通过对置的单电池的膨胀或拘束力而沿厚度方向压缩。隔热材料如果压缩变形，则根据其变形量而热阻会变低。上述式2表示隔热材料面积与内部空间面积之比的适当的范围。该比如果大，则由于对分隔构件的外力而隔热材料部所受到的压力变小，其结果，表示隔热材料的压缩变形量变小。
通过满足前述式2，从而本发明的分隔构件的开口后的热阻充分变高，但“S2/S1”的值优选0.40以上、更优选0.45以上。另一方面，作为上限，没有特别限制，通常为0.85以下。
另外，“S2/S1”满足式2的关系是指，由于对分隔构件施加的载荷而隔热材料部受到的压力充分变小，其结果，隔热材料的压缩变形量变小。从这一点出发，“S2/S1”的值也更优选0.40以上。
本发明的分隔构件中，前述S1优选满足下述式3。对于S1的值，从降低开口前的热阻的观点出发，优选满足式3的下限值、更优选20cm2以上、进一步优选40cm2以上、特别优选50cm2以上、进一步更优选60cm2以上。另一方面，从提高开口后的热阻的观点出发，优选满足式3的上限值、更优选1500cm2以下、进一步优选1000cm2以下、特别优选400cm2以下、进一步更优选350cm2以下、特别优选300cm2以下。
式3：10cm2≤S1≤2000cm2
本发明的分隔构件优选的是，从前述厚度方向俯视前述隔热材料时的隔热材料的面积(S2)满足下述式4的关系。对于S2的值，从降低开口前的热阻的观点出发，优选满足式4的下限值、更优选20cm2以上、进一步优选40cm2以上、特别优选50cm2以上、更进一步优选60cm2以上。另一方面，从提高开口后的热阻的观点出发，优选满足式4的上限值、更优选1500cm2以下、进一步优选1000cm2以下、更优选400cm2以下、特别优选350cm2以下、进一步更优选300cm2以下。
式4：10cm2≤S2≤2000cm2
本发明的分隔构件中，前述V1优选满足下述式5。对于V1的值，从降低开口前的热阻的观点出发，优选满足式5的下限值、更优选0.05cm3以上、进一步优选0.1cm3以上、特别优选0.5cm3以上、进一步更优选1.0cm3以上。另一方面，从充分提高开口温度的观点出发，优选满足式5的上限值、更优选700cm3以下、进一步优选500cm3以下、特别优选150cm3以下、进一步更优选100cm3以下。
式5：0.02cm3≤V1≤1000cm3
本发明的分隔构件中，前述D1优选满足下述式6。对于D1的值，从抑制由产生了异常放热的单电池向相邻的单电池的导热的观点出发，优选满足式6的下限值、更优选0.40mm以上、进一步优选0.70mm以上，另一方面，从减薄电池组的总厚度的观点出发，优选满足式6的上限值、更优选4.0mm以下、进一步优选3.0mm以下。
式6：0.10mm≤D1≤5.0mm
＜分隔构件＞
图1A为示出本发明的分隔构件的构成例的主视图。图1B为示出将图1A所示的分隔构件沿A-A线切断时的端面的图。对于分隔构件1的外形形状，作为一例，形成为具有厚度的平板状、或者片状。
图1A和图1B所示的例子中，分隔构件1形成为具有高度、宽度、厚度的平板状，且具有厚度方向D和面方向P。面方向P为与厚度方向D正交的方向。只要与厚度方向D正交即可，面方向P包括：分隔构件1的高度方向H、宽度方向W和倾斜方向。
分隔构件1在其厚度方向D上用于分隔构成电池组的单电池彼此、或用于分隔构成电池组的单电池与除单电池以外的构件。
〔隔热材料〕
隔热材料110能保持液体，通常具有弹性。具有弹性的隔热材料110通过单电池的膨胀而沿厚度方向D收缩或变形。图1A所示的例子中，隔热材料110形成为平板状或片状。隔热材料110收纳于平板状或片状的外饰体120，在外饰体120的周缘部被密封。
这种隔热材料110优选包含粉末状无机物和纤维状无机物。本发明中，“纤维状无机物”是指，具有长径为短径的100倍以上的形状的无机物，“粉末状无机物”是指，具有长径低于短径的100倍的形状的无机物。需要说明的是，特别是纤维状的情况下，“长径”是指纤维长度，“短径”是指与长径方向垂直的截面的直径。
纤维状无机物例如优选为选自由纸、棉片、聚酰亚胺纤维、芳族聚酰胺纤维、聚四氟乙烯(PTFE)纤维、玻璃纤维、岩棉、陶瓷纤维和生物体溶解性无机纤维组成的组中的至少一者，其中，特别优选选自玻璃纤维、岩棉、陶瓷纤维和生物体溶解性无机纤维中的至少一者。陶瓷纤维是主要由二氧化硅和氧化铝构成的纤维(二氧化硅：氧化铝＝40：60～0：100)，具体而言，可以使用二氧化硅/氧化铝纤维、富铝红柱石纤维、氧化铝纤维。
另外，粉末状无机物例如优选为选自由二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒、硅酸钙、粘土矿物、蛭石、云母、水泥、珍珠岩、气相二氧化硅和气凝胶组成的组中的至少一者，其中，特别优选选自二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒、硅酸钙和蛭石中的至少一者。硅酸钙的种类中，优选硬硅钙石(xonotlite)、雪硅钙石(tobermorite)、硅灰石、白钙沸石(gyrolite)，特别优选的是白钙沸石。具有花瓣状结构的白钙沸石进行压缩变形时也保持多孔结构，因此，保液性优异。粘土矿物主要为硅酸镁(包含滑石、海泡石)、蒙脱石、高岭石。
作为包含纤维状无机物和粉末状无机物的隔热材料，可以从公知的物质中选择而使用。例如可以从日本特开2003-202099号公报中记载的物质中选择而使用。
对于隔热材料的密度，从轻量方面、和在高温下也使隔热性优异的观点出发，其密度优选0.20～1.10g/cm3。隔热材料的密度如果为上述下限值以上，则在内部空隙具有很多空气层，因此，从隔热性和保液性的观点出发优选，另一方面，如果为上述上限值以下，则从压缩时的变形量变小的观点出发优选。另外，对于隔热材料的密度，从这些观点出发，优选0.35g/cm3以上、更优选0.55g/cm3以上，另一方面，优选1.05g/cm3以下、更优选1.00g/cm3以下。
〔液体〕
分隔构件1中，收纳于外饰体的内部空间的隔热材料110中保持的液体只要具有导热性、且可以使来自单电池的放热效率良好地移动至邻近的单电池即可。另外，作为液体，优选常压(1个大气压)下的沸点为80℃以上且250℃以下的液体，进一步优选常压下的沸点为100℃以上且150℃以下的液体。液体从气化热大的方面、和能通用地获取的方面出发，特别优选水。
液体例如优选包含选自由水、醇类、酯类、醚类、酮类、烃类、氟系化合物和有机硅系油组成的组中的至少1者。它们可以仅使用1种，也可以以2种以上的混合物使用。
作为液体中能使用的醇类，可以举出丙醇、异丙醇、丁醇、苄醇、苯基乙醇等包含3～8个碳原子的醇；乙二醇、丙二醇等亚烷基二醇等二元以上的醇等。它们可以仅使用1种，也可以以2种以上的混合物使用。
作为液体中能使用的酯类，可以举出烷基脂肪族羧酸酯、烷基碳酸二酯、烷基草酸二酯和乙二醇的脂肪酸酯等。作为烷基脂肪族羧酸酯，可以举出甲酸甲酯、甲酸正丁酯、甲酸异丁酯等低级烷基甲酸酯；乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯等低级烷基乙酸酯和丙酸乙酯、丙酸正丙酯、丙酸异丙酯、丙酸正丁酯、丙酸异丁酯等低级烷基丙酸酯等低级烷基脂肪族羧酸酯等。作为碳酸烷基二酯，可以举出碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丁酯、碳酸甲乙酯等碳酸低级烷基二酯等。作为草酸烷基二酯，可以举出草酸二甲酯、草酸二乙酯等草酸低级烷基二酯等。作为乙二醇的脂肪酸酯，可以举出乙二醇乙酸酯等。它们可以仅使用1种，也可以以2种以上的混合物使用。
作为液体中能使用的醚类，可以举出正丁醚、正丙醚、异戊醚等。它们可以仅使用1种，也可以以2种以上的混合物使用。
作为液体中能使用的酮类，可以举出甲乙酮、二乙酮等。它们可以仅使用1种，也可以以2种以上的混合物使用。
作为液体中能使用的烃类，可以举出庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、甲苯、二甲苯等。它们可以仅使用1种，也可以以2种以上的混合物使用。
作为液体中能使用的氟系化合物，可以举出属于制冷剂的1,1,2,2,3,3,4-七氟环戊烷(HFC-c447ef)、1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-十三氟辛烷(HFC-76-13sf)等。它们可以仅使用1种，也可以以2种以上的混合物使用。
作为液体中使用的有机硅系油，可以举出甲基聚硅氧烷、甲基苯基聚硅氧烷、环状甲基硅氧烷、和有机硅聚醚共聚物等改性有机硅油等。它们可以仅使用1种，也可以以2种以上的混合物使用。
另外，液体可以包含防冻剂、防腐剂、pH调节剂。它们可以仅使用1种，也可以以2种以上的混合物使用。液体可以包含用于赋予防冻性的物质(防冻剂)、防腐剂、pH调节剂等添加物。液体中包含的物质不限定于这些，可以根据需要而追加。
〔外饰体〕
外饰体120具有密闭的周缘部120a，且收纳隔热材料110，所述隔热材料110保持有由密闭形成的内部空间中的液体。外饰体120具有挠性，且根据单电池的膨胀而能变形。另外，单电池收缩了的情况下，外饰体120能恢复至原始状态。作为外饰体120，例如可以应用树脂片、树脂薄膜等。例如用二张、或一折为二的树脂片或树脂薄膜夹持隔热材料110，将二张树脂片或树脂薄膜所接触的外饰体120的周缘部进行热熔接、粘接，从而密封浸渗有液体的隔热材料110。
作为外饰体120，例如可以使用树脂、金属制的外饰体。层压有金属箔与树脂的外饰体的耐热性和强度高，故优选。作为金属与树脂的层压体，优选包含树脂层、金属层、树脂密封剂层的3层以上的层压体。
作为金属箔，例如可以举出铝箔、铜箔、锡箔、镍箔、不锈钢箔、铅箔、锡铅合金箔、青铜箔、银箔、铱箔、磷青铜箔等。特别优选铝箔、铜箔、镍箔，进一步优选铝箔。
作为树脂，可以使用热固性树脂和热塑性树脂中的至少一者，特别优选热塑性树脂。作为树脂，例如可以举出聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龙、亚克力、环氧树脂、聚氨酯、聚醚醚酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚碳酸酯、芳族聚酰胺等。特别优选选自聚丙烯、尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少1者。
外饰体120的厚度没有特别限定，例如为5μm～200μm。上述层叠体(层压体)的情况下，可以使金属箔为3μm～50μm、树脂层为2μm～150μm。
另外，对于外饰体120，将二个外饰体的周缘部通过热熔接、粘接等而以环状接合，从而液体和隔热材料110被密封(封固)于外饰体120内。或者，也可以使1个外饰体弯折，将周缘部通过热熔接、粘接等而接合，从而将液体和隔热材料110密封(封固)。外饰体120优选具有挠性(弹性)者，但也可以存在不具有挠性的情况。
外饰体120的内气压低于外气压时，从充分提高开口温度的观点出发优选。因此，将外饰体120封固时特别优选进行真空封固。
＜电池组＞
本发明的电池组包含分隔构件和多个单电池，所述分隔构件具有厚度方向和与该厚度方向正交的面方向，且用于在该厚度方向上分隔单电池彼此、或分隔单电池与除单电池以外的构件，该分隔构件包含：隔热材料，其能保持液体；和，外饰体，其用于收纳该隔热材料和液体，从厚度方向俯视外饰体和隔热材料时的外饰体的内部空间的面积(S1)、与前述隔热材料的面积(S2)、与前述隔热材料的厚度(D2)、与前述液体的体积(V1)满足下述式7和/或下述式2的关系。
式7：0.40≤V1/(S1×D2)≤1.00
式2：0.35≤S2/S1
制造使用了分隔构件的电池组时，通常施加0.1～10MPa左右的拘束压，由此形成电池组时，隔热材料的厚度D2成为小于制造电池组前的厚度D1的值。本发明的电池组满足式7，将式7与前述本发明的分隔构件满足的式1相比，具有将式1中的D1置换为式7中D2的项，但根据上述的理由，D2的值变得小于D1，结果“V1/(S1×D2)”应满足的上下限的值成为大于“V1/(S1×D1)”应满足的各值的值。
通过满足前述式7，从而本发明的电池组的开口前后的热阻的差大、而且变得示出高的开口温度，但对于“V1/(S1×D1)”的值，从更低地保持开口前的热阻的观点出发，优选0.45以上、更优选0.50以上，另一方面，从得到更稳定的高的开口温度的观点出发，优选0.95以下、更优选0.90以下。
出于同样的理由，D2优选满足下述式8。另外，对于D2的值，从抑制从产生了异常放热的单电池向相邻的单电池的导热的观点出发，更优选0.40mm以上、进一步优选0.70mm以上。另一方面，从减薄电池组的总厚度的观点和充分减小开口前的热阻的观点出发，更优选4.0mm以下、进一步优选3.0mm以下、进一步优选2.0mm以下、进一步优选1.2mm以下、特别优选低于1.0mm、进一步优选0.80mm以下。
式8：0.10mm≤D2≤5.0mm
另外，外饰体的内部空间的面积(S1)、与隔热材料的面积(S2)满足下述式2。
式2：0.35≤S2/S1
本发明的电池组与前述本发明的分隔构件同样地，优选S1、S2和V1各自满足式3～式5的各自。
图2A为示出构成电池组的单电池的一例的俯视图，图2B为示出单电池的一例的主视图，图2C为示出单电池的一例的侧视图。
单电池200具有纵(厚度)、横(宽度)、高度的长方体状，且在其上表面设有端子210、端子220。单电池200例如是具备能够吸储/释放锂离子的正极和负极、以及电解质的锂离子二次电池。除锂离子二次电池之外，还可以适用锂离子全固体电池、镍氢电池、镍镉电池、铅蓄电池等二次电池。
图3为示出将用多个单电池而形成的电池组沿通过单电池的端子的高度方向H的面切断时的端面的图。电池组100在具有底面和四方的侧面的壳体300中收纳有多个单电池200。在各单电池200之间配置有上述分隔构件1，相邻的单电池200之间在分隔构件1的厚度方向D上被分隔。相邻的单电池200的正极端子(例如端子210)与负极端子(例如端子220)通过母线(未作图示)以电的方式串联地连接，从而电池组100输出规定的电力。如图3所示，电池组100在壳体300的底面与各单电池200之间可以配置具有与分隔构件1同样的构成的分隔构件1A。
本发明的电池组例如可以用于电动汽车(EV、Electric Vehicle)、混合动力电动汽车(HEV、Hybrid Electric Vehicle)、插电式混合动力汽车(PHEV、Plug-in HybridElectric Vehicle)、电动重机、电动自行车、电动辅助自行车、船舶、航空机、电车、不断电电源装置(UPS、Uninterruptible Power Supply)、家庭用蓄电系统、利用了风力/太阳光/潮力/地热等可再生能源的电力系统稳定化用蓄电池系统等中搭载的电池组。但电池组也可以作为向上述EV等以外的设备供给电力的电力源使用。
实施例
接着，根据实施例对本发明的具体方式进一步详细地进行说明，但本发明不受这些例子的限定。
＜实施例1＞
[分隔构件的制作]
作为外饰体，使裁切成纵150mm横95mm的长方形的铝层压薄膜(包含尼龙(外侧)、聚丙烯(内侧)作为树脂层、厚度0.12mm)2张重叠，使三边以宽5mm进行加热熔接(温度160℃、2秒)。从外饰体的未熔接的部位收纳作为隔热材料的裁切成纵100mm、横50mm的长方形的多孔片(硅酸钙纸、厚度0.9mm、密度0.5g/cm3、包含硅酸钙)，注入水3.4g(cm3)后，使未熔接的部位以宽5mm进行加热熔接，从而进行真空封固，制作纵150mm、横95mm、厚度1.1mm的分隔构件。
隔热材料的厚度D1通过测定真空封固前的隔热材料的厚度、或者从真空封固后的分隔构件的隔热材料与外饰材料层叠的部位的厚度减去外饰材料的厚度来求出。而且测定厚度时，将施加于隔热材料的压力调整为低于0.1MPa。
分隔构件中的液体的体积V1通过测定真空封固前注入的水的重量、或者测定因在真空封固后的分隔构件的外饰材料密封部中开设孔以使液体干燥而产生的重量变化来求出。
另外，在分隔构件的由外饰材料所密闭的部位，跟隔热材料与外饰材料层叠的区域的厚度相比，确认无隔热材料的区域的厚度变薄，从而可以确认外饰材料的内气压变得低于外气压。
[热阻变化的测定]
在加热器上依次层叠云母片(纵150mm、横100mm、厚度0.5mm)、黄铜板1(纵150mm、横100mm、厚度5mm)、分隔构件、黄铜板2(纵150mm、横100mm、厚度5mm)、隔热板(玻璃纤维制、纵150mm、横100mm、厚度10mm)，从上侧用油压加压机调整载荷使其成为2t。
隔热材料的厚度D2通过利用油压加压机施加载荷后、暂时从油压加压机取出外饰材料，从分隔构件的隔热材料与外饰材料层叠的部位的厚度减去外饰材料的厚度来求出。而且测定厚度时，以对隔热材料施加的压力变得低于0.1MPa的方式进行调整。
使加热器从室温以5℃/分钟的速度升温至200℃，测定黄铜板1、2的温度变化。用测定数据，由下式求出分隔构件的热阻R2[m2·K/W]。
R2＝(t1-t2)/[{(th-t1)/R1}-(C/S)×Δt1]
R1：云母片的热阻0.0032[m2·K/W]
th：加热器温度[K]
t1：黄铜板1温度[K]
Δt1：黄铜板1温度时间变化[K/s]
t2：黄铜板2温度[K]
C：黄铜板1、2的热容量[J/K]
S：黄铜板1、2的面积[m2]
记录熔接部开口、水蒸气释放时的黄铜板1的温度作为开口温度，分别求出开口前后的分隔构件的热阻的值。开口温度为165℃，作为分隔构件稳定地进行动作，充分高，而且开口前后的热阻分别成为3.5×10-3、5.2×10-3[m2·K/W]，开口温度高，另外，开口前热阻低，开口后热阻变高。即，示出良好的热阻开关特性(分隔构件的开口的前后切换热阻的特性)。
＜实施例2～5和比较例1～3＞
如表1所示变更隔热材料的尺寸(纵、横)、和水量，除此之外，与实施例1同样地制作分隔构件，测定开口温度、开口前后的热阻的值。
表1中示出各实施例和各比较例中的、隔热材料的尺寸(纵、横、厚度)、液体量、和外饰体的内部空间的区域的尺寸(纵、横)。另外，各实施例和各比较例中，示出测定后的隔热材料的厚度、和开口温度、开口前后的热阻的值。涉及开口温度、热阻的结果中，为良好的情况下用“○”表示、不是良好的情况下用“×”表示。
[表1]
比较例1中，液体量V1比内部空间体积(内部空间面积×隔热材料厚度)、过度大，因此，开口温度会降低，作为分隔构件变得无法进行稳定的动作。
比较例2中，液体量V1比内部空间体积(内部空间面积×隔热材料厚度)过度小，因此，开口前的热阻的值变大。
比较例3中，S2/S1小，因此，隔热材料的变形量大，其结果，开口后的热阻变小。
与此相对，如表1所示，如实施例1～5那样，作为分隔构件，满足式1的情况下，开口温度高，另外，开口前热阻低，开口后热阻变高。即，得到良好的热阻开关特性(在分隔构件的开口前后切换热阻的特性)。另外，同样地作为电池组，满足式5的情况下，得到了良好的热阻开关特性。
附图标记说明
1 分隔构件
100 电池组
110 隔热材料
120 外饰体
120a 周缘部
120b 间隙
200 单电池
300 壳体

Claims (18)

1.一种分隔构件，其具有厚度方向和与该厚度方向正交的面方向，且用于在该厚度方向上分隔单电池彼此、或分隔单电池与除单电池以外的构件，
所述分隔构件包含：
隔热材料，其能保持液体；和，
外饰体，其用于收纳该隔热材料和液体，
从厚度方向俯视外饰体和隔热材料时的外饰体的内部空间的面积S1、与所述隔热材料的面积S2、与所述隔热材料的厚度D1、与所述液体的体积V1满足下述式1和/或下述式2的关系，
式1：0.25≤V1/(S1×D1)≤0.70
式2：0.35≤S2/S1。
2.根据权利要求1所述的分隔构件，其中，所述S1满足下述式3的关系，
式3：10cm2≤S1≤2000cm2。
3.根据权利要求1或2所述的分隔构件，其中，所述S2满足下述式4的关系，
式4：10cm2≤S2≤2000cm2。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的分隔构件，其中，所述V1满足下述式5的关系，
式5：0.02cm3≤V1≤1000cm3。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的分隔构件，其中，所述D1满足下述式6的关系，
式6：0.10mm≤D1≤5.0mm。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的分隔构件，其中，所述外饰体为金属箔与树脂的层压体。
7.一种电池组，其包含分隔构件和多个单电池，所述分隔构件具有厚度方向和与该厚度方向正交的面方向、且用于在该厚度方向上分隔单电池彼此、或分隔单电池与除单电池以外的构件，
该分隔构件包含：
隔热材料，其能保持液体；和，
外饰体，其用于收纳该隔热材料和液体，
从厚度方向俯视外饰体和隔热材料时的外饰体的内部空间的面积S1、与所述隔热材料的面积S2、与所述隔热材料的厚度D2、与所述液体的体积V1满足下述式7和/或下述式2的关系，
式7：0.40≤V1/(S1×D2)≤1.00
式2：0.35≤S2/S1。
8.根据权利要求7所述的电池组，其中，所述S1满足下述式3的关系，
式3：10cm2≤S1≤2000cm2。
9.根据权利要求7或8所述的电池组，其中，所述S2满足下述式4的关系，式4：10cm2≤S2≤2000cm2。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的电池组，其中，所述V1满足下述式5的关系，
式5：0.02cm3≤V1≤1000cm3。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的电池组，其中，所述D2满足下述式8的关系，
式8：0.10mm≤D2≤5.0mm。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的电池组，其中，所述外饰体为金属箔与树脂的层压体。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的电池组，其中，作为所述液体，包含常压下的沸点为80～250℃的液体。
14.一种分隔构件，其具有厚度方向和与该厚度方向正交的面方向，且用于在该厚度方向上分隔单电池彼此、或分隔单电池与除单电池以外的构件，
所述分隔构件包含：
隔热材料，其能保持液体；和，
外饰体，其用于收纳该隔热材料和液体，
构成包含该分隔构件和多个单电池的电池组时，
从厚度方向俯视外饰体和隔热材料时的外饰体的内部空间的面积S1、与所述隔热材料的面积S2、与所述隔热材料的厚度D2、与所述液体的体积V1满足下述式7和/或下述式2的关系，
式7：0.40≤V1/(S1×D2)≤1.00
式2：0.35≤S2/S1。
15.根据权利要求14所述的分隔构件，其中，所述S1满足下述式3的关系，
式3：10cm2≤S1≤2000cm2。
16.根据权利要求14或15所述的分隔构件，其中，所述S2满足下述式4的关系，
式4：10cm2≤S2≤2000cm2。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的分隔构件，其中，所述V1满足下述式5的关系，
式5：0.02cm3≤V1≤1000cm3。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的分隔构件，其中，所述D2满足下述式8的关系，
式8：0.10mm≤D2≤5.0mm。
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