CN114556669A - 电池组用绝热片和电池组 - Google Patents
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Abstract
本发明提供电池组用绝热片、以及将电池组用绝热片夹设在电池单体之间而成的电池组,该电池组用绝热片可得到均匀的绝热性、散热性,在电池单体发生了热失控的情况下,在相邻的电池单体之间可进行热屏蔽,并且能够使电池单体的放热迅速散出。一种电池组用绝热片(10),其是将2个以上的电池单体串联或并联连接而成的电池组中的夹设在电池单体之间的电池组用绝热片,其包含:均匀地分散的含有二氧化硅纳米颗粒的第1颗粒(21)、以及均匀地分散并且沿着相对于绝热片(10)的主面平行的一个方向进行取向的无机纤维(23)。
Description
技术领域
本发明涉及夹设在电池组的电池单体之间的电池组用绝热片、以及将电池组用绝热片夹设在电池单体之间而成的电池组。
背景技术
一直以来,为了抑制从放热体向其他物体的热传递,采用了靠近放热体、或者至少一部分与放热体接触而进行使用的电池组用绝热片。
另外,近年来,与铅蓄电池、镍氢电池等相比能够实现高容量和高输出的锂离子二次电池的需求增加,不仅被用于移动电话、个人电脑、小型电子设备的小容量的二次电池,而且还被用于汽车、备用电源等大容量的二次电池。特别是在汽车领域中,从环境保护的方面出发,积极进行了利用电动机驱动的电动汽车或混合动力车等的开发。该电动汽车或混合动力车等中搭载有用作驱动用电动机的电源的2个以上的电池单体串联或并联连接而成的电池组。
但是,锂离子二次电池在充放电时有时会由于化学反应而产生热,由此会发生电池的不良状况等。例如,在某一电池单体急剧升温而引起热失控的情况下,热会传递至相邻的其他电池单体,从而可能会引起其他电池单体的热失控。
在上述这样的电池组的领域中,为了抑制由发生了热失控的电池单体向相邻的电池单体的热传递、防止由于热失控的连锁而引起的电池的延烧和爆炸等不良状况,提出了夹设在电池单体之间的各种绝热材料。
例如,专利文献1中记载了一种绝热材料,其包含含有纤维和二氧化硅气凝胶的复合层、以及在上述复合层中沿厚度方向配置的树脂支柱。其中记载了,利用这样的绝热材料,能够利用树脂支柱分散施加至绝热材料的压缩应力,能够保持绝热材的绝热特性。在电池单体之间使用上述绝热材料时,施加至该绝热材料中的二氧化硅气凝胶的压缩应力能够被树脂支柱分散,能够长期保持电池单体之间的绝热性。其结果可抑制由于电池的单体之间的热失控所致的延烧,能够提供安全的车载用电池,此外,在绝热性树脂支柱为多孔质的树脂时,能够抑制来自电池单体的热传导。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-215014号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是,在为了提高绝热性而将上述绝热片与电池单体密合时,热会发生蓄积,有时会促进电池单体的热失控。
此外,上述绝热片中,不存在气凝胶的树脂支柱与存在气凝胶的复合层中的绝热性不同,因此片内的绝热性、散热性不容易均匀。因此,由电池单体产生的热的传递也不同,在发生了热失控的情况下,有时无法抑制绝热片中的热传递。
本发明是鉴于上述状况而完成的,其目的在于提供电池组用绝热片、以及将电池组用绝热片夹设在电池单体之间而成的电池组,该电池组用绝热片中可得到均匀的绝热性、散热性,在电池单体发生了热失控的情况下,在相邻的电池单体之间也可进行热屏蔽,并且能够使电池单体的放热迅速散出。
用于解决课题的手段
上述目的通过本发明的下述(1)的绝热片来实现。
(1)一种电池组用绝热片,其是将2个以上的电池单体串联或并联连接而成的电池组中的夹设在上述电池单体之间的电池组用绝热片,其中,
该绝热片包含:均匀地分散的含有二氧化硅纳米颗粒的第1颗粒;以及均匀地分散并且沿着相对于绝热片的主面平行的一个方向进行取向的无机纤维。
另外,本发明的绝热片优选为下述(2)~(10)。
(2)如(1)所述的电池组用绝热片,其中,相对于电池组用绝热片总质量,上述第1颗粒的含量为30质量%以上80质量%以下。
(3)如(1)或(2)所述的电池组用绝热片,其中,上述第1颗粒的平均粒径为1nm以上100nm以下。
(4)如(1)~(3)中任一项所述的电池组用绝热片,其中,相对于电池组用绝热片总质量,上述无机纤维的含量为5质量%以上30质量%以下。
(5)如(1)~(4)中任一项所述的电池组用绝热片,其中,上述电池组用绝热片进一步包含:含有金属氧化物的第2颗粒。
(6)如(5)所述的电池组用绝热片,其中,上述第2颗粒为选自二氧化钛、氧化锆、锆石、钛酸钡、氧化锌和氧化铝中的至少一种。
(7)如(6)所述的电池组用绝热片,其中,上述第2颗粒为二氧化钛。
(8)如(5)~(7)中任一项所述的电池组用绝热片,其中,上述第2颗粒的平均粒径为1μm以上50μm以下。
(9)如(1)~(8)中任一项所述的电池组用绝热片,其中,上述电池组用绝热片进一步包含粘结剂。
(10)如(9)所述的电池组用绝热片,其中,上述粘结剂为选自甲基纤维素、水溶性纤维素醚、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素和它们的衍生物中的至少一种。
上述目的通过本发明的下述(11)的电池组来实现。
(11)一种电池组,其中,2个以上的电池单体隔着(1)~(10)中任一项所述的电池组用绝热片进行配置,该2个以上的电池单体串联或并联连接。
另外,本发明的电池组优选为下述(12)。
(12)如(11)所述的电池组,其中,
该电池组具有使由上述电池单体产生的热散出的散热器,
上述电池组用绝热片中,上述无机纤维朝向上述散热器的方向取向。
发明的效果
根据本发明,在电池组用绝热片的内部,无机纤维沿着相对于主面平行的一个方向取向并进行分散,因此绝热片内的绝热性、散热性优异并且均匀,能够利用绝热片使来自电池单体的放热散出。另外,本发明的电池组用绝热片中,即使在发生了热失控的情况下,也能够阻断从电池向相邻的电池的热。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的电池组用绝热片的构成的示意图。
图2是示意性示出使用了图1所示的电池组用绝热片的电池组的实施方式的截面图。
图3是示意性示出通过挤出成型制作的电池组用绝热片的立体图。
图4是示意性示出使用了包含第2颗粒的绝热片的电池组的实施方式的截面图。
具体实施方式
本发明人为了提供在电池单体发生了热失控的情况下在相邻的电池单体之间可进行热屏蔽、并且使电池单体的放热迅速散出这样的绝热性和散热性优异的电池组用绝热片进行了深入研究,结果发现,绝热片中包含的无机纤维的取向很重要。即,电池组用绝热片通过包含均匀地分散的含有二氧化硅纳米颗粒的第1颗粒、以及均匀地分散并且沿着相对于绝热片的主面平行的一个方向进行取向的无机纤维,而将第1颗粒的高绝热性与由发生了取向的无机纤维所带来的热的散热性能进行组合,能够兼具优异的绝热性和散热性。
作为构成本发明的电池组用绝热片的第1颗粒的二氧化硅纳米颗粒为绝缘体,因此可认为,在基于静电的排斥力的作用下,颗粒间容易形成微细的空隙,堆积密度降低,而且颗粒间的空隙构成热阻,能够确保高绝热性。在电池组用绝热片中使用二氧化硅纳米颗粒的情况下,电池单体之间的绝热具有高性能,但在与电池单体密合使用时,电池组用绝热片的二氧化硅纳米颗粒会妨碍散热,可能会促进热失控。
另一方面,关于构成本发明的电池组用绝热片的无机纤维,材料本身的热导率高,沿着无机纤维的取向方向的散热性优异,另一方面,与取向方向交叉的方向的绝热性优异。
本发明中,将具有这样的特征的二氧化硅纳米颗粒和无机纤维适当地组合,实现了可确保电池单体之间的绝热性的同时容易从电池单体之间向外部散热的电池组用绝热片。
本发明是基于这样的技术思想而完成的,下面参照附图对本发明的实施方式(本实施方式)的电池组用绝热片和电池组进行详细说明。
<电池组用绝热片的基本构成>
图1是示出本发明的实施方式的电池组用绝热片10的构成的示意图,图2是示意性示出使用了图1所示的电池组用绝热片10的电池组100的实施方式的截面图。绝热片10中包含:含有二氧化硅纳米颗粒的第1颗粒21、以及含有玻璃纤维等的无机纤维23。需要说明的是,作为上述二氧化硅纳米颗粒,使用平均粒径为1nm以上100nm以下的二氧化硅纳米颗粒。另外,无机纤维23主要沿着俯视横向进行取向。
作为该电池组用绝热片10的具体使用方式,如图2所示,2个以上的电池单体20隔着电池组用绝热片10进行配置,2个以上的电池单体20以相互串联或并联连接的状态(连接状态省略图示)被收纳在电池壳30中,构成电池组100。需要说明的是,电池单体20例如可以适当地使用锂离子二次电池,但并不特别限定于此,也可以适用于其他二次电池。
在以下所示的说明中,假定了在绝热片10的一面10a侧存在有放热的电池单体20的情况。像这样构成的绝热片10中,在电池单体20放热时,从绝热片10的一面10a侧入射的热的一部分如图1中的箭头15a所示以相互接触的第1颗粒21为媒介(由于图1为示意图,因此按照第1颗粒21彼此不相互接触的方式示出,但实际上,大量的第1颗粒21彼此间相互进行点接触)向着绝热片10的另一面10b传导(固体传导)。此时,作为第1颗粒21使用具有绝热性的二氧化硅纳米颗粒,因此传热量随着接近绝热片10的另一面10b而降低(参照箭头15b)。
另外,当电池单体20放热且热的一部分到达绝热片10时,如箭头15c所示,在无机纤维23的作用下,热沿俯视横向扩散,因此通过无机纤维23的存在,能够降低热向绝热片10的另一面10b的传播,并且能够使热向绝热片的侧方扩散。
需要说明的是,本发明中,关于“沿着一个方向进行取向”,不必无机纤维23全部沿着该方向进行取向,只要无机纤维23沿着特定的一个方向排列的倾向强即可。这样的无机纤维23进行了取向的电池组用绝热片10可以直接使用本来进行了取向的无机纤维23来制造,也可以通过将包含随机取向的无机纤维23的原材料沿单轴方向拉伸而进行取向、或者使分散有无机纤维23的浆料在水流的作用下进行取向并同时进行抄制等方法来得到。
另外,无机纤维23沿特定方向进行取向可以通过基于目视的确认来判断,在难以辨别纤维的情况下,可以测定该方向的弯曲强度,通过使该方向的弯曲强度比其他方向大20%以上来进行确认。
由此,根据本实施方式,在某一电池单体20发生了热失控的情况下,能够有效地抑制热向相邻的其他电池单体20的传播,因此能够抑制其他电池单体20发生热失控。另外,即使在电池单体20发生热膨胀、挤压绝热片10并发生了密合的情况下,无机纤维23也会使热向侧方扩散,能够在维持优异的绝热性的同时进行散热。
需要说明的是,本实施方式中,作为第1颗粒21使用二氧化硅纳米颗粒,由于颗粒彼此的接点小,因此通过二氧化硅纳米颗粒传导的热量小于使用粒径大的二氧化硅颗粒的情况。另外,通常入手的二氧化硅纳米颗粒包含大量空隙、堆积密度为0.5g/cm2左右,因此例如即使在配置于绝热片10两侧的电池单体20发生热膨胀、由于该压力的作用而使绝热片10稍微变形的情况下,也会由于颗粒彼此的排斥力而使空隙残留,不会显著增大二氧化硅彼此的接点的大小(面积),能够维持绝热性。
此外,本实施方式中,在二氧化硅纳米颗粒的颗粒间形成的空隙部保持在数十纳米左右,能够妨碍空气的移动、抑制对流传热。因此,作为第1颗粒21使用二氧化硅纳米颗粒时,能够更进一步提高绝热片10的绝热性。
<电池组用绝热片的详细情况>
接着对构成电池组用绝热片10的第1颗粒21和无机纤维23进行详细说明。
(第1颗粒的种类)
本发明中,作为第1颗粒21使用二氧化硅纳米颗粒。作为二氧化硅纳米颗粒,可以使用湿式二氧化硅、干式二氧化硅和气凝胶等。
另外,本发明中的二氧化硅纳米颗粒是球形或接近球形的平均粒径小于1μm的纳米数量级的二氧化硅的颗粒。
(第1颗粒的含量:相对于绝热片总质量为30质量%以上80质量%以下)
本发明的第1颗粒21的含量相对于电池组用绝热片总质量优选为30质量%以上80质量%以下。
作为第1颗粒21包含在绝热片10中的二氧化硅纳米颗粒的密度低,因此可抑制传导传热,此外由于空隙微细地分散,因此具有不容易引起空气的移动且可抑制对流传热的优异的绝热性。因此,在将应用了二氧化硅纳米颗粒的电池组用绝热片10与电池单体20密合来进行使用时,热发生聚集,反而会促进热失控。
本发明的电池组用绝热片10中,通过使第1颗粒21的含量相对于电池组用绝热片总质量为30质量%以上,可确保绝热性;通过使第1颗粒21的含量为80质量%以下,能够充分确保含有无机纤维23的含有空间,能够确保散热性。
(第1颗粒的平均粒径:1nm以上100nm以下)
如上所述,第1颗粒21的粒径有时会对绝热片10的绝热性带来影响,因此将第1颗粒21的平均粒径限定在规定的范围时,能够进一步得到更高的绝热性。
即,第1颗粒21的平均粒径为1nm以上100nm以下时,特别是在小于500℃的温度区域,能够抑制热在绝热片10内的对流传热和传导传热,能够更进一步提高绝热性。
需要说明的是,第1颗粒21的平均粒径更优选为2nm以上、进一步优选为3nm以上。另外,第1颗粒21的平均粒径更优选为50nm以下、进一步优选为10nm以下。
(无机纤维的含量:相对于绝热片总质量为5质量%以上30质量%以下)
本发明的无机纤维23的含量相对于电池组用绝热片总质量优选为5质量%以上30质量%以下。
无机纤维23的含量为5质量%以上时,能够充分确保热向绝热片的侧方扩散的效果。另外,无机纤维23的含量为30质量%以下时,能够充分确保填充绝热性高的第1颗粒的空间,能够确保绝热性。
(无机纤维的平均纤维径:1μm以上20μm以下)
无机纤维23是线状或针状的粗径纤维,有助于提高绝热片10对抗来自电池单体20的压力的机械强度和保形性。为了得到这样的效果,该平均纤维径优选为1μm以上、更优选为2μm以上。但是,若无机纤维23过粗,则可能会降低成型为绝热片10的成型性、加工性,因此优选为20μm以下、更优选为15μm以下。
(无机纤维的平均纤维长度:0.1mm以上300mm以下)
作为基材使用无机纤维23时,在成型为绝热片10时,纤维彼此适当地缠绕,能够得到充分的面压。为了得到这样的效果,在使用无机纤维23的情况下,该平均纤维长度优选为0.1mm以上、更优选为1mm以上。但是,在采用先将无机纤维23和第1颗粒21混合、之后使无机纤维23进行取向的工艺的情况下,若无机纤维23的平均纤维长度过长,则在原材料的制备时,无机纤维23彼此的缠绕有时会变得过强,在成型为片状后,无机纤维23有时容易不均匀地集聚。因此,无机纤维23的平均纤维长度优选为300mm以下、更优选为20mm以下。
需要说明的是,关于无机纤维23的纤维径和纤维长度,若电池组用绝热片10中包含粘结剂成分,则可以使用溶剂除去粘结剂成分,之后使用镊子,从成型后的片中以不使无机纤维23断裂的方式抽取无机纤维23,与标准刻度进行比较,来得到该纤维径和纤维长度。根据需要,可以通过在光学显微镜下进行观察来测定。
需要说明的是,电池组用绝热片10中,除了上述第1颗粒21和无机纤维23以外,还可以包含含有金属氧化物的第2颗粒22作为更进一步提高500℃以上的高温区域的绝热效果的成分,也可以进一步包含如结合材料和着色剂等那样的为了成型出绝热片所需的成分。下面对其他成分也进行详细说明。
(第2颗粒的种类)
本发明中,作为第2颗粒22,优选使用金属氧化物。作为金属氧化物,可以使用二氧化钛、氧化锆、锆石、钛酸钡、氧化锌、氧化铝等。特别是二氧化钛是折射率高于其他金属氧化物的成分,在500℃以上的高温区域对热进行漫反射的效果高,因而最优选使用二氧化钛。
(第2颗粒的平均粒径:1μm以上50μm以下)
第2颗粒22的粒径可能会对反射热的效果带来影响,因此将第2颗粒22的平均粒径限定在规定的范围时,能够进一步得到更高的绝热性。
即,第2颗粒22的平均粒径为1μm以上时,该粒径充分大于在加热中起作用的光的波长,可使光高效地漫反射,在本发明中的第2颗粒22的存在范围(质量比)中,可在500℃以上的高温区域抑制热在绝热片10内的辐射传热,能够更进一步提高绝热性。第2颗粒22的平均粒径为50μm以下时,即使进行压缩,颗粒间的接点、数量也不会增加,不容易形成传导传热的通路,特别能够减小在传导传热占主导的通常温度域中对绝热性的影响。
需要说明的是,第2颗粒22的平均粒径更优选为3μm以上、进一步优选为5μm以上。另外,第2颗粒22的平均粒径更优选为30μm以下、进一步优选为10μm以下。
本发明中,关于平均粒径,可以利用显微镜对颗粒进行观察,与标准刻度进行比较,取任意10个颗粒的平均值,由此求出该平均粒径。
(第2颗粒22的含量:相对于绝热片的总质量为5质量%以上40质量%以下)
本发明中,为了提高500℃以上的高温区域的绝热性,绝热片10优选包含第2颗粒22,第2颗粒22的添加量即使为少量,也能够得到抑制热的辐射传导的效果。另外,为了利用第1颗粒21得到抑制热的对流传热和传导传热的效果,优选增加第1颗粒21的添加量。如此,由于第2颗粒22的质量比对于从通常温度到500℃以上的高温的区域中的绝热性带来影响,因此在本发明中,在绝热片10中包含金属氧化物作为第2颗粒22的情况下,优选适当地调整第2颗粒22的质量比。
本发明的绝热片10中,第2颗粒22的质量比优选相对于绝热片总质量为5质量%以上。可以认为,第2颗粒22的含量相对于绝热片总质量为5质量%以上时,特别能够在500℃以上的辐射的影响增大的温度区域抑制辐射传热,可得到高绝热性。
另一方面,本发明的绝热片10中,第2颗粒22的质量比优选相对于绝热片总质量为40质量%以下。第2颗粒22的含量相对于绝热片总质量大于40质量%时,可能得不到由第1颗粒21带来的充分的效果,在小于500℃的温度区域难以抑制绝热片10内的热的对流传导或固体传导,绝热性可能会降低。
(粘结剂:3质量%以上30质量%以下)
本发明中,由于包含作为第1颗粒21的二氧化硅纳米颗粒并且包含无机纤维23,因此尽管无机纤维23可保持作为绝热片10的形状,但为了防止二氧化硅纳米颗粒的脱落,优选以适当的含量添加粘结剂。
另外,相对于绝热片10的总质量,粘结剂的含量为3质量%以上时,能够减少二氧化硅纳米颗粒从绝热片10的脱落。另外,相对于绝热片10的总质量,粘结剂的含量优选为5质量%以上。
另一方面,粘结剂起到对抗第1颗粒21的由静电引起的排斥力而使第1颗粒21结合的作用,因此其难以抑制固体传导,可能使绝热性降低。因此,相对于绝热片总质量,粘结剂的含量优选为30质量%以下、更优选为20质量%以下。
(粘结剂的种类)
如上所述,本发明的电池组用绝热片10中,为了将压缩特性调整为所期望的值,优选适当地选择粘结剂的种类和含量。作为粘结剂,可以使用有机粘结剂和无机粘结剂等。本发明中,特别是作为有机粘结剂,优选使用甲基纤维素、水溶性纤维素醚、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素和它们的衍生物等。另外,关于无机粘结剂的种类没有特别限制,作为无机粘结剂,例如可以使用氧化铝溶胶、硅溶胶等。
(绝热片的厚度:0.1mm以上30mm以下)
本发明的电池组用绝热片10的厚度没有特别限定,优选处于0.1mm以上30mm以下的范围。绝热片10的厚度为上述范围内时,能够得到充分的机械强度,并且能够容易地进行成型。
(电池组用绝热片的制造方法)
接着对本发明的电池组用绝热片10的制造方法进行详细说明。
本实施方式的绝热片10可以使用包含第1颗粒21和无机纤维23的绝热片用材料,通过挤出成型法、湿式抄制法、压制成型法等进行成型来制造。下面对于通过各成型法得到绝热片10的情况下的制造方法进行说明。
[基于挤出成型法的绝热片的制造方法]
挤出成型法中,首先向第1颗粒21和无机纤维23、以及必要时的第2颗粒22、粘结剂中加入水等溶剂,进行混炼,由此制备糊料状的原料。其后,将所得到的糊料状的原料由挤出成型机的喷嘴挤出,由此可以得到生坯片。进一步将所得到的生坯片干燥,剪裁成适当的尺寸,由此可以得到本发明的电池组用绝热片10。如上所述,作为有机粘结剂,优选使用甲基纤维素和水溶性纤维素醚等,但在使用挤出成型法的情况下,只要是通常使用的有机粘结剂,就可以没有特别限定地使用。
图3是示意性示出通过挤出成型制作的电池组用绝热片40的立体图。需要说明的是,图3中,第1颗粒21省略了图示。如图3所示,在通过挤出成型法制作绝热片40的情况下,作为绝热片40的材料包含的无机纤维23等沿着挤出方向X、即相对于绝热片的主面平行的一个方向进行取向。通过像这样进行了取向的无机纤维23等,绝热片40的热导率被赋予各向异性,因此从绝热片40的主面侧入射的热沿着平行于主面的一个方向进行传播。因此,在使用通过挤出成型法制造的绝热片40时,能够更为有效地抑制热向相邻的电池单体20的传播,并且能够高效地散热。
[基于湿式抄制法的绝热片的制造方法]
在湿式抄制法中,首先,将第1颗粒21和无机纤维23、以及必要时的第2颗粒22、粘结剂在水中混合,利用搅拌机进行搅拌,由此制备混合液。其后,将所得到的混合液倒入在底面形成有过滤用网的成型器中,借助网对混合液进行脱水,由此制作湿润片。此时,通过将过滤用网倾斜地而不是水平地进行配置,使混合液在沿一个方向流动的同时进行抄制,因此能够得到无机纤维23沿倾斜的方向进行了取向的湿润片。通过对所得到的湿润片加热并同时加压,能够得到绝热片40。需要说明的是,在加热和加压工序之前可以实施对湿润片通入热风而将片进行干燥的通气干燥处理,也可以不实施该通气干燥处理而在湿润的状态下进行加热和加压。
[基于压制成型法的绝热片的制造方法]
在压制成型法中,首先将第1颗粒21以及必要时的第2颗粒22、粘结剂、溶剂在搅拌机中进行搅拌,由此制备浆料状的原料。另外,另行准备无机纤维的纤维条,使浆料状的原料渗透到纤维条的纤维间。将所得到的浸渗体干燥,之后进行压制成型,由此可以得到本发明的电池组用绝热片40。需要说明的是,纤维条是纤维沿一个方向取向的粗的绳状聚集体。可以根据需要将纤维条多根排列,由此得到平板状的绝热片40。
本发明的电池组用绝热片40并不限于这些制造方法,可以利用任何制造方法。
<电池组>
如图2所例示,本发明的电池组100中,2个以上的电池单体20隔着上述的电池组用绝热片10进行配置,2个以上的电池单体20串联或并联连接。
图4是示意性示出使用了图3所示的绝热片40的电池组110的实施方式的截面图。图4中,对于与图2中相同的部分赋以相同符号,省略其详细的说明。另外,如图4所示,本实施方式的电池组110中,在2个以上的电池单体20与电池组用绝热片40进行排列的外侧具有使由电池单体20产生的热散出的金属制造的电池壳30。另外,在电池壳30的外侧配置有用于使热向外部逃逸的散热器25。
此处,电池组110具有金属制造的电池壳30时,由电池单体20产生的热传播至绝热片40,之后向侧方扩散,传递到电池壳30。此时,当电池组用绝热片40包含无机纤维23、无机纤维23沿上下方向(即与电池单体20的层积方向垂直的方向)进行取向时,由电池单体20传递的热容易通过发生了取向的无机纤维23沿上下方向传递,容易利用电池壳30和散热器25进行散热。因此,绝热片40例如通过挤出成型进行成型、具有沿着相对于其主面平行的一个方向进行取向的无机纤维23的情况下,优选考虑取向的方向组装到电池组110中。
需要说明的是,图4中,电池壳30成为上面和底面的面积大的配置。因此,为了容易从上面和底面散热,使电池组用绝热片40的取向方向为上下方向,但无机纤维23的取向方向并不限于面积大的面的方向,优选沿着热容易逃逸的方向进行取向。例如,在利用起到作为散热器25的功能的金属制造的安装具来固定电池组的情况下,可以使无机纤维23的取向方向为具有散热器的方向。
即,当按照绝热片40内的无机纤维23朝向散热器25的方向进行取向的方式配置绝热片40时,可以更进一步提高基于绝热片40的散热性并且进行绝热。另外,并不限定于散热器25,也可以向蓄热材料等散热。
以上参照附图对各种实施方式进行了说明,但本发明当然并不限于这些示例。本领域技术人员显然可想到权利要求书所记载的范围内的各种变更例或修正例,当然可以理解,这些也属于本发明的技术范围。另外,在不脱离发明宗旨的范围内,可将上述实施方式中的各构成要素任意地组合。
需要说明的是,本申请基于2019年10月11日提交的日本专利申请(日本特愿2019-188199),将其内容以参考的形式援引到本申请中。
符号的说明
10、40绝热片(电池组用绝热片)
10a、10b面
20电池单体
21第1颗粒
22第2颗粒
23无机纤维
25散热器
30电池壳
100、110电池组。
Claims (12)
1.一种电池组用绝热片,其是将2个以上的电池单体串联或并联连接而成的电池组中的夹设在所述电池单体之间的电池组用绝热片,其中,
该绝热片包含:均匀地分散的含有二氧化硅纳米颗粒的第1颗粒;以及均匀地分散并且沿着相对于绝热片的主面平行的一个方向进行取向的无机纤维。
2.如权利要求1所述的电池组用绝热片,其中,相对于电池组用绝热片总质量,所述第1颗粒的含量为30质量%以上80质量%以下。
3.如权利要求1或2所述的电池组用绝热片,其中,所述第1颗粒的平均粒径为1nm以上100nm以下。
4.如权利要求1~3中任一项所述的电池组用绝热片,其中,相对于电池组用绝热片总质量,所述无机纤维的含量为5质量%以上30质量%以下。
5.如权利要求1~4中任一项所述的电池组用绝热片,其中,所述电池组用绝热片进一步包含:含有金属氧化物的第2颗粒。
6.如权利要求5所述的电池组用绝热片,其中,所述第2颗粒为选自二氧化钛、氧化锆、锆石、钛酸钡、氧化锌和氧化铝中的至少一种。
7.如权利要求6所述的电池组用绝热片,其中,所述第2颗粒为二氧化钛。
8.如权利要求5~7中任一项所述的电池组用绝热片,其中,所述第2颗粒的平均粒径为1μm以上50μm以下。
9.如权利要求1~8中任一项所述的电池组用绝热片,其中,所述电池组用绝热片进一步包含粘结剂。
10.如权利要求9所述的电池组用绝热片,其中,所述粘结剂为选自甲基纤维素、水溶性纤维素醚、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素和它们的衍生物中的至少一种。
11.一种电池组,其中,2个以上的电池单体隔着权利要求1~10中任一项所述的电池组用绝热片进行配置,该2个以上的电池单体串联或并联连接。
12.如权利要求11所述的电池组,其中,
该电池组具有使由所述电池单体产生的热散出的散热器,
所述电池组用绝热片中,所述无机纤维朝向所述散热器的方向取向。
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