CN114982052A - 锂离子电池模块 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供即使在发生了失控的情况下该失控也不容易传递至其他单电池、安全性高的锂离子电池模块。本发明的锂离子电池模块的特征在于,其具有包含复数个设有破裂阀的单电池的单电池单元、以及具备凹部的间隔件,上述破裂阀与上述凹部对置地配置,上述单电池单元被上述间隔件覆盖,上述凹部的深度大于0.5mm,上述间隔件包含树脂,在相邻的上述单电池间设有由上述间隔件构成的壁部。

Description

锂离子电池模块
技术领域
本发明涉及锂离子电池模块。
背景技术
近年来,在电动汽车等中,锂离子二次电池的使用日渐增多。
一直以来,作为锂离子二次电池(LIB)的开发中的课题之一,可以举出LIB失控时的对策。已知LIB在进行充电/放电时、或者在意外引起破损等的情况下会发生膨胀,最糟糕的情况下内容物会喷出,若存在点火源则会引起爆炸。特别是在电动汽车等大量装载LIB的用途中,即使一个LIB失控,也需要使该失控不会传递到其他单电池(防止引爆)。
作为抑制LIB的失控的锂离子电池,已知有专利文献1的锂离子电池模块。另外,作为即使在电解液起火的情况下也能够防止延烧的材料,已知有专利文献2的二次电池用发泡体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2019-91628号公报
专利文献2:日本特开2013-241524号公报
发明内容
发明所要解决的课题
专利文献1所述的锂离子电池模块中记载了为了使LIB单电池失控时所产生的高温气体不会对其他LIB单电池施加热而在LIB上部配置防止逆流用的片的方法。但是,由于需要对片进行微细形状的制作、在片存在开口部,因此在原理上不可能完全防止高温气体的逆流。
专利文献2所述的二次电池容器用发泡体对于电池模块没有任何记载。
因此,锂离子电池中的现状为,正在寻求即使在发生了失控的情况下该失控也不容易传递至其他单电池、安全性高的电池模块。
因此,本发明的目的在于提供即使发生了失控的情况下该失控也不容易传递至其他单电池、安全性高的锂离子电池模块。
用于解决课题的手段
本发明如下。
[1]
一种锂离子电池模块,其特征在于,
该锂离子电池模块具有:
包含复数个设有破裂阀的单电池的单电池单元、以及
具备凹部的间隔件,
上述破裂阀与上述凹部对置地配置,上述单电池单元被上述间隔件覆盖,
上述凹部的深度大于0.5mm,
上述间隔件包含树脂,
在相邻的上述单电池间设有由上述间隔件构成的壁部。
[2]
如[1]中所述的锂离子电池模块,其中,上述树脂为热塑性树脂。
[3]
如[1]或[2]中所述的锂离子电池模块,其中,上述凹部在上述间隔件与破裂阀对置的一个表面侧开口,在另一表面侧闭塞。
[4]
如[1]~[3]中任一项所述的锂离子电池模块,其中,在穿过上述凹部的底面的中心的沿凹部的深度方向切断得到的截面中,在与该深度方向垂直的方向上的凹部内表面距离随着远离上述破裂阀而逐渐减小。
[5]
如[1]~[4]中任一项所述的锂离子电池模块,其中,上述间隔件满足UL-94标准V-0。
[6]
如[1]~[5]中任一项所述的锂离子电池模块,其中,上述间隔件由发泡体构成。
[7]
如[1]~[6]中任一项所述的锂离子电池模块,其中,上述发泡体由珠粒发泡体构成。
发明的效果
本发明能够提供即使在发生了失控的情况下该失控也不容易传递至其他单电池、安全性高的锂离子电池模块。
附图说明
图1A是示出本实施方式的锂离子电池模块的一例的示意图。图1A是示意性立体图,图1B是图1A的X-X截面图(沿凹部31的深度方向切断得到的截面)。
图1B是示出本实施方式的锂离子电池模块的一例的示意图。图1A是示意性立体图,图1B是图1A的X-X截面图(沿凹部31的深度方向切断得到的截面)。
图2是示出单电池单元的一例的示意性俯视图。
图3是示出间隔件的底面的一例的示意性立体图。
图4是示出本实施方式的锂离子电池模块的凹部与破裂阀的位置关系的一例的示意图。
图5是示出凹部的截面形状的一例的示意图。
图6是说明实施例、比较例的蒸气引导效果的测定方法的示意图。
图7是说明实施例、比较例的蒸气引导效果的测定方法的示意图。
图8是说明蒸气引导效果的评价中的热收缩发生部位的长度的测定部位的示意图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式(本说明书称为“本实施方式”)进行详细说明。本发明并不限于以下的记载,可以在其要点的范围内进行各种变形来实施。
以下参照附图对本实施方式的锂离子电池模块进行例示说明。
本实施方式的锂离子电池模块具有包含复数个设有破裂阀的单电池的单电池单元、以及具备凹部的间隔件,上述破裂阀与上述凹部对置地配置,上述单电池单元被上述间隔件覆盖,上述凹部的深度大于0.5mm,上述间隔件包含树脂,在相邻的上述单电池间设有由上述间隔件构成的壁部。
即,本实施方式的锂离子电池模块在单电池单元的单电池排列的方向上包含单电池/壁部(间隔件)/单电池的层积结构(图1)。上述壁部可以设置在单电池的侧面的一部分(图1A),也可以设置在单电池的整个侧面上。另外,相邻的单电池间存在复数个的情况下,在至少一部分的单电池间设置壁部即可,但优选设置在所有的单电池间。另外,各单电池间的壁部的大小可以相同也可以不同。
需要说明的是,本说明书中,有时将锂离子电池模块简称为“模块”。
图1是本实施方式的锂离子电池模块1的一例,其包含上述单电池单元2和间隔件3。图2是对于图1的单电池单元2从铅直方向上侧进行观察而得到的单电池单元的俯视图,图3是对于图1的间隔件3从铅直方向下侧的方向进行观察而得到的间隔件3的立体图。图1~3中,铅直方向是z方向,与z方向垂直且为单电池21进行排列的方向是x方向,与z方向垂直且为单电池21的长度方向是y方向。
上述模块1可以仅由上述单电池单元2和上述间隔件3构成,也可以将上述单电池单元2、上述间隔件3和任选的其他部件收纳在收纳容器等中。作为上述其他部件,可以举出连接器、插头、线缆、电缆、汇流排、开关类、电容器、线圈、插座、配线基板、集成电路、控制基板、传感器类、电动机、冷却装置、加热装置等。
(单电池单元)
上述单电池单元由至少1个单电池21构成(图1、图2)。
在包含复数个单电池21的情况下,各单电池的尺寸可以相同(图1)、也可以不同。其中,从间隔件和单电池的制造容易的方面、容易收纳在收纳容器中的方面、在收纳于收纳容器中的情况下容易削减不必要的空间的方面出发,优选尺寸相同。
作为上述单电池21的形状没有特别限定,可以为长方体状(图1)、圆柱、多棱柱等形状。另外,也可以为将单电池的内容物利用以铝为主材的片等进行层压而成的袋状的形状。
作为上述单电池21为长方体形状时的尺寸,例如宽度方向(例如图1的x方向)可以为1~200mm、长度方向(例如图1的y方向)可以为1~500mm、高度方向(例如铅直方向、图1的z方向)可以为1~500mm。
上述单电池单元2中包含的至少1个上述单电池21设有破裂阀22。可以在上述单电池单元2中包含的全部单电池21设置破裂阀22,也可以在一部分单电池21设置该破裂阀22,从提高单电池单元的安全性的方面出发,优选在全部单电池21设置破裂阀。
需要说明的是,破裂阀是指在单电池内部产生的高压气体或蒸气等超过一定以上的压力的情况下,用于将气体或蒸气等排出到单电池外部的阀,其是为了防止单电池内部的压力升高而使单电池破裂的目的而设置的。
上述单电池21中设置的破裂阀的数目可以为1个(图1、图2),也可以为2个以上。其中,从制造容易性的方面、以及与排出了高温蒸气或气体等的单电池对置的间隔件的凹部上表面容易发生熔融的方面出发,优选为1个。
作为上述单电池21的设置破裂阀22的位置,只要是在单电池内产生的热、气体、蒸气等向外排出的位置就没有特别限定。其中,为了容易设计用于将在单电池失控时所产生的高温的蒸气、气体排出到单电池外的流路,优选设置在单电池21的铅直方向(例如图1的z方向)的上侧的表面(图1、图2)。
各单电池21的破裂阀的数目、设置破裂阀的位置可以相同也可以不同。
作为破裂阀22的结构,优选为当单电池内部的压力升高时可将内部的气体、蒸气等释放到单电池外部的结构。
作为破裂阀22的形状没有特别限定,例如从铅直方向上侧观察可以为大致圆形、大致多边形等形状。
作为破裂阀22的尺寸,从容易规定对所产生的蒸气或气体等进行引导的方向的方面、与排出了高温蒸气或气体等的单电池对置的间隔件的凹部上表面容易发生熔融的方面出发,将从铅直方向上侧观察到的形状的2个外端进行连结的线段中,最大长度的线段优选为100mm以下、更优选为0.1~50mm。关于上述最大长度的线段,例如在为圆的情况下是直径,在为四边形的情况下是对角线。
上述单电池21具有正极和负极。
在包含复数个单电池21的情况下,可以使全部单电池21的电极进行电气连接(图1、图2),可以使一部分单电池21的电极进行电气连接,也可以使各单电池21电气独立。电气连接例如可以举出使用汇流排等将单电池的电极相互连接的方法等(图1、图2)。作为构成上述汇流排4的材料,只要是具有导电性的材料就没有特别限定,例如可以举出铝、铜、包含铝、铜的合金等。
单电池单元2中的相邻的单电池21可以隔开间隔进行配置(图1、图2),也可以相接。其中,从失控的单电池21的高热蒸气或气体等不容易传递至相邻的单电池的方面出发,优选隔开间隔进行配置。另外,也可以在单电池与单电池之间配置间隔件等。
作为相邻的单电池的间隔,优选为0.01mm~50mm、更优选为0.1mm~30mm。
上述单电池单元2的尺寸可以根据单电池21的个数、相邻的单电池21的间隔等任意地决定,例如宽度方向(从位于一端的单电池21的宽度方向的一端到位于另一端的单电池21的宽度方向的另一端的长度)可以为1mm~1000mm,长度方向和高度方向可以为1mm~500mm。
(间隔件)
从提高单电池单元的绝热性、减少与空气接触的单电池单元表面而不容易结露的方面;容易防止在单电池失控时可能从破裂阀排出的蒸气、气体被引导至意外的方向的方面出发,上述间隔件3优选与上述单电池单元2中包含的单电池21的至少一部分相接,更优选在至少凹部的底面与单电池21相接。另外,更优选间隔件3的除凹部31以外的部分的至少一部分(例如包括凹部底面的周围的至少一部分)与单电池21的上表面(例如单电池21的设有破裂阀的面)的至少一部分相接。其中,从失控的单电池21的高热蒸气或气体等不容易传递至其他单电池的方面出发,除了凹部31以外,优选单电池21的上表面的整体和侧面的一部分与间隔件3相接。
上述间隔件3的形状只要为能够覆盖上述单电池单元2的至少一部分破裂阀22的形状就没有特别限定。其中,从失控更不容易传递至相邻的单电池的方面出发,优选覆盖全部破裂阀22(图1、图3)。
上述间隔件3优选覆盖上述单电池单元2中包含的单电池21的破裂阀22所存在的方向(例如图1的z方向)上的、单电池单元2的表面的至少一部分,更优选覆盖单电池21的表面的至少一部分,进一步优选除了该表面以外还覆盖各单电池21的侧面的至少一部分。另外,也可以覆盖单电池单元整体。需要说明的是,将单电池21的侧面与间隔件3相接的部分称为壁部。在形成了壁部时,容易防止高温的蒸气或气体等从失控的单电池向周围的单电池扩散,特别是在全部的相邻的单电池间形成有壁部时,容易有效地防止失控向周围的传递。
其中,从能够简易地形成失控不容易传递至相邻的单电池的结构的方面、减轻单电池单元装配时的装配负荷的方面、容易引导在单电池失控时产生的蒸气或气体等的排出方向的方面出发,优选覆盖各单电池21的、从破裂阀22所存在的表面到相对于铅直方向高度100%为1%以上、优选为5%以上100%以下、更优选为10%以上100%以下的位置的侧面(图1、图3)。
另外,通过对在产生结露时容易成为短路的原因的电极附近进行覆盖会提高防水、防尘、部件固定功能,从这样的方面出发,优选间隔件覆盖电极部的至少一部分(图1)。
需要说明的是,破裂阀22的存在方向是指将设于单电池21的破裂阀所存在的面作为上表面时的铅直向上的方向。
上述间隔件3优选具有覆盖各单电池21的上表面和侧面的槽32(图3)。优选设置单电池单元2中包含的单电池21的数目的上述槽,优选在上述槽中设置凹部。
上述间隔件3可以覆盖单电池21的电极、以及将各单电池21的电极电气连接的汇流排4(图1、图3)。单电池的电极可以被上述槽覆盖。另外,上述间隔件3由珠粒发泡体构成的情况下,在发泡体的成型时可以将汇流排等部件插入到模具中进行一体成型。
上述间隔件3至少具有凹部31。
作为上述凹部的形状,例如可以举出圆锥状、多棱锥状等锥体形状、截锥台状、多棱锥台状等的锥台形状、圆柱状、多棱柱状、球状等,从容易将从破裂阀排出的蒸气或气体等引导至特定方向(例如铅直上方方向)的方面出发,优选为在穿过凹部的底面的中心的沿凹部的深度方向切断得到的截面中,在与深度方向垂直的方向上的凹部内表面距离随着远离上述破裂阀而逐渐减小的形状,更优选为锥体或锥台形状,进一步优选为大致圆锥体或大致圆锥台形状(图4(a)、图4(b)、图5(a))。
需要说明的是,凹部31的底面例如可以是凹部内表面中的被间隔件3与单电池21相接的部分围起的面。例如在凹部为锥体、锥台的情况下,开口部可以为底面;为贯通孔的情况下,破裂阀侧的开口部可以为底面。
凹部的底面的中心可以为凹部的底面的重心,例如在凹部的底面是圆的情况下可以为中心、是四边形的情况下可以为对角线的交点。另外,凹部的深度方向优选为铅直方向。另外,凹部内表面距离是指被凹部所形成的内空间的表面的2点夹在中间的距离。
上述凹部31配置在各单电池21的与破裂阀22对置的位置。
上述凹部31优选按照沿深度方向观察时破裂阀22表面的至少一部分包含在凹部的底面的方式进行定位(图4(a)、图4(b)),优选按照破裂阀22表面整体包含在凹部的底面的方式进行定位(图4(a))。
另外,作为凹部31的位置,优选按照在穿过凹部的底面的中心的沿铅直方向切断得到的截面中,破裂阀22配置在包含凹部底面的中心的位置的方式进行定位(图4(a))。
从容易引导蒸气的方面、容易防止蒸气或气体等的逆流的方面出发,上述凹部31的深度大于0.5mm,优选为1mm~50mmmm、更优选为2mm~40mm。
凹部的深度可以为从凹部的底面到凹部的顶点的、相对于底面的垂直方向长度中的最长距离。例如,间隔件3与单电池单元2相接的面为水平方向的情况下,该深度可以为铅直方向长度。另外,凹部为贯通孔的情况下,可以为从一个开口部到另一开口部的、相对于一个开口部垂直的方向的长度中的最长距离。需要说明的是,凹部的顶点不必限定于1点,也可以为平面等。例如,在凹部形状为圆锥的情况下,凹部的顶点为1点;为圆锥台的情况下,凹部的顶点为圆。
作为上述凹部31的体积,从容易引导从单电池内部排出的蒸气或气体等的方向的方面出发,优选为0.5~400000mm3、更优选为1~200000mm3、进一步优选为10~100000mm3
上述凹部的体积可以为被凹部底面和凹部内表面包围的空间(即凹部所形成的内空间)的体积。需要说明的是,在贯通孔的情况下,可以为被两个开口部和凹部内表面包围的空间的体积。
作为上述凹部31的内表面的形状,从底面朝向凹部的顶点(例如凹部的深度最大的点)可以为直线状(图4(a)、图(b)、图5(a)、图5(b)、图5(c)),也可以为曲线状。
另外,作为凹部内表面的倾角α,可以为任意的角度,从更容易将从单电池内部排出的蒸气、气体等引导至特定方向(例如铅直向上方向)的方面出发,在穿过凹部的底面的中心的沿铅直方向切断得到的截面中,优选为10~170°、更优选为10~90°、进一步优选为10~85°。
需要说明的是,倾角α可以为凹部内表面与凹部底面所形成的凹部内部空间侧的角度(图5(a)、图5(b)、图5(c))。
关于上述凹部,从由单电池内部排出的蒸气或气体等直接与凹部的顶点接触、使凹部的顶点容易熔融和/或收缩的方面出发,优选凹部的顶点位于破裂阀的铅直向上方向。单电池失控时的蒸气或气体可以在压力的作用下贯穿凹部而排出,也可以在热的作用下使凹部熔解贯穿而排出,在利用压力贯穿的情况下,需要采取气密结构,因此从不需要设置特殊的气密结构的方面出发,优选利用热而贯穿的结构。
上述凹部31可以为贯穿间隔件的孔(例如圆柱状的贯通孔、多边形的贯通孔等),也可以为仅在间隔件的一面开口的凹坑。其中,上述凹部31优选为不贯穿间隔件3的结构,更优选为在间隔件3的与破裂阀22对置的一个表面侧开口、在间隔件3的另一表面侧闭塞的结构(图1B、图3)。
优选为通过由单电池内部排出的蒸气或气体等使凹部内表面的间隔件熔融和/或收缩、使凹部变形成贯通孔而能够将所排出的蒸气或气体等释放到间隔件外部的结构。
上述凹部31例如可以为通过由单电池内部排出的蒸气或气体等使凹部的顶点的间隔件熔融和/或收缩、仅使排出了蒸气或气体等的凹部发生变形(例如变形成贯通孔等)的结构。由此,即使在1个单电池发生了失控的情况下,失控单电池的蒸气或气体等也会释放到外部而抑制单电池单元的温度急剧上升,并且失控更不容易传递至其他单电池,由此使安全性进一步提高。
作为从上述凹部31的顶点到间隔件3的与单电池21对置的面的相反侧表面的铅直方向长度,优选为500mm以内、更优选为0.5~500mmmm、进一步优选为1~100mm。通过使铅直方向长度为上述范围,在蒸气等排出到凹部时凹部容易变形成贯通孔、并且可被赋予一定的厚度,由此能够减小对其他单电池的影响,安全性进一步提高。
具有上述间隔件的LIB模块可以具有用于将由单电池排出的蒸气或气体等引到外部的蒸气排出用管道,优选为仅排出蒸气或气体等而发生了变形的凹部按照与该管道连通的方式进行变形的结构。作为上述凹部与上述管的最短距离,优选为500mm以内、更优选为1~500mmmm、进一步优选为1~100mm。
上述间隔件3包含树脂。上述间隔件3优选由包含树脂的树脂组合物构成。
作为上述树脂,可以举出聚苯醚系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃系树脂、聚酰胺系树脂、ABS树脂、氯乙烯系树脂、丙烯酸类树脂、聚甲基丙烯酸甲酯等(甲基)丙烯酸酯系树脂、氟系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯等酯系树脂、聚酰亚胺系树脂、乙烯乙酸乙烯酯共聚物等热塑性树脂、酚树脂、环氧树脂、聚氨酯、三聚氰胺树脂、有机硅树脂等热固化性树脂等,其中,从容易通过由单电池内部排出的蒸气的作用而使间隔件的凹部变形并且使蒸气或气体等容易排出的方面出发,优选热塑性树脂,更优选聚乙烯、聚苯乙烯、聚苯醚、聚酰胺、聚烯烃、聚酯、亚克力、聚碳酸酯。
上述树脂可以单独使用一种,也可以将复数种组合使用。另外,在间隔件的不同部分可以使用不同的树脂。例如,可以在凹部的顶点使用玻璃化转变温度低的树脂、在其他部分使用玻璃化转变温度高的树脂。
作为聚苯醚系树脂,可以为下述通式(1)所表示的聚合物。
此处,式(1)中,R1、R2、R3和R4各自独立地表示氢、卤素、碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的烷氧基、苯基、或者在卤素与通式(1)中的苯环之间具有至少2个碳原子的卤代烷基或卤代烷氧基且不包含α-叔碳的基团。另外,式(1)中,n是表示聚合度的整数。
[化1]
Figure BDA0003750713540000101
作为聚苯醚系树脂的示例,可以举出聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二乙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-甲基-6-乙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-甲基-6-丙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二丙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-乙基-6-丙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二丁基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二月桂基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二苯基-1,4-二亚苯基)醚、聚(2,6-二甲氧基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二乙氧基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-甲氧基-6-乙氧基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-乙基-6-硬脂氧基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二氯-1,4-亚苯基)醚、聚(2-甲基-6-苯基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二苄基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-乙氧基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-氯-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二溴-1,4-亚苯基)醚等,但并不限定于此。其中,特别优选R1和R2为碳原子数1~4的烷基、R3和R4为氢或碳原子数1~4的烷基的聚苯醚系树脂。
这些物质可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
作为聚苯醚系树脂的重均分子量(Mw),优选为20,000~60,000。
需要说明的是,重均分子量(Mw)是指如下求出的重均分子量:对树脂进行基于凝胶渗透色谱法(GPC)的测定,使用由市售的标准聚苯乙烯的测定求出的校正曲线(使用标准聚苯乙烯的峰值分子量制作)求出色谱峰的分子量,该分子量为重均分子量(Mw)。
聚苯乙烯系树脂是指苯乙烯和苯乙烯衍生物的均聚物、以苯乙烯和苯乙烯衍生物作为主成分(在聚苯乙烯系树脂中包含50质量%以上的成分)的共聚物。
作为苯乙烯衍生物,可以举出邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、二苯基乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯等。
作为属于均聚物的聚苯乙烯系树脂,例如可以举出聚苯乙烯、聚α-甲基苯乙烯、聚氯苯乙烯等。
作为属于共聚物的聚苯乙烯系树脂,可以举出苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-马来酰亚胺共聚物、苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺共聚物、苯乙烯-N-烷基马来酰亚胺共聚物、苯乙烯-N-烷基取代苯基马来酰亚胺共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸正烷基酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸正烷基酯共聚物、乙基乙烯基苯-二乙烯基苯共聚物等二元共聚物;ABS、丁二烯-丙烯腈-α-甲基苯共聚物等三元共聚物;苯乙烯接枝聚乙烯、苯乙烯接枝乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、(苯乙烯-丙烯酸)接枝聚乙烯、苯乙烯接枝聚酰胺等接枝共聚物;等等。
这些成分可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
相对于上述树脂组合物中包含的树脂成分100质量%,本实施方式中的聚苯乙烯系树脂的含量优选为10~80质量%、更优选为20~70质量%。
作为聚乙烯系树脂,可以举出高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯与α-烯烃的共聚物、丙烯-乙烯共聚物等树脂。另外,这些聚乙烯系树脂可以通过交联剂等而适当地具有交联结构。
这些成分可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
作为聚酰胺系树脂,例如可以举出聚酰胺、聚酰胺共聚物、这些的混合物。聚酰胺系树脂中可以包括通过氨基羧酸的自缩合、内酰胺的开环聚合、二胺与二羧酸的缩聚而得到的聚合物。
作为聚酰胺,可以举出通过二胺与二羧酸的缩聚得到的尼龙66、尼龙610、尼龙612、尼龙46、尼龙1212等;通过内酰胺的开环聚合得到的尼龙6、尼龙12等。
作为聚酰胺共聚物,例如可以举出尼龙6/66、尼龙66/6、尼龙66/610、尼龙66/612、尼龙66/6T(T表示对苯二甲酸成分)、尼龙66/6I(I表示间苯二甲酸成分)、尼龙6T/6I等。
作为这些的混合物,例如可以举出尼龙66与尼龙6的混合物、尼龙66与尼龙612的混合物、尼龙66与尼龙610的混合物、尼龙66与尼龙6I的混合物、尼龙66与尼龙6T的混合物等。
这些成分可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
上述间隔件3可以进一步包含添加剂。即,上述树脂组合物可以进一步包含添加剂。
作为添加剂,可以举出阻燃剂、阻燃助剂、热稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、无机填充剂、抗滴落剂、紫外线吸收剂、光吸收剂、增塑剂、脱模剂、染料/颜料、橡胶成分等,可以在不损害本发明的效果的范围内进行添加。
作为上述阻燃剂,例如可以举出有机系阻燃剂、无机系阻燃剂。
作为有机系阻燃剂,可以举出以溴化合物为代表的卤素系化合物、以磷系化合物、硅酮系化合物为代表的非卤素系化合物等。
作为无机系阻燃剂,可以举出以氢氧化铝、氢氧化镁为代表的金属氢氧化物、以三氧化锑、五氧化锑为代表的锑系化合物等。
这些成分可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
上述阻燃剂中,从环境性的方面出发,优选作为有机系阻燃剂的非卤素系阻燃剂,更优选磷系阻燃剂、硅酮系阻燃剂。
磷系阻燃剂中,可以使用包括磷或磷化合物的物质。作为磷,可以举出红磷。另外,作为磷化合物,可以举出磷酸酯、在主链具有磷原子与氮原子的键合的磷腈化合物等。
作为磷酸酯,例如可以举出磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、磷酸三丁酯、磷酸三戊酯、磷酸三己酯、磷酸三环己酯、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酚酯、磷酸三(二甲苯)酯、磷酸甲苯二苯酯、磷酸二甲苯基苯酯、磷酸二甲基乙酯、磷酸甲基二丁酯、磷酸乙基二丙酯、磷酸羟苯基二苯酯、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)等,另外还可以举出将这些化合利用各种取代基进行了改性的类型的磷酸酯化合物、各种缩合型磷酸酯化合物。
其中,从耐热性、阻燃性、发泡性的方面出发,优选磷酸三苯酯、缩合型磷酸酯化合物。
这些成分可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
另外,作为硅酮系阻燃剂,可以举出(单或聚)有机硅氧烷。
作为(单或聚)有机硅氧烷,例如可以举出二甲基硅氧烷、苯基甲基硅氧烷等单有机硅氧烷;将它们聚合而得到的聚二甲基硅氧烷、聚苯基甲基硅氧烷;它们的共聚物等有机聚硅氧烷;等等。
在为有机聚硅氧烷的情况下,主链或分支的侧链的连结基团为氢、烷基、苯基,优选为苯基、甲基、乙基、丙基,但并不限定于此。末端连结基团可以为羟基、烷氧基、烷基、苯基。
对硅酮类的形态没有特别限制,可以利用油状、橡胶状、清漆状、粉体状、粒料状等任意形态。
这些成分可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
作为橡胶成分,例如可以举出丁二烯、异戊二烯、1,3-戊二烯等,但并不限于此。
它们优选以颗粒状分散在由聚苯乙烯系树脂构成的连续相中。
作为添加这些橡胶成分的方法,可以加入橡胶成分本身,也可以将苯乙烯系弹性体、苯乙烯-丁二烯共聚物等树脂用作橡胶成分供给源。
在添加橡胶成分的情况下,相对于树脂组合物100质量%,橡胶成分的含量优选为15质量%以下、更优选为0.2~15质量%。该含量为0.2质量%以上时,树脂组合物的柔软性、伸长率优异,特别是在进行发泡制成发泡体时,发泡孔膜不容易破膜,容易得到成型加工性、机械强度优异的发泡体。
为了提高上述间隔件的阻燃性,优选向树脂组合物中更多地添加阻燃剂,但若阻燃剂的添加量增加,则会对发泡性带来不良影响。这样的情况下,橡胶成分适合用于对树脂组合物赋予发泡性。特别是在从常温慢慢地升高温度、以非熔融状态使树脂发泡的珠粒发泡中,上述橡胶成分是重要的。
作为添加剂的含量,相对于树脂组合物100质量%,优选为40质量%以下、更优选大于0质量%且为30质量%以下。
上述间隔件3优选由发泡体(优选独立气泡发泡体)构成。若为发泡体,则轻质性、绝热性高,此外在与失控单电池的蒸气、气体接触的情况下容易熔化。
另外,随着间隔件3中包含的空气的体积增大,间隔件3的导热性趋于降低。因此,通过使用发泡体,即使在从1个单电池排出高温蒸气、气体等的情况下,热也不容易传递至相邻的单电池,安全性进一步提高。
上述发泡体的发泡倍率优选为3.0~50cm3/g、更优选为3.0~30cm3/g、进一步优选为3.0~25cm3/g。发泡倍率为上述范围时,可有效利用轻质性、绝热性的优点,并且具有容易维持优异的刚性的倾向。
需要说明的是,发泡倍率可以通过后述实施例中记载的方法进行测定。
作为发泡体,例如可以举出挤出发泡体、注射发泡体、珠粒发泡体(由发泡颗粒构成的发泡体)、拉伸发泡体、溶剂提取发泡(溶剤抽出発泡)体等,它们是指分别通过后述的挤出发泡法、注射发泡法、珠粒发泡法、拉伸发泡法、溶剂提取发泡法制造出的发泡体。
上述发泡体的制造方法没有特别限定,例如可以举出挤出发泡法、注射发泡法、珠粒发泡法(模内发泡法)、拉伸发泡法、溶剂提取发泡法等。
挤出发泡法是下述方法:使用挤出机向熔融状态的树脂中压入有机或无机发泡剂,在挤出机出口开放压力,由此得到具有一定的截面形状的板状、片状或柱状的发泡体。
注射发泡法是下述方法:将具备发泡性的树脂进行注射成型,在模具内使其发泡,由此得到具有空孔的发泡体。
珠粒发泡法(模内发泡法)是下述方法:将发泡颗粒填充到模内,利用水蒸气等加热使发泡颗粒膨胀,同时使发泡颗粒彼此热熔接,由此得到发泡体。
拉伸发泡法是下述方法:预先将填料等添加剂混炼在树脂中,将树脂拉伸,由此产生微小空洞,制作发泡体。
溶剂提取发泡法是下述方法:向树脂中添加溶解在特定溶剂中的添加剂,将成型品浸在特定溶剂中,提取添加剂,来制作发泡体。
在挤出发泡的情况下,所得到的发泡体为板状、片状等,为了对其进行加工,需要进行切断成所期望的形状的冲裁步骤、将所切取的部件贴合的热贴步骤等。
另一方面,在珠粒发泡法的情况下,制作所期望形状的模具,在其中填充发泡颗粒来进行成型,因此容易将发泡体成型为更微细的形状或更复杂的形状。珠粒发泡的情况下,例如可以在一个发泡体中将肋状、钩状复杂地组合,由此,发泡体不仅可用作间隔件,而且还可用作将间隔件或其他部件以无螺钉方式进行固定的保持材料。通过无螺钉化,具有简化步骤、削减部件个数的效果,对于成本、重量的降低也有大幅贡献。
在利用注射发泡法的情况下也可以将发泡体成型为复杂的形状,但在珠粒发泡法的情况下,容易提高发泡体的发泡倍率,除了绝热性以外,还容易表现出柔软性。
上述发泡体优选通过珠粒发泡法制造,优选由珠粒发泡体构成。通过使用珠粒发泡法进行成型,能够提高间隔件的赋型性。
作为发泡剂没有特别限定,可以使用通常使用的气体。
作为其示例,可以举出空气、二氧化碳、氮气、氧气、氨气、氢气、氩气、氦气、氖气体等无机气体;三氯氟甲烷(R11)、二氯二氟甲烷(R12)、氯二氟甲烷(R22)、四氯二氟乙烷(R112)二氯氟乙烷(R141b)氯二氟乙烷(R142b)、二氟乙烷(R152a)、HFC-245fa、HFC-236ea、HFC-245ca、HFC-225ca等氟碳化合物;丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷等饱和烃;二甲醚、二乙醚、甲乙醚、异丙醚、正丁醚、二异丙醚、呋喃、糠醛、2-甲基呋喃、四氢呋喃、四氢吡喃等醚类;二甲基酮、甲基乙基酮、二乙基酮、甲基正丙基酮、甲基正丁基酮、甲基异丁基酮、甲基正戊基酮、甲基正己基酮、乙基正丙基酮、乙基正丁基酮等酮类;甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、叔丁醇等醇类;甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸丁酯、甲酸戊酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯等羧酸酯类;氯甲烷、氯乙烷等氯化烃类;等等。
这些成分可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
从阻燃性的方面出发,发泡剂优选不具有可燃性、助燃性或者可燃性、助燃性少,从气体安全性的方面出发,更优选无机气体。另外,与烃等有机气体相比,无机气体更难以溶解于树脂中,在发泡步骤、成型步骤后容易从树脂中排出气体,因此还具有成型后的发泡体的经时尺寸稳定性更为优异的优点。此外,在使用无机气体的情况下,也不容易引起由残留气体所致的树脂的增塑,还具有容易在更早的阶段表现出优异的耐热性而无需经历熟化等步骤的优点。无机气体中,从在树脂中的溶解性、处理容易性的方面出发,优选二氧化碳。另外,烃系有机气体通常可燃性高,在残留于发泡体中的情况下,具有阻燃性变差的倾向。
作为将上述发泡体加工成目的形状的方法没有特别限定,可以举出将发泡珠、熔融树脂填充在模具中进行成型的方法;利用锯齿刀或冲模刀等刀具进行切断的方法;利用磨机进行切削的方法;将复数个发泡体利用热或粘接剂进行粘接的方法。
上述发泡体可以单独使用,也可以与金属、未发泡树脂等组合使用。此时,可以将各成型加工物粘接使用,也可以在进行一体成型后使用。
上述间隔件的负荷变形温度(HDT)优选为100℃以上。负荷变形温度可以通过在制造时树脂的种类、发泡倍率的大小来进行调整。负荷变形温度为100℃以上时,间隔件的耐热性更为优异。
需要说明的是,负荷变形温度(HDT)可以通过后述实施例中记载的方法进行测定。
上述间隔件优选具备在UL94标准中满足V-0的阻燃性。阻燃性可以通过树脂的种类、与树脂一起使用的阻燃剂的种类和含量来进行调整。通过具备高阻燃性,即使间隔件产生了燃烧,也能够抑制燃烧的扩散。
需要说明的是,基于UL94标准的阻燃性可以通过后述实施例中记载的方法进行测定。
本实施方式的锂离子电池模块1中,在从单电池21内部排出高温蒸气、气体等时,为了使间隔件3不容易从单电池单元2上浮,可以具有使间隔件3不容易离开单电池单元2的结构。作为上述结构,例如可以举出将间隔件3与单电池单元2利用粘接剂等进行粘接的结构、利用螺钉等进行固定的结构、将间隔件向单电池单元侧推压的结构等。
本实施方式的锂离子电池模块除了用于锂离子电池以外,还可用于具有从单电池内部排出蒸气、气体等的可能性的其他物品。
实施例
以下基于实施例更详细地说明本发明,但本发明并不受这些实施例的限定。
以下说明实施例、比较例中使用的评价方法。
(1)发泡倍率、密度
以30mm见方、10mm厚度为基准,由后述的实施例和比较例中记载的间隔件的一部分中切割出样品,测定该样品的质量W(g),将样品体积V(cm3)除以质量,将所得到的值(V/W)作为发泡倍率(cm3/g),将其倒数(W/V)作为密度(g/cm3)。
需要说明的是,在难以进行上述切割的情况下,可以准备与各实施例和各比较例相同的材料,测定样品质量,通过水没法测定体积,使用各值计算出密度。
另外,在间隔件不是发泡体的情况下,仅测定样品的密度。
(2)阻燃性
对于后述的实施例和比较例中记载的间隔件的制造中使用的树脂,依据美国UL标准的UL-94垂直法(20mm垂直燃烧试验)进行试验,进行阻燃性(V阻燃性)的评价。需要说明的是,间隔件的制造中使用的树脂可以通过核磁共振分光法、红外分光法等分析来鉴定。
以下示出测定方法的详细情况。
间隔件由发泡体构成的情况下,对发泡体进行切削,制作5片长度125mm、宽度13mm、厚度5mm的试验片。间隔件由未发泡树脂构成的情况下,将树脂组合物的粒料装入模具中利用热压法成型为片状,通过这样的方法来制作长度125mm、宽度13mm、厚度1.6mm的试验片。将试验片垂直地安装于夹具,利用20mm火焰进行2次的10秒钟火焰接触,通过其燃烧行为来进行V-0、V-1、V-2的判定。
V-0:第1次、第2次的有焰燃烧持续时间均为10秒以内,此外第2次的有焰燃烧持续时间与无焰燃烧时间的合计为30秒以内,此外5片试验片的有焰燃烧时间合计为50秒以内,不存在燃烧至固定用夹具的位置的试样,未发生因燃烧落下物所引起的棉花点燃。
V-1:第1次、第2次的有焰燃烧持续时间均为30秒以内,此外第2次的有焰燃烧持续时间与无焰燃烧时间的合计为60秒以内,此外5片试验片的有焰燃烧时间合计为250秒以内,不存在燃烧至固定用夹具的位置的试样,未发生因燃烧落下物所引起的棉花点燃。
V-2:第1次、第2次的有焰燃烧持续时间均为30秒以内,此外第2次的有焰燃烧持续时间与无焰燃烧时间的合计为60秒以内,此外5片试验片的有焰燃烧时间合计为250秒以内,不存在燃烧至固定用夹具的位置的试样,未发生因燃烧落下物所引起的棉花点燃。
需要说明的是,将均不符合上述V-0、V-1、V-2的情况记为不适合(×)。
另外,将上述试验中的燃烧时间为1秒以下的情况记为不燃性。
(3)负荷变形温度(HDT)
依据ISO75-1、75-2如以下所记载测定负荷变形温度。首先,由各实施例和各比较例中记载的间隔件切割出长度80mm×宽度13mm×厚度10mm的样品。将所得到的样品按照支点间距离为64mm的方式置于株式会社东洋精机制作所制造的HDT试验装置Machine Test(型号3M-2)。对于所放置的样品的中央部分设置压入夹具,以施加0.45MPa的力的状态浸渍在油浴中。其后以120℃/小时的速度使温度上升,并且移动压入夹具直至弯曲阈值达到0.34mm为止,将该时刻的样品温度作为负荷变形温度(℃)。
(4)蒸气引导效果
蒸气引导效果如下进行测定。
首先,将依据各实施例和比较例中记载的方法制作的发泡体或树脂板以长10cm×宽10cm进行切割。接着,对于200mm×300mm×厚度2mm的长方形铝板(材质:A5052),以对角线相交的点为中心开出直径10mm的孔。另外,由市售的铝板(A5052)通过切削准备出长30mm×宽10mm×厚度10mm的间隔件。此外,作为设置在常见的LIB模块中的蒸气排出用管道的模拟品,准备Panasonic公司制造的DS65161K。
使用上述材料,如图6、图7所示设置管道模拟品、试验用样品(实施例和比较例中记载的发泡体或树脂板)、间隔件、铝板。另外,为了测定上表面温度,将温度计设置于样品上表面(图6、图7显示的位置)。接着,为了模拟LIB单电池失控的情况下所产生的蒸气、气体等而实施试验,在铝板的下表面配置热风产生装置,按照铝板的孔部分的风速为20.8m/s、温度为200℃的方式进行设置。保持上述状态,使热风与样品下表面(试验面)持续接触90秒,对于试验后的样品试验面侧的热收缩发生部位的长度(图8)、以及上表面温度进行测定,由此如下所示判定有无蒸气引导效果。需要说明的是,关于热收缩发生部位,通过目视对由于热的作用而发生了树脂的收缩/变形等的部位进行判定。另外,如下所述对于试验后的翘曲进行评价。
蒸气引导效果的判定:
〇(有蒸气引导效果):热收缩发生部位的长度小于75mm、并且上表面温度小于50°的情况
△(稍微具有蒸气引导效果):热收缩发生部位的长度为75mm以上且小于80mm的情况、或者热收缩发生部位的长度小于75mm且上表面温度为50℃以上的情况
×(蒸气引导效果小):热收缩发生部位的长度为80mm以上
上表面温度:
〇(良好):试验中的上表面温度的最高值小于50℃
×(不良):试验中的上表面温度的最高值为50℃以上
翘曲:
〇(良好):将试验后的样品置于平面时,各角部与平面的距离的平均值小于1mm
×(不良):将试验后的样品置于平面时,各角部与平面的距离的平均值为1mm以上
(实施例1)
加入作为聚苯醚系树脂(PPE)的S201A(旭化成株式会社制造)60质量%、作为非卤素系阻燃剂的双酚A-双(二苯基磷酸酯)(BBP)15质量%、橡胶浓度为6质量%的耐冲击性聚苯乙烯树脂(HIPS)10质量%、以及作为通用聚苯乙烯树脂(PS)的GP685(PS Japan株式会社制)15质量%,利用挤出机进行加热熔融混炼,之后挤出,制作基材树脂粒料。
依据日本特开平4-372630号公报的实施例1中记载的方法,将树脂粒料收纳在耐压容器中,将容器内的气体用干燥空气置换后,注入作为发泡剂的二氧化碳(气体),在压力3.0MPa、温度10℃的条件下用时3小时使二氧化碳浸渗到树脂粒料中,之后从压力容器中取出,移送树脂粒料,在发泡炉内一边使搅拌叶片以77rpm旋转一边利用最大330kPa·G的加压水蒸气使树脂粒料发泡,得到发泡颗粒。
此时,在发泡后立即测定发泡颗粒的脂肪族烃系气体的残留浓度,为检测限(50ppm)以下。其后将该发泡颗粒装入容器内,导入加压空气(用4小时升压至0.4MPa,其后在0.4MPa保持16小时),由此实施加压处理。
在配置冷却装置后,将其填充在具有水蒸气孔的模内成型模具内,利用加压水蒸气进行加热,使发泡颗粒相互膨胀熔接后,进行冷却,由成型模具中取出,得到由具有图3的形状的发泡颗粒构成的发泡体的间隔件。凹部为圆锥台形,凹部的深度为5mm,凹部的底面为直径10mm的圆状,凹部的顶点为直径2mm的圆状。另外,所得到的间隔件在不需要特殊的2次加工等的情况下形成了图3的结构。
作为单电池单元,使用将3个具备正极和负极的单电池进行排列并将电极利用铜制汇流排进行电气连接而成的单元。各单电池的大小为长度120mm、高度80mm、宽度20mm,在铅直方向上侧的表面的包括宽度方向和长度方向中心的位置设置1个破裂阀。关于破裂阀,从铅直上方观察的形状为直径7mm的圆状。各单电池间的间隔为10mm。
使间隔件覆盖单电池单元,使间隔件的槽除了凹部以外与单电池单元相接。按照破裂阀的圆的中心与凹部底面的圆的中心重叠的方式使破裂阀与凹部对置地配置。另外,间隔件除了覆盖单电池的铅直方向上侧的表面以外,还覆盖从单电池的上侧表面到铅直方向20mm的位置的侧面。从凹部的底面到间隔件的与单电池对置的面的相反侧表面的铅直方向长度为10mm。
另外,利用与上述相同的方法制作用于确认蒸气引导效果的发泡体,进一步使凹部为与上述间隔件相同的形状。
使用所得到的样品进行各种评价,将结果示于表1。
(实施例2)
除了将由基材树脂粒料制造发泡颗粒时的加压水蒸气的最大蒸气压变更为260kPa·G以外,与实施例1同样地制作间隔件以及蒸气引导效果确认用发泡体。
(实施例3)
如下所述变更基材树脂粒料的制作步骤,在由基材树脂粒料制造发泡颗粒的步骤中,将加压水蒸气的最大蒸气压变更为70kPa·G,除此以外与实施例1同样地制作发泡体的间隔件以及蒸气引导效果确认用发泡体,进行上述评价。将结果示于表1。
基材树脂粒料制造步骤:
将作为聚苯乙烯系树脂(PS)的GP685(PS Japan株式会社制造)100质量%利用挤出机进行加热熔融混炼,之后挤出,制作基材树脂粒料。
(实施例4)
利用与日本特开平4-372630号公报的实施例中记载的方法相同的方法得到发泡颗粒(3次发泡颗粒)。发泡后立即对所得到的发泡颗粒(3次发泡颗粒)的烃气体的含量进行测定,为检测限(0.01质量%)以下。将所得到的发泡颗粒利用与实施例1相同的方法进行成型,制作间隔件以及蒸气引导效果确认用发泡体,进行上述评价。
(实施例5)
除了如下变更基材树脂粒料的制作步骤以外,与实施例4同样地地制作发泡体的间隔件以及蒸气引导效果确认用发泡体,进行上述评价。
基材树脂粒料制造步骤:
将作为聚苯乙烯系树脂(PS)的GP685(PS Japan株式会社制造)60质量%、以及作为聚苯醚系树脂(PPE)的S201A(旭化成株式会社制造)40质量%利用挤出机进行加热熔融混炼,之后挤出,制作基材树脂粒料。
(实施例6)
加入作为聚苯醚系树脂(PPE)的S201A(旭化成株式会社制造)60质量%、作为非卤素系阻燃剂的双酚A-双(二苯基磷酸酯)(BBP)15质量%、橡胶浓度为6质量%的耐冲击性聚苯乙烯树脂(HIPS)10质量%、以及作为通用聚苯乙烯树脂(PS)的GP685(PS Japan株式会社制)15质量%,利用挤出机进行加热熔融混炼,之后挤出,制作基材树脂粒料。将所得到的基材树脂粒料铺展在模架内,在270℃的温度下通过热压法制作树脂板。将所制作的板利用接合剂层积,由此增加树脂板的厚度,最后进行切削,使凹部的深度为1mm,除此以外制作与实施例1相同形状的间隔件以及蒸气引导效果确认用的树脂板。
需要说明的是,密度测定中,由所得到的树脂片切割出30mm见方、10mm厚度的样品,测定该样品的质量W(g),求出质量W除以样品的体积V(cm3)而得到的值(W/V),将其作为密度(g/cm3)。
另外,HDT测定中,将厚度变更为4mm来进行。
(实施例7)
按照凹部底面的中心部与LIB单电池的破裂阀的中心部的距离为5mm(存在凹部底面的最外部与破裂阀的位置重叠的部分的状态)的方式调整凹部位置;将蒸气引导效果确认用发泡体的凹部底面的中心部与铝板孔部的中心部的距离调整为5mm;除此以外与实施例1同样地制作间隔件以及蒸气引导效果确认用发泡体。
(实施例8)
除了使凹部的形状为贯通结构(圆柱状)以外,与实施例1同样地制作间隔件以及蒸气引导效果确认用发泡体。
(实施例9)
参考日本特开2006-077218号公报,按以下顺序制作发泡体。
首先,以900kg/小时的速度将低密度聚乙烯(PE)(密度922kg/m 3、MI=7.0g/10分钟)与相对于该树脂100质量份为1.2质量份的作为气泡核形成剂的滑石粉末(粒径8.0μm)以及为0.8质量份的气体透过调整剂(硬脂酸单甘油酯)一起供给至具有150mm的机筒内径的螺杆型挤出机的供给区域。将挤出机的机筒温度调整为190~210℃,由安装于挤出机前端的发泡剂注入口压入相对于该树脂100质量份为3质量份的由正丁烷100质量%构成的发泡剂,与该熔融树脂组合物混合,制成发泡性熔融混合物。
将该发泡性熔融混合物利用安装于挤出机出口的冷却装置冷却至108℃后,在常温、大气压下的气氛中由具有约4.0mm的平均厚度和约226mm宽度的开口部形状的孔板连续地挤出,进行发泡,一边调整树脂发泡体的引出速度一边进行成型,得到厚度52mm、宽度560mm、长度1000mm、密度100kg/m 3的板状发泡体。该树脂发泡体中包含的烃气体的含量为2.4质量%。在40℃的环境下保存3个月,确认到烃气体的含量达到检测下限以下(0.01质量%)之后,通过切削制作与实施例1相同形状的间隔件以及蒸气引导效果确认用发泡体。
(实施例10)
除了使凹部的形状为深度1mm以外,与实施例1同样地制作间隔件以及蒸气引导效果确认用发泡体。
(实施例11)
除了使蒸气引导效果确认用发泡体的厚度为600mm、使凹部的形状为深度30mm以外,与实施例1同样地制作间隔件以及蒸气引导效果确认用发泡体。
(比较例1)
除了不形成凹部以外,与实施例1同样地制作间隔件以及蒸气引导效果确认用发泡体。
(比较例2)
除了使凹部的形状为深度0.5mm以外,与实施例1同样地制作间隔件以及蒸气引导效果确认用发泡体。
(比较例3)
按照凹部底面的中心部与LIB单电池的破裂阀的中心部的距离为15mm(不存在凹部底面的最外部与破裂阀的位置重叠的部分的状态)的方式调整凹部位置;将蒸气引导效果确认用发泡体的凹部底面的中心部与铝板孔部的中心部的距离调整为15mm;除此以外与实施例1同样地制作间隔件以及蒸气引导效果确认用发泡体。
Figure BDA0003750713540000231
由表1可知,利用实施例中记载的方法制作的蒸气引导效果确认用发泡体或树脂板具有蒸气引导效果。即可知,在制作图1~3所示的间隔件时,可有效地排出LIB单电池失控时的蒸气,并且蒸气不容易与相邻的单电池接触。
工业实用性
本发明的锂离子电池模块即使在失控的情况下,该失控也不容易传递至其他单电池,安全性高,因此能够适宜地用于电动汽车等用途。
符号的说明
1 锂离子电池模块
2 单电池单元
21 单电池
22 破裂阀
3 间隔件
31 凹部
32 槽
4 汇流排

Claims (7)

1.一种锂离子电池模块,其特征在于,
该锂离子电池模块具有:
包含复数个设有破裂阀的单电池的单电池单元、以及
具备凹部的间隔件,
所述破裂阀与所述凹部对置地配置,所述单电池单元被所述间隔件覆盖,
所述凹部的深度大于0.5mm,
所述间隔件包含树脂,
在相邻的所述单电池间设有由所述间隔件构成的壁部。
2.如权利要求1所述的锂离子电池模块,其中,所述树脂为热塑性树脂。
3.如权利要求1或2所述的锂离子电池模块,其中,所述凹部在所述间隔件与破裂阀对置的一个表面侧开口,在另一表面侧闭塞。
4.如权利要求1~3中任一项所述的锂离子电池模块,其中,在穿过所述凹部的底面的中心的沿凹部的深度方向切断得到的截面中,在与该深度方向垂直的方向上的凹部内表面距离随着远离所述破裂阀而逐渐减小。
5.如权利要求1~4中任一项所述的锂离子电池模块,其中,所述间隔件满足UL-94标准V-0。
6.如权利要求1~5中任一项所述的锂离子电池模块,其中,所述间隔件由发泡体构成。
7.如权利要求1~6中任一项所述的锂离子电池模块,其中,所述发泡体由珠粒发泡体构成。
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