CN118156705A - 电池架 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种电池架,其具备保护电池免受来自外部的冲击的耐冲击性,能够防止电池间的短路。本发明的电池架是用于收纳复数个圆筒型电池的电池架,其特征在于,其由包含树脂的原料形成,上述圆筒型电池的侧面的至少一部分被上述电池架包围,相对于上述圆筒型电池的侧面的总面积100%,被上述电池架包围的上述侧面的面积的比例R1为10%以上。
Description
技术领域
本发明涉及电池架。
背景技术
在汽车的动力源等中有时使用二次电池。对于二次电池,有时将复数个电池搭载于一个模块内,作为一个电池组使用。
将复数个电池搭载于一个模块内时,使用电池架。电池架也可以作为电池制造时的传送时以及组装时的托盘使用,从电池制造时的辅助用品到电池组中的一个部件进行了广泛应用。
作为电池架,例如已知有专利文献1中所记载的电池架。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-197192号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在锂离子电池等二次电池中,因短路等所致的火灾的风险高。专利文献1中所记载的电池架不是由树脂形成的,绝缘性不充分。另外,对于电池架进一步要求用于保护电池的耐冲击性。
因此,本发明的目的在于提供具备保护电池免受来自外部的冲击的耐冲击性、能够防止电池间的短路的电池架。
用于解决课题的手段
即,本发明如下所述。
[1]
一种电池架,其是用于收纳复数个圆筒型电池的电池架,其特征在于,
该电池架由包含树脂的原料形成,
上述圆筒型电池的侧面的至少一部分被上述电池架包围,相对于上述圆筒型电池的侧面的总面积100%,被上述电池架包围的上述侧面的面积的比例R1为10%以上。
[2]
如[1]中所述的电池架,其中,上述电池架的收纳上述圆筒型电池的部分的形状与上述圆筒型电池的侧面的形状为大致相似的形状。
[3]
如[1]或[2]中所述的电池架,其中,相对于上述圆筒型电池的侧面的总面积100%,上述侧面与上述电池架接触的部分的面积的比例R2为10%以上。
[4]
如[1]~[3]中任一项所述的电池架,其中,根据压缩强度SS曲线计算出的每1mm2面积中的应变比例为0~0.75的范围中的压缩强度的积分值J75为0.1~50N/mm2。
[5]
如[1]~[4]中任一项所述的电池架,其中,在使收纳有复数个上述圆筒型电池的电池架沿下落方向(为相对于收纳上述电池的方向垂直的方向)下落的试验中,满足下述式(1)的关系。
J5×A1×d1/1000<W×g×h<J75×A1×d1/1000···(1)
(上述式(1)中,J5表示根据压缩强度SS曲线计算出的每1mm2面积中的应变比例为0~0.05的范围中的电池架的压缩强度的积分值(N/mm2),J75表示根据压缩强度SS曲线计算出的每1mm2面积中的应变比例为0~0.75的范围中的电池架的压缩强度的积分值(N/mm2),A1表示“(使沿下落方向位于竖直方向最下侧的电池在下落方向进行光投影时该电池的投影面积)×(相对于该电池的侧面的总面积100%的、被电池架包围的上述侧面的面积比例R1)/100”(mm2),d1表示沿下落方向位于竖直方向最下侧的电池到电池架端部的下落方向的距离(mm),W表示将电池架利用最大截面沿下落方向切取的范围中所包含的电池的总重量(kg),该最大截面是沿下落方向位于竖直方向最下侧的电池在垂直于下落方向的截面中的面积最大的截面,g表示重力加速度(m/s2),h表示下落高度(m)。)
[6]
如[1]~[5]中任一项所述的电池架,其中,上述电池架的收纳电池的部分间的最薄部的厚度大于0mm且为10mm以下。
[7]
如[1]~[6]中任一项所述的电池架,其中,上述电池架的阻燃性为V-2以上。
[8]
如[1]~[7]中任一项所述的电池架,其中,上述电池架的负荷变形温度为90℃以上。
[9]
如[1]~[8]中任一项所述的电池架,其由发泡体形成。
[10]
如[1]~[9]中任一项所述的电池架,其由珠粒发泡体形成。
[11]
如[1]~[10]中任一项所述的电池架,其中,
该电池架进一步包含盖,该盖将收纳至少一个电池的部分的上端面和/或下端面的至少一部分包围,
上述盖是包含树脂的发泡体。
[12]
如[11]中所述的电池架,其中,上述发泡体是珠粒发泡体。
[13]
如[11]中所述的电池架,其中,上述盖在根据压缩强度SS曲线计算出的每1mm2面积中的应变比例为0~0.75的范围中的压缩强度的积分值J75为0.1~50N/mm2。
[14]
如[11]中所述的电池架,其中,上述盖的厚度大于0mm且为5mm以下。
发明的效果
本发明的电池架由于具有上述构成,因此具备能够保护电池免受来自外部的冲击的耐冲击性,能够防止电池间的短路。
附图说明
图1是示出本实施方式的电池架的一例的示意图。
图2的(A)是在电池架的上表面和底面加盖时的电池架的立体图。(B)是在收纳部收纳有电池的、去掉上盖的电池架的立体图。(C)是将带有上盖的电池架沿(B)的X-X切断得到的截面图。
图3的(A)是所收纳的电池的示意图。(B)是说明实施例的下落试验的图。
图4是说明下落方向与图3的(B)不同的下落试验的图。
图5是压缩强度SS曲线、以及根据压缩强度SS曲线计算出压缩强度的积分值J5和J75的说明图。
图6是实施例1中制作的电池架的立体图。
图7是实施例2中制作的电池架的立体图。
图8是实施例3等中制作的电池架的立体图。
图9是实施例4中制作的电池架的立体图。
图10是实施例5中制作的电池架的立体图。
图11是实施例6中制作的电池架的立体图。
图12是实施例7中制作的电池架的立体图。
图13是实施例8中制作的电池架的立体图。
图14是实施例9中制作的电池架的立体图。
图15是实施例10中制作的电池架的立体图。
图16是实施例11中制作的电池架的立体图。
图17是实施例14等中制作的电池架的立体图。
图18是比较例1等中制作的电池架的立体图。
符号的说明
1电池架(主体)
2圆筒型电池
3收纳部
4上盖
5电池架(主体和上盖)
6利用最大截面(沿下落方向位于竖直方向最下侧的电池在垂直于下落方向的截面中的面积最大的截面)将电池架沿下落方向切取的范围
7使沿下落方向位于竖直方向最下侧的电池在下落方向进行光投影时的该电池的投影面的一边
d1沿下落方向位于竖直方向最下侧的电池到电池架端部的、下落方向的距离
d2收纳部间的最薄部的厚度
J5根据压缩强度SS曲线计算出的应变比例为0~0.05的范围中的压缩强度的积分值
J75根据压缩强度SS曲线计算出的应变比例为0~0.75的范围中的压缩强度的积分值
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式(下文中称为“本实施方式”)进行详细说明。本发明并不限定于以下的记载,可以在其要点的范围内进行各种变形来实施。
[电池架]
本实施方式的电池架是用于收纳复数个圆筒型电池的电池架,其由包含树脂的原料形成,上述圆筒型电池的侧面的至少一部分被上述电池架包围,相对于上述圆筒型电池的侧面的总面积100%,被上述电池架包围的上述侧面的面积的比例R1为10%以上。上述比例R1优选为20%以上。
作为收纳上述圆筒型电池的部分的收纳部中,可以在至少一个收纳部满足上述比例R1,也可以在全部的收纳部满足上述比例R1。
上述电池架可以具有包含包围圆筒型电池的侧面的至少一部分的收纳部的“主体”、以及包围上述收纳部的上表面(顶面、上端面)和/或下表面(底面、下端面)的至少一部分的“盖”。上述电池架可以仅为主体,也可以由主体和盖构成。另外,还可以包含除主体、盖以外的其他部件。
上述主体可以由一个部件构成,也可以由复数个部件构成。
上述主体和上述盖可以连结、也可以独立。
需要说明的是,本说明书中,侧面是指与将圆筒型展开时对应于长方形的面,上表面和下表面是指与将圆筒型展开时对应于圆形的面。
在上述电池架中,复数个圆筒型电池优选沿相同方向收纳。例如,收纳电池的方向(即上述收纳部的深度方向)可以为圆筒型电池的高度方向(图1)。另外,在电池架的主体为大致长方体的情况下,收纳电池的方向可以为厚度方向(图1)。
<主体>
上述主体优选由上述原料形成,更优选包含由上述原料形成的发泡体。上述主体优选仅由上述发泡体构成且上述发泡体仅由上述原料形成。
(原料)
上述原料包含树脂,也可以进一步包含其他成分。
-树脂-
上述树脂可以为结晶性树脂,可以为非晶性树脂,也可以为它们的混合物。另外,上述树脂可以单独使用一种,也可以为多种的混合物。
--非晶性树脂--
作为上述非晶性树脂,只要是具有非晶性的树脂就没有特别限定,例如可以举出聚苯醚(PPE)树脂、聚苯醚树脂/聚苯乙烯树脂合金、聚苯醚树脂/高抗冲-聚苯乙烯树脂合金、聚苯醚树脂/聚苯乙烯树脂/高抗冲-聚苯乙烯树脂合金、聚苯醚树脂/聚丙烯树脂合金等聚苯醚(PPE)系树脂;聚苯乙烯树脂、橡胶增强聚苯乙烯树脂(高抗冲-聚苯乙烯树脂)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)等聚苯乙烯系树脂;聚碳酸酯树脂、聚碳酸酯树脂/ABS树脂合金、聚碳酸酯树脂/聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂合金等聚碳酸酯系树脂;聚氯乙烯;丙烯酸系树脂;聚甲基丙烯酸甲酯;聚醚砜、聚醚酰亚胺;聚酰胺酰亚胺;等等。
其中,从耐热性、尺寸稳定性、成型容易性的方面出发,优选为聚苯醚系树脂、聚苯乙烯系树脂、丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂,更优选为聚苯醚系树脂、聚苯乙烯系树脂。
作为聚苯醚系树脂,例如可以如上所述举出聚苯醚树脂、聚苯醚树脂/聚苯乙烯树脂合金、聚苯醚树脂/高抗冲-聚苯乙烯树脂合金、或者聚苯醚树脂/聚苯乙烯树脂/高抗冲-聚苯乙烯树脂合金等。例如,上述合金可以包含大于50质量%的聚苯醚树脂。
这些树脂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
聚苯醚系树脂的聚苯醚树脂是指包含下述式(I)所表示的重复单元(结构单元)的聚合物,例如可以举出仅由下述式(I)所表示的重复单元形成的均聚物、包含下述通式(I)所表示的重复单元的共聚物等。上述共聚物是以下述式(I)所表示的重复单元作为主重复单元的共聚物(例如,相对于共聚物100质量%,下述式(I)所表示的重复单元的质量比例大于50质量%(优选70质量%以上)的共聚物)。上述聚苯醚树脂可以单独使用一种,也可以组合两种以上来使用。
[化1]
通式(I)中,R1、R2、R3和R4各自独立地表示氢原子、卤原子、烷基、烷氧基、苯基、或者在卤原子与通式(I)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-叔碳原子的基团。另外,通式(I)中,n是表示聚合度的整数。作为上述烷基、烷氧基中的碳原子数,可以为1~7个。
作为聚苯醚树脂的具体例,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-硬脂酰氧基-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,但并不限于这些。其中特别优选包含通式(I)中的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的烷基的重复单元的树脂,更优选仅由该重复单元构成的均聚物。
上述聚苯醚树脂没有特别限定,可以通过公知的方法制造,例如可以使用美国专利第3306874号说明书中记载的基于Hay的亚铜盐与胺的络合物作为催化剂,通过例如将2,6-二甲苯酚进行氧化聚合而容易地制造。此外还可以举出美国专利第3306875号说明书、美国专利第3257357号说明书、美国专利第3257358号说明书、日本特公昭52-17880号公报、日本特开昭50-51197号公报、以及日本特开昭63-152628号公报等中记载的方法。
作为上述聚苯醚系树脂,可以使用构成聚苯醚树脂的重复单元的一部分或全部被不饱和或饱和羧酸或其衍生物改性而成的改性聚苯醚树脂。
作为上述改性聚苯醚树脂,可以举出日本特开平2-276823号公报(美国专利第5159027号说明书、美国再发行专利发明第35695号说明书)、日本特开昭63-108059号公报(美国专利第5214109号说明书、第5216089号说明书)、日本特开昭59-59724号公报等中记载的物质。
改性聚苯醚树脂例如可以如下制造:在自由基引发剂的存在下或非存在下,在聚苯醚树脂中熔融混炼不饱和或饱和羧酸或其衍生物使其反应,由此制造。或者可以通过使聚苯醚树脂与不饱和或饱和羧酸或其衍生物在自由基引发剂存在下或非存在下溶解于有机溶剂中,在溶液下使其反应来制造。
作为不饱和羧酸或其衍生物,例如可以举出马来酸、富马酸、衣康酸、卤代马来酸、顺-4-环己烯1,2-二甲酸、桥-顺-双环(2,2,1)-5-庚烯-2,3-二甲酸等;这些二羧酸的酸酐、酯、酰胺、酰亚胺等;以及丙烯酸、甲基丙烯酸等;这些单羧酸的酯、酰胺等。
另外,作为饱和羧酸或其衍生物,例如可以举出在制造改性聚苯醚树脂时的反应温度下其自身发生热分解、可形成改性聚苯醚树脂的衍生物的化合物。具体地说,可以举出苹果酸、柠檬酸等。
作为可在聚苯醚系树脂的聚合物合金中使用的聚苯乙烯系树脂,可以举出苯乙烯系化合物的均聚物、2种以上的苯乙烯系化合物的共聚物、橡胶状聚合物以颗粒状分散在由苯乙烯系化合物的聚合物构成的基质中而形成的橡胶改性苯乙烯树脂(高抗冲聚苯乙烯树脂)等。作为形成这些聚合物的苯乙烯系化合物,例如可以举出苯乙烯、邻甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、α-甲基-对甲基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、单氯苯乙烯、对叔丁基苯乙烯等。
作为聚苯醚系树脂使用上述的聚合物合金的情况下,聚苯醚树脂中含有的聚苯乙烯系树脂可以为将2种以上的苯乙烯系化合物合用而得到的共聚物或高抗冲聚苯乙烯树脂。
作为聚苯醚系树脂的重均分子量(Mw),优选为20000~60000。
需要说明的是,重均分子量(Mw)是指如下求出的重均分子量:对于树脂进行基于凝胶渗透色谱(GPC)的测定,使用根据针对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)。
相对于基材树脂100质量%,聚苯醚系树脂的含量优选为20~80质量%、更优选为30~70质量%、进一步优选为35~60质量%。PPE系树脂的含量为20质量%以上的情况下,容易得到优异的耐热性和阻燃性。另外,PPE系树脂的含量为80质量%以下的情况下,容易得到优异的加工性。
本说明书中的基材树脂是指除发泡剂以外的电池架的原料。相对于上述原料100质量%,上述基材树脂的质量比例可以为95质量%以上、也可以为99质量%以上。
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。
作为均聚物聚苯乙烯系树脂,例如可以举出聚苯乙烯、聚α-甲基苯乙烯、聚氯苯乙烯等。
作为共聚物聚苯乙烯系树脂,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。
这些物质可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
聚苯乙烯系树脂可以通过现有公知的任何制造方法来制造。
作为聚碳酸酯系树脂,例如可以举出聚碳酸酯树脂、聚碳酸酯树脂/ABS树脂合金、聚碳酸酯树脂/聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂合金等。例如,上述合金包含大于50质量%的聚碳酸酯树脂即可。
这些物质可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
聚碳酸酯树脂可以是使用双酚A聚合而成的双酚A型聚碳酸酯、使用其他二元酚系化合物聚合而成的高耐热性或低吸水率的各种聚碳酸酯。
作为上述其他二元酚系化合物,例如可以举出氢醌、4,4’-二羟基联苯、双(4-羟苯基)甲烷、1,1-双(4-羟苯基)环己烷、2,2-双(3,5-二甲基-4-羟苯基)丙烷、双(4-羟苯基)硫醚、双(4-羟苯基)砜、双(4-羟苯基)亚砜、双(4-羟苯基)酮、双(4-羟苯基)醚、2,2-双(3,5-二溴-4-羟苯基)丙烷等卤代双酚等。
另外,聚碳酸酯系树脂除了为线状聚碳酸酯以外,还可以为3官能酚类聚合而成的支链聚碳酸酯,进而也可以为使脂肪族二羧酸、芳香族二羧酸或者二元脂肪族或脂环族醇共聚而成的共聚聚碳酸酯。
聚碳酸酯系树脂可以通过现有公知的任何制造方法来制造。
作为丙烯酸系树脂,可以应用选自下述(a)~(d)组成的组中的1种或2种以上的聚合物以及它们的混合物。
(a)甲基丙烯酸单体、丙烯酸单体、甲基丙烯酸酯单体、丙烯酸酯单体均聚物或共聚物、以及它们的混合物。
(b)甲基丙烯酸单体、丙烯酸单体、甲基丙烯酸酯单体、丙烯酸酯单体与苯乙烯系单体、异丙烯基芳香族单体中的1种或2种以上的共聚物、以及它们的混合物。
(c)甲基丙烯酸单体、丙烯酸单体、甲基丙烯酸酯单体、丙烯酸酯单体与苯乙烯系单体、异丙烯基芳香族单体和/或马来酸酐的共聚物、以及它们的混合物。
(d)甲基丙烯酸单体、丙烯酸单体、甲基丙烯酸酯单体、丙烯酸酯单体与苯乙烯系单体、异丙烯基芳香族单体和/或马来酸酐和/或除这些以外的可共聚的单体的共聚物、以及它们的混合物。
作为上述甲基丙烯酸酯单体的具体例,可以举出甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸环己基酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸叔丁基环己酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯等,优选甲基丙烯酸甲酯。
作为上述丙烯酸酯单体的具体例,可以举出丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸苯酯等。
上述甲基丙烯酸酯单体、上述丙烯酸酯单体、上述甲基丙烯酸单体、上述丙烯酸单体可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
上述苯乙烯系单体是在其结构中具有苯乙烯骨架的单体,作为具体例,可以举出苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、2,5-二甲基苯乙烯、3,4-二甲基苯乙烯、3,5-二甲基苯乙烯、对乙基苯乙烯、间乙基苯乙烯、邻乙基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯等烷基取代苯乙烯类、1,1-二苯基乙烯等,优选苯乙烯。
这些苯乙烯系单体可以单独使用,也可以将2种以上组合使用。
作为异丙烯基芳香族单体的具体例,可以举出α-甲基苯乙烯、异丙烯基甲苯、异丙烯基乙苯、异丙烯基丙基苯、异丙烯基丁基苯、异丙烯基戊基苯、异丙烯基己基苯、异丙烯基辛基苯等烷基取代异丙烯基苯类,优选α-甲基苯乙烯。
这些异丙烯基芳香族单体可以单独使用,也可以将2种以上组合使用。
作为能够与甲基丙烯酸单体、丙烯酸单体、甲基丙烯酸酯单体、丙烯酸酯单体共聚的除上述以外的单体的具体例,可以举出丙烯腈、甲基丙烯腈等氰化乙烯单体、N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺等马来酰亚胺单体、衣康酸、马来酸、富马酸等不饱和羧酸单体、作为衣康酸、乙基马来酸、甲基衣康酸、氯代马来酸等的酸酐的不饱和二羧酸酐单体、1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯等共轭二烯单体。这些单体可以加成共聚2种以上。
上述之中,作为更优选的丙烯酸系树脂,从经济性、机械物性、透明性、耐候性的方面出发,可以举出甲基丙烯酸甲酯均聚物、以及甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸酯的共聚物。
--结晶性树脂--
作为上述结晶性树脂,只要为具有结晶性的树脂就没有特别限定,可以举出聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚偏二氯乙烯树脂、聚酰胺树脂、聚缩醛树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚苯硫醚树脂、聚醚醚酮树脂、液晶聚合物、聚四氟乙烯树脂等。其中,从耐热性、成型性、缓冲性的方面出发,优选聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚酰胺树脂。
作为聚乙烯树脂,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。
这些物质可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
另外,这些聚乙烯系树脂也可以具有利用交联剂等适宜交联而成的结构。
作为聚酰胺树脂,例如可以举出聚酰胺、聚酰胺共聚物、它们的混合物。聚酰胺树脂中可以包含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。
作为它们的混合物,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。
这些物质可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
相对于上述原料100质量%,上述树脂的质量比例优选为70质量%以上、更优选为80质量%以上。相对于上述基材树脂100质量%,上述树脂的质量比例优选为70质量%以上、更优选为80质量%以上。
-其他成分-
作为上述其他成分,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、发泡剂等,可以在不损害本发明的效果的范围内添加。上述其他成分也可以为树脂以外的成分。
作为上述原料中的上述其他成分的质量比例,从维持耐热性、加工性的方面出发,相对于上述树脂100质量份,优选为0~40质量份、更优选为0~30质量份、进一步优选大于0质量份且为20质量份以下。
作为上述阻燃剂,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、磷系化合物、以及以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。
这些阻燃剂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
上述阻燃剂中,从与树脂的相容性的方面、减小对环境的影响的方面、制成发泡体时的发泡性的方面出发,优选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,更优选磷系阻燃剂。
磷系阻燃剂可以使用包含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、三烷基氧化膦、三苯基氧化膦等。
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(磷酸二苯酯)等,另外还可以举出将它们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、具有环状结构的磷酸酯化合物。
其中从耐热性、阻燃性、发泡性、经济性的方面出发,优选磷腈化合物、双酚A双磷酸酯等磷酸三苯酯、以及缩合型的磷酸酯化合物、具有环状结构的磷酸酯化合物。
这些物质可以单独使用一种,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。
在有机聚硅氧烷的情况下,主链以及分支的侧链的键合基团为氢、烷基、苯基,优选为苯基、甲基、乙基、丙基,但并不限定于此。末端键合基团可以为羟基、烷氧基、烷基、苯基。对硅酮类的形状也没有特别限制,可以利用油状、橡胶状、清漆状、粉体状、粒料状等任意形状。
这些物质可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
从减小对耐热性的影响、同时提高阻燃性的方面出发,上述原料100质量%中的上述阻燃剂的质量比例相对于上述树脂100质量份优选为0~30质量份、更优选为5~25质量份。
作为上述无机填充剂,例如可以举出玻璃纤维、钛酸钾纤维、石膏纤维、黄铜纤维、不锈钢纤维、钢纤维、陶瓷纤维以及硼晶须纤维等纤维状无机填料;云母、滑石、高岭土、煅烧高岭土、玻璃鳞片等板状无机填料;氧化钛、磷灰石、玻璃珠、氧化硅、碳酸钙、炭黑等粒状无机填料;硅灰石、硬硅钙石等针状无机填料;等等。
另外,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以及苯乙烯-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,橡胶成分的含量可以为添加剂的含量的范围内,设树脂为100质量份,该橡胶成分的含量优选为0.3~15质量份、更优选为0.5~8质量份、进一步优选为1~5质量份。该含量为0.3质量份以上时,特别是在作为后述的发泡体的基材树脂使用的情况下,树脂的柔软性、伸长率优异,在发泡时发泡孔膜不容易破膜,容易得到成型加工性以及机械强度优异的发泡体。
(制造方法)
上述主体优选为发泡体,更优选为使用了上述原料的发泡体。
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。
挤出发泡法为下述方法:使用挤出机将有机或无机发泡剂压入到熔融状态的树脂中,在挤出机出口处释放压力,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。
注射发泡法为下述方法:对具备发泡性的树脂进行注射成型,使其在模具内发泡,由此得到具有空孔的发泡体。
珠粒发泡法(模内发泡法)为下述方法:将发泡颗粒填充在模内,利用水蒸气等进行加热,使发泡颗粒膨胀并同时使发泡颗粒彼此热熔接,由此得到发泡体。
拉伸发泡法为下述方法:预先将填料等添加剂混炼在树脂中,对树脂进行拉伸,由此使其产生微小孔隙来制作发泡体。
溶剂提取发泡法为下述方法:向树脂中添加溶解在规定的溶剂中的添加剂,将成型品浸在规定的溶剂中,提取添加剂,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工序、将切取的部分进行贴合的热贴工序等。
另一方面,在珠粒发泡法的情况下,制作所期望形状的模具,向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复杂的形状。
在注射发泡法的情况下,也能够将发泡体成型为复杂的形状,但在珠粒发泡的情况下,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。
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等氟化烃;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;氯代甲烷、氯代乙烷等氯化烃类;等等。
这些物质可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
从阻燃性的方面出发,发泡剂优选可燃性和助燃性少或不存在,从气体的安全性的方面出发,更优选为无机气体。另外,无机气体比烃等有机气体更不容易溶于树脂中,在发泡工序或成型工序后容易将气体从树脂中抽出,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,还具有下述优点:不容易由于残留气体而引起树脂的塑化;在不经历熟化等工序的情况下容易从更早阶段起表现出优异的耐热性。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,在残留在发泡体中的情况下,具有阻燃性恶化的倾向。
上述发泡体优选通过上述珠粒发泡法制造,优选由发泡颗粒构成。
通过使用珠粒发泡法进行成型,能够提高电池架的赋型性。
上述珠粒发泡体是通过上述珠粒发泡法制造、将树脂发泡颗粒融合成型而得到的发泡成型体。
上述树脂发泡颗粒例如可以通过使发泡剂浸渗到上述基材树脂中并进行发泡而得到。
作为上述发泡剂,可以使用通常使用的气体。
作为上述发泡剂,可以使用上述的物质。
这些物质可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
作为上述发泡剂,从提高阻燃性的方面出发,优选无机气体。需要说明的是,并不限于发泡剂,也可使用化学发泡剂等。
上述树脂发泡颗粒可以经历使发泡剂包含(浸渗)在上述基材树脂中使其发泡的珠粒发泡工序而制造。
珠粒发泡工序中,作为使发泡剂包含(浸渗)在上述基材树脂中使其发泡的方法,例如可以举出下述方法:依据日本特开平4-372630号公报的实施例1中记载的方法,将原料(粒料状、珠粒状等)收容在耐压容器中,将容器内的气体用干燥空气置换后,压入发泡剂(气体)并使发泡剂(气体)浸渗到基材树脂中,之后释放压力,将原料粒料从压力容器输送到发泡炉中,一边利用搅拌桨使原料粒料在发泡炉内旋转一边利用加压水蒸气进行加热使其发泡,由此制造树脂发泡颗粒。
作为使发泡剂包含在基材树脂中的方法,可以应用通常进行的方法,例如可以举出:利用水等悬浮体系在水性介质中进行的方法(悬浮浸渗);使用碳酸氢钠等热分解型发泡剂的方法(发泡剂分解法);使气体为临界压力以上的气氛,制成液相状态与基材树脂接触的方法(液相浸渗);使气体在低于临界压力的高压气氛下以气相状态与基材树脂接触的方法(气相浸渗);等等。
其中特别优选使气体在低于临界压力的高压气氛下进行气相浸渗的方法。
气相浸渗的方法与在高温条件下实施的悬浮浸渗相比,气体在树脂中的溶解度更好,容易提高发泡剂的含量。因此,容易实现高发泡倍率,气泡尺寸也容易变得均匀。发泡剂分解法不仅可在高温条件下实施,而且所加入的热分解型发泡剂并非全部形成气体,因而气体产生量往往相对减少。因此,气相浸渗具有更容易提高发泡剂含量的优点。另外,与液相浸渗相比,气相浸渗中,耐压装置、冷却装置等设备更容易紧凑化,容易将设备费抑制得较低。
作为气相浸渗条件中的气氛压力,优选为0.5~10MPa、更优选为0.5~5MPa。另外,气氛温度优选为-30~100℃、更优选为-20~80℃。另外,浸渗时间优选为0.1~72小时、更优选为1~24小时。气氛压力、气氛温度、浸渗时间为上述范围时,容易更为有效地进行气体在基材树脂中的溶解。特别是若气氛温度低则具有浸渗量增加但浸渗速度变慢的倾向,若气氛温度高则具有浸渗量减少但浸渗速度变快的倾向,为了根据其平衡有效地进行气体在基材树脂中的溶解,优选对上述气氛温度进行设定。另外,从提高生产率的方面出发,气氛温度越高则越优选,并且通常非晶性树脂容易提高浸渗速度和浸渗量。
作为发泡剂的浸渗量,相对于原料中所包含的上述树脂,优选为0.13~20质量%、更优选为0.5~10质量%。
若发泡剂(例如二氧化碳)的浸渗量为0.13质量%以上,则容易实现更高的发泡倍率,并且容易减少气泡尺寸的偏差、容易抑制发泡倍率的偏差。另外,该浸渗量若为20质量%以下,则气泡尺寸成为适度的尺寸,容易抑制因过发泡所致的独立气泡率的降低。
珠粒发泡工序中,对原料的发泡方法没有特别限定,例如可以举出:从高压条件下一下子开放到低压气氛下,使树脂内溶解的发泡剂(例如气体)膨胀的方法;利用压力蒸气、热风等进行加热,使树脂内溶解的发泡剂(例如气体)膨胀的方法;等等。其中,特别优选加热发泡的方法。这是由于,与从高压条件下一下子开放到低压气氛下的方法相比,树脂内部的气泡尺寸容易变得均匀。另外,具有容易进行发泡倍率的控制、特别是低发泡倍率的控制的优点。
此外,在从高压条件下一下子开放到低压气氛下的情况下,由于所有位置同时开始发泡,因此具有不容易形成外皮层的缺点。另一方面,在加热发泡时,在将树脂加热至发泡起始温度的期间,发泡气体从原料的表层散逸,因此容易形成外皮层。另外具有能够通过调整加热速度、加热温度而对外皮层的厚度进行调整的优点,加热速度越快、并且加热温度越高,则外皮层的厚度越倾向于变薄。
将树脂发泡颗粒发泡至所期望的发泡倍率时,可以通过一阶段发泡至所期望的发泡倍率,也可以通过二次发泡、三次发泡等多阶段发泡至所期望的发泡倍率。另外,优选在各阶段的发泡前利用无机气体等对预备珠粒(是指未进行最终阶段的发泡的珠粒等)进行加压处理。
可以经历使上述树脂发泡颗粒融合成型的发泡体成型工序来制造发泡成型体(例如本实施方式的主体)。
上述发泡体成型工序中,例如将树脂发泡颗粒填充到模具内,利用水蒸气等进行加热,使树脂发泡颗粒膨胀、同时使树脂发泡颗粒彼此热熔接等,由此能够得到发泡成型体。
珠粒发泡法中,制作所期望形状的模具,在其中填充树脂发泡颗粒来进行成型,因此容易将发泡成型体成型为更微细的形状、更复杂的形状。另外,珠粒发泡法中,容易提高发泡成型体的发泡倍率,所得到的发泡成型体除了绝热性以外还容易表现出柔软性。
由珠粒发泡工序得到的树脂发泡颗粒可连续地用于发泡体成型工序,也可以隔开间隔用于发泡体成型工序。
树脂发泡颗粒的填充方法例如可以举出下述方法:在填充时以稍微打开模具的状态进行填充的裂缝法;以保持关闭模具的状态进行加压,填充经压缩的珠粒的压缩法;填充压缩珠粒后进行裂缝法的压缩裂缝法;等等。
作为利用上述发泡体成型工序对树脂发泡颗粒进行成型的方法,例如可以举出:使用现有的将树脂发泡颗粒进行模具内成型的一对成型模具,在加压大气压下或减压下将树脂发泡颗粒填充到成型模具模腔内,关闭模具并进行压缩以使成型模具模腔体积减少0~70%,接着向模具内供给蒸气等热介质以进行加热,使树脂发泡颗粒加热熔接的减压成型法(例如日本特公昭46-38359号公报);利用加压气体预先对树脂发泡颗粒进行加压处理,提高树脂发泡颗粒内的压力,由此提高树脂发泡颗粒的二次发泡性,在维持二次发泡性的同时在大气压下或减压下将树脂发泡颗粒填充到成型模具模腔内并关闭模具,接着向模具内供给蒸气等热介质进行加热,使树脂发泡颗粒加热熔接的加压成型法(例如日本特公昭51-22951号公报);等等。
另外,还可以通过下述压缩填充成型法(日本特公平4-46217号公报)进行成型:向利用压缩气体加压到大气压以上的模腔内填充加压到该压力以上的树脂发泡颗粒后,向模腔内供给蒸气等热介质进行加热,使树脂发泡颗粒加热熔接来进行成型。此外,还可以通过以下方法进行成型:在特殊条件下提高树脂发泡颗粒的二次发泡力,将该树脂发泡颗粒填充到大气压下或减压下的一对成型模具的模腔内,之后供给蒸气等热介质进行加热,使树脂发泡颗粒加热熔接的常压填充成型法(日本特公平6-49795号公报);或者将上述方法组合而成的方法(日本特公平6-22919号公报);等等。
在发泡体成型工序中,从容易得到所期望的倍率、使外观良好的方面出发,模具内(发泡炉内)的加压水蒸气的最大蒸气压优选为30~700kPa·3G。
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:将发泡颗粒或熔融树脂填充到模具中进行成型的方法;利用锯齿刀和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合剂/粘接剂进行粘接的方法;等等。
(形状)
对上述主体的形状进行说明。
作为上述主体的形状,可以举出立方体、长方体、大致圆柱、大致多棱柱等。
上述主体具有复数个能够收纳1个圆筒型电池的收纳部。上述收纳部的数目只要为收纳在电池架中的电池的数目以上即可,可以使收纳部的数目与所收纳的电池的数目相同。
上述主体的各收纳部的形状可以相同、也可以不同。
上述主体可以包围上述圆筒型电池的侧面的至少一部分。本说明书中,包围是指如下含义。
在收纳有圆筒型电池的电池架中,穿过圆筒型电池的侧面表面上的1点,制作相对于从圆筒型电池的上表面朝向下表面的方向垂直的截面。在以截面的中心作为起点穿过圆筒型电池的侧面表面上的上述1点的直线上存在电池架(例如上述主体)时,则上述1点被电池架包围。此处,上述1点与电池架可以分开、也可以相接。其中,当上述1点与电池架相接时,圆筒型电池与电池架在上述1点接触。上述1点与电池架的距离优选为30mm以下、更优选为20mm以下、进一步优选为10mm以下、特别优选为5mm以下。
对于圆筒型电池的上表面或下表面也是同样的。在从圆筒型电池的上表面或下表面的表面上的1点相对于收纳电池的方向平行地引出的直线上存在电池架(例如上述盖)时,则上述1点被电池架包围。上述1点与电池架(例如盖)的距离优选为30mm以下、更优选为20mm以下、进一步优选为10mm以下、特别优选为5mm以下。另外,上述1点与电池架相接时,圆筒型电池与电池架在上述1点接触。
上述电池架(例如上述主体)收纳有圆筒型电池时,可以包围圆筒型电池的侧面整个面、也可以包围一部分。例如,在收纳部的侧面可以开有大致圆形、大致多边形等形状的孔。
从增加接触面积而牢固地保持的方面;具有对抗下落、冲击的缓冲性的方面出发,相对于上述圆筒型电池的侧面总面积100%,上述电池被电池架包围的面积的比例R1优选为10%以上、更优选为20~100%、进一步优选为50~100%。
上述数值范围在各收纳部可以相同、也可以不同。需要说明的是,面积的比例R1在各收纳部不同的情况下,优选收纳电池的全部收纳部的面积的比例R1为上述范围内。另外,优选收纳电池的全部收纳部的面积的比例R1的平均为上述范围内。
上述比例R1可以是收纳有与收纳部的形状为大致相似形状且相对于收纳部的体积为70体积%以上(优选为80体积%以上、更优选为90体积%以上、进一步优选为95体积%以上、特别优选为99体积%以上)的圆筒型电池时的值。
上述电池架(例如上述主体)在收纳有圆筒型电池时,可以与圆筒型电池的侧面的一部分接触、也可以与侧面整个面接触。
从牢固地保持的方面、适当地表现出缓冲特性的方面出发,相对于上述圆筒型电池的侧面总面积100%,上述电池与电池架(例如上述收纳部的内表面)接触的面积的比例R2优选为10%以上、更优选为20~100%、进一步优选为50~100%。
另外,从通过保持适当的间隙而提高维护性、组装容易性的方面出发,可以小于100%。
上述数值范围在各收纳部可以相同、也可以不同。需要说明的是,面积的比例R2在各收纳部不同的情况下,优选收纳电池的全部收纳部的面积的比例R2为上述范围内。另外,优选收纳电池的全部收纳部的面积的比例R2的平均为上述范围内。
上述比例R2优选为上述比例R1以下,也可以与上述比例R1相同、还可以比上述比例R1低5%以上。
上述比例R2可以是收纳有与收纳部的形状为大致相似形状且相对于收纳部的体积为70体积%以上(优选为80体积%以上、更优选为90体积%以上、进一步优选为95体积%以上、特别优选为99体积%以上)的圆筒型电池时的值。
上述收纳部的相对于从所收纳的上述圆筒型电池的上表面朝向下表面的方向(上下方向)垂直的截面的形状可以为大致圆形、大致多边形(例如大致四边形、大致五边形、大致六边形等)、它们的外周的一部分缺失的形状,优选与所收纳的上述圆筒型电池的形状为大致相似形状,相对于上述上下方向垂直的截面的形状可以大致相似。
大致相似形状例如是指形状相同但半径不同的图形以及它们的类似形状。类似形状可以举出:相对于上下方向垂直的截面的形状的外周的一部分变化成曲线、波浪线、折线等而成的形状;相对于上下方向垂直的相对应的两个截面形状的从重心到外周上的全部各点的距离之比的值相对于该比的平均值为0.8~1.2倍(优选0.9~1.1倍)的范围内的图形(例如,若为椭圆,则为下述的大致椭圆:在该图形的外周上的全部点求出相对应的2个图形的外周上的点与重心的距离之比,外周上的全部点的比值相对于其平均值为0.8~1.2等的范围内);它们的组合形状,也可以为大致圆筒形。例如,在电池与电池架的收纳部接触的情况下,圆筒型电池的大致相似形状可以举出大致圆筒形。另外,电池架的收纳部开有孔的情况下,为大致圆形的外周的一部分缺失的形状。
上述收纳部的相对于上下方向垂直的截面的形状在从所收纳的电池的上表面直到下表面的范围可以相同、也可以不同。
从提高收纳效率的方面、适当地保持成型容易性的方面出发,上述电池架的收纳部间的最薄部的厚度(图3(B)、图4)优选大于0mm且为10mm以下、更优选大于0.5mm且为10mm以下、进一步优选为1.0~5.0mm、特别优选为1.0~3.0mm。
上述最薄部可以是相邻的上述收纳部间的最薄位置。
各收纳部间的最薄部的厚度可以相同、也可以不同。
从保持适当的缓冲性的方面、提高轻质性的方面出发,上述主体的密度优选为0.5~0.01g/cm3、更优选为0.35~0.02g/cm3、进一步优选为0.35~0.05g/cm3。需要说明的是,发泡体中的发泡倍率被定义为密度的倒数。
(物性)
以下对于本实施方式的电池架(例如上述主体、后述的盖)的物性进行说明。
从保持适当的缓冲性的方面、提高轻质性的方面出发,相对于收纳在上述电池架中的圆筒型电池的总质量100%,上述电池架(例如上述主体)的质量的比例优选为25%以下、更优选为0.5~20%、进一步优选为1.0~15%。
此处,关于电池架的质量,在具备作为与主体分开的部分的上盖、底盖的情况下,可以将它们的质量包括在内。
从保持适当的缓冲性的方面出发,上述电池架(例如上述主体)中,由应变比例((压缩前的初期厚度(mm)-压缩后的厚度(mm))/压缩前的初期厚度(mm))与压缩强度(MPa=N/mm2)的关系制作出压缩强度SS曲线且根据该曲线计算出的每1mm2面积中的应变比例为0~0.75的范围中的压缩强度的积分值J75(图5)优选为0.1~50N/mm2、更优选为0.1~30N/mm2、进一步优选为0.5~20N/mm2。需要说明的是,J75可以通过后述实施例中记载的方法进行测定。
同样地,从保持适当的缓冲性的方面出发,上述电池架(例如上述主体)中,由应变比例((压缩前的初期厚度(mm)-压缩后的厚度(mm))/压缩前的初期厚度(mm))与压缩强度(MPa=N/mm2)的关系制作出压缩强度SS曲线且根据该曲线计算出的每1mm2面积中的应变比例为0~0.05的范围中的压缩强度的积分值J5(图5)优选为0.001~1.0N/mm2、更优选为0.01~1N/mm2、进一步优选为0.05~0.5N/mm2。
需要说明的是,J5可以通过后述实施例中所记载的方法进行测定。
上述J5和J75分别表示对于每1mm2赋予5%、75%的应变所需要的能量。通过产生这些应变,可吸收冲击的能量、保护内容物。
从在上述电池架(例如上述主体)与被收纳的圆筒型电池所包围的位置容易表现出针对下落冲击的适当的缓冲性的方面出发,在使在全部收纳位置收纳有电池的电池架沿相对于收纳上述电池的方向垂直的方向下落的试验中,优选包围上述圆筒型电池的部分满足下述关系(1)。若电池架具有保护内容物免受下落冲击的功能,则在电池的运输时、电池组或模块的组装时、在将电池架收纳在电池组内的状态使用时等情况下,容易恰当地保护内容物(电池等)。
J5×A1×d1/1000<W×g×h<J75×A1×d1/1000···(1)
此处,W表示收纳在上述电池架中的在下落竖直方向存在的圆筒型电池的总质量(kg)。具体地说,W是指将电池架利用最大截面沿下落方向切取的范围中所包含的电池的总重量,该最大截面是沿下落方向位于竖直方向最下侧的电池在垂直于下落方向的截面中的面积最大的截面(图3(B)、图4)。
g表示重力加速度(m/s2)。
h表示下落高度(m)。h可以采用任意值,针对相对于通常假设的下落冲击的设计,例如可以采用1.2m的值。下落高度可以为从下落面到下落试验时的电池架的下落方向最下端部的高度。
A1表示电池承受下落冲击的面积(mm2)。A1可以为“(使沿下落方向位于竖直方向最下侧的电池在下落方向进行光投影时的投影面积)×(相对于该电池的侧面的总面积100%的、被电池架包围的上述侧面的面积比例R1)/100”。例如,沿下落方向位于竖直方向最下侧的上述电池侧面被电池架100%包围时,在沿圆筒型电池的半径方向下落的情况下,上述A1通过圆筒型电池的直径×高度×100/100计算出。
d1表示在上述下落试验时电池架承受冲击的部分的厚度(mm)。通常在下落、碰撞时,最先撞击碰撞物的部分与存在于其正上方的内容物之间的部分是该电池架中受到最大冲击的部分。例如在沿圆筒型电池的半径方向下落的上述下落试验中,d1可以是从沿下落方向位于竖直方向最下侧的电池到沿下落方向的竖直方向最下侧的电池架端部的下落方向的距离(mm)(图3(B)、图4)。
缓冲特性表示可缓和在下落或碰撞时所产生的冲击,能够以何种程度降低对内部部件或产品的影响,在考虑缓冲性的情况下,下述两个观点是必要的。
第一点为是否能够吸收所产生的冲击的能量,例如本实施方式中,在电池架收纳有内容物(电池)的状态下发生了下落时,所产生的能量是否能够被电池架吸收是重要的。这种情况下,在下落时所产生的冲击的能量落入考虑材料本身的特性(J5、J75)以及内容物的重量、承受冲击的部分的面积而计算出的电池架能够吸收的能量J5’(J5×A1×d1/1000)到J75’(J75×A1×d1/1000)的范围内的情况下,意味着通过相对于电池架承受冲击的部分的初期厚度发生5%~75%左右的变形能够吸收全部的冲击能量。若能够在该范围吸收能量,则电池架能够在适当地变形的同时吸收能量,但在应变过小的情况下,在施加冲击时不能充分发生变形,因此后述的加速度变得过大,另外,在应变过大的情况下,在施加冲击时会变形过度,不能完全吸收能量。
作为第二个观点,是在实际施加冲击时如何降低内容物的加速度。根据牛顿定律,内容物所产生的力具有F=ma(F:力、m:质量、a:加速度)的关系式,即,若加速度减小则能够减小对内容物的冲击力。即使通过碰撞产生的能量落入上述的J5’到J75’的范围内,若加速度增大,则所施加的力也增大,导致内容物的破损。通常,容许G值取决于内容物(G值:表示在受到了某种冲击的情况下相对于内容物产生的加速度是重力加速度的多少倍的值),在发生了冲击的情况下,内容物的加速度必须小于该容许G值。因此,例如在本实施方式中的电池架中,优选将容易因下落、碰撞等而受到冲击的部分(电池架的外周部、对电池的上表面/底面部分进行保护的部分等)设计成适当的厚度。具体地说,由于冲击吸收所需要的时间是根据即将与地面碰撞之前的速度和内容物的容许G值计算出的,因此若能获知从碰撞速度到速度完全达到0(停止)为止的速度变化,则能够计算出在根据碰撞速度和容许G值计算出的冲击吸收所需要的时间内发生变形的位移,由此能够计算出冲击吸收所需要的厚度。关于从碰撞速度到速度完全达到0(停止)为止的速度变化,若假定速度从碰撞速度到0m/s为止以线性发生变化,则也能够大致计算出所需的厚度。
关于上述电池架(例如上述主体)的阻燃性,从提高安全性的方面出发,在UL94 V燃烧试验中,优选为V-2以上、更优选为V-1以上、进一步优选为V-0。特别是在电池为锂离子二次电池并以收纳有这些锂离子二次电池的状态使用电池架的情况下,通常在锂离子二次电池发生了异常时,具有爆炸、起火的危险性,因此优选电池架为阻燃性。
上述阻燃性可以通过后述实施例中记载的方法进行测定。
从即使暴露于高温环境下也可保持内容物的方面出发,上述电池架(例如上述主体)的负荷变形温度优选为90℃以上、更优选为100℃以上。
上述负荷变形温度可以通过后述实施例中记载的方法进行测定。
<盖>
上述盖优选由上述原料形成,更优选仅由发泡体(该发泡体由上述原料形成)构成。其中更优选为珠粒发泡体。
上述盖优选包含树脂。
上述盖与上述主体可以为相同组成、也可以为不同的组成。
上述盖可以通过与上述主体相同的方法制造。
上述盖可以包围至少1个上述圆筒型电池的上表面和/或下表面的整个面,也可以包围至少一部分。
从保持对抗冲击的适当的缓冲性的方面出发,相对于上述圆筒型电池的上表面或下表面的总面积100%,上述电池被盖包围的面积的比例优选为10~100%、更优选为30~100%、进一步优选为50~100%。
上述盖可以将收纳部的收纳方向的上端面和/或下端面的整个面包围、也可以包围至少一部分。从保持对抗冲击的适当的缓冲性的方面出发,相对于上述上端面或下端面的总面积100%,被上述盖包围的面积的比例优选为10%以上、更优选为30~100%、进一步优选为50~100%。“包围”是指,在相对于收纳方向平行地从收纳部内的任意1点引出的直线上存在盖时,该直线穿过的收纳部的端面上的点被盖包围。
另外,从保持对抗冲击的适当的缓冲性的方面出发,上述面积的比例可以为100%(即,圆筒型电池的上表面或下表面的整个面被电池架包围)。上述盖可以设置用于使电池的端子与外部配线连接等的孔。
上述数值范围在收纳部的各盖中可以相同、也可以不同。另外,在上表面和下表面可以相同、也可以不同。
上述盖可以与圆筒型电池的上表面和/或下表面的一部分接触、也可以与整个面接触。
从牢固地保持电池的方面、保持对抗冲击的适当的缓冲性的方面出发,相对于上述圆筒型电池的上表面或下表面的总面积100%,上述电池与上述盖接触的面积的比例优选为10%以上、更优选为20~100%、进一步优选为30~100%。
从牢固地保持电池的方面、保持对抗冲击的适当的缓冲性的方面出发,上述盖的厚度优选大于0mm且为50mm以下、更优选为1~30mm、进一步优选为1~10mm、特别优选为1~5mm。例如也可以大于0mm且为5mm以下。
上述厚度在收纳部的各盖中可以相同、也可以不同。另外,上表面与下表面可以相同、也可以不同。
从保持适当的缓冲性的方面出发,上述盖中,由应变比例((压缩前的初期厚度(mm)-压缩后的厚度(mm))/压缩前的初期厚度(mm))与压缩强度(MPa=N/mm2)的关系制作出压缩强度SS曲线且根据该曲线计算出的每1mm2面积中的应变比例为0~0.75的范围中的压缩强度的积分值J75(图5)优选为0.1~50N/mm2、更优选为0.1~30N/mm2、进一步优选为0.5~20N/mm2。
在上述盖与上述电池的上表面和/或下表面的接触部分,能量J75优选满足上述范围。
同样地,从保持适当的缓冲性的方面出发,上述盖中,由应变比例((压缩前的初期厚度(mm)-压缩后的厚度(mm))/压缩前的初期厚度(mm))与压缩强度(MPa=N/mm2)的关系制作出压缩强度SS曲线且根据该曲线计算出的每1mm2面积中的应变比例为0~0.05的范围中的压缩强度的积分值J5(图5)优选为0.001~1.0N/mm2、更优选为0.01~1N/mm2、进一步优选为0.05~0.5N/mm2。在上述盖与上述电池的上表面和/或下表面的接触部分,能量J5优选满足上述范围。
上述主体与上述盖可以连结、也可以独立。
例如,在制造电池时为了容易地将电池从电池架插入取出,可以仅为上述主体,在制造后盖上独立的上述盖。
<电池>
收纳在本实施方式的电池架中的圆筒型电池可以为大致圆筒状。
收纳在本实施方式的电池架中的电池的数目可以为2~1000个。特别是在考虑到下落冲击时,相对于竖直方向排列的电池的数目可以为2~50个。
上述电池优选为二次电池,可以为锂离子电池。
上述圆筒型电池优选与本实施方式的电池架的收纳部的形状为大致相似形状。另外,相对于本实施方式的电池架的收纳部的体积100%,上述圆筒型电池优选具有70体积%以上的体积,更优选具有80体积%以上、进一步优选具有90体积%以上、进一步优选具有95体积%以上、特别优选具有99体积%以上的体积。需要说明的是,作为100体积%的示例,可以举出上述R2为100%的情况等。
<用途>
本实施方式的电池架可以收纳复数个圆筒型电池。例如可以用于在老化、充电、其他电池组装中的各工序等的电池制造到传送工序之间使用的架子;电池的组装、使用中的用于保持各电池的位置的电池定位用的架子;等等。
本实施方式的电池可用于按照下述方式使用的用途中:圆筒型电池的侧面的至少一部分被电池架包围,被电池架包围的侧面的面积相对于该圆筒型电池的侧面的总面积的比例R1为10%以上。进而可用于按照下述方式使用的用途中:相对于圆筒型电池的侧面的总面积100%,电池的侧面与电池架接触的部分的面积的比例R2为10%以上。
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、比较例中使用的测定-评价方法。
(1)电池架的密度和发泡倍率
与实施例和比较例中得到的电池架的制作方法同样地制作30mm见方、10mm厚度的样品,测定该样品的质量[g],除以样品体积[cm3],计算出密度(g/cm3)。
(2)电池架的阻燃性
对于实施例和比较例中得到的电池架,依据美国UL标准的UL-94垂直法(20mm垂直燃烧试验)进行试验,进行阻燃性的评价。
以下示出测定方法的详细内容。
准备与各实施例和各比较例相同的材料,准备5片长度:125mm、宽度:13mm、厚度:10.0mm(发泡体)的试验片来进行使用。将试验片垂直地安装于夹头,利用20mm火焰进行10秒钟的火焰接触,通过其燃烧行为来进行V-0、V-1、V-2的判定。需要说明的是,在对比较例2中记载的未发泡的材料进行测定的情况下,将样品的厚度变更为1.5mm来进行测定。
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头的位置的试样,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头的位置的试样,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头的位置的试样,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(×)。
(3)电池架的负荷变形温度(HDT)
准备与后述的各实施例和各比较例的电池架相同的材料,依据ISO75-1、75-2,如以下所记载测定负荷变形温度。
另外,由与后述各实施例和各比较例的电池架相同的材料准备长度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(℃)。需要说明的是,比较例2中记载的未发泡的材料依据ASTM D648进行测定。
(4)电池架的压缩强度的测定
首先利用与后述各实施例和各比较例的电池架相同的材料准备宽度20mm×长度200mm×厚度30mm的样品。接着使用自动绘图仪(岛津制作所公司制造、AG-X plus系列AG-50kNPlus),在室温环境下以应变速率1(/s)进行压缩试验。需要说明的是,关于压缩强度测定时的应变速率,优选设定为在研究后述的冲击性时与实际的冲击速度尽可能接近的应变速率,即使在应变速率显著不同的情况下,也可用作参考值。
制作应变比例((压缩前的初期厚度(mm)-压缩后的厚度(mm))/压缩前的初期厚度(30mm))与压缩强度(MPa)的图,制作压缩强度SS曲线。
计算出应变比例为0~0.75的范围中的积分值J75(N/mm2)以及应变比例为0~0.05的范围中的积分值J5(N/mm2)。
以下对实施例、比较例中使用的原料进行说明。
(1)发泡体5(发泡倍率5.0cm3/g)
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(磷酸二苯酯)(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(PSJapan株式会社制造)15质量%,利用挤出机加热熔融混炼后进行挤出,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,将基材树脂粒料存储在耐压容器中,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3小时使二氧化碳浸渗至基材树脂粒料中,之后从压力容器中取出,立即输送基材树脂粒料,一边利用搅拌桨使基材树脂粒料在发泡炉内以77rpm旋转一边利用最大260kPa·G的加压水蒸气进行发泡,得到发泡颗粒。
需要说明的是,在上述发泡颗粒的发泡工序中,从压力容器中取出并利用加压水蒸气开始加热为止的时间为10秒。另外,在发泡后立即利用气相色谱测定发泡颗粒的烃气体的含量,为检出极限(0.01质量%)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。将其填充到具有水蒸气孔的模内成型模具内,用水蒸气加热,使发泡颗粒相互膨胀、熔接后,进行冷却,由成型模具取出,得到由发泡颗粒构成的发泡体5.0(发泡倍率5.0cm3/g)。
(2)发泡体10(发泡倍率10cm3/g)
在浸渗二氧化碳后的加热工序中,使加压水蒸气的压力为330kPa·G,除此以外与发泡体5同样地得到由发泡颗粒构成的发泡体10(发泡倍率10cm3/g)。
(3)发泡体5H
除了如下变更基材树脂粒料以外,与实施例2同样地得到由发泡颗粒构成的发泡体5H(发泡倍率5.0cm3/g)。
基材树脂粒料:
将作为聚苯乙烯系树脂(PS)的GP685(PSJapan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%利用挤出机加热熔融混炼后进行挤出,制作基材树脂粒料。
(4)发泡体EE15
参考日本特开平4-372630号公报的实施例3所述的内容对发泡温度进行调整,由此按照最终得到的发泡体的倍率为15.0cm3/g的方式对2次发泡颗粒的制造工序中的发泡颗粒的内压进行调整,使用所得到的2次发泡颗粒,参考发泡体2.5的制造方法进行成型,得到发泡体EE15(发泡倍率15cm3/g)。在发泡后立即对所得到的发泡颗粒(2次发泡颗粒)的烃气体的含量进行测定,为检出极限(0.01质量%)以下。
(5)发泡体XE15
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/m3、MI=7.0g/10分钟)与作为气泡核形成剂的相对于该树脂100质量份为1.2质量份的滑石粉末(粒径8.0μm)和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℃,从安装于挤出机的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的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使其发泡,一边调整树脂发泡体的牵引速度一边进行成型,得到厚度52mm、宽度560mm、长度1000mm、发泡倍率15(cm3/g)的板状发泡体。该树脂发泡体中所包含的烃气体的含量为2.4质量%。在40℃环境下保存3个月,确认到烃气体的含量达到了检出下限以下(0.01质量%)后,得到了发泡体XE15(发泡倍率15(cm3/g))。另外,由于所得到的发泡体为板状挤出发泡体,因此通过进行切削、粘接等2次加工而用于电池架的制作。
(6)发泡体EP15(发泡倍率15cm3/g)
使用Eperan PP(Kaneka公司制造、发泡倍率15cm3/g),与发泡体5的成型方法同样地进行发泡体的成型,得到发泡体EP15(发泡倍率15cm3/g)。
(7)PC(密度1.19g/cm3)
使用聚碳酸酯(Sabic公司制造Lexan EXL9330),通过注射成型制作电池架。
(8)发泡体PA2.8(发泡倍率2.8cm3/g)
将作为聚酰胺系树脂的尼龙666(尼龙66/6)(商品名:Novamid 2430A、株式会社DSM制)、作为热稳定剂的碘化铜和碘化钾、作为成核剂的滑石按照相对于聚酰胺系树脂100质量份,滑石为0.8质量份、碘化铜为0.03质量份、碘化钾为0.29质量份进行混合,接下来利用双螺杆挤出机在加热条件下进行熔融混炼,其后挤出成线料状,用冷水槽水冷,进行切割,制作粒料形状的聚酰胺系树脂发泡颗粒用粒料。所得到的聚酰胺系树脂发泡颗粒用粒料的平均粒料长度为1300μm、平均粒料径为900μm。
将所得到的聚酰胺系树脂发泡颗粒用粒料在50℃的水中浸渍1小时,之后利用市售的洗衣机进行脱水,得到含有14质量%的水的粒料形状的吸水聚酰胺系树脂发泡颗粒用粒料。
将所得到的含有水的吸水聚酰胺系树脂发泡颗粒用粒料投入到10℃的压力釜中,吹送4MPa的二氧化碳使其吸收12小时,使吸水聚酰胺系树脂发泡颗粒用粒料中含有1.6质量%的作为发泡剂的二氧化碳。之后,将包含二氧化碳的发泡剂浸渗聚酰胺系树脂发泡颗粒用粒料转移至发泡装置中,吹送20秒175℃的空气,由此得到聚酰胺系树脂发泡颗粒。
将所得到的聚酰胺系树脂发泡颗粒装入透水性的无纺布袋中,在加热至50℃的恒温水槽中浸渍30分钟后,得到含水聚酰胺系树脂发泡颗粒。该含水聚酰胺系树脂发泡颗粒的吸水率为12%。
将这样得到的含水聚酰胺系树脂发泡颗粒封入高压釜内,用1小时导入压缩空气直至高压釜的压力达到0.95MPa为止,其后在压力0.95MPa、温度70℃保持24小时,由此对聚酰胺系树脂发泡颗粒实施加压处理。
将进行了加压处理的聚酰胺系树脂发泡颗粒填充到具有水蒸气孔的模内成型模具内,用水蒸气加热使发泡颗粒相互膨胀、熔接后,将其冷却,由成型模具取出,得到由发泡颗粒构成的发泡体PA2.8(发泡倍率2.8cm3/g)。
(实施例1)
对于表1中记载的材料,制作图6形状的成型品,制成电池架。即,制作在长边方向411mm、短边方向260mm、高度80mm的主体中具有28个沿电池架的高度方向延伸的直径46mm的圆柱收纳部的电池架。另外,收纳部间的最薄部的厚度为9mm。对于所得到的电池架准备表1中记载的锂离子电池,进行收纳。另外,测定电池架以及电池的各种特性,将结果记载于表1中。在所有收纳部收纳有直径46mm、高度80mm、重量358g的圆柱型电池(图3(A))。
进一步,如图3(B)所示,进行以收纳有电池的状态从高度1.2m沿电池架的长度方向下落的试验,着眼于下落方向所存在的电池架以及电池的个数·形状对缓冲特性进行研究(表1)。在即将下落前收纳有电池的电池架所具有的势能(W×g×h)大于J5’且小于J75’。上述下落试验中,使收纳电池的方向为水平方向,使相对于收纳电池的方向垂直的方向为下落方向(图3(B))。需要说明的是,图3(B)是对下落试验进行说明的示意图,因此收纳部的数目与作为本实施方式的电池架的图6不同。另外,图3(B)中,使沿下落方向位于竖直方向最下侧的电池在下落方向进行光投影时的该电池的投影面的一边7与最大截面(该最大截面是沿下落方向位于竖直方向最下侧的电池在垂直于下落方向的截面中的面积最大的截面)中的一边相等。
根据下落试验的结果,电池架能够通过适当地变形而吸收通过下落冲击而产生的冲击能量,没有出现由于能够被电池架吸收的能量过小而使电池架破坏、或者在发生下落冲击时由于电池架的变形过小而使电池受到的冲击力过多的情况,因此判定为能量吸收性良好。
(实施例2~17)
施加表1中记载的变更;如表1记载按照图7~图17所示对电池架的形状进行变更;变更所收纳的电池的大小,除此以外与实施例1同样地制造电池架。
另外,在全部收纳部中收纳与实施例1相同的电池,进行同样的下落试验。
需要说明的是,实施例9~11中,设置有沿电池架的长边方向或短边方向贯穿的孔,因此比例R1小于100%。
实施例2~17中,均能够通过电池架的适当变形来吸收通过下落冲击产生的冲击能量,没有出现由于能够被电池架吸收的能量过小而使电池架破坏、或者在发生下落冲击时由于电池架的变形过小而使电池受到的冲击力过多的情况,因此判定为能量吸收性良好。
(比较例1~2)
除了施加表1中记载的变更以外,与实施例1同样地制造电池架。
另外,在全部收纳部中收纳与实施例1相同的电池,进行同样的下落试验。
需要说明的是,由于设置有沿电池架的长边方向或短边方向贯穿的孔,因此比例R1为5%。
比较例1、2中,相对于电池侧面的面积,被电池架包围的部分的比例小,不能吸收通过下落冲击产生的冲击能量、电池架破坏,因此判定为能量吸收性不良。另一方面,比较例2中,构成电池架的材料为未发泡的树脂,几乎未发生因下落试验时的压缩所致的变形,因此电池受到的冲击力极大。
需要说明的是,比较例2中,由于由未发泡的树脂构成,因此无法测定压缩强度。
图7~18的各电池架的尺寸如下所述。
图7:长边方向361mm、短边方向260mm、高度80mm的长方体。收纳部为直径46mm、高度80mm。
图8:长边方向777mm、短边方向260mm、高度80mm的长方体。收纳部为直径46mm、高度80mm。
图9:长边方向1092mm、短边方向254mm、高度80mm的长方体。收纳部为直径46mm、高度80mm。
图10:长边方向304mm、短边方向214mm、高度80mm的长方体。收纳部为直径46mm、高度80mm。
图11:长边方向1128mm、短边方向114mm、高度65mm的长方体。收纳部为直径18mm、高度65mm。
图12:长边方向588mm、短边方向114mm、高度65mm的长方体。收纳部为直径18mm、高度65mm。
图13:长边方向375mm、短边方向120mm、高度65mm的长方体。收纳部为直径18mm、高度65mm。
图14:由长边方向777mm、短边方向260mm、高度4mm的2个长方体构成的电池架。使所收纳的电池的上端面和下端面与各部件的上端面或下端面对齐(图14)。收纳部为直径46mm、高度80mm。
图15:由长边方向777mm、短边方向260mm、高度16mm的2个长方体构成的电池架。使所收纳的电池的上端面和下端面与各部件的上端面或下端面对齐(图15)。收纳部为直径46mm、高度80mm。
图16:由长边方向777mm、短边方向260mm、高度32mm的2个长方体构成的电池架。使所收纳的电池的上端面和下端面与各部件的上端面或下端面对齐(图16)。收纳部为直径46mm、高度80mm。
图17:长边方向238mm、短边方向168mm、高度80mm的长方体。收纳部为直径46mm、高度80mm。
图18:由长边方向777mm、短边方向260mm、高度2mm的2个长方体构成的电池架。使所收纳的电池的上端面和下端面与各部件的上端面或下端面对齐(图18)。
收纳部为直径46mm、高度80mm。
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Claims (14)
1.一种电池架,其是用于收纳复数个圆筒型电池的电池架,其特征在于,
该电池架由包含树脂的原料形成,
所述圆筒型电池的侧面的至少一部分被所述电池架包围,相对于所述圆筒型电池的侧面的总面积100%,被所述电池架包围的所述侧面的面积的比例R1为10%以上。
2.如权利要求1所述的电池架,其中,所述电池架的收纳所述圆筒型电池的部分的形状与所述圆筒型电池的侧面的形状为大致相似的形状。
3.如权利要求1或2所述的电池架,其中,相对于所述圆筒型电池的侧面的总面积100%,所述侧面与所述电池架接触的部分的面积的比例R2为10%以上。
4.如权利要求1或2所述的电池架,其中,根据压缩强度SS曲线计算出的每1mm2面积中的应变比例为0~0.75的范围中的压缩强度的积分值J75为0.1N/mm2~50N/mm2。
5.如权利要求1或2所述的电池架,其中,在使收纳有复数个所述圆筒型电池的电池架沿相对于收纳所述电池的方向垂直的方向即下落方向下落的试验中,满足下述式(1)的关系,
J5×A1×d1/1000<W×g×h<J75×A1×d1/1000···(1)
所述式(1)中,J5表示根据压缩强度SS曲线计算出的每1mm2面积中的应变比例为0~0.05的范围中的电池架的压缩强度的积分值,单位为N/mm2;J75表示根据压缩强度SS曲线计算出的每1mm2面积中的应变比例为0~0.75的范围中的电池架的压缩强度的积分值,单位为N/mm2;A1表示(使沿下落方向位于竖直方向最下侧的电池在下落方向进行光投影时该电池的投影面积)×(相对于该电池的侧面的总面积100%的、被电池架包围的所述侧面的面积比例R1)/100,单位为mm2;d1表示沿下落方向位于竖直方向最下侧的电池到电池架端部的下落方向的距离,单位为mm;W表示将电池架利用最大截面沿下落方向切取的范围中所包含的电池的总重量,单位为kg,该最大截面是沿下落方向位于竖直方向最下侧的电池在垂直于下落方向的截面中的面积最大的截面;g表示重力加速度,单位为m/s2;h表示下落高度,单位为m。
6.如权利要求1或2所述的电池架,其中,所述电池架的收纳电池的部分间的最薄部的厚度大于0mm且为10mm以下。
7.如权利要求1或2所述的电池架,其中,所述电池架的阻燃性为V-2以上。
8.如权利要求1或2所述的电池架,其中,所述电池架的负荷变形温度为90℃以上。
9.如权利要求1或2所述的电池架,其由发泡体形成。
10.如权利要求1或2所述的电池架,其由珠粒发泡体形成。
11.如权利要求1或2所述的电池架,其中,
该电池架进一步包含盖,该盖将收纳至少一个电池的部分的上端面和/或下端面的至少一部分包围,
所述盖是包含树脂的发泡体。
12.如权利要求11所述的电池架,其中,所述发泡体是珠粒发泡体。
13.如权利要求11所述的电池架,其中,所述盖在根据压缩强度SS曲线计算出的每1mm2面积中的应变比例为0~0.75的范围中的压缩强度的积分值J75为0.1N/mm2~50N/mm2。
14.如权利要求11所述的电池架,其中,所述盖的厚度大于0mm且为5mm以下。
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