JP2016092810A - スマートフォンの放熱防止マット - Google Patents

Abstract

【課題】 スマートフォン使用時及び充電時において使用されているリチュームイオン電池が放熱する事は知られており、放熱を防止する製品は多く出ているがフイルム状で薄いものが多く放熱効果も２℃前後と効果を期待できるほどではない。特に充電時による加熱事故が世界中で報告されている。各メーカーが画面の大型化、薄型化をすればするほど使用されているリチュームイオン電池の放熱による影響が大きく、利用者がファッション性を持ったカバーを付けることによって熱問題は増加している。【解決手段】 本発明のスマートフォン放熱防止マットは、高吸水性ポリマーあるいはカルボキシメチルセルローズ（ＣＭＣ）に水と粉末アルミニュウム、粉末セラミック、エチレングルコール、プロピレングルコール、ヒノキチオールを混合させてゲル状にして、ナイロン、ビニル、プラスチック、アルミニュウムの袋に入れ、柔らかさがあるシート状にして、対象スマートフォンを包み込むかマットの上部に置いて接触させることによりリチュームイオン電池から出る熱を吸熱し発熱を抑える事により熱暴走を防ぎ、電池の寿命を延ばすことが出来る。

Description

本発明はスマートフォンの使用時、充電時に起きるリチュウムイオン電池の放熱を吸熱し充電電池の熱暴走を防止することを目的とする技術である。

スマートフォンが普及するに従い電源である充電バッテリーの多くがリチュウム電池を採用している。小型、薄型、軽量で大容量の特徴を持つリチューム電地は携帯性に優れているが欠点は電流が流れると発熱するという現象を持っている。

リチュウムイオン電池のスマートフォン利用時の発熱安全温度は使用時が４５℃、充電時が６０℃と言われている。これが何らかの原因で加熱すると熱暴走が起こり、電池の寿命が数十倍の速さで劣化し、場合によっては発熱、爆発する恐れがあり世界各地より事故が報告させている。
これらを解決する為の商品は多く出ているが、形状がフィルムで薄い為に２℃前後の低下しか望めない物が多い。

発明が解決しようとする課題

本発明はリチュウムイオン電池の加熱を抑え熱暴走を防ぐ技術である。

課題を解決するための手段

上記従来の課題を解決するために、本発明は単に温度を低下するのではなく、熱を吸収することによりリチュウムイオン電池の熱暴走を防ぐことを目的とする技術である。
熱の吸熱は発明者が提出済みの「特願２０１３−１１４９５」の技術を応用したもので、発熱対の熱を吸熱マットに熱移動して熱吸収を行うことによって問題を解決する技術である。

本発明の形状はスマートフォンより少し大きめであるが、マット状若しくは袋状であり中に吸熱素材を含むものが含まれている。この中のマット若しくは袋の中には、高吸水性ポリマー若しくはカルボキシメチルセルローズナトリウム（ＣＭＣ）をベースに水とアルミニュウム粉末、セラミック粉末またはプロピレングルコール、エチレングルコールを含むどれか１種類か複数種類を混合してマット状の物を作成する。この時、使用するアルミニュウムは水酸化アルミニウム等のアルミニウムも含まれる。ケイ酸ジルコニウム、アルミナ、シリカセラミックス等のいわゆるファインセラミックスも含まれる。また、防腐剤としてヒノキチオールが含まれる。これは袋が破れたときに、操作した人の手に付くと思われる袋内の腐敗菌やカビ、嫌気性菌の発生を抑えるためにあらかじめ入れておくものである。ヒノキチオールがカビや腐敗菌、嫌気性菌に効果があることは知られており、食品添加物でもあり、化粧品、医薬部外品、医薬品にも使用されている。

上記の課題を解決するために本発明の吸熱マットの製造方法は、ナイロン、ビニルまたはプラスチックシートを長方形に裁断し、２枚を重ねて三方を熱処理して、閉じて袋状にしたものに、高吸水性ポリマー若しくはカルボキシメチルセルローズナトリウム（ＣＭＣ）と水を加えそれにセラミック粉末やアルミニュウム粉末若しくはプロピレングルコールあるいはエチレングルコールを一種類以上混ぜ均一になるようにゲル化させて、前述の袋状に均一になるように入れる。入れる量は袋の大きさによって異なるが、ゲルを入れた部分を熱処理等で閉じてシート状にする。その時にゲルの防腐剤としてヒノキチオールを５０ｐｐｍから５００ｐｐｍが含まれた水を使用する。

本発明のスマートフォン用の電池吸熱マットにスマートフォンをゲルを入れた袋状にしたマット２枚を使用して挟むか１枚（図１参照）の上に置くかにして、スマートフォンの大きさや数量、マットのサイズによって異なるが、充電時にスマートフォンを挟むか、上部に置く事によって充電電池の熱暴走を防ぐ。この時アルミ、セラミック、プロピレングルコールやエチレングルコールの持つ熱吸収エネルギーの働きによって温度が吸収され熱暴走を防ぐ。熱は高いところから低い所に移動する熱エネルギーの交換原理により、対象スマートフォンの電池の熱が下がる原理を応用した製品である。

この時に上下同様のシートを２枚使用して、対象スマートフォンに対して接触面を最大にとることにより吸熱温度の低下を図ることが大きく出来る。市販されている放熱シートは、対象スマートフォンの放熱効果が２℃と小さく効果使用時の安全温度が４０℃、充電時の安全温度が６０℃では吸熱効果は十分ではない。

本発明は袋状若しくはマット状であり、使用する袋の生地の厚さは０．０４ｍｍから０．１ｍｍの厚さのナイロン、ビニル、プラスチックあるいはアルミニュウム製であり、熱浸透性の良い柔軟性のあるものを使用。シート自体の厚みは１０ｍｍから３０ｍｍｍとし、１平方センチメートルあたり、１ｇから３ｇの重さを持つことにより、放熱効果防止に使用出来る。

本発明の解凍時におけるメリットは熱交換によるエネルギーの吸熱作用により吸熱が出来るわけで、本発明の吸熱マットの温度が電池に影響を与えない温度差があると対象スマートフォンのリチュームイオン電池の温度が上がらず、熱暴走を起こすことなく又電池の寿命劣化も防ぐことが解った。

スマートフォンが大型画面や薄型になればなるほどリチュウムイオン電池の容量が増えて熱の上昇が考えられる。特に事故が多い充電時の加熱による熱暴走による火災、爆発を防ぐ効果があり、それ以外にも充電時の放熱によるリチュームイオン電池の寿命にも影響を与える。このことにより世界中で使用されているスマートフォンの充電時の事故を防ぎ、リチュームイオン電池の寿命を延命することにより資源の活用の下さえとなり産業上の大きな支援につながる製品といえる。

本発明はスマートフォンの使用時、充電時に起きるリチュウムイオン電池の放熱を吸熱し充電電池の熱暴走を防止することを目的とする技術である。

スマートフォンが普及するに従い電源である充電バッテリーの多くがリチュウム電池を採用している。小型、薄型、軽量で大容量の特徴を持つリチューム電地は携帯性に優れているが欠点は電流が流れると発熱するという現象を持っている。

リチュウムイオン電池のスマートフォン利用時の発熱安全温度は使用時が４５℃、充電時が６０℃と言われている。これが何らかの原因で加熱すると熱暴走が起こり、電池の寿命が数十倍の速さで劣化し、場合によっては発熱、爆発する恐れがあり世界各地より事故が報告させている。
これらを解決する為の商品は多く出ているが、形状がフィルムで薄い為に２℃前後の低下しか望めない物が多い。

発明が解決しようとする課題

本発明はリチュウムイオン電池の加熱を抑え熱暴走を防ぐ技術である。

課題を解決するための手段

上記従来の課題を解決するために、本発明は単に温度を低下するのではなく、熱を吸収することによりリチュウムイオン電池の熱暴走を防ぐことを目的とする技術である。
熱の吸熱は発明者が提出済みの「特願２０１３−１１４９５」の技術を応用したもので、発熱対の熱を吸熱マットに熱移動して熱吸収を行うことによって問題を解決する技術である。

本発明の形状はスマートフォンより少し大きめであるが、マット状若しくは袋状であり中に吸熱素材を含むものが含まれている。この中のマット若しくは袋の中には、高吸水性ポリマー若しくはカルボキシメチルセルローズナトリウム（ＣＭＣ）をベースに水とアルミニュウム粉末、セラミック粉末またはプロピレングルコール、エチレングルコールを含むどれか１種類か複数種類を混合してマット状の物を作成する。この時、使用するアルミニュウムは水酸化アルミニウム等のアルミニウムも含まれる。ケイ酸ジルコニウム、アルミナ、シリカセラミックス等のいわゆるファインセラミックスも含まれる。また、防腐剤としてヒノキチオールが含まれる。これは袋が破れたときに、操作した人の手に付くと思われる袋内の腐敗菌やカビ、嫌気性菌の発生を抑えるためにあらかじめ入れておくものである。ヒノキチオールがカビや腐敗菌、嫌気性菌に効果があることは知られており、食品添加物でもあり、化粧品、医薬部外品、医薬品にも使用されている。

上記の課題を解決するために本発明の吸熱マットの製造方法は、ナイロン、ビニルまたはプラスチックシートを長方形に裁断し、２枚を重ねて三方を熱処理して、閉じて袋状にしたものに、高吸水性ポリマー若しくはカルボキシメチルセルローズナトリウム（ＣＭＣ）と水を加えそれにセラミック粉末やアルミニュウム粉末若しくはプロピレングルコールあるいはエチレングルコールを一種類以上混ぜ均一になるようにゲル化させて、前述の袋状に均一になるように入れる。入れる量は袋の大きさによって異なるが、ゲルを入れた部分を熱処理等で閉じてシート状にする。その時にゲルの防腐剤としてヒノキチオールを５０ｐｐｍから５００ｐｐｍが含まれた水を使用する。

本発明のスマートフォン用の電池吸熱マットにスマートフォンをゲルを入れた袋状にしたマット２枚を使用して挟むか１枚（図１参照）の上に置くかにして、スマートフォンの大きさや数量、マットのサイズによって異なるが、充電時にスマートフォンを挟むか、上部に置く事によって充電電池の熱暴走を防ぐ。この時アルミ、セラミック、プロピレングルコールやエチレングルコールの持つ熱吸収エネルギーの働きによって温度が吸収され熱暴走を防ぐ。熱は高いところから低い所に移動する熱エネルギーの交換原理により、対象スマートフォンの電池の熱が下がる原理を応用した製品である。

この時に上下同様のシートを２枚使用して、対象スマートフォンに対して接触面を最大にとることにより吸熱温度の低下を図ることが大きく出来る。市販されている放熱シートは、対象スマートフォンの放熱効果が２℃と小さく効果使用時の安全温度が４０℃、充電時の安全温度が６０℃では吸熱効果は十分ではない。

本発明は袋状若しくはマット状であり、使用する袋の生地の厚さは０．０４ｍｍから０．１ｍｍの厚さのナイロン、ビニル、プラスチックあるいはアルミニュウム製であり、熱浸透性の良い柔軟性のあるものを使用。シート自体の厚みは１０ｍｍから３０ｍｍｍとし、１平方センチメートルあたり、１ｇから３ｇの重さを持つことにより、放熱効果防止に使用出来る。

本発明の解凍時におけるメリットは熱交換によるエネルギーの吸熱作用により吸熱が出来るわけで、本発明の吸熱マットの温度が電池に影響を与えない温度差があると対象スマートフォンのリチュームイオン電池の温度が上がらず、熱暴走を起こすことなく又電池の寿命劣化も防ぐことが解った。

スマートフォンが大型画面や薄型になればなるほどリチュウムイオン電池の容量が増えて熱の上昇が考えられる。特に事故が多い充電時の加熱による熱暴走による火災、爆発を防ぐ効果があり、それ以外にも充電時の放熱によるリチュームイオン電池の寿命にも影響を与える。このことにより世界中で使用されているスマートフォンの充電時の事故を防ぎ、リチュームイオン電池の寿命を延命することにより資源の活用の下さえとなり産業上の大きな支援につながる製品といえる。

図１は本発明の放熱（吸熱）マットの使用方法である。放熱防止マットの上にスマートフォンを置いて使用することによりスマートフォン使用時・充電時に起きる熱を放熱（吸熱）する。

Claims (4)

1. 厚さ０．０４ｍｍから０．１ｍｍのナイロン、ビニル、プラスチック、アルミニュウム製の袋に、高吸水性ポリマーあるいはカルボメキシメチルセルローズ（ＣＭ）に水を加え、ゲル状にして粉末アルミニュウム、粉末セラミック、プロピレングルコールあるいはエチレングルコールを１種以上混合したものを挿入し封印した、スマートフォン放熱防止マット。
2. 前述ゲル状を作成するときに、防腐剤として、ヒノキチオールを５０ｐｐｍら５００ｐｐｍの量を前述の水に添加した、請求項１に記載のスマートフォン放熱防止マット。
3. 厚さ１０ｍｍから３０ｍｍのシートで、重さが１平方センチメートル当たり少なくとも１ｇ以上ある請求項１または２に記載のスマートフォン放熱防止マット。
4. マットを上下にはさみ込み、接触面積を大きくして、熱吸収の向上をはかり、均一に近い放熱を実現させる、請求項１または２，３に記載のスマートフォン放熱防止マット。