JP2019110140A - Battery holder and battery module using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池を外嵌め保持する電池保持部を有する電池ホルダー及びそれを用いた電池モジュールに関する。 The present invention relates to a battery holder having a battery holding portion for holding a battery in an outside fit, and a battery module using the same.
種々の機器の電源として、電池を電池ホルダーで保持した電池モジュールが広く用いられている。そして、例えば、特許文献1には、かかる電池モジュールの電池ホルダーを、電気絶縁性を有する樹脂で形成することが開示されている。 A battery module holding a battery by a battery holder is widely used as a power source of various devices. For example, Patent Document 1 discloses that the battery holder of the battery module is formed of a resin having electrical insulation.
樹脂製の電池ホルダーで保持された電池が過熱して電池ホルダーが溶融すると、電池の保持が解かれて倒れ、その被害が周辺に拡散することが懸念される。特に、隣接する他の電池が存在するような場合、過熱して倒れた電池が隣接する他の電池に接触し、それによって発熱、発火、或いは爆発を誘発する虞がある。 When the battery held by the resin battery holder is overheated and the battery holder melts, there is a concern that the holding of the battery may be broken and the damage may be spread to the periphery. In particular, in the case where there is another adjacent battery, the overheated and fallen battery may come in contact with the adjacent other battery, thereby inducing heat generation, ignition or explosion.
本発明の課題は、電池が過熱したときでも電池の保持が維持される電池ホルダーを提供することである。 An object of the present invention is to provide a battery holder in which the retention of the battery is maintained even when the battery is overheated.
本発明は、焼結性シリコーンゴム組成物で板状に形成され、その一方側の面に開口した有底の孔で構成された電池を外嵌め保持するための電池保持部を有するとともに、前記電池保持部の底面部に孔が形成された電池ホルダーであって、前記焼結性シリコーンゴム組成物は、オルガノポリシロキサンと、前記オルガノポリシロキサンに分散した粉状シリカ及び粉状の層状珪酸塩とを含有し、前記焼結性シリコーンゴム組成物における前記粉状シリカの含有量は、前記オルガノポリシロキサン100質量部に対して10質量部以上100質量部以下であり、前記焼結性シリコーンゴム組成物における前記層状珪酸塩の含有量は、前記オルガノポリシロキサン100質量部に対して10質量部以上150質量部以下であり、且つ前記粉状シリカの含有量よりも多い。 The present invention has a battery holding portion for holding the battery formed of a sinterable silicone rubber composition in a plate shape and having a bottomed hole opened on the surface on one side thereof, and further, The sinterable silicone rubber composition according to claim 1, wherein the sinterable silicone rubber composition comprises an organopolysiloxane, powdery silica dispersed in the organopolysiloxane, and a powdery layered silicate. And the content of the powdery silica in the sinterable silicone rubber composition is 10 parts by mass or more and 100 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the organopolysiloxane, the sinterable silicone rubber The content of the layered silicate in the composition is 10 parts by mass or more and 150 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the organopolysiloxane, and the powdery silica More than Yuryou.
本発明は、本発明の電池ホルダーの前記電池保持部に電池が外嵌め保持された電池モジュールである。 The present invention is a battery module in which a battery is externally fitted and held in the battery holding portion of the battery holder of the present invention.
本発明の電池ホルダーによれば、焼結性シリコーンゴム組成物で形成されているので、保持した電池が過熱しても、焼結性シリコーンゴム組成物の焼結が進行し、そのためホルダー形状が崩れず、電池の保持を維持することができる。 According to the battery holder of the present invention, since it is formed of the sinterable silicone rubber composition, sintering of the sinterable silicone rubber composition proceeds even if the held battery is heated, and hence the holder shape is The battery can be maintained without breaking down.
以下、実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, the embodiment will be described in detail.
(実施形態1)
図1A〜Cは、実施形態1に係る電池ホルダー10を示す。
(Embodiment 1)
1A to 1C show a
実施形態1に係る電池ホルダー10は、平面視が正六角形の板状に形成されており、その一方側の面に開口した有底円筒孔で構成された電池保持部11を有する。電池保持部11は、その内径が保持対象の円柱状の電池Bの外径と同一又はそれよりも僅かに小さく形成されており、その円柱状の電池Bの一端部を外嵌め保持するように構成されている。電池保持部11の底面部の中央には丸孔11aが形成されており、その丸孔11aを介して電池Bの電極接続がなされるように構成されている。
The
電池ホルダー10の各部の肉厚は、電池Bの放熱性の観点から、好ましくは0.3mm以上であり、また、後述の焼結後の電池Bの保持性の観点から、好ましくは3mm以下である。電池保持部11の深さは、電池Bの保持性の観点から、好ましくは0.2mm以上であり、また、電池Bの放熱性の観点から、好ましくは電池Bの長さの1/3以下、定量的には、好ましくは10mm以下である。
The thickness of each part of the
実施形態1に係る電池ホルダー10は、架橋した焼結性シリコーンゴム組成物で形成されている。ここで、本出願における「焼結性シリコーンゴム組成物」とは、連続的又は断続的に高温度で加熱されたとき、或いは、一時に燃焼されたとき、セラミックのように固まって焼結される性質を有するシリコーンゴム組成物である。
The
実施形態1に係る電池ホルダー10によれば、焼結性シリコーンゴム組成物で形成されているので、保持した電池Bが過熱しても、焼結性シリコーンゴム組成物の焼結が進行し、そのためホルダー形状が崩れず、電池Bの保持を維持することができる。したがって、仮に電池Bが過熱して燃焼するようなことがあっても、その被害が周辺に拡散するのを抑制することができる。
According to the
実施形態1に係る電池ホルダー10を形成するシリコーンゴム組成物は、電池Bが過熱或いは燃焼したときの電池Bの保持性を高める観点から、熱膨張性を有することが好ましい。
The silicone rubber composition forming the
実施形態1に係る電池ホルダー10を形成するシリコーンゴム組成物は、オルガノポリシロキサンと、そのオルガノポリシロキサンに分散した粉状シリカ及び粉状の層状珪酸塩とを含有することが好ましい。
The silicone rubber composition forming the
オルガノポリシロキサンとしては、例えば、平均単位式:RaSiO(4−a)/2(式中、Rは、炭化水素基又はハロゲン化アルキル基である。aは、1.95以上2.05以下である。)で示されるものが挙げられる。炭化水素基のRとしては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基などのアルキル基;ビニル基、アリル基などのアルケニル基;シクロヘキシルなどのシクロアルキル基;β−フェニルエチル基などのアラルキル基;フェニル基、トリル基などのアリール基等が挙げられる。ハロゲン化アルキル基のRとしては、例えば、3,3,3-トリフロロプロピル基、3-クロロプロピル基等が挙げられる。オルガノポリシロキサンは、分子中のケイ素原子に結合した水素原子の位置において、有機過酸化物及び/又は白金系触媒を硬化剤として、分子間が架橋している場合、分子中に少なく2個のケイ素原子に結合するアルケニル基を有することが好ましい。そのアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、プロペニル基、ヘキセニル基等が挙げられる。オルガノポリシロキサンの分子は、直鎖状であっても、分岐鎖を有するものであっても、いずれでもよい。 As an organopolysiloxane, for example, an average unit formula: R a SiO (4-a) / 2 (wherein R is a hydrocarbon group or a halogenated alkyl group) a is 1.95 or more and 2.05 The following may be mentioned. As R of the hydrocarbon group, for example, alkyl groups such as methyl group, ethyl group and propyl group; alkenyl groups such as vinyl group and allyl group; cycloalkyl groups such as cyclohexyl; aralkyl groups such as β-phenylethyl group; And aryl groups such as phenyl group and tolyl group. Examples of R in the halogenated alkyl group include 3,3,3-trifluoropropyl and 3-chloropropyl. Organopolysiloxanes have at least two in the molecule when the molecule is crosslinked with an organic peroxide and / or platinum-based catalyst as a curing agent at the position of the hydrogen atom bonded to the silicon atom in the molecule. It is preferable to have an alkenyl group bonded to a silicon atom. As the alkenyl group, a vinyl group, an allyl group, a propenyl group, a hexenyl group etc. are mentioned, for example. The molecule of the organopolysiloxane may be either linear or branched.
粉状シリカとしては、例えば、ヒュームドシリカなどの乾式法シリカ、沈澱シリカなどの湿式法シリカが挙げられる。また、粉状シリカとしては、乾式法シリカや湿式法シリカの表面が、オルガノクロロシラン、オルガノアルコキシシラン、ヘキサオルガノジシラザン、オルガノシロキサンオリゴマー等で疎水化処理されたものが挙げられる。粉状シリカは、これらのうちの1種又は2種以上を含むことが好ましく、焼結性を高めて電池Bの保持を維持する観点から、疎水化処理された乾式法シリカを含むことがより好ましい。粉状シリカのJISK6430:2008の多点窒素吸着法(BET法)により測定される比表面積は、50m2/g以上であることが好ましい。レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置で測定される粉状シリカの一次メジアン径は、1μm以上10μm以下であることが好ましい。シリコーンゴム組成物における粉状シリカの含有量は、焼結性を高めて電池Bの保持を維持する観点から、オルガノポリシロキサン100質量部に対して、10質量部以上100質量部以下であることが好ましい。 Examples of the powdery silica include dry process silica such as fumed silica and wet process silica such as precipitated silica. In addition, examples of the powdery silica include those obtained by hydrophobizing the surface of a dry method silica or a wet method silica with an organochlorosilane, an organoalkoxysilane, a hexaorganodisilazane, an organosiloxane oligomer or the like. The powdery silica preferably contains one or more of these, and from the viewpoint of enhancing the sinterability to maintain the retention of the battery B, it is more preferable to include hydrophobized dry process silica preferable. The specific surface area of the powdery silica measured by the multipoint nitrogen adsorption method (BET method) according to JIS K 6430: 2008 is preferably 50 m 2 / g or more. The primary median diameter of the powdery silica measured by the laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring apparatus is preferably 1 μm or more and 10 μm or less. The content of the powdery silica in the silicone rubber composition is 10 parts by mass or more and 100 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the organopolysiloxane from the viewpoint of enhancing the sinterability and maintaining the retention of the battery B. Is preferred.
層状珪酸塩としては、例えば、マイカ、モンモリロナイト、スメクタイト、イライト、セピオライト、アレルバルダイト、アメサイト、ヘクトライト、タルク、フルオロへクトライト、サポナイト、バイデライト、ノントロナイト、ステベンサイト、ベントナイト、バーミキュライト、フルオロバーミキュライト、ハロイサイト等が挙げられる。層状珪酸塩は、これらのうちの1種又は2種以上を含むことが好ましく、焼結性を高めて電池Bの保持を維持する観点から、マイカを含むことがより好ましい。マイカとしては、例えば、白雲母、黒雲母、金雲母等が挙げられる。レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置で測定される層状珪酸塩のメジアン径は、1μm以上100μm以下であることが好ましい。層状珪酸塩のメジアン径は、粉状シリカの一次メジアン径よりも大きいことが好ましい。シリコーンゴム組成物における層状珪酸塩の含有量は、焼結性を高めて電池Bの保持を維持する観点から、オルガノポリシロキサン100質量部に対して、10質量部以上150質量部以下であることが好ましい。シリコーンゴム組成物における層状珪酸塩の含有量は、焼結性を高めて電池Bの保持を維持する観点から、粉状シリカの含有量よりも多いことが好ましい。 As layered silicate, for example, mica, montmorillonite, smectite, illite, sepiolite, allerbaldite, amesite, hectorite, talc, fluorohectorite, saponite, beidellite, nontronite, stevensite, bentonite, vermiculite, Fluorovermiculite, halloysite and the like can be mentioned. The layered silicate preferably contains one or more of these, and from the viewpoint of enhancing the sinterability to maintain the retention of the battery B, it is more preferred to include mica. As mica, for example, muscovite, biotite, phlogopite and the like can be mentioned. The median diameter of the layered silicate measured by a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring apparatus is preferably 1 μm or more and 100 μm or less. The median diameter of the layered silicate is preferably larger than the primary median diameter of the powdery silica. The content of the layered silicate in the silicone rubber composition is 10 parts by mass or more and 150 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the organopolysiloxane from the viewpoint of enhancing the sinterability and maintaining the retention of the battery B. Is preferred. From the viewpoint of enhancing the sinterability and maintaining the retention of the battery B, the content of the layered silicate in the silicone rubber composition is preferably greater than the content of the powdered silica.
実施形態1に係る電池ホルダー10を形成するシリコーンゴム組成物は、その他に、石英フィラー、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムなどの金属水酸化物の難燃剤等を含有していてもよい。また、シリコーンゴム組成物は、オルガノポリシロキサンの硬化剤として機能した有機過酸化物や白金系触媒を含有していてもよい。
The silicone rubber composition forming the
実施形態1に係る電池ホルダー10は、硬化剤を含む液状の未架橋シリコーンゴム組成物を金型のキャビティに注入し、それに所定温度で所定時間の加熱処理を施し、オルガノポリシロキサンの分子間を架橋させて硬化させることにより製造することができる。加熱処理は、低温及び短時間の一次処理と、高温及び長時間の二次処理とに分けて行うことが好ましい。一次処理の処理温度は例えば100℃以上150℃以下であり、処理時間は例えば5分以上15分以下である。二次処理の処理温度は例えば150℃以上250℃以下であり、処理時間は例えば3時間以上5時間以下である。
In the
図2は、実施形態1に係る電池ホルダー10を用いた電池モジュールMを示す。
FIG. 2 shows a battery module M using the
この電池モジュールMでは、実施例1に係る電池ホルダー10の電池保持部11に、円柱状の電池Bの一端部が外嵌め保持されているとともに、別の実施例耐1に係る電池ホルダー10の電池保持部11に、電池Bの他端部が外嵌め保持されて構成されている。ここで、電池Bとしては、例えば、フッ化黒鉛リチウム電池、二酸化マンガンリチウム電池などのリチウム一次電池;アルカリ二次電池、リチウムイオン二次電池などの二次電池等が挙げられる。なお、実施形態1に係る電池ホルダー10による電池Bの過熱時における電池Bの保持性の作用効果は、電池Bが発熱の激しいリチウムイオン二次電池の場合、特に顕著に得ることができる。
In this battery module M, one end of a cylindrical battery B is externally fitted and held by the
この電池モジュールMによれば、実施形態1に係る電池ホルダー10が焼結性シリコーンゴム組成物で形成されているので、電池Bが過熱しても、焼結性シリコーンゴム組成物の焼結が進行し、そのためホルダー形状が崩れず、電池Bの保持を維持することができる。したがって、仮に電池Bが過熱して燃焼するようなことがあっても、その被害が周辺に拡散するのを抑制することができる。
According to this battery module M, since the
(実施形態2)
図3A〜Cは、実施形態2に係る電池ホルダー10を示す。なお、実施形態1と同一名称の部分は、実施形態1と同一符号で示す。
Second Embodiment
3A to 3C show a
実施形態2に係る電池ホルダー10は、実施形態1に係る電池ホルダー10を複数集め(図では6個)、それらの辺同士を結合させて二次元的に拡げて一体化させた平面視がハニカム形状に形成されている。六角形ユニット数は、例えば2個以上30個以下である。各六角形ユニットは、有底円筒孔で構成された電池保持部11を有し、電池保持部11の底面部の中央には丸孔11aが形成されている。相互に隣接する電池保持部11間の肉厚は、電池Bの放熱性の観点から、好ましくは0.3mm以上であり、また、焼結後の電池Bの保持性の観点から、好ましくは3mm以下である。
In the
図4は、実施形態2に係る電池ホルダー10を用いた電池モジュールMを示す。
FIG. 4 shows a battery module M using the
この電池モジュールMでは、実施例2に係る電池ホルダー10の複数の電池保持部11のそれぞれに、円柱状の電池Bの一端部が外嵌め保持されているとともに、別の実施例耐2に係る電池ホルダー10の対応する電池保持部11に、電池Bの他端部が外嵌め保持されて構成されている。
In this battery module M, one end portion of a cylindrical battery B is externally fitted and held in each of the plurality of
この電池モジュールMによれば、いずれかの電池Bが過熱しても、実施形態2に係る電池ホルダー10により電池Bの保持が維持されるので、過熱して倒れた電池Bが隣接する他の電池Bに接触し、それによって発熱、発火、或いは爆発を誘発するといった事態が起こるのを抑えることができる。その他の材料構成及び作用効果は実施形態1と同一である。
According to this battery module M, even if any of the batteries B is overheated, the
(その他の実施形態)
上記実施形態1及び2では、電池Bの長さ方向の両端部のそれぞれに電池ホルダー10を設けて電池モジュールMを構成するものとしたが、特にこれに限定されるものではなく、図5Aに示すように、電池ホルダー10の電池保持部11を円筒孔で構成し、図5Bに示すように、その電池保持部11に電池Bを貫通させ、電池Bの長さ方向の中間部に電池ホルダー10を設けて電池モジュールMを構成するものであってもよい。
(Other embodiments)
In the first and second embodiments, the
上記実施形態1及び2では、電池Bの長さ方向の両端部のそれぞれに電池ホルダー10を設けて電池モジュールMを構成したが、特にこれに限定されるものではなく、電池Bの長さ方向の一端部のみに電池ホルダー10を設け、他端部を自由端として、又は、他端部を他の保持手段で保持して電池モジュールMを構成してもよい。
In the first and second embodiments, the
本発明は、電池を外嵌め保持する電池保持部を有する電池ホルダー及びそれを用いた電池モジュールの技術分野について有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for the technical field of a battery holder having a battery holding portion that holds a battery in an outside fit and a battery module using the same.
B 電池
M 電池モジュール
10 電池ホルダー
11 電池保持部
11a 丸孔
B Battery
Claims (2)
前記焼結性シリコーンゴム組成物は、オルガノポリシロキサンと、前記オルガノポリシロキサンに分散した粉状シリカ及び粉状の層状珪酸塩と、を含有し、
前記焼結性シリコーンゴム組成物における前記粉状シリカの含有量は、前記オルガノポリシロキサン100質量部に対して10質量部以上100質量部以下であり、
前記焼結性シリコーンゴム組成物における前記層状珪酸塩の含有量は、前記オルガノポリシロキサン100質量部に対して10質量部以上150質量部以下であり、且つ前記粉状シリカの含有量よりも多い電池ホルダー。 It has a battery holding portion for holding the battery formed of a sinterable silicone rubber composition in a plate shape and having a bottomed hole opened on the surface on one side thereof, and the battery holding portion A battery holder in which a hole is formed in the bottom,
The sinterable silicone rubber composition comprises an organopolysiloxane, and powdered silica and powdered layered silicate dispersed in the organopolysiloxane,
The content of the powdery silica in the sinterable silicone rubber composition is 10 parts by mass to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the organopolysiloxane,
The content of the layered silicate in the sinterable silicone rubber composition is 10 parts by mass or more and 150 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the organopolysiloxane, and is larger than the content of the powdery silica Battery holder.
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