JP2019135684A - 電池ホルダおよび電池パック - Google Patents
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Abstract
Description
本開示に係る電池ホルダは、内部に電池を収納する貫通空間を有する管状体であって、無機充填材を含有する樹脂組成物により形成されたものであればよい。管状体の具体的な構成は特に限定されず、収納対象である電池の形状に合わせた貫通空間を有するような管状体であればよい。
本開示に係る電池ホルダ10を構成する樹脂組成物は、樹脂成分および無機充填材を含有しているものであればよい。樹脂成分としては、電池パックの分野で公知の種々の樹脂(高分子またはプラスチック)を好適に用いることができる。代表的な樹脂成分としては、例えば、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、およびメラミン樹脂などを挙げることができる。これら樹脂は少なくとも1種類のみが用いられてもよいし、2種類以上が適宜組み合わせて(例えばポリマーブレンドまたはポリマーアロイ等として)用いられてもよい。
本開示に係る電池パックは、前述した電池ホルダ10を備えているものであればよく、その具体的な構成は特に限定されない。本開示に係る電池パックは、前述した電池ホルダ10を複数配列してから、それぞれの電池ホルダ10に電池(例えば、図1または図2に示す円筒型のリチウムイオン電池20)を収納することにより製造してもよい。しかしながら、前述したように、個々の電池に電池ホルダ10を装着してホルダ装着電池30を構成してから、このホルダ装着電池30を複数配列して電池パックを製造することが好ましい。これにより、電池パックのパッケージの形状などに合わせて、ホルダ装着電池30の配列のさせ方またはまとめ方を調整することができる。そのため、電池パックの製造時の汎用性、応用性またはデザイン性を向上することが可能となる。
18650型リチウムイオン電池(放電容量3Ah)の外周面に、実施例または比較例の電池ホルダを装着してホルダ装着電池を構成した。このホルダ装着電池を3本並列させて固定して試験用電池パックを作製した。
樹脂成分としてウレタン樹脂(商品名:エイムフレックスEF−243、第一工業製薬株式会社製)、並びに、無機充填材として水酸化アルミニウムを用い、無機充填材の含有量が65質量%の樹脂組成物を調製(製造)した。この樹脂組成物を用いて、ホルダ径比95%であり、その厚さが1.5mm、1.0mmおよび0.5mmの3種類の管状体を作製(製造)し、それぞれ実施例1の電池ホルダとした。したがって、これら電池ホルダにより構成される試験用電池パックでは、隣接するリチウムイオン電池間の距離(電池間距離)は、それぞれ3.0mm、2.0mm、および1.0mmとなる。これら実施例1の電池ホルダについて、前記の通り耐類焼試験を実施した。その結果(隣接電池の温度および類焼の評価)を表1に示す。
無機充填材として水酸化マグネシウムを用いた以外は実施例1と同様にして、3種類の厚さの管状体を作製し、それぞれ実施例2の電池ホルダとした。これら電池ホルダについて前記の通り耐類焼試験を実施した。その結果を表1に示す。
無機充填材として硫酸マグネシウム水和物を用いた以外は実施例1と同様にして、3種類の厚さの管状体を作製し、それぞれ実施例3の電池ホルダとした。これら電池ホルダについて前記の通り耐類焼試験を実施した。その結果を表1に示す。
無機充填材として硫酸カルシウム水和物を用いた以外は実施例1と同様にして、3種類の厚さの管状体を作製し、それぞれ実施例4の電池ホルダとした。これら電池ホルダについて前記の通り耐類焼試験を実施した。その結果を表1に示す。
無機充填材として、水酸化アルミニウムおよび炭酸水素ナトリウムを1:1で混合したものを用いた以外は実施例1と同様にして、3種類の厚さの管状体を作製し、それぞれ実施例5の電池ホルダとした。これら電池ホルダについて前記の通り耐類焼試験を実施した。その結果を表1に示す。
無機充填材として、水酸化マグネシウムおよび炭酸水素ナトリウムを1:1で混合したものを用いた以外は実施例1と同様にして、3種類の厚さの管状体を作製し、それぞれ実施例6の電池ホルダとした。これら電池ホルダについて前記の通り耐類焼試験を実施した。その結果を表1に示す。
無機充填材として炭酸水素ナトリウムを用いた以外は実施例1と同様にして、3種類の厚さの管状体を作製し、それぞれ実施例7の電池ホルダとした。これら電池ホルダについて前記の通り耐類焼試験を実施した。その結果を表1に示す。
無機充填材を配合しなかった(すなわちウレタン樹脂のみを用いた)以外は実施例1と同様にして、その厚さが1.5mmおよび1.0mmの2種類の管状体を作製し、比較例の電池ホルダとした、これら電池ホルダについて前記の通り耐類焼試験を実施した。その結果を表1に示す。
実施例1〜7の結果から明らかなように、本実施例に係る電池ホルダであれば、耐類焼試験によっても類焼が発生せず、良好な難燃性および放熱性を実現できることがわかる。一方、比較例に係る電池ホルダは、無機充填材を含有しないため、良好な難燃性および放熱性が実現できなかった(熱源電池から隣接電池だけでなく残りの電池にまで類焼が生じた)。
実施例1で調製した樹脂組成物を用いて、18650型リチウムイオン電池の外径と同一の管状体、すなわち、ホルダ径比が100%の管状体を作製して、実施例8の電池ホルダとした。この電池ホルダを、エアーの吹込みにより18650型リチウムイオン電池の外周に装着して(図4(A)〜(G)参照)、装着時の作業性を評価するとともに、電池ホルダの電池外周への密着性を目視により評価した。その結果を表2に示す。
実施例1で調製した樹脂組成物を用いて、18650型リチウムイオン電池の外径に対して、その内径が97.8%の管状体、すなわち、ホルダ径比が97.8%の管状体を作製して、実施例9の電池ホルダとした。この電池ホルダを18650型リチウムイオン電池の外周に装着して、実施例8と同様にして作業性および密着性を評価した。その結果を表2に示す。
ホルダ径比が95.6%、89.2%、または77.0%の管状体を作成して、それぞれ実施例10の電池ホルダ、実施例11の電池ホルダ、または実施例12の電池ホルダとした。これら電池ホルダを18650型リチウムイオン電池の外周に装着して、実施例8と同様にして作業性および密着性を評価した。その結果を表2に示す。
ホルダ径比が104.5%(すなわち18650型リチウムイオン電池の外径よりも内径が大きい)、または、58.8%の管状体を作成して、それぞれ参考例1の電池ホルダ、または、参考例2の電池ホルダとした。これら電池ホルダを18650型リチウムイオン電池の外周に装着して、実施例8と同様にして作業性および密着性を評価した。その結果を表2に示す。
実施例8〜12の結果から明らかなように、ホルダ径比が好ましくは、60〜100%の範囲内であれば、電池への電池ホルダの装着(ホルダ装着電池の形成)を容易かつ効率的に実施することができた。
10a:電池収納部(貫通空間)
20:リチウムイオン電池(電池)
21:端子キャップ
22:封口体
23:電極群
24:外装体
30:ホルダ装着電池
31:電池パックユニット
32:デッドスペース
33:エアノズル
Claims (8)
- 内部に電池を収納する貫通空間を有する管状体から少なくとも構成され、
当該管状体は、無機充填材を含有する樹脂組成物により形成されていることを特徴とする、
電池ホルダ。 - 前記樹脂組成物に含有される前記無機充填材は、前記樹脂組成物の全量を100質量%としたときに30〜95質量%の範囲内であることを特徴とする、
請求項1に記載の電池ホルダ。 - 前記管状体の厚さは、0.5〜3.0mmの範囲内であることを特徴とする、
請求項1または2に記載の電池ホルダ。 - 前記電池の最大幅に対する前記管状体の貫通空間の最大幅の比が、60%〜100%の範囲内であることを特徴とする、
請求項1から3のいずれか1項に記載の電池ホルダ。 - 前記樹脂組成物は、樹脂成分として、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、およびメラミン樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂を含有していることを特徴とする、
請求項1から4のいずれか1項に記載の電池ホルダ。 - 前記無機充填材は、二価もしくは三価の金属水酸化物、二価の金属硫酸塩水和物、亜鉛のオキソ酸塩、シリカ、アルミナ、ドーソナイト、および炭酸水素ナトリウムからなる群より選択される少なくとも1種であることを特徴とする、
請求項1から5のいずれか1項に記載の電池ホルダ。 - 前記樹脂組成物は、前記樹脂成分がウレタン樹脂であり、前記無機充填材が二価もしくは三価の金属水酸化物であることを特徴とする、
請求項6に記載の電池ホルダ。 - 請求項1から7のいずれか1項に記載の電池ホルダを備えていることを特徴とする、
電池パック。
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