JP7454067B2 - Battery pack with fire extinguishing film containing fire extinguishing microcapsules - Google Patents

Battery pack with fire extinguishing film containing fire extinguishing microcapsules Download PDF

Info

Publication number
JP7454067B2
JP7454067B2 JP2022558080A JP2022558080A JP7454067B2 JP 7454067 B2 JP7454067 B2 JP 7454067B2 JP 2022558080 A JP2022558080 A JP 2022558080A JP 2022558080 A JP2022558080 A JP 2022558080A JP 7454067 B2 JP7454067 B2 JP 7454067B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fire extinguishing
film
cylindrical secondary
battery pack
microcapsules
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022558080A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023520860A (en
Inventor
ソプ イ、サン
ホン キム、チャン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gfi Co ltd
Original Assignee
Gfi Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gfi Co ltd filed Critical Gfi Co ltd
Publication of JP2023520860A publication Critical patent/JP2023520860A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7454067B2 publication Critical patent/JP7454067B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C3/00Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/16Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in electrical installations, e.g. cableways
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C35/00Permanently-installed equipment
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D1/00Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires
    • A62D1/0007Solid extinguishing substances
    • A62D1/0021Microcapsules
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D1/00Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires
    • A62D1/0064Gels; Film-forming compositions
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/658Means for temperature control structurally associated with the cells by thermal insulation or shielding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00Safety devices for primary or secondary batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Description

本発明は、バッテリーパックに関し、より具体的には、複数の円筒形二次電池の配列時に形成された極小な空間に簡単に設置できながらも、電池の性能や配列に何も影響を与えずに、電池の異常発熱や火災の発生時に初期に能動的に鎮圧できる消火用マイクロカプセルを含有する消火フィルムを備えたバッテリーパックに関する。 The present invention relates to a battery pack, and more specifically, the present invention relates to a battery pack that can be easily installed in an extremely small space formed when a plurality of cylindrical secondary batteries are arranged, without affecting the performance or arrangement of the batteries. The present invention relates to a battery pack equipped with a fire extinguishing film containing fire extinguishing microcapsules that can actively suppress the occurrence of abnormal battery heat generation or fire at an early stage.

近年、高エネルギー密度の非水電解液を用いた高出力二次電池が商用化されるに伴い、携帯用機器だけでなく、大電力を必要とする電気自動車などのような中大型機器に使用できるように関連分野の研究開発が活発に行われている。 In recent years, with the commercialization of high-output secondary batteries that use high-energy density non-aqueous electrolytes, they are being used not only in portable devices but also in medium- and large-sized devices such as electric vehicles that require large amounts of power. Research and development in related fields is being actively carried out to make this possible.

このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少させることができるという長所だけでなく、エネルギーの使用による副産物が全く発生しないという点から、環境にやさしく、エネルギー効率性の向上のための新しい電力源として注目されている。 Such secondary batteries not only have the advantage of dramatically reducing the use of fossil fuels, but also are environmentally friendly and improve energy efficiency because they do not generate any by-products due to energy use. is attracting attention as a new power source for

現在広く使用される二次電池の種類には、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池などがあり、電気自動車のように高い出力電圧を要求する機器に適用するために、複数の二次電池を連結してバッテリーパックを構成することがある。 Types of secondary batteries that are currently widely used include lithium-ion batteries, lithium-polymer batteries, nickel-cadmium batteries, nickel-metal hydride batteries, and nickel-zinc batteries, which are applied to devices that require high output voltages such as electric vehicles. In order to do this, a battery pack is sometimes constructed by connecting a plurality of secondary batteries.

上述したバッテリーパックには、主に円筒形二次電池がセル単位で使用されているが、このようなバッテリーパック内の円筒形二次電池において電極部分の短絡や過放電などに起因して電圧が急速に上昇すると、電池が発火することがあり、過充電されると、充電状態によって正極および負極が熱的に不安定になり、急激な発熱反応に起因して火災を発生させることがある。 The above-mentioned battery packs mainly use cylindrical secondary batteries in cell units, but the voltage of the cylindrical secondary batteries in such battery packs may drop due to short circuits or overdischarge of the electrodes. If the battery rises rapidly, the battery may catch fire, and if it is overcharged, the positive and negative electrodes may become thermally unstable depending on the state of charge, which may cause a fire due to a rapid exothermic reaction. .

しかしながら、バッテリーパック自体に別途の保護回路や消火手段を設置することは、二次電池が密集して活用空間が殆どないパック構造を考慮すると、非常に難しいだけでなく、バッテリーパックの小型化や製造コストを節減しようとする現在のトレンドにも合わない理由から、バッテリーパック内の極小な空間に簡単に設置して、二次電池の異常発熱や火災の発生時に初期に能動的に対応できる効果的な方案を設けることが求められている。 However, installing a separate protection circuit or fire extinguishing means in the battery pack itself is not only extremely difficult, considering the pack structure where secondary batteries are packed together and there is almost no usable space. Because it does not fit with the current trend of reducing manufacturing costs, it can be easily installed in a very small space inside a battery pack, and has the advantage of being able to proactively respond in the early stages in the event of abnormal heat generation or fire in a secondary battery. There is a need to come up with a plan.

韓国特許公開第10-2009-0026648号公報Korean Patent Publication No. 10-2009-0026648 韓国特許公開第10-2015-0003779号公報Korean Patent Publication No. 10-2015-0003779

本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、複数の円筒形二次電池の配列時に形成された極小な空間に簡単に設置できながらも、電池の性能や配列に何も影響を与えずに、電池の異常発熱や火災の発生時に初期に能動的に鎮圧できる消火用マイクロカプセルを含有する消火フィルムを備えたバッテリーパックを提供するのにその目的がある。 The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and it is possible to easily install the batteries in a very small space formed when arranging a plurality of cylindrical secondary batteries. The purpose is to provide a battery pack equipped with a fire extinguishing film containing fire extinguishing microcapsules that can actively suppress the occurrence of abnormal battery heat generation or fire without affecting the performance or arrangement of the battery. There is.

上記目的を達成するために、本発明は、正電極が一方の側面から突出し、負電極が他側面に扁平に形成された円筒形二次電池と、複数の前記円筒形二次電池を横および縦方向に収容しながら一定の空間を形成するためのケースと、消火用マイクロカプセルを含有し、フレキシブルなフィルム形態でケース内の一定の空間に配置される消火フィルムと、を含むことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a cylindrical secondary battery in which a positive electrode protrudes from one side and a negative electrode is formed flat on the other side, and a plurality of cylindrical secondary batteries arranged horizontally and The case is characterized by comprising a case for forming a certain space while accommodating the case in the vertical direction, and a fire extinguishing film containing fire extinguishing microcapsules and disposed in a certain space in the case in the form of a flexible film. do.

ここで、前記消火フィルムは、常温で液相で存在し、30~300℃の温度で気相に相変化する消火薬剤であるコアと、高分子樹脂、沈殿剤および凝固剤を含有し、50~2000nmの厚さでコアを包むシェルとで構成される消火用マイクロカプセルと、前記消火用マイクロカプセルが分散され、フィルム形態で成形可能な高分子組成物とで構成されることを特徴とする。 Here, the fire extinguishing film contains a core which is a fire extinguishing agent that exists in a liquid phase at room temperature and changes to a gas phase at a temperature of 30 to 300°C, a polymer resin, a precipitant, and a coagulant, and A fire extinguishing microcapsule composed of a shell surrounding a core with a thickness of ~2000 nm, and a polymer composition in which the fire extinguishing microcapsule is dispersed and can be formed into a film form. .

また、前記消火フィルムは、円筒形二次電池の正電極を貫通して、一方の側面上に保持され、当該正電極および一方の側面の間の空間に配置されるように、Oリング(O-Ring)形状を有するか、ケース内に位置する複数の円筒形二次電池の正電極を同時に通過させるための第1貫通ホールが形成され、複数の正電極および一方の側面の間の空間と円筒形二次電池間の空間をカバーしたり、ケース内に位置する複数の円筒形二次電池の負電極を同時に外部に露出させるための第2貫通ホールが形成され、円筒形二次電池間の空間をカバーすることを特徴とする。 Further, the fire extinguishing film penetrates through the positive electrode of the cylindrical secondary battery, is held on one side, and is placed in the space between the positive electrode and one side. A first through-hole is formed for simultaneously passing the positive electrodes of a plurality of cylindrical secondary batteries having a ring shape or located within the case, and a space between the plurality of positive electrodes and one side surface. A second through hole is formed to cover the space between the cylindrical secondary batteries and simultaneously expose the negative electrodes of multiple cylindrical secondary batteries located in the case to the outside. It is characterized by covering a space of

または、前記消火フィルムは、複数の円筒形二次電池間の長さ方向に沿う空間に隔壁の形態で配置されるか、横および縦方向に隔壁の形態で配置されて格子形状を形成するか、個別的に円筒形二次電池の長さ方向に沿う外周縁を取り囲むように配置されることを特徴とする。 Alternatively, the fire extinguishing film may be arranged in the form of partition walls in the space along the length direction between the plurality of cylindrical secondary batteries, or may be arranged in the form of partition walls in the horizontal and vertical directions to form a lattice shape. , are individually arranged so as to surround the outer periphery along the length direction of the cylindrical secondary battery.

一方、前記高分子組成物は、ポリプロピレン、(メタ)アクリルポリマー、(メタ)アクリル系モノマー、2-エチルヘキシルアクリレート(2eha)、ブチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、セルロース、ポリビスフェノールA炭酸、(メタ)エポキシポリマー、エポキシモノマー、Poly(ethylene-co-propylene-co-5-methylene-2-norbornene)、4,4’-イソプロピリデンジフェノール、ビニルクロライド、ビニリデンクロライド、テトラフルオロエチレン、ビニルC1~C10アルキレート(CH2CH-OC(O)R、RはC1~C10アルキル)、ビニルC1~C10アルキルエテール、ビニルピロリドン、ビニルカルバゾール、アクリル酸、アクリロニトリル、アクリルアミド、C1~C10アルキルアクリレート、メタクリル酸、メタクリロニトリル、メタクリルアミド、C1~C10アルキルメタクリレートおよびシリーコンゴムからなる群から選ばれた1種以上であることを特徴とする。 On the other hand, the polymer composition includes polypropylene, (meth)acrylic polymer, (meth)acrylic monomer, 2-ethylhexyl acrylate (2eha), butyl acrylate, isooctyl acrylate, cellulose, polybisphenol A carbonate, (meth)epoxy Polymer, epoxy monomer, Poly(ethylene-co-propylene-co-5-methylene-2-norbornene), 4,4'-isopropylidene diphenol, vinyl chloride, vinylidene chloride, tetrafluoroethylene, vinyl C1-C10 alkylate (CH2CH-OC(O)R, R is C1-C10 alkyl), vinyl C1-C10 alkyl ether, vinyl pyrrolidone, vinyl carbazole, acrylic acid, acrylonitrile, acrylamide, C1-C10 alkyl acrylate, methacrylic acid, methacrylonitrile , methacrylamide, C1 to C10 alkyl methacrylate, and silicone rubber.

また、前記沈殿剤は、酢酸カリウム、クエン酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化アンモニウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、硫酸銅、チオシアン酸ナトリウムからなる群から選ばれた一つ以上を含むことを特徴とする。 Further, the precipitant is characterized in that it contains one or more selected from the group consisting of potassium acetate, sodium citrate, sodium chloride, ammonium chloride, sodium iodide, potassium iodide, copper sulfate, and sodium thiocyanate. do.

また、前記凝固剤は、水酸化亜鉛および水酸化鉄からなる群から選ばれた1つ以上を含むことを特徴とする。 Further, the coagulant is characterized in that it contains one or more selected from the group consisting of zinc hydroxide and iron hydroxide.

さらに、前記高分子組成物は、粉末状の断熱材成分を含有することを特徴とする。 Furthermore, the polymer composition is characterized in that it contains a powdered heat insulating material component.

以上のような本発明による消火用マイクロカプセルを含有する消火フィルムを備えたバッテリーパックは、下記のような効果を奏することができる。
1.消火機能を有する消火フィルムをバッテリーパック内に配置される極小な空間、例えば、複数の円筒形二次電池間の空間、ケースおよび二次電池の間の空間などに簡単に設置することができる。
2.消火フィルムの設置のために円筒形二次電池の配列や従来のケース構造を変更する必要がないので、既製器に直ちに適用することができる。
3.バッテリーパック内の円筒形二次電池の異常発熱や火災の発生時に初期に直ちに反応して、発熱温度を下げたり、火災を鎮圧することができる
4.比較的低コストの消火フィルムを別途の空間を設けることなく、バッテリーパックに適用するだけで、発熱や火災の問題を解決できるので、経済的かつ安定的であり、小型化および軽量化が可能なバッテリーパックを製作することができる。
A battery pack equipped with a fire extinguishing film containing fire extinguishing microcapsules according to the present invention as described above can have the following effects.
1. A fire extinguishing film having a fire extinguishing function can be easily installed in a very small space inside a battery pack, for example, a space between a plurality of cylindrical secondary batteries, a space between a case and a secondary battery, etc.
2. Since there is no need to change the arrangement of cylindrical secondary batteries or the conventional case structure to install the fire extinguishing film, it can be applied immediately to ready-made devices.
3. When abnormal heat generation or fire occurs in the cylindrical secondary battery in the battery pack, it can react immediately at the initial stage to lower the temperature of the heat generation and extinguish the fire. 4. Simply applying a relatively low-cost fire extinguishing film to the battery pack without creating a separate space can solve the problem of heat generation and fire, making it economical and stable, and allows for miniaturization and weight reduction. You can make battery packs.

本発明による消火用マイクロカプセルを含有する消火フィルムを備えたバッテリーパックを概略的に示す図である。1 is a diagram schematically showing a battery pack equipped with a fire extinguishing film containing fire extinguishing microcapsules according to the present invention. 本発明による消火用マイクロカプセルを含有する消火フィルムを備えたバッテリーパックのうち、Oリング構造の消火フィルムが適用された状態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a battery pack including a fire extinguishing film containing fire extinguishing microcapsules according to the present invention, in which an O-ring structure fire extinguishing film is applied. 本発明による消火用マイクロカプセルを含有する消火フィルムを備えたバッテリーパックのうち、正電極カバーシート構造の消火フィルムが適用された状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a state in which a fire extinguishing film having a positive electrode cover sheet structure is applied in a battery pack including a fire extinguishing film containing fire extinguishing microcapsules according to the present invention. 本発明による消火用マイクロカプセルを含有する消火フィルムを備えたバッテリーパックのうち、負電極カバーシート構造の消火フィルムが適用された状態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a state in which a fire extinguishing film having a negative electrode cover sheet structure is applied in a battery pack including a fire extinguishing film containing fire extinguishing microcapsules according to the present invention. 本発明による消火用マイクロカプセルを含有する消火フィルムを備えたバッテリーパックのうち、隔壁構造の消火フィルムが適用された状態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a battery pack including a fire extinguishing film containing fire extinguishing microcapsules according to the present invention, in which a fire extinguishing film having a partition wall structure is applied. 本発明による消火用マイクロカプセルを含有する消火フィルムを備えたバッテリーパックのうち、電池ラッピング構造の消火フィルムが適用された状態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a battery pack equipped with a fire extinguishing film containing fire extinguishing microcapsules according to the present invention, in which a fire extinguishing film with a battery wrapping structure is applied.

本明細書および請求範囲に使用された用語や単語は、通常的または辞書的な意味に限定せず、発明者は、自分の発明を最も最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に則して本発明の技術的思想に符合する意味と概念に沿って解釈される。したがって、本明細書に記載された実施例と図面に示された構成は、本発明の最も好ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想をすべて代弁するものではないので、本出願時点においてこれらを代替できる多様な均等物と変形例がありえる。 The terms and words used in this specification and the claims are not limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventors have used appropriate concepts of the terms to best describe their invention. It shall be interpreted according to the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention in accordance with the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent the entire technical idea of the present invention. There are a wide variety of equivalents and variations that can be substituted for these.

以下、図面を参照して本発明による消火用マイクロカプセルを含有する消火フィルムを備えたバッテリーパックを説明する。 Hereinafter, a battery pack including a fire extinguishing film containing fire extinguishing microcapsules according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明による消火用マイクロカプセルを含有する消火フィルムを備えたバッテリーパックを概略的に示す図である。 FIG. 1 is a diagram schematically showing a battery pack equipped with a fire extinguishing film containing fire extinguishing microcapsules according to the present invention.

本発明は、基本的に、円筒形二次電池10と、ケース20と、消火フィルム30とを含んで構成される。 The present invention basically includes a cylindrical secondary battery 10, a case 20, and a fire extinguishing film 30.

より具体的に、本発明は、正電極11が一方の側面から突出し、負電極12が他側面に扁平に形成された円筒形二次電池10と、複数の円筒形二次電池10を横および縦方向に収容しながら一定の空間を形成するためのケース20と、消火用マイクロカプセルを含有し、フレキシブルなフィルム形態でケース20内の一定の空間に配置される消火フィルム30と、を含む。 More specifically, the present invention provides a cylindrical secondary battery 10 in which a positive electrode 11 protrudes from one side and a negative electrode 12 is formed flat on the other side, and a plurality of cylindrical secondary batteries 10 are arranged horizontally and The case 20 includes a case 20 for forming a predetermined space while accommodating the case 20 in the vertical direction, and a fire extinguishing film 30 containing fire extinguishing microcapsules and disposed in the predetermined space in the case 20 in the form of a flexible film.

前記円筒形二次電池10は、外部の電気エネルギーを化学エネルギーの形態に変えて貯蔵しておき、必要なときに電気を作り出すものであって、何度も充電することができ、現在広く使用されている二次電池としては、鉛蓄電池、ニッケル-カドミウム電池(NiCd)、ニッケル-金属水素電池(Ni-MH)、リチウムイオン電池(Li-ion)、リチウムイオンポリマー電池(Li-ion polymer)などが挙げられるが、従来公知のように、胴体を円筒形にして一方の側面の中央部に突出した正電極が設けられ、他方の側面に平坦な形状の負電極が設けられる構造を有し、サイズによって18650(産業標準)、21700などに区分され得る。 The cylindrical secondary battery 10 converts external electrical energy into chemical energy, stores it, and generates electricity when needed. It can be recharged many times and is currently widely used. Secondary batteries that are used include lead-acid batteries, nickel-cadmium batteries (NiCd), nickel-metal hydride batteries (Ni-MH), lithium-ion batteries (Li-ion), and lithium-ion polymer batteries (Li-ion polymer). However, as is conventionally known, it has a structure in which the body is cylindrical and a protruding positive electrode is provided at the center of one side, and a flat negative electrode is provided on the other side. , 18650 (industrial standard), 21700, etc. according to size.

前記ケース20は、複数の円筒形二次電池10を収容してバッテリーパックを構成し、図示してはいないが、円筒形二次電池10の正電極11および負電極12にそれぞれ電気的に接続されるバスバー(Bus Bar)と、バスバーを介して伝達される電源を外部に出力するための端子とを含んでもよいし、単に外部にあるバスバーや端子と円筒形二次電池10を接続するための孔が形成された構造を有してもよく、下部に円筒形二次電池10を配置した後、上部と結合させる分離した構造を有してもよく、その他、複数の円筒形二次電池10を介して供給される電源を外部に出力するように、多様な形状変形が可能なものと解釈されることが好ましい。 The case 20 accommodates a plurality of cylindrical secondary batteries 10 to constitute a battery pack, and is electrically connected to the positive electrode 11 and negative electrode 12 of the cylindrical secondary batteries 10, respectively, although not shown. It may include a bus bar (Bus Bar) and a terminal for outputting the power transmitted through the bus bar to the outside, or it may simply be used to connect the cylindrical secondary battery 10 to an external bus bar or terminal. It may have a structure in which a hole is formed, or it may have a separate structure in which the cylindrical secondary battery 10 is placed in the lower part and then combined with the upper part. It is preferable that various shapes can be deformed so that the power supplied through 10 is outputted to the outside.

前記消火フィルム30は、常温で液相で存在し、30~300℃の温度で気相に相変化する消火薬剤であるコアと、高分子樹脂/沈殿剤/凝固剤を含有し、50~2000nmの厚さでコアを包むシェルとで構成される消火用マイクロカプセルを高分子組成物に分散させた後、フィルム形態で成形した後、円筒形二次電池10およびケース20により形成された空間に配置される。 The fire extinguishing film 30 contains a core which is a fire extinguishing agent that exists in a liquid phase at room temperature and changes to a gas phase at a temperature of 30 to 300°C, and a polymer resin/precipitant/coagulant, and has a diameter of 50 to 2000 nm. A fire extinguishing microcapsule consisting of a shell surrounding a core with a thickness of Placed.

ここで、前記消火用マイクロカプセルは、内部のコアを外部のシェルが包んでいる形態であるコア-シェル形態を有し、コアは、消火薬剤であり、シェルは、高分子樹脂からなるが、消火薬剤は、消火用マイクロカプセルの80~97重量%を占めるように含有される。 Here, the fire extinguishing microcapsule has a core-shell configuration in which an inner core is surrounded by an outer shell, the core is a fire extinguishing agent, and the shell is made of a polymer resin. The fire extinguishing agent is contained in an amount of 80 to 97% by weight of the fire extinguishing microcapsules.

このような消火薬剤としては、1,1,1,2,2-Pentafluoroethane(CFCFH、HFC-125)、1,1,1,2,3,3,3-Heptafluoropropane(CFCHFCF)、Chlorotetrafluoroethane(CHClFCF)、フッ素化合物系ケトン化合物、dodecafluoro-2-methylpentan-3-one(FK-5-1-12、CFCFC(O)CF(CF))、1-chloro-1,2,2,2-tetrafluoroethane(CHClF)、2-chloro-1,1,1,2-tetrafluoroethane(CHClFCF、HCFC-124)、デカフルオロシクロヘキサノン(ペルフルオロシクロヘキサノン)、CFCFC(O)CF(CF(-1,1,1,2,4,4,5,5,5-ノナフルオロ-2-トリフルオロメチル-ブタン-3-オン)、(CFCFC(O)CF(CF(-1,1,1,2,4,5,5,5,6,6,6,-オクタフルオロ-2,4,-ビス(トリフルオロメチル)ペンタン-3-オン)、CFCFC(O)CFCFCF、CFC(O)CF(CF、1,1,1,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8,-ヘキサドデカフルオロオクタン-2-オン(CFCFCFCFCFCFC(O)CF)、1,1,1,3,4,4,4,-ヘプタフルオロ-3-トリフルオロメチルブタン-2-オン(CFC(O)CF(CF)、1,1,1,2,4,4,5,5,-オクタフルオロ-2-トリフルオロメチルペンタン-3-オン(HCFCFC(O)CF(CF)、1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,6,-ウンデカフルオロ-2-トリフルオロメチルヘキサン-3-オン(CFCFCFC(O)CF(CF)、1-クロロ-、1,1,3,4,4,4-ヘキサフルオロ-3-トリフルオロメチル-ブタン-2-オン((CFCFC(O)CFCL)、1,1,1,2,2,4,4,5,5,6,6,6-ドデカフルオロヘキサン-3-オン(CFCFC(O)CFCFCF)、1,1,1,5,5,5,-ヘキサフルオロペンタン-2-4-ジオン(CFC(O)CHC(O)CF)、1,1,1,2,5,6,6,6-オクタフルオロ-2,5-ビス(トリフルオロメチル)ヘキサン-3,4-ジオン((CFCFC(O)C(O)C(O)CF(CF)、1,1,1,2,2,3,3,5,5,6,6,7,7,7,-テトラデカフルオロヘプタン-4-オン(CFCFCFC(O)CFCFCF)、1,1,1,3,3,4,4,4-オクタフルオロブタン-2-オン(CFC(O)CFCF)、1,1,2,2,4,5,5,5-オクタフルオロ-1-トリフルオロメトキシ-4-トリフルオロメチルペンタン-3-オン(CFOCFCFC(O)CF(CF)、1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,7,7,7,-トリデカフルオロ-2-トリフルオロメチルヘプタン-3-オン(CFCFCFCFC(O)CF(CF)などが使用できる。 Such extinguishing agents include 1,1,1,2,2-Pentafluoroethane (CF 3 CF 2 H, HFC-125), 1,1,1,2,3,3,3-Heptafluoropropane (CF 3 CHFCF 3 ), Chlorotetrafluoroethane (CHClFCF 3 ), fluorine compound-based ketone compound, dodecafluoro-2-methylpentan-3-one (FK-5-1-12, CF 3 CF 2 C(O)CF(CF 3 ) 2 )) , 1-chloro-1,2,2,2-tetrafluoroethane (C 2 HClF 4 ), 2-chloro-1,1,1,2-tetrafluoroethane (CHClFCF 3 , HCFC-124), decafluorocyclohexanone (perfluorocyclohexanone) non), CF 3 CF 2 C(O)CF(CF 3 ) 2 (-1,1,1,2,4,4,5,5,5-nonafluoro-2-trifluoromethyl-butan-3-one), ( CF 3 ) 2 CFC(O)CF(CF 3 ) 2 (-1,1,1,2,4,5,5,5,6,6,6,-octafluoro-2,4,-bis(trifluoro) (fluoromethyl)pentan-3-one), CF 3 CF 2 C(O)CF 2 CF 2 CF 3 , CF 3 C(O)CF(CF 3 ) 2 , 1,1,1,3,3,4, 4,5,5,6,6,7,7,8,8,8,-hexadodecafluorooctan-2-one (CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 C(O)CF 3 ), 1,1,1,3,4,4,4,-heptafluoro-3-trifluoromethylbutan-2-one (CF 3 C(O)CF(CF 3 ) 2 ), 1,1,1,2 ,4,4,5,5,-octafluoro-2-trifluoromethylpentan-3-one (HCF 2 CF 2 C(O)CF(CF 3 ) 2 ), 1,1,1,2,4, 4,5,5,6,6,6,-undecafluoro-2-trifluoromethylhexan-3-one (CF 3 CF 2 CF 2 C(O)CF(CF 3 ) 2 ), 1-chloro- , 1,1,3,4,4,4-hexafluoro-3-trifluoromethyl-butan-2-one ((CF 3 ) 2 CFC(O)CF 2 CL), 1,1,1,2, 2,4,4,5,5,6,6,6-dodecafluorohexan-3-one (CF 3 CF 2 C(O)CF 2 CF 2 CF 3 ), 1,1,1,5,5, 5,-hexafluoropentane-2-4-dione (CF 3 C(O)CH 2 C(O)CF 3 ), 1,1,1,2,5,6,6,6-octafluoro-2, 5-bis(trifluoromethyl)hexane-3,4-dione ((CF 3 ) 2 CFC(O)C(O)C(O)CF(CF 3 ) 2 ), 1,1,1,2,2 ,3,3,5,5,6,6,7,7,7,-tetradecafluoroheptan-4-one (CF 3 CF 2 CF 2 C(O)CF 2 CF 2 CF 3 ), 1,1 , 1,3,3,4,4,4-octafluorobutan-2-one (CF 3 C(O)CF 2 CF 3 ), 1,1,2,2,4,5,5,5-octa Fluoro-1-trifluoromethoxy-4-trifluoromethylpentan-3-one (CF 3 OCF 2 CF 2 C(O)CF(CF 3 ) 2 ), 1,1,1,2,4,4,5 , 5,6,6,7,7,7,-tridecafluoro-2-trifluoromethylheptan-3-one (CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 C(O)CF(CF 3 ) 2 ), etc. Can be used.

また、前記消火薬剤は、ペルフルオロブタン(FC-3-1-10)、ハイドロクロロフルオロカーボン混和剤(HCFC-123、HCFC-22、HCFC-124)、クロロテトラフルオロエタン(HCFC-124)、ペンタフルオロエタン(HFC-125)、ヘプタフルオロプロパン(HFC-227ea)、トリフルオロメタン(HFC-23)、ヘキサフルオロプロパン(HFC-236fa)、トリフルオロヨード(FIC-13I1)、不燃性/不活性気体混合ガス(例えば、N、Ar、CO)およびドデカフルオロ-2-メチルペンタン-3-オン(FK-5-1-12)などが使用できる。 In addition, the fire extinguishing agents include perfluorobutane (FC-3-1-10), hydrochlorofluorocarbon admixtures (HCFC-123, HCFC-22, HCFC-124), chlorotetrafluoroethane (HCFC-124), pentafluorocarbon admixtures (HCFC-123, HCFC-22, HCFC-124), Ethane (HFC-125), heptafluoropropane (HFC-227ea), trifluoromethane (HFC-23), hexafluoropropane (HFC-236fa), trifluoroiodo (FIC-13I1), nonflammable/inert gas mixture (eg, N 2 , Ar, CO 2 ) and dodecafluoro-2-methylpentan-3-one (FK-5-1-12).

前述したような消火薬剤は、間接的に周辺の熱エネルギーを減少させて火災が発生しないように抑制したり、直接的に火を消すように機能する。 The above-mentioned extinguishing agents function to indirectly reduce surrounding thermal energy to prevent a fire from occurring, or directly to extinguish a fire.

前記消火用マイクロカプセルのシェルは、消火薬剤の外部を包んでいて、カプセル化した内部空間に消火薬剤が保管されるように機能し、常温で外部環境により消火薬剤が大気中に漏れ出るのを防止するように、耐候性と気密性を保障する。 The shell of the fire extinguishing microcapsule encloses the outside of the extinguishing agent, functions to store the extinguishing agent in the encapsulated internal space, and prevents the extinguishing agent from leaking into the atmosphere due to the external environment at room temperature. To ensure weather resistance and airtightness.

このようなシェルは、火災と認知される100~300℃で軟化すると同時に、消火薬剤の相変化に伴って膨張して破裂することによって、当該消火薬剤を外部に噴射させ、記述された火災温度の範囲で反応するために、好ましくは、50~2000nmの厚さを有する。 Such a shell softens at 100 to 300 degrees Celsius, which is the temperature at which a fire is recognized, and at the same time expands and ruptures with the phase change of the extinguishing agent, injecting the extinguishing agent to the outside and raising the temperature at which the fire is described. It preferably has a thickness of 50 to 2000 nm in order to react in the range of .

また、シェルを形成する高分子樹脂としては、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アミノアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン-アクリレート共重合体樹脂、スチレン-メタクリレート共重合体樹脂、ゼラチンまたはその誘導体、ポリビニルアルコール、フェノールホルムアルデヒド樹脂、レゾルシノールホルムアルデヒド樹脂などが使用できる。 Polymer resins forming the shell include polyurethane resin, polyurea resin, polyamide resin, polyester resin, polycarbonate resin, aminoaldehyde resin, melamine resin, polystyrene resin, styrene-acrylate copolymer resin, styrene-methacrylate copolymer resin. Coalescing resins, gelatin or derivatives thereof, polyvinyl alcohol, phenol formaldehyde resins, resorcinol formaldehyde resins, etc. can be used.

また、高分子樹脂に酢酸カリウム、クエン酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化アンモニウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、硫酸銅、チオシアン酸ナトリウムなどのような沈殿剤や、硫酸アルミニウム、水酸化亜鉛、水酸化鉄、塩化鉄などのような凝固剤を含ませることによって、製造時に、マイクロカプセルの選別率や硬化速度を調節することができる。 In addition, precipitants such as potassium acetate, sodium citrate, sodium chloride, ammonium chloride, sodium iodide, potassium iodide, copper sulfate, sodium thiocyanate, etc., aluminum sulfate, zinc hydroxide, hydroxide, etc. can be added to the polymer resin. By including a coagulant such as iron, iron chloride, etc., the sorting rate and hardening rate of the microcapsules can be controlled during manufacture.

前述したような構成を通じて多量の消火用マイクロカプセルがシェルの耐久性および気密性によって反応(破裂、漏出)せずに、特定の温度(例えば、100℃以上)で同時多発的に反応して爆発することで、気体化した消火薬剤を噴出することによって、消火薬剤が火災発火点に直接作用して、燃焼の4要素である燃料(可燃物)、酸素(空気)、熱(発火源)および連鎖反応中の熱(発火源)との連鎖反応を遮断して、高エネルギーの火災を鎮圧する。 Through the above-mentioned configuration, a large amount of fire extinguishing microcapsules will not react (burst or leak) due to the durability and airtightness of the shell, but will react simultaneously and explode at a specific temperature (e.g. 100 degrees Celsius or higher). By spraying out the gasified extinguishing agent, the extinguishing agent acts directly on the ignition point of the fire, destroying the four elements of combustion: fuel (combustible material), oxygen (air), heat (ignition source), and It suppresses high-energy fires by interrupting the chain reaction with the heat (ignition source) in the chain reaction.

前記高分子組成物は、ポリプロピレン、(メタ)アクリルポリマー、(メタ)アクリル系モノマー、2-エチルヘキシルアクリレート(2eha)、ブチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、セルロース、ポリビスフェノールA炭酸、(メタ)エポキシポリマー、エポキシモノマー、Poly(ethylene-co-propylene-co-5-methylene-2-norbornene)、4,4’-イソプロピリデンジフェノール、ビニルクロライド、ビニリデンクロライド、テトラフルオロエチレン、ビニルC1~C10アルキレート(CH2CH-OC(O)R、RはC1~C10アルキル)、ビニルC1~C10アルキルエテール、ビニルピロリドン、ビニルカルバゾール、アクリル酸、アクリロニトリル、アクリルアミド、C1~C10アルキルアクリレート、メタクリル酸、メタクリロニトリル、メタクリルアミド、C1~C10アルキルメタクリレートおよびシリーコンゴムからなる群から選ばれた1種以上でありうる。 The polymer composition includes polypropylene, (meth)acrylic polymer, (meth)acrylic monomer, 2-ethylhexyl acrylate (2eha), butyl acrylate, isooctyl acrylate, cellulose, polybisphenol A carbonate, (meth)epoxy polymer, Epoxy monomer, Poly(ethylene-co-propylene-co-5-methylene-2-norbornene), 4,4'-isopropylidene diphenol, vinyl chloride, vinylidene chloride, tetrafluoroethylene, vinyl C1-C10 alkylate (CH2CH -OC(O)R, R is C1-C10 alkyl), vinyl C1-C10 alkyl ether, vinyl pyrrolidone, vinyl carbazole, acrylic acid, acrylonitrile, acrylamide, C1-C10 alkyl acrylate, methacrylic acid, methacrylonitrile, methacryl It may be one or more selected from the group consisting of amides, C1 to C10 alkyl methacrylates, and silicone rubbers.

ここで、高分子組成物は、低表面エネルギーの表面に付着する物性を有する1価アルコールの単官能アクリル酸エステルをさらに含んでもよいが、このような種類のアクリル酸エステルとしては、イソオクチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、イソノニルアクリレート、イソデシルアクリレート、デシルアクリレート、ラウリルアクリレート、ヘキシルアクリレート、ブチルアクリレート、およびオクタデシルアクリレート、2-プロピルヘプチルアクリレートなどからなる群から選ばれた1種以上でありうる。 Here, the polymer composition may further include a monofunctional acrylic ester of a monohydric alcohol that has the physical property of adhering to a surface with low surface energy, but examples of such acrylic ester include isooctyl acrylate. , 2-ethylhexyl acrylate, isononyl acrylate, isodecyl acrylate, decyl acrylate, lauryl acrylate, hexyl acrylate, butyl acrylate, octadecyl acrylate, 2-propylheptyl acrylate, and the like.

前述したような消火用マイクロカプセルと高分子組成物を混合して適用された消火フィルム30は、厚さの調節が容易であると共に、組成物の選択に応じてべたつきのないタイプや若干の粘性を有するタイプで製作することができ、円筒形二次電池10やケース20に消火フィルム30を強固に固定させるために、消火フィルム30の一面に両面テープをラミネートしたり、粘着剤をコートすることもできる。 The fire extinguishing film 30, which is applied by mixing the fire extinguishing microcapsules and the polymeric composition as described above, is easy to adjust the thickness and can be of a non-stick type or a slightly viscous type depending on the selection of the composition. In order to firmly fix the fire extinguishing film 30 to the cylindrical secondary battery 10 or the case 20, one side of the fire extinguishing film 30 may be laminated with double-sided tape or coated with an adhesive. You can also do it.

前記高分子組成物は、粉末状の断熱材成分を含有できるが、これは、消火フィルムに断熱機能を付与することによって、円筒形二次電池10で発生した熱や火災が他の電池に転移する状況を最大限防止するためのものであり、断熱材成分としては、ガラスウール、バーミキュライト、アスベスト、ロックウール 、パーライト、ケイ酸質、アルミナ質、マグネシア質、炭素質などが挙げられる。 The polymer composition may contain a powdered heat insulating component, which imparts a heat insulating function to the fire extinguishing film, thereby preventing heat and fire generated in the cylindrical secondary battery 10 from being transferred to other batteries. Insulating materials include glass wool, vermiculite, asbestos, rock wool, perlite, silicic acid, alumina, magnesia, and carbon.

以下では、前記ケース20および円筒形二次電池10を通じて形成される一定の空間に消火フィルム30の構造を適用して、図1のAに該当する部分を拡大した図2~図6を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, reference will be made to FIGS. 2 to 6 in which the structure of the fire extinguishing film 30 is applied to a certain space formed through the case 20 and the cylindrical secondary battery 10, and the portion corresponding to A in FIG. This will be explained in detail.

1.Oリング(O-Ring)構造(図2参照)
-円筒形二次電池10の正電極11を貫通して、一方の側面上に保持され、当該正電極11および一方の側面の間の空間に配置される形状を有する。
-中央に形成されたスルーホールに正電極11が貫通し、リング形状のフィルム部位が二次電池10の一方の側面ごとに個別的に位置する。
-円筒形二次電池10の正電極11の上面にバスバーなど二次電池10から供給される電源を外部に出力するのに使用される導電性部材と、二次電池10の一方の側面間の空間に消火フィルムが位置することによって、別途の空間を確保する必要なく、最小の消火フィルムを使用して二次電池10の一方の側面および導電性部材の間の絶縁性を付与すると同時に、特定の温度以上で二次電池10が発熱したり、火災が発生するとき、即時鎮圧を可能にする。
1. O-ring structure (see Figure 2)
- It has a shape that penetrates the positive electrode 11 of the cylindrical secondary battery 10, is held on one side, and is arranged in the space between the positive electrode 11 and one side.
- The positive electrode 11 passes through a through hole formed in the center, and ring-shaped film parts are individually located on each side of the secondary battery 10.
- A conductive member such as a bus bar on the upper surface of the positive electrode 11 of the cylindrical secondary battery 10, which is used to output the power supplied from the secondary battery 10 to the outside, and one side of the secondary battery 10. By positioning the fire extinguishing film in the space, it is possible to provide insulation between one side of the secondary battery 10 and the conductive member using the minimum fire extinguishing film without the need to secure a separate space. When a secondary battery 10 generates heat or a fire occurs at a temperature higher than , it can be extinguished immediately.

2.正電極カバーシート構造(図3参照)
-ケース20内に位置する複数の円筒形二次電池10の正電極11を同時に通過させるための第1貫通ホール31が形成され、複数の正電極11および一方の側面の間の空間と円筒形二次電池10間の空間をカバーする。
-二次電池に一対一で設置されるOリング構造とは異なって、施工上の便宜性のために、シート形態で複数の円筒形二次電池10を一括的にカバーすることができる。
-Oリング構造と同様に、二次電池10の一方の側面および導電性部材間の絶縁性を付与するために、正電極11および一方の側面の間の空間に位置する。
2. Positive electrode cover sheet structure (see Figure 3)
- A first through-hole 31 is formed through which the positive electrodes 11 of a plurality of cylindrical secondary batteries 10 located in the case 20 pass simultaneously, and the space between the plurality of positive electrodes 11 and one side surface is connected to the cylindrical shape. The space between the secondary batteries 10 is covered.
- Unlike the O-ring structure that is installed one-on-one on secondary batteries, a plurality of cylindrical secondary batteries 10 can be collectively covered in a sheet form for convenience in construction.
-Similar to the O-ring structure, it is located in the space between the positive electrode 11 and one side in order to provide insulation between one side of the secondary battery 10 and the conductive member.

3.負電極カバーシート構造(図4参照)
-ケース20内に位置する複数の円筒形二次電池10の負電極12を同時に外部に露出させるための第2貫通ホール32が形成され、円筒形二次電池10間の空間をカバーする。
-通常負電極12が電池の円筒直径とほぼ同じ直径を有する点を考慮して、シート状のフィルムに形成される第2貫通ホール32も、電池が全体的に通過する程度のサイズを有することが一般的であり、二次電池10から供給される電源を外部に出力するために、負電極12を導電性部材に接続し、フィルムが全体的にケースの底面に位置するようにして、二次電池10の発熱または火災の発生時に消火機能を提供する。
3. Negative electrode cover sheet structure (see Figure 4)
- A second through hole 32 is formed to simultaneously expose the negative electrodes 12 of a plurality of cylindrical secondary batteries 10 located in the case 20 to the outside, and covers the space between the cylindrical secondary batteries 10.
- Considering that the negative electrode 12 usually has a diameter that is approximately the same as the cylindrical diameter of the battery, the second through hole 32 formed in the sheet-like film should also have a size that allows the entire battery to pass through it. is common, and in order to output the power supplied from the secondary battery 10 to the outside, the negative electrode 12 is connected to a conductive member, and the film is positioned entirely on the bottom of the case. Provides a fire extinguishing function when the battery 10 generates heat or a fire occurs.

4.隔壁構造(図5参照)
-複数の円筒形二次電池10間の長さ方向に沿う空間に隔壁の形態で配置される
-消火フィルム30の厚さを薄く形成できる点を勘案して、二次電池10間ごとに挟む方式でフィルム設置が可能である。
-この際、複数の消火フィルム30を横および縦方向に隔壁の形態で配置させて、格子形状を有するようにして、多くの空間上にフィルムを位置させることによって、消火性能を最大化することができる。
4. Partition structure (see Figure 5)
- Arranged in the form of a partition in the space along the length direction between the plurality of cylindrical secondary batteries 10 - Taking into account the fact that the fire extinguishing film 30 can be formed thin, it is sandwiched between every 10 secondary batteries. Film installation is possible using this method.
- In this case, the fire extinguishing performance is maximized by arranging the plurality of fire extinguishing films 30 in the form of partition walls in the horizontal and vertical directions to have a grid shape and positioning the films over many spaces. Can be done.

5.電池ラッピング構造(図6参照)
-個別的に円筒形二次電池10の長さ方向に沿う外周縁を取り囲むように配置される。
-電池ごとに消火フィルムを包むようにし、消火フィルム自体に接着性があるので、別にフィルムに接着剤を塗ることなく、これを容易に付着させることができる。
5. Battery wrapping structure (see Figure 6)
- Individually arranged to surround the outer periphery of the cylindrical secondary battery 10 along its length.
- A fire extinguishing film is wrapped around each battery, and since the fire extinguishing film itself has adhesive properties, it can be easily attached without applying adhesive to the film.

前述した消火フィルムのOリング、正電極カバーシート、負電極カバーシート、隔壁、および電池ラッピング構造は、ケース20内に配列される二次電池10の空間によって選択的または総合的に状況に合わせて多様に適用可能である。 The O-ring of the fire extinguishing film, the positive electrode cover sheet, the negative electrode cover sheet, the partition wall, and the battery wrapping structure described above can be selectively or comprehensively adjusted depending on the space of the secondary battery 10 arranged in the case 20. It is applicable in various ways.

以上では、添付の図面を参照して本発明を説明するに際して、特定の形状および方向を中心に説明したが、本発明は、当業者により多様な変形および変更が可能であり、このような変形および変更は、本発明の権利範囲に含まれる。 In the above description of the present invention with reference to the accompanying drawings, the description has focused on specific shapes and directions; however, the present invention can be variously modified and modified by those skilled in the art, and such modifications and and modifications are included within the scope of the present invention.

以上のような本発明による消火用マイクロカプセルを含有する消火フィルムを備えたバッテリーパックは、下記のような効果を奏することができる。
1.消火機能を有する消火フィルムをバッテリーパック内に配置される極小な空間、例えば、複数の円筒形二次電池間の空間、ケースおよび二次電池の間の空間などに簡単に設置することができる。
2.消火フィルムの設置のために円筒形二次電池の配列や従来のケース構造を変更する必要がないので、既製器に直ちに適用することができる。
3.バッテリーパック内の円筒形二次電池の異常発熱や火災の発生時に初期に直ちに反応して、発熱温度を下げたり、火災を鎮圧することができる
4.比較的低コストの消火フィルムを別途の空間を設けることなく、バッテリーパックに適用するだけで、発熱や火災の問題を解決できるので、経済的かつ安定的であり、小型化および軽量化が可能なバッテリーパックを製作することができる。

A battery pack equipped with a fire extinguishing film containing fire extinguishing microcapsules according to the present invention as described above can have the following effects.
1. A fire extinguishing film having a fire extinguishing function can be easily installed in a very small space inside a battery pack, for example, a space between a plurality of cylindrical secondary batteries, a space between a case and a secondary battery, etc.
2. Since there is no need to change the arrangement of cylindrical secondary batteries or the conventional case structure to install the fire extinguishing film, it can be applied immediately to ready-made devices.
3. When abnormal heat generation or fire occurs in the cylindrical secondary battery in the battery pack, it can react immediately at the initial stage to lower the temperature of the heat generation and extinguish the fire. 4. Simply applying a relatively low-cost fire extinguishing film to the battery pack without creating a separate space can solve the problem of heat generation and fire, making it economical and stable, and allows for miniaturization and weight reduction. You can make battery packs.

Claims (11)

正電極11が一方の側面から突出し、負電極12が他方の側面に扁平に形成された円筒形二次電池10と、
複数の前記円筒形二次電池10を横および縦方向に収容しながら一定の空間を形成するためのケース20と、
消火用マイクロカプセルを含有し、フレキシブルなフィルム形態でケース20内の一定の空間に配置される消火フィルム30と、を含み、
前記消火フィルム30は、
常温で液相で存在し、30~300℃の温度で気相に相変化する消火薬剤であるコアと、高分子樹脂、沈殿剤および凝固剤を含有し、50~2000nmの厚さでコアを包むシェルとで構成される消火用マイクロカプセルと、
前記消火用マイクロカプセルが分散され、フィルム形態で成形可能な高分子組成物とで構成される
ことを特徴とする消火用マイクロカプセルを含有する消火フィルムを備えたバッテリーパック。
A cylindrical secondary battery 10 in which a positive electrode 11 protrudes from one side and a negative electrode 12 is formed flat on the other side;
a case 20 for forming a certain space while accommodating the plurality of cylindrical secondary batteries 10 in the horizontal and vertical directions;
a fire extinguishing film 30 containing fire extinguishing microcapsules and disposed in a certain space within the case 20 in the form of a flexible film;
The fire extinguishing film 30 is
The core is a fire extinguishing agent that exists in a liquid phase at room temperature and changes to a gas phase at a temperature of 30 to 300 degrees Celsius, and contains a polymer resin, a precipitant, and a coagulant, and has a core with a thickness of 50 to 2000 nm. A fire extinguishing microcapsule consisting of a wrapping shell;
The fire extinguishing microcapsules are dispersed and composed of a polymer composition that can be formed into a film form.
A battery pack equipped with a fire extinguishing film containing fire extinguishing microcapsules.
前記消火フィルム30は、円筒形二次電池10の正電極11を貫通して一方の側面上に保持され、当該正電極11および一方の側面の間の空間に配置されるように、Oリング(O-Ring)形状を有する
請求項1に記載の消火用マイクロカプセルを含有する消火フィルムを備えたバッテリーパック。
The fire extinguishing film 30 penetrates the positive electrode 11 of the cylindrical secondary battery 10 and is held on one side surface, and is placed in the space between the positive electrode 11 and one side surface using an O-ring ( A battery pack comprising a fire extinguishing film containing the fire extinguishing microcapsules according to claim 1, which has an O-Ring shape.
前記消火フィルム30は、ケース20内に位置する複数の円筒形二次電池10の正電極11を同時に通過させるための第1貫通ホール31が形成され、複数の正電極11および一方の側面の間の空間と円筒形二次電池10間の空間をカバーする
請求項1に記載の消火用マイクロカプセルを含有する消火フィルムを備えたバッテリーパック。
The fire extinguishing film 30 is formed with a first through hole 31 through which the positive electrodes 11 of a plurality of cylindrical secondary batteries 10 located in the case 20 pass simultaneously, and is formed between the plurality of positive electrodes 11 and one side surface. A battery pack comprising a fire extinguishing film containing the fire extinguishing microcapsules according to claim 1, which covers the space between the space and the space between the cylindrical secondary batteries 10.
正電極11が一方の側面から突出し、負電極12が他方の側面に扁平に形成された円筒形二次電池10と、
複数の前記円筒形二次電池10を横および縦方向に収容しながら一定の空間を形成するためのケース20と、
消火用マイクロカプセルを含有し、フレキシブルなフィルム形態でケース20内の一定の空間に配置される消火フィルム30と、を含み、
前記消火フィルム30は、ケース20内に位置する複数の円筒形二次電池10の負電極12を同時に外部に露出させるための第2貫通ホール32が形成され、円筒形二次電池10間の空間をカバーする
ことを特徴とする消火用マイクロカプセルを含有する消火フィルムを備えたバッテリーパック。
A cylindrical secondary battery 10 in which a positive electrode 11 protrudes from one side and a negative electrode 12 is formed flat on the other side;
a case 20 for forming a certain space while accommodating the plurality of cylindrical secondary batteries 10 in the horizontal and vertical directions;
a fire extinguishing film 30 containing fire extinguishing microcapsules and disposed in a certain space within the case 20 in a flexible film form;
The fire extinguishing film 30 is formed with a second through hole 32 for simultaneously exposing the negative electrodes 12 of a plurality of cylindrical secondary batteries 10 located in the case 20 to the outside, and a space between the cylindrical secondary batteries 10 is formed. cover
A battery pack equipped with a fire extinguishing film containing fire extinguishing microcapsules.
正電極11が一方の側面から突出し、負電極12が他方の側面に扁平に形成された円筒形二次電池10と、
複数の前記円筒形二次電池10を横および縦方向に収容しながら一定の空間を形成するためのケース20と、
消火用マイクロカプセルを含有し、フレキシブルなフィルム形態でケース20内の一定の空間に配置される消火フィルム30と、を含み、
前記消火フィルム30は、複数の円筒形二次電池10間の長さ方向に沿う空間に隔壁の形態で配置され、
複数の前記消火フィルム30は、横および縦方向に隔壁の形態で配置されて、格子形状を形成する
ことを特徴とする消火用マイクロカプセルを含有する消火フィルムを備えたバッテリーパック。
A cylindrical secondary battery 10 in which a positive electrode 11 protrudes from one side and a negative electrode 12 is formed flat on the other side;
a case 20 for forming a certain space while accommodating the plurality of cylindrical secondary batteries 10 in the horizontal and vertical directions;
a fire extinguishing film 30 containing fire extinguishing microcapsules and disposed in a certain space within the case 20 in a flexible film form ;
The fire extinguishing film 30 is arranged in the form of a partition in a space along the length direction between the plurality of cylindrical secondary batteries 10,
The plurality of fire extinguishing films 30 are arranged in the form of partition walls in the horizontal and vertical directions to form a grid shape.
A battery pack equipped with a fire extinguishing film containing fire extinguishing microcapsules.
正電極11が一方の側面から突出し、負電極12が他方の側面に扁平に形成された円筒形二次電池10と、
複数の前記円筒形二次電池10を横および縦方向に収容しながら一定の空間を形成するためのケース20と、
消火用マイクロカプセルを含有し、フレキシブルなフィルム形態でケース20内の一定の空間に配置される消火フィルム30と、を含み、
前記消火フィルム30は、個別的に円筒形二次電池10の長さ方向に沿う外周縁を取り囲むように配置される
ことを特徴とする消火用マイクロカプセルを含有する消火フィルムを備えたバッテリーパック。
A cylindrical secondary battery 10 in which a positive electrode 11 protrudes from one side and a negative electrode 12 is formed flat on the other side;
a case 20 for forming a certain space while accommodating the plurality of cylindrical secondary batteries 10 in the horizontal and vertical directions;
a fire extinguishing film 30 containing fire extinguishing microcapsules and disposed in a certain space within the case 20 in a flexible film form ;
The fire extinguishing film 30 is individually arranged to surround the outer periphery of the cylindrical secondary battery 10 along the length direction.
A battery pack equipped with a fire extinguishing film containing fire extinguishing microcapsules.
前記高分子組成物は、ポリプロピレン、(メタ)アクリルポリマー、(メタ)アクリル系モノマー、2-エチルヘキシルアクリレート(2eha)、ブチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、セルロース、ポリビスフェノールA炭酸、(メタ)エポキシポリマー、エポキシモノマー、Poly(ethylene-co-propylene-co-5-methylene-2-norbornene)、4,4’-イソプロピリデンジフェノール、ビニルクロライド、ビニリデンクロライド、テトラフルオロエチレン、ビニルC1~C10アルキレート(CH2CH-OC(O)R、RはC1~C10アルキル)、ビニルC1~C10アルキルエテール、ビニルピロリドン、ビニルカルバゾール、アクリル酸、アクリロニトリル、アクリルアミド、C1~C10アルキルアクリレート、メタクリル酸、メタクリロニトリル、メタクリルアミド、C1~C10アルキルメタクリレートおよびシリコーンゴムからなる群から選ばれた1種以上である
請求項1に記載の消火用マイクロカプセルを含有する消火フィルムを備えたバッテリーパック。
The polymer composition includes polypropylene, (meth)acrylic polymer, (meth)acrylic monomer, 2-ethylhexyl acrylate (2eha), butyl acrylate, isooctyl acrylate, cellulose, polybisphenol A carbonate, (meth)epoxy polymer, Epoxy monomer, Poly(ethylene-co-propylene-co-5-methylene-2-norbornene), 4,4'-isopropylidene diphenol, vinyl chloride, vinylidene chloride, tetrafluoroethylene, vinyl C1-C10 alkylate (CH2CH -OC(O)R, R is C1-C10 alkyl), vinyl C1-C10 alkyl ether, vinyl pyrrolidone, vinyl carbazole, acrylic acid, acrylonitrile, acrylamide, C1-C10 alkyl acrylate, methacrylic acid, methacrylonitrile, methacryl One or more selected from the group consisting of amide, C1 to C10 alkyl methacrylate, and silicone rubber.
A battery pack comprising a fire extinguishing film containing the fire extinguishing microcapsules according to claim 1 .
前記沈殿剤は、酢酸カリウム、クエン酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化アンモニウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、硫酸銅、チオシアン酸ナトリウムからなる群から選ばれた1つ以上を含む
請求項1に記載の消火用マイクロカプセルを含有する消火フィルムを備えたバッテリーパック。
The precipitating agent includes one or more selected from the group consisting of potassium acetate, sodium citrate, sodium chloride, ammonium chloride, sodium iodide, potassium iodide, copper sulfate, and sodium thiocyanate.
A battery pack comprising a fire extinguishing film containing the fire extinguishing microcapsules according to claim 1 .
前記凝固剤は、水酸化亜鉛および水酸化鉄からなる群から選ばれた1つ以上を含む
請求項1に記載の消火用マイクロカプセルを含有する消火フィルムを備えたバッテリーパック。
The coagulant includes one or more selected from the group consisting of zinc hydroxide and iron hydroxide.
A battery pack comprising a fire extinguishing film containing the fire extinguishing microcapsules according to claim 1 .
前記高分子組成物は、粉末状の断熱材成分を含有する
請求項1に記載の消火用マイクロカプセルを含有する消火フィルムを備えたバッテリーパック。
The polymer composition contains a powdered heat insulating material component.
A battery pack comprising a fire extinguishing film containing the fire extinguishing microcapsules according to claim 1 .
前記消火フィルム30の一面には、両面テープがラミネートされるか、粘着剤がコートされる
請求項1に記載の消火用マイクロカプセルを含有する消火フィルムを備えたバッテリーパック。
A battery pack comprising a fire extinguishing film containing fire extinguishing microcapsules according to claim 1, wherein one side of the fire extinguishing film 30 is laminated with double-sided tape or coated with an adhesive.
JP2022558080A 2020-03-25 2020-12-29 Battery pack with fire extinguishing film containing fire extinguishing microcapsules Active JP7454067B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200036266A KR102149439B1 (en) 2020-03-25 2020-03-25 Battery pack equipped with fire extiguishing film containing fire extiguishing micro―capsule
KR10-2020-0036266 2020-03-25
PCT/KR2020/019257 WO2021194059A1 (en) 2020-03-25 2020-12-29 Battery pack provided with fire-extinguishing film containing microcapsules for extinguishing fires

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023520860A JP2023520860A (en) 2023-05-22
JP7454067B2 true JP7454067B2 (en) 2024-03-21

Family

ID=72234429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022558080A Active JP7454067B2 (en) 2020-03-25 2020-12-29 Battery pack with fire extinguishing film containing fire extinguishing microcapsules

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP7454067B2 (en)
KR (1) KR102149439B1 (en)
CN (1) CN115428245A (en)
WO (1) WO2021194059A1 (en)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102251055B1 (en) 2020-09-23 2021-05-11 김춘생 Method for manufactruing a fire extinguishing film with fire extinguishing function constaining fire extinguishing capsules
KR20220049262A (en) * 2020-10-14 2022-04-21 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery module and battery pack including the same
KR20220055975A (en) * 2020-10-27 2022-05-04 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery module and battery pack including the same
KR20220105063A (en) * 2021-01-19 2022-07-26 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery module and battery pack including the same
KR102299443B1 (en) * 2021-03-31 2021-09-08 주식회사 씨티엔에스 A battery pack having fire extinguishing means
KR20230056894A (en) 2021-10-21 2023-04-28 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery Module having a member capable of blocking heat propagation between battery cells
KR102626281B1 (en) * 2021-11-30 2024-01-17 주식회사 성우하이텍 Battery module assembly
KR102413926B1 (en) 2022-02-14 2022-06-28 주식회사 스파이더실크 Cooling and cushion and extinguishment pad for battery pack of electric vehicles
JP2023146688A (en) * 2022-03-29 2023-10-12 凸版印刷株式会社 battery pack
DE102022109888A1 (en) 2022-04-25 2023-10-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Energy storage cell with integrated fire protection element
JP7364019B1 (en) 2022-04-26 2023-10-18 栗田工業株式会社 Energy storage device structure
KR20230158284A (en) * 2022-05-11 2023-11-20 삼성에스디아이 주식회사 Battery Module And Energy Storage System including The Same
WO2024029874A1 (en) * 2022-08-04 2024-02-08 주식회사 네패스야하드 Battery module and battery pack with fire extinguishing function
CN116059574B (en) * 2023-02-13 2024-05-03 哲弗智能系统(上海)有限公司 Lithium battery composite fire extinguishing agent and preparation method and application thereof
KR102564907B1 (en) * 2023-05-16 2023-08-14 염도영 Extinguishing Agent for Lithium Battery and Manufacturing Method thereof
KR102594386B1 (en) 2023-08-21 2023-10-27 (주)엘라이트 Battery pack for portable lighting with improved safety and ease of replacement
CN117410597B (en) * 2023-12-13 2024-02-13 深圳和润达科技有限公司 Intelligent potential safety hazard monitoring and processing method and system applied to energy storage power supply
CN117563184B (en) * 2024-01-15 2024-03-22 东营昆宇电源科技有限公司 Energy storage fire control system based on thing networking

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009113434A (en) 2007-11-09 2009-05-28 Yamato Grand Kk Method for manufacturing fire extinguishing printed matter
WO2010098067A1 (en) 2009-02-24 2010-09-02 パナソニック株式会社 Battery module and battery module assembly using same
JP2020507903A (en) 2017-02-28 2020-03-12 株式会社村田製作所 Battery packs, power tools and electronics

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57193646A (en) * 1981-05-25 1982-11-29 Hochiki Co Fire fighting plate
KR101066021B1 (en) * 2007-01-12 2011-09-20 주식회사 엘지화학 Secondary Battery Including Microcapsule Containing Safety Security Material
KR20090026648A (en) 2007-09-10 2009-03-13 삼성에스디아이 주식회사 Battery pack
JP5150193B2 (en) * 2007-10-15 2013-02-20 シャープ株式会社 Battery pack
KR101355407B1 (en) * 2011-03-30 2014-01-29 전자부품연구원 Micro capsule containing fire extinguishing compositions and lithium secondary battery with the same
KR101335372B1 (en) * 2011-10-26 2013-12-03 전자부품연구원 Lithium Secondary Battery having Micro Encapsulated Fire Extinguishing Compositions
KR20150003779A (en) 2012-04-24 2015-01-09 발멧 오토모티브 오와이 Battery pack with a fire preventing agent
WO2016089240A1 (en) * 2014-12-04 2016-06-09 Общество С Ограниченной Ответственностью "Делси" Microcapsules, method for producing thereof and flame retardant agents, materials, coatings and products based thereon
JP2016176013A (en) * 2015-03-20 2016-10-06 三菱製紙株式会社 Accumulation material microcapsule granule
KR102203248B1 (en) * 2017-04-07 2021-01-13 주식회사 엘지화학 Battery module and battery pack including the same
KR101984817B1 (en) * 2017-05-11 2019-05-31 주식회사 대경산전 Automatic fire extinguishing systems for energy storage systems
KR102043750B1 (en) * 2019-02-11 2019-11-12 진수련 Wetting agent composition for extinguishing fire

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009113434A (en) 2007-11-09 2009-05-28 Yamato Grand Kk Method for manufacturing fire extinguishing printed matter
WO2010098067A1 (en) 2009-02-24 2010-09-02 パナソニック株式会社 Battery module and battery module assembly using same
JP2020507903A (en) 2017-02-28 2020-03-12 株式会社村田製作所 Battery packs, power tools and electronics

Also Published As

Publication number Publication date
KR102149439B1 (en) 2020-08-31
WO2021194059A1 (en) 2021-09-30
JP2023520860A (en) 2023-05-22
CN115428245A (en) 2022-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7454067B2 (en) Battery pack with fire extinguishing film containing fire extinguishing microcapsules
Feng et al. A coupled electrochemical-thermal failure model for predicting the thermal runaway behavior of lithium-ion batteries
JP5723925B2 (en) Secondary battery protection circuit and secondary battery having the same
CN101523636B (en) Battery pack and battery-mounted device
KR20090026648A (en) Battery pack
US20120225331A1 (en) Battery pack protection system
JP2018538655A (en) Energy storage device and related method
KR101994813B1 (en) Self-extinguishing adhesive tape
EP3442051B1 (en) Secondary battery
CN114467204A (en) Overcharge protection in electrochemical cells
TW200814408A (en) Electrochemical device with high safety at over-voltage and high temperature
JP2003308825A (en) Header for chargeable lithium batter
US20140224465A1 (en) Hydrophilic polymer thermal barrier system
JP2022542124A (en) Battery module including heat insulating member and battery pack including the same
KR20170103192A (en) Secondary battery having vent portion
JP2019500718A (en) battery pack
JP2004228047A (en) Battery pack
JP6812056B2 (en) Battery cells with improved safety including heat-expandable tape and methods for manufacturing them
CN108140762B (en) Battery pack
JP2003031187A (en) Secondary cell and cell pack
JPH10340739A (en) Secondary lithium ion battery
KR101488058B1 (en) Secondary battery having improved safety
EP4246705A1 (en) Secondary battery capable of preventing overcharge, and charging method thereof
WO2023092896A1 (en) Thermal runaway triggering method
TW202414889A (en) Battery pack provided with fire-extinguishing film containing microcapsules for extinguishing fires

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220928

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220928

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230913

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230919

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231208

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240305

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240308

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7454067

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150