KR102650754B1 - 구획 부재, 조전지 및 조전지의 열전달 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

복수의 단전지를 포함하는 조전지에 있어서, 단전지 사이의 열이동을 제어할 수 있는 구획 부재, 조전지 및 조전지의 제어 방법을 제공한다.
구획 부재는, 조전지를 구성하는 단전지 사이를 구획하고, 두께 방향의 2 면을 갖는 구획 부재로서, 상기 2 면 중 일방의 평균 온도가 180 ℃ 를 초과하는 경우에 있어서의 상기 두께 방향의 단위 면적당의 열저항 (θ1) 이 하기 식 1 을 만족하고, 또한, 상기 2 면의 쌍방의 평균 온도가 80 ℃ 를 초과하지 않는 경우에 있어서의 상기 두께 방향의 단위 면적당의 열저항 (θ2) 이 하기 식 2 를 만족한다.
θ1 ≥ 5.0 × 10-3 [㎡·K/W] ··· (식 1)
θ2 ≤ 4.0 × 10-3 [㎡·K/W] ··· (식 2)

Description

구획 부재, 조전지 및 조전지의 열전달 제어 방법
본 발명은, 구획 부재, 조(組)전지 및 조전지의 열전달 제어 방법에 관한 것이다.
최근, 차량 등의 전원으로서의 사용이 급증하고 있는 이차 전지에 대해, 차량 등의 한정된 공간에 탑재할 때의 자유도를 향상시키는 목적이나, 한 번의 충전에 대하여 주행 가능한 항속 거리를 늘리는 등의 목적으로부터, 이차 전지의 고에너지 밀도화의 검토가 진행되고 있다.
한편, 이차 전지의 안전성은 에너지 밀도와는 상반되는 경향이 있어, 고에너지 밀도를 갖는 이차 전지가 될수록 안전성은 저하되는 경향이 있다. 예를 들어, 항속 거리가 수백 km 에 이르는 전기 자동차에 탑재되는 이차 전지에서는, 과충전이나 내부 단락 등에 의해 이차 전지가 손상된 경우의 전지 표면 온도가 수백 ℃ 를 초과하여, 1000 ℃ 가까이에 이르는 경우도 있다.
차량 등의 전원에 사용되는 이차 전지는, 일반적으로 복수의 단(單)전지 (이하, 「셀」이라고도 한다) 로 이루어지는 조전지로서 사용되기 때문에, 구성 전지의 하나가 손상되어 상기와 같은 온도역에 도달한 경우, 그 발열에 의해 인접하는 전지가 손상을 받아, 연쇄적으로 조전지 전체에 손상이 확산될 우려가 있다. 이와 같은 전지 사이의 손상의 연쇄를 방지하기 위해, 손상된 전지를 냉각시키는 기술이나, 손상된 전지로부터 손상되지 않은 전지에 대한 열의 이동을 억제하는 기술이 여러 가지 제안되어 있다.
예를 들어, 특허문헌 1 에서는, 이상 발열된 전지를 냉각시키는 방법이 검토되어 있다. 구체적으로는, 단전지의 근방에 냉각재가 수용된 냉각 유닛을 형성하고, 그 냉각 유닛에 있어서 시트상 부분이 봉지되어 형성된 봉지부를 구비하고, 또한 그 봉지부의 일부에 단전지가 이상 발열되었을 때에 개봉되는 개봉부를 형성한 전지 모듈이 개시되어 있다.
또, 특허문헌 2 에서는, 이상 발열된 전지를 냉각시키기 위한 냉각제 수납부의 구조 및 냉각제 방출 기구에 대한 검토가 이루어져 있다. 구체적으로는, 복수의 단전지로 구성된 전지 유닛과, 적어도 일방이 개구단인 수납부를 갖고, 그 수납부에 그 전지 유닛을 수납하는 케이싱과, 개구부를 갖고, 그 케이싱에 있어서, 개구단을 덮는 덮개체와, 흡열재와, 그 흡열재를 내포하는 외장 필름을 갖고, 그 전지 유닛의 측면에 접촉하여 형성된 흡열 부재를 구비하고, 그 외장 필름은 수지층과 그 수지층의 연화 온도보다 높은 융점을 갖고, 단전지의 발열에 의해 용융되는 금속 필름의 적층 구조를 갖는 전지 모듈이 개시되어 있다.
또, 특허문헌 3 에서는, 전지 사이에 설치한 구획 부재를 용융성의 모재와 열경화성 수지로 구성하고, 모재의 용융에 의해 구획 부재에 의한 열전도를 억제함으로써, 이상 발열된 전지로부터 인접하는 전지에 대한 열전달을 억제하는 방법이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 4 에서는, 축전 소자 사이에 설치한 구획 부재를 수지로 형성된 모재와, 이 모재에 유지되고, 축전 소자의 발열에 수반되는 온도 상승에 따라 열분해되는 발포제를 갖는 것에 의해 구성함으로써, 이상 발열된 전지로부터 인접하는 전지에 대한 열전달을 억제하는 방법이 개시되어 있다.
일본 특허공보 제5352681호 일본 특허공보 제4900534호 일본 공개특허공보 2010-97693호 일본 공개특허공보 2010-165597호
본 발명자들이 이러한 종래의 기술을 상세하게 검토한 결과, 조전지를 구성하는 단전지의 발열량이나, 조전지를 구성하는 전지 이외의 부재에 의한 전열의 영향을 정량적으로 고려한 후에, 전지 사이의 손상의 연쇄를 방지하기 위해 필요시되는 열저항값에 대한 검토는 충분히 이루어지지 않은 것을 알 수 있었다.
상기 특허문헌 1 에서는, 이상 발열된 전지를 냉각시키는 방법의 상세한 검토는 이루어져 있지만, 이상 발열된 셀의 발열량과 냉각제의 냉각능에 대한 정량적인 검토는 이루어져 있지 않다. 또, 상기 특허문헌 2 에서는, 이상 발열된 전지의 발열량과 냉각제의 냉각능에 대한 정량적인 검토는 이루어져 있지 않다.
또한, 상기 특허문헌 3 에서는, 모재의 용융에 의한 구획 부재의 열저항값의 변화에 대한 정량적인 검토가 이루어져 있지는 않고, 또, 상기 특허문헌 4 에 있어서도, 발열에 수반되는 온도 상승에 따라 열분해되는 발포제에 의한 구획 부재의 열저항의 변화에 대한 정량적인 검토는 이루어져 있지 않다. 그리고, 이들 구획 부재의 열저항이 변화하는 경우라도, 변화하는 온도역이나 변화 전후의 열저항값 등이 적절히 설계되어 있지 않은 경우, 이상 발열된 전지로부터 인접하는 전지의 전열량의 일부는 억제되지만, 결과적으로 인접하는 전지가 이상 발열 상태에 도달하는 것을 방지하는 것은 곤란하다고 생각된다. 또, 조전지를 구성하는 단전지는 버스 바로 연결되어 있고, 통상 버스 바에는 좋은 (良) 열전도체인 금속이 사용되기 때문에, 전지 사이에 설치한 구획 부재의 모재 용융에 의해 전지 사이의 전열이 억제된 경우라도, 버스 바에 의한 전지 사이의 전열은 피할 수 없는 점이 고려되어 있지 않다.
본 발명은, 복수의 단전지를 포함하는 조전지에 있어서, 단전지 사이의 열이동을 제어할 수 있는 구획 부재, 조전지 및 조전지의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 이러한 종래 기술에 있어서 충분히 검토되지 않았던 전지 사이의 손상의 연쇄를 방지하기 위해 필요시되는 열저항값에 대해 주목하고, 그 조건에 대해 상세한 검토를 실시하였다. 그 결과, 조전지를 구성하는 단전지 사이를 구획하는 두께 방향의 2 면을 갖는 구획 부재에 있어서, 당해 2 면의 각각의 평균 온도가 통상 상태의 셀 온도와 동일 정도인지, 이상 발열 상태의 셀 온도와 동일 정도인지에 따라, 열저항값을 적절히 제어하는 것이 중요한 것을 알아내어, 본 발명에 이르렀다. 본 발명은 이하와 같다.
[1] 조전지를 구성하는 단전지 사이를 구획하고, 두께 방향의 2 면을 갖는 구획 부재로서, 상기 2 면 중 일방의 평균 온도가 180 ℃ 를 초과하는 경우에 있어서의 상기 두께 방향의 단위 면적당의 열저항 (θ1) 이 하기 식 1 을 만족하고, 또한, 상기 2 면의 쌍방의 평균 온도가 80 ℃ 를 초과하지 않는 경우에 있어서의 상기 두께 방향의 단위 면적당의 열저항 (θ2) 이 하기 식 2 를 만족하는, 구획 부재.
θ1 ≥ 5.0 × 10-3 [㎡·K/W] ··· (식 1)
θ2 ≤ 4.0 × 10-3 [㎡·K/W] ··· (식 2)
[2] 상기 2 면의 일방의 평균 온도가 180 ℃ 이상인 경우에 있어서, 상기 두께 방향의 열전도율이 2.0 × 10-2 W/m·K 이상 2.0 W/m·K 이하이고, 또한,
상기 2 면의 쌍방의 평균 온도가 80 ℃ 이하인 경우에 있어서, 상기 두께 방향의 열전도율이 5.0 × 10-2 W/m·K 이상 50 W/m·K 이하인, [1] 에 기재된 구획 부재.
[3] 상기 단전지의 두께가 L [mm] 인 경우에, 상기 두께 방향에 있어서의 두께가 L/50 mm 이상 L/10 mm 이하인, [1] 또는 [2] 에 기재된 구획 부재.
[4] 상기 2 면 중 일방의 평균 온도가 180 ℃ 를 초과하고 300 ℃ 까지인 경우에 있어서의 상기 두께 방향의 단위 면적당의 열저항 (θ1) 이 하기 식 1 을 만족하고, 또한,
상기 2 면의 쌍방의 평균 온도가 80 ℃ 를 초과하지 않는 경우에 있어서의 상기 두께 방향의 단위 면적당의 열저항 (θ2) 이 하기 식 2 를 만족하는, [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재된 구획 부재.
[5] [1] 내지 [4] 중 어느 한 항에 기재된 구획 부재를 포함하는 조전지.
[6] 제 1 단전지, 제 2 단전지, 및 제 3 단전지를 포함하는 복수의 단전지와,
상기 제 1 단전지와 상기 제 2 단전지 사이를 구획하는 제 1 구획 부재와, 상기 제 2 단전지와 상기 제 3 단전지 사이를 구획하는 제 2 구획 부재를 포함하고,
이상 발열 상태에 이른 상기 제 1 단전지로부터의 열에 의해 상기 제 2 단전지가 통상 상태를 일탈한 경우에, 상기 제 1 단전지로부터 상기 제 2 단전지로 상기 제 1 구획 부재를 통하여 전해지는 열의 양이 상기 제 1 구획 부재에 의해 억제됨과 함께, 상기 제 1 단전지로부터 상기 통상 상태를 유지하고 있는 상기 제 3 단전지로 전해지는 열의 양이 상기 제 2 구획 부재에 의해 억제되지 않는, 조전지.
[7] 상기 제 1 구획 부재의 단위 면적당의 열저항이 증가하여 상기 제 1 단전지로부터 상기 제 2 단전지로 전해지는 열의 양이 억제되는, [6] 에 기재된 조전지.
[8] 상기 제 2 단전지가 상기 통상 상태를 일탈해도, 상기 제 2 구획 부재의 단위 면적당의 열저항이 증가하지 않아 상기 제 1 단전지로부터 상기 제 3 단전지로 전해지는 열의 양이 억제되지 않는, [6] 또는 [7] 에 기재된 조전지.
[9] 구획 부재에 의해 단전지 사이를 구획하는 조전지의 열전달 제어 방법으로서,
상기 구획 부재는, 두께 방향의 2 면을 갖고, 이들 중의 일방의 면은 제 1 단전지와 대향하는 제 1 면이고, 또, 타방의 면은 제 2 단전지와 대향하는 제 2 면으로서,
상기 제 1 면의 평균 온도가 80 ℃ 를 초과하지 않는 경우에 있어서, 상기 두께 방향의 단위 면적당의 열저항 (θ2) 이 하기 식 2 를 만족하여 상기 제 1 단전지로부터의 열을 상기 제 2 단전지로 상기 구획 부재를 통하여 전달하고,
상기 제 1 단전지가 이상 발열 상태에 이름과 함께 상기 제 2 단전지가 상기 제 1 단전지로부터 상기 구획 부재를 통하여 전해지는 열로 통상 상태를 일탈하고, 또한 상기 제 1 단전지로부터의 열에 의해 상기 제 1 면의 평균 온도가 180 ℃ 를 초과하는 경우에 있어서, 상기 두께 방향의 단위 면적당의 열저항 (θ1) 이 하기 식 1 을 만족하여 상기 제 1 단전지로부터 상기 구획 부재를 통하여 전해지는 열의 양을 억제하는,
조전지의 열전달 제어 방법.
θ1 ≥ 5.0 × 10-3 [㎡·K/W] ··· (식 1)
θ2 ≤ 4.0 × 10-3 [㎡·K/W] ··· (식 2)
본 발명에 의하면, 복수의 단전지를 포함하는 조전지에 있어서, 단전지 사이의 열이동을 제어할 수 있다.
도 1 은, 구획 부재를 예시하는 도면이다.
도 2 는, 빗살형 구조를 갖는 구획 부재를 예시하는 도면이다.
도 3 은, 조전지를 예시하는 도면이다.
도 4 는, 조전지의 전열 경로를 예시하는 도면이다.
도 5 는, 본 발명의 실시양태의 일례인 주머니상 구조물의 예이다.
도 6 은, 본 발명의 실시양태의 일례인 주머니상 구조물의 변형예이다.
도 7 은, 비교예 1 에 있어서의 셀의 내부의 온도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8 은, 비교예 1 에 있어서의 구획 부재의 표면 평균 온도의 추이를 나타내는 그래프이다.
도 9 는, 비교예 1 에 있어서의 구획 부재의 열저항의 추이를 나타내는 그래프이다.
도 10 은, 실시예 1 에 있어서의 셀의 내부의 온도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 11 은, 실시예 1 에 있어서의 구획 부재의 표면 평균 온도의 추이를 나타내는 그래프이다.
도 12 는, 실시예 1 에 있어서의 구획 부재의 열저항의 추이를 나타내는 그래프이다.
도 13 은, 비교예 2 에 있어서의 셀의 내부의 온도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 14 는, 비교예 2 에 있어서의 구획 부재의 표면 평균 온도의 추이를 나타내는 그래프이다.
도 15 는, 비교예 2 에 있어서의 구획 부재의 열저항의 추이를 나타내는 그래프이다.
도 16 은, 비교예 3 에 있어서의 셀의 내부의 온도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 17 은, 비교예 3 에 있어서의 구획 부재의 표면 평균 온도의 추이를 나타내는 그래프이다.
도 18 은, 비교예 3 에 있어서의 구획 부재의 열저항의 추이를 나타내는 그래프이다.
도 19 는, 비교예 4 에 있어서의 셀의 내부의 온도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 20 은, 비교예 4 에 있어서의 구획 부재의 표면 평균 온도의 추이를 나타내는 그래프이다.
도 21 은, 비교예 4 에 있어서의 구획 부재의 열저항의 추이를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 상세하게 설명한다. 이하에 기재하는 구성 요건의 설명은, 본 발명의 실시형태의 일례 (대표예) 이며, 본 발명은 그 요지를 벗어나지 않는 한, 이들 내용으로 한정되지 않는다.
＜구획 부재＞
본 발명에 관련된 구획 부재는, 조전지를 구성하는 단전지 사이를 구획하는 구획 부재이다. 이 구획 부재는, 조전지를 구성하는 단전지 사이를 구획하고, 두께 방향의 2 면을 갖는 것으로서, 상기 2 면 중 일방의 평균 온도가 180 ℃ 를 초과하는 경우에 있어서의 상기 두께 방향의 단위 면적당의 열저항 (θ1) 이 하기 식 1 을 만족하고, 또한, 상기 2 면의 쌍방의 평균 온도가 80 ℃ 를 초과하지 않는 경우에 있어서의 상기 두께 방향의 단위 면적당의 열저항 (θ2) 이 하기 식 2 를 만족한다.
θ1 ≥ 5.0 × 10-3 [㎡·K/W] ··· (식 1)
θ2 ≤ 4.0 × 10-3 [㎡·K/W] ··· (식 2)
θ1 은, 바람직하게는 1.0 × 10-2 이상, 더욱 바람직하게 2.0 × 10-2 이상이다. 한편, θ2 는, 바람직하게는 2.0 × 10-3 이하, 더욱 바람직하게는 1.0 × 10-3 이하이다. 또, 조전지를 구성하는 단전지 사이를 구획하는 상기 구획 부재의 두께 방향의 2 면 중 일방의 평균 온도가 160 ℃ 를 초과하는 경우에 단위 면적당의 열저항 (θ1) 이 상기 식 1 을 만족하고, 또한, 상기 2 면의 쌍방의 평균 온도가 100 ℃ 를 초과하지 않는 경우에 단위 면적당의 열저항 (θ2) 이 상기 식 2 를 만족하는 것이 바람직하다.
구획 부재는 조전지를 구성하는 단전지 사이를 구획한다. 도 1 은, 구획 부재를 예시하는 도면이다. 도 1 에는, 세로, 가로, 두께 (폭) 를 갖는 직방체 (판체) 의 구획 부재 (1) (도 1 의 설명에 있어서, 구획 부재 (1A) 라고 칭한다) 가 예시되어 있다. 구획 부재 (1A) 는, 두께 방향에 있어서 반대 방향을 향한 2 개의 면 (1a) 및 면 (1b) 을 갖고 있다.
구획 부재 (1A) 는, 조전지를 구성하는 단전지 사이를 구획하기 위해, 단전지 사이에 배치된다. 구획 부재 (1A) 가 단전지 사이를 구획하는 상태에 있어서, 면 (1a) 및 면 (1b) 의 각각은, 구획 대상인 단전지와 대향한 상태가 된다. 이 때, 면 (1a) 및 면 (1b) 의 각각은 대향하는 단전지와 접촉하는 상태여도 되고 근접하는 상태여도 된다.
도 1 에 나타내는 예에서는, 면 (1a) 및 면 (1b) 을 「조전지를 구성하는 단전지 사이를 구획하는 두께 방향의 2 면」으로서 사용할 수 있다. 단, 구획 부재 (1A) 를 사용한 구획 방법에 따라서는, 「조전지를 구성하는 단전지 사이를 구획하는 두께 방향의 2 면」의 일방은 단전지와 대향하지 않는 경우도 있을 수 있다.
본 발명에 있어서, 구획 부재의 단위 면적당의 열저항 (θ) 이란, 구획 부재의 두께 방향의 단위 단면적당의 열이동 저항을 의미한다. 구획 부재의 단위 면적당의 열저항 (θ) 은, 구획 부재로서 사용되는 재료의 두께 방향에 있어서의 열전도율 (k [W/m·K]) 및 구획 부재의 두께 (d [m]) 를 사용하여 나타낼 수 있다.
도 1 에 나타내는 구획 부재 (1A) 의 단위 면적당의 열저항 (θ) 에 대해 설명한다. 설명을 간단히 하기 위해, 구획 부재 (1A) 는 단일의 재료로 형성되고, 밀도는 일정한 것으로 한다. 구획 부재 (1A) 의 두께 방향의 열전도율을 k [W/m·K], 구획 부재 (1A) 의 두께를 d [m] 로 한다. 또, 구획 부재 (1A) 의 면 (1b) 의 표면 온도의 평균값을 T1 [℃] 로 하고, 면 (1a) 의 표면 온도의 평균값을 T2 [℃] 로 한다.
T2 가 T1 보다 낮은 경우, 구획 부재 (1A) 의 면 (1b) 측과 면 (1a) 측에서 표면 온도차 T1 - T2 가 발생하고 있다. 이 경우, 구획 부재 (1A) 의 단위 단면적당의 열 유량 (열 유속) (q) 은, 이하의 식 (1) 에 의해 나타낼 수 있다.
q = k(T1 - T2)/d [W/㎡] ··· (1)
여기서, 열 유속 (q) 은, 단위 면적당의 열저항 (θ) 을 사용하여 이하의 식 (2) 에 의해 나타낼 수 있다.
q = (1/θ)(T1 - T2)··· (2)
식 (1) 및 식 (2) 로부터, 단위 면적당의 열저항 (θ) 은, 구획 부재 (1A) 의 두께 방향의 열전도율 (k) 및 구획 부재의 두께 (d) 를 사용하여 나타낼 수 있다. 즉, 단위 면적당의 열저항 (θ) 은 이하의 식 (3) 에 의해 나타낼 수 있다.
θ = d/k [㎡·K/W] ··· (3)
구획 부재 (1) 의 형상 (구조) 은, 직방체에 제한되지 않는다. 두께 방향을 갖는 형상이면, 구획 부재가 빗살형 구조, 중공 구조, 격자 구조 등을 갖는 경우라도, 구획 부재 (1) 의 열저항은 상기 식 (3) 에 의해 나타낼 수 있다. 또, 구획 부재 (1) 는, 단일의 재료로 형성되는 경우에 한정되지 않고, 복수의 재료의 조합에 의해 형성되어도 된다. 복수의 재료의 조합에 의해 형성되어 있는 경우라도, 구획 부재 (1) 의 단위 면적당의 열저항은 상기 식 (3) 에 의해 나타내는 것이 가능하다. 재료의 조합은, 예를 들어, 폴리에틸렌, 염소화폴리에틸렌, 에틸렌염화비닐 코폴리머, 에틸렌아세트산비닐 코폴리머, 폴리아세트산비닐, 폴리프로필렌, 폴리부텐, 폴리부타디엔, 폴리메틸펜텐, 폴리스티렌, 폴리α-메틸스티렌, 폴리파라비닐페놀, ABS 수지, SAN 수지, AES 수지, AAS 수지, 메타크릴 수지, 노르보르넨 수지, 폴리염화비닐, 아크릴 변성 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리알릴아민, 폴리비닐에테르, 폴리비닐알코올, 에틸렌비닐알코올 공중합체, 석유 수지, 열가소성 엘라스토머, 열가소성 폴리우레탄 수지, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐부티랄, 페놀 수지, 에폭시 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지, 푸란 수지, 불포화폴리에스테르 수지, 디알릴프탈레이트, 구아나민, 케톤 수지, 아세트산셀룰로오스, 셀로판, 질산셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스, 나일론, 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리옥시메틸렌, 폴리카보네이트, 폴리카보네이트/ABS 얼로이, 폴리카보네이트/폴리에스테르 얼로이, 폴리페닐렌에테르, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌술파이드, 폴리아릴레이트, 폴리아미드이미드, 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤, 초고분자 폴리에틸렌, 아이소택틱 폴리스티렌, 액정 폴리머, 폴리이미드, 불소 수지, 테플론 (등록상표), 사불화에틸렌퍼플루오로알콕시비닐에테르, 사불화에틸렌·육불화에틸렌 공중합체, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 사불화에틸렌·에틸렌 공중합체, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐플로라이드, 폴리아미노비스말레이미드, 폴리트리아진, 가교 폴리아미드이미드 등에서 2 이상의 재료를 선택하여 조합할 수 있다.
도 2 는, 빗살형 구조를 갖는 구획 부재 (1) (도 2 의 설명에 있어서, 구획 부재 (1B) 라고 칭한다) 를 예시한다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 구획 부재 (1B) 는, 전체적으로 판상으로 형성되고, 그 단면이 빗살형으로 형성되어 있다. 구획 부재 (1B) 에 있어서도, 두께 방향에 있어서 반대 방향을 향한 2 개의 면 (1c) 및 면 (1d) 을 갖는다. 면 (1c) 은 줄무늬상의 요철면이고, 면 (1d) 은 평면이다. 이로부터, 두께 방향의 면에서 구획 부재 (1B) 를 절단한 단면은 빗살형으로 되어 있다. 면 (1c) 및 면 (1d) 은, 면 (1a) 및 면 (1b) 과 동일하게 취급할 수 있다.
도 2 에 나타내는 구획 부재 (1B) 의 단위 면적당의 열저항 (θ) 을 구하는 방법은 이하와 같다. 면 (1c) 및 면 (1d) 의 각 표면에 있어서의 평균 온도를, 상기 식 (1) 및 식 (2) 의 T1 및 T2 로서 사용할 수 있다. 또, 당해 구획 부재 (1B) 의 단위 단면적당의 열 유량의 평균값을 상기 식 (1) 및 식 (2) 의 열 유속 (q) 으로서 사용할 수 있다.
또, 열전도율 (k) 로서, 당해 구획 부재 (1B) 의 구조 및 재료종을 고려하여 산출한 합성 열전도율을, 상기 식 (1) 및 식 (3) 의 열전도율 (k) 로서 사용함으로써, 단위 면적당의 열저항 (θ) 은, 상기 식 (3) 에 의해 나타낼 수 있다. 이와 같이, 단위 면적당의 열저항 (θ) 은, 구획 부재 (1B) 의 구조 및 재료종을 고려하여 산출되는 단위 면적당의 유효 열저항을 사용하는 것이 가능하다.
또한, 합성 열전도율은, 예를 들어 이하의 방법에 의해 산출할 수 있다. 먼저, 열전도율 : kn [W/m·K], 두께 : dn [m], 열저항 : Rn (n = 1, 2, ··· n) 의 n 종류의 재료를 조합한 복합 부재의 열저항 (R) 을 구한다. n 종류의 재료가 직렬로 늘어서 있는 경우, 열저항 (R) 은, 이하의 식 (4) 에 의해 나타낼 수 있다.
R = R1 ＋ R2 ＋ R3 ＋ ··· ＋ Rn ··· (4)
또, n 종류의 재료가 병렬로 늘어서 있는 경우에는, 열저항 (R) 은, 이하의 식 (5) 에 의해 나타낼 수 있다.
1/R = 1/R1 ＋ 1/R2 ＋ 1/R3 ＋ ··· ＋ 1/Rn ··· (5)
다음으로, n 종류의 재료가 직렬로 늘어서 있는 경우의 복합 부재의 합성 열전도율을 산출한다. 이 경우, n 종류의 재료의 열이동 방향의 단면적 (An) 은 모두 동등한 것으로 한다. 즉, A1 = A2 = A3 = ··· = An = A [㎡] 로 하면, 각 재료의 열저항 (Rn) 은, 단위 단면적당의 열저항 (θn) 을 사용하여 이하의 식 (6) 에 의해 나타내어진다.
Rn = θn/A ··· (6)
식 (4) 를 식 (6) 및 식 (3) 을 사용하여 변형하면, 이하의 식 (7) 이 얻어진다.
R = (θ1 ＋ θ2 ＋ θ3 ＋ ··· ＋ θn)/A
= (d1/k1 ＋ d2/k2 ＋ d3/k3 ＋ ··· ＋ dn/kn)/A ··· (7)
복합 부재의 합성 열전도율을 κ 로 하면, 복합 부재의 총 두께는 Σdn 이므로, 합성 열전도율 (κ) 은, 이하의 식 (8) 과 같이 나타낼 수도 있다.
R = (Σdn/κ)/A ··· (8)
식 (7) 및 식 (8) 로부터, 합성 열전도율 (κ) 은, 이하와 같이 나타낼 수 있다.
κ = Σdn/Σ(dn/kn)
= (d1 ＋ d2 ＋ d3 ＋ ··· ＋dn)/(d1/k1 ＋ d2/k2 ＋ d3/k3 ＋ ··· ＋ dn/kn)
또, n 종류의 재료가 병렬로 늘어서 있는 경우의 복합 부재의 합성 열전도율을 산출한다. 이 경우, n 종류의 재료의 열이동 방향의 두께는 모두 동등한 것으로 한다. 즉, d1 = d2 = d3 = ··· = dn = d [m] 로 한다. n 종류의 재료의 열이동 방향의 단면적을 각각 An [㎡] 으로 하면, 각 재료의 열저항 (Rn) 은 단위 단면적당의 열저항 (θn) 을 사용하여 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Rn = θn/An ··· (9)
식 (5) 를 식 (9) 및 식 (3) 을 사용하여 변형하면, 이하의 식 (10) 이 얻어진다.
1/R = A1/θ1 ＋ A2/θ2 ＋ A3/θ3 ＋ ··· ＋ An/θn
= (A1k1 ＋ A2k2 ＋ A3k3 ＋ ··· ＋ Ankn)/d ··· (10)
복합 부재의 합성 열전도율을 κ 로 하면, 복합 부재의 총 단면적은 ΣAn 이므로, 합성 열전도율 (κ) 은, 이하의 식 (11) 과 같이 나타낼 수도 있다.
R = (d/κ)/ΣAn ··· (11)
식 (10) 및 식 (11) 로부터, 합성 열전도율 (κ) 은, 이하와 같이 나타낼 수 있다.
κ = Σ(Ankn)/ΣAn
= (A1k1 ＋ A2k2 ＋ A3k3 ＋ ··· ＋ Ankn)/(A1 ＋ A2 ＋ A3 ＋ ··· ＋ An)
구획 부재 (1B) 와 같은 빗살형 구조의 구획 부재여도, 중공 구조, 격자 구조 등의 구획 부재여도, 공동 부위의 재질인 공기의 열전도율 및 공동 부위의 두께나 단면적을 부여함으로써, 합성 열전도율을 산출할 수 있다.
구획 부재 (1) 의 조전지를 구성하는 단전지 사이를 구획하는 두께 방향의 2 면 중 일방 (예를 들어, 면 (1a ∼ 1d) 중 어느 것) 의 평균 온도가 180 ℃ 를 초과하는 경우에 있어서는, 그 두께 방향의 열전도율이 2.0 × 10-2 W/m·K 이상 2.0 W/m·K 이하이고, 또한, 상기 면 (예를 들어, 면 (1a ∼ 1d) 중 어느 것) 의 평균 온도가 80 ℃ 를 초과하지 않는 경우에 있어서는, 그 두께 방향의 열전도율이 5.0 × 10-2 W/m·K 이상 50 W/m·K 이하이도록 하는 것이 바람직하다.
또, 조전지를 구성하는 단전지의 두께가 L [mm] 인 경우에, 두께가 L/50 mm 이상 L/10 mm 이하인 것이 바람직하다. 여기서, 조전지를 구성하는 단전지의 두께 (L) 에 대해 상정되는 범위는, 통상, 10 mm ≤ L ≤ 100 mm, 바람직하게는 15 mm ≤ L ≤ 80 mm 이다.
또한, 어느 구획 부재가 본 발명의 구획 부재에 해당하는지 여부의 확인은 이하와 같이 실시하면 된다.
[1. 열저항 (θ1) 의 결정]
1-1) 확인의 대상으로 하는 구획 부재의 무게 중심을 결정한다. 그리고 이 무게 중심으로부터 구획 부재의 일방의 면에 대하여 수선을 긋고, 그 교점이 되는 점을 제 1 점으로 한다. 이 제 1 점을 포함하는 면 전체가 160 ℃ 가열이 되도록 가열한다. 또한, 이 가열 방법은 어느 제 1 점을 포함하는 면 전체를 160 ∼ 300 ℃ 가 되도록 온도를 제어하여 가열할 수 있는 방법이면 그 방법은 제한되지 않는다.
1-2) 제 1 점을 기준으로 하여, 상기 구획 부재를 상기 두께 방향으로 이등분하는 분할면에 대하여 상기 제 1 점과 면대칭의 위치에 있는, 타방의 면 상에 존재하는 점을 제 2 점으로 한다.
1-3) 제 1 점 및 제 2 점에 기초하여, 제 1 점을 포함하는 면의 온도에 대해 160 ℃ 에서 300 ℃ 까지 승온시킨다. 여기서, 160 ℃, 180 ℃, 210 ℃, 240 ℃, 270 ℃ 및 300 ℃ 의 각각의 온도에서 계 전체의 온도가 정상 상태가 되었을 때에 대해, 전술한 방법에 의해 열저항 (θ1) 을 구한다.
[2. 열저항 (θ2) 의 결정]
2-1) 상기 제 1 점을 포함하는 면에 대해 면 전체를 100 ℃ 로 가열한다. 또한, 이 가열 방법은 상기 제 1 점을 포함하는 면 전체를 20 ∼ 100 ℃ 가 되도록 온도를 제어하여 가열할 수 있는 방법이면 그 방법은 제한되지 않는다.
2-2) 1-2) 와 동일하게 하여 제 2 점을 결정한다.
2-3) 제 1 점 및 제 2 점에 기초하여, 제 1 점을 포함하는 면에 대해 100 ℃ 에서 20 ℃ 까지 강온시킨다. 여기서, 80 ℃, 60 ℃, 40 ℃, 20 ℃ 의 각각의 온도에서 계 전체의 온도가 정상 상태가 되었을 때에 대해, 전술한 방법에 의해 열저항 (θ2) 을 구한다.
[3. 구획 부재의 확인]
3-1) 상기 1-3) 및 2-3) 에서 구한 열저항의 값을 사용하고, 180 ℃ 보다 높은 온도의 각 온도에 있어서 상기 식 1 을 만족하는지 여부, 및 80 ℃ 보다 낮은 온도의 각 온도에 있어서 상기 식 2 를 만족하는지 여부를 확인한다. 이들 각 온도에 있어서 식 1 및 식 2 를 만족하는지 여부를 확인함으로써, 어느 구획 부재가 본 발명의 구획 부재에 해당하는지 여부를 확인한다. 또한, 전술한 바와 같이, 본 발명의 구획 부재는 160 ℃ 보다 높은 온도의 각 온도에 있어서 상기 식 1 을 만족하는 것이 바람직하고, 100 ℃ 보다 낮은 온도의 각 온도에 있어서 상기 식 2 를 만족하는 것이 바람직하다.
＜조전지＞
구획 부재 (1) 는, 조전지를 구성하는 구성 요소의 하나이다. 본 발명에 적용할 수 있는 조전지는, 예를 들어, 전기 자동차 (EV, Electric Vehicle), 하이브리드 전기 자동차 (HEV, Hybrid Electric Vehicle), 플러그 인 하이브리드 전기 자동차 (PHEV, Plug-in Hybrid Electric Vehicle), 전동 중기, 전동 바이크, 전동 어시스트 자전거, 선박, 항공기, 전철, 무정전 전원 장치 (UPS, Uninterruptible Power Supply), 가정용 축전 시스템, 풍력/태양광/조력/지열 등의 재생 가능 에너지를 이용한 전력 계통 안정화용 축전지 시스템 등에 탑재되는 전지 팩에 적용된다. 단, 조전지는, 상기 서술한 EV 등 이외의 기기에 전력을 공급하는 전력원으로서도 사용할 수 있다.
도 3 은, 조전지를 예시하는 도면이다. 도 3 에는, 조전지 (10) 로서, 3 셀 연결 간이 조전지가 예시되어 있다. 조전지는, 원하는 출력 전력에 따른 수의 단전지 (셀이라고도 한다) 가 직렬, 병렬, 또는 이들의 조합에 의해 접속되어 형성된다. 셀의 수는, 요구되는 전력에 따라 적절히 설정된다. 도 3 의 예에서는, 각 단전지가 직렬로 접속되고, 단전지 사이에 구획 부재가 배치된다.
도 3 에 나타내는 조전지 (10) 의 예시에서는, 조전지 (10) 는, 셀 (21) (Cell 1 : 제 1 단전지), 셀 (22) (Cell 2 : 제 2 단전지), 셀 (23) (Cell 3 : 제 3 단전지) 과, 셀 사이에 배치되어 셀 사이를 구획하는 구획 부재 (11) (Spacer 1 : 제 1 구획 부재), 구획 부재 (12) (Spacer 2 : 제 2 구획 부재) 를 포함한다. 조전지 (10) 는, 추가로 버스 바 (3) 및 케이싱 (4) 을 구비한다. 이하의 설명에 있어서, 구획 부재 (11) 와 구획 부재 (12) 를 구별하지 않는 경우에는, 구획 부재 (1) 라고 칭한다. 또, 셀 (21), 셀 (22), 셀 (23) 을 구별하지 않는 경우에는, 셀 (2) 이라는 표기를 사용한다. 또한, 본 발명에 있어서, 제 1 단전지, 제 2 단전지 및 제 3 단전지, 그리고 제 1 구획 부재 및 제 2 구획 부재란, 도 3 에 나타내는 상대적인 위치 관계를 의미하는 것으로, 어느 단전지가 이상 발열 상태에 이른 경우, 당해 단전지를 제 1 단전지로 간주하여 제 2 단전지 및 제 3 단전지, 그리고 제 1 구획 부재 및 제 2 구획 부재를 결정하는 것으로 한다.
(셀/단전지)
셀 (2) 은, 예를 들어, 리튬 이온을 흡장·방출 가능한 정극 및 부극, 그리고 전해질을 구비하는 리튬 이온 이차 전지이다. 리튬 이온 이차 전지 이외에, 리튬 이온 전고체 전지, 니켈수소 전지, 니켈카드뮴 전지, 납축 전지 등의 이차 전지를 적용할 수 있다.
(구획 부재)
구획 부재 (1) 는, 도 1 및 도 2 를 사용하여 설명한 것을 적용할 수 있다.
(버스 바, 케이싱)
버스 바 (3) 는, 셀로부터 출력되는 전력을 부하 (예를 들어, 모터) 에 공급하기 위해서 사용되는 도체봉이며, 예를 들어 알루미늄 등의 도체로 형성된다. 케이싱 (4) 은, 구획 부재 (1) 및 셀 (2) 을 수용한다. 케이싱 (4) 은, 예를 들어, 금속, 수지 (폴리프로필렌 등), 금속 및 수지의 조합으로 형성할 수 있다. 케이싱으로서, 셀 사이에 구획 부재 (1) 가 삽입된 복수의 셀 (2) 의 엔드 플레이트로 협지하고, 엔드 플레이트 사이를 접속판으로 접속하여, 셀 (2) 및 구획 부재 (1) 가 고정되도록 해도 된다.
＜조전지에 있어서의 발열 및 열이동＞
셀 (2) 을 구성하는 전극이나 전해액 등을 구성하는 화학 물질의 일부 내지 전부가, 셀 (2) 내부에서 발열을 수반하면서 분해 반응을 일으킴으로써, 셀 (2) 의 온도가 승온하여, 셀 (2) 의 일부 내지 전체 영역이 200 ℃ 이상이 되는 경우가 있다. 이 상태를 「이상 발열 상태」라고 한다.
일반적으로, 셀 (2) 을 구성하는 재료 중 정극 재료의 안전성에 대해, 충전에 의한 탈리튬 후의 결정 구조의 안정성이 크게 영향을 주고 있는 것이 알려져 있다. 정극 재료로서 일반적으로 사용되는 LiCoO2, Li(Ni1/3Mn1/3Co1/3)O2, Li(Ni0.8Co0.15Al0.05)O2 등의 재료는, 충전 상태에서는 고온하에서, 산소 방출을 수반하는 결정 붕괴를 일으킨다. 정극으로부터 방출된 산소는 전해액의 산화 등을 일으켜, 급격한 발열 반응을 수반한다. 방사광을 사용한 구조 해석에 의해, 상기 정극 재료종에서는 200 ℃ 부근에서 결정의 상 전이가 일어나는 것이 보고되어 있다. 이 때문에, 셀 (2) 의 일부 내지 전체 영역이 200 ℃ 이상이 되는 경우, 정극의 결정 붕괴가 진행되고 있는, 요컨대 셀 (2) 이 열폭주 상태에 있는 것을 의미한다 (참고 문헌 1 : 리튬 이온 전지의 고안전 기술과 재료 시엠시 출판, P.44/참고 문헌 2 : J. Dahn et al., Electrochemistry Communication, 9, 2534-2540 (2007)/참고 문헌 3 : 코바야시 히로노리, 「방사광을 사용한 리튬 이온 이차 전지용 정극 재료의 평가·해석 기술」 Spring-8 이용 추진 협의회 유리·세라믹스 연구회 (제 2 회) (2011)).
또, 셀 (2) 을 구성하는 재료 중 부극 재료의 안전성에 대해, 충전 부극 (리튬 삽입 탄소 부극) 은 기본적으로 리튬 금속과 동일한 강한 환원성을 나타내고, 전해액과의 반응으로 부극 표면 상에 피막이 형성되고, 그것에 의해 추가적인 반응이 억제되고 있는 것이 알려져 있다. 따라서, 그 보호 피막의 화학적 조성이나 구조, 열안정성이 온도 상승시의 충전 부극의 열안정성에 다대한 영향을 미친다. 통상, 충전 부극과 전해액의 반응은, 보호 피막의 형성과, 그것에 이어지는 피막 파괴에 의한 폭발적인 환원 분해 반응에 의해 설명된다. 일반적으로, 부극 상에서의 보호 피막 형성 반응은 130 ℃ 부근으로부터, 이어지는 피막 분해 반응이 200 ℃ 부근에서 진행되고, 최종적으로 폭발적 환원 분해 반응에 이르는 것이 보고되어 있다. 이 때문에, 셀 (2) 의 일부 내지 전체 영역이 200 ℃ 이상이 되는 경우, 부극 표면의 피막 파괴가 진행되고 있는, 요컨대 셀 (2) 이 열폭주 상태에 있는 것을 의미한다 (참고 문헌 4 : 전지 핸드북 제 1 판 오움사, P.591/참고 문헌 5 : 리튬 이온 전지의 고안전 기술·평가 기술의 최전선 시엠시 출판, P.90).
또, 셀 (2) 을 구성하는 전극이나 전해액 등을 구성하는 화학 물질이, 셀 (2) 내부에서 일정 이상의 발열 속도를 수반하는 분해 반응을 일으키지 않은 상태를, 「통상 상태」라고 한다. 여기서, 반응성 화학 물질이 단열 조건하에서 자기 발열 분해할 때의 열적 거동을 정량적으로 측정하는 수단인 ARC (Accelerating rate calorimetry) 를 사용하여, 셀 (2) 의 발열 상태를 평가할 수 있다. 예를 들어 Dahn 등은, ARC 에 있어서 관측되는 발열 속도가 0.04 ℃／min 을 상회하는 경우에, 셀 내부에서 자기 발열 반응이 진행되고 있는 것으로 정의하고 있고, 이것을 따를 수 있다 (참고 문헌 6 : J. Dahn et al., Electrochimica Acta, 49, 4599-4604 (2004)). 또, 통상 상태의 셀 (2) 을, 「통상 상태를 유지하고 있는 단전지」, 통상 상태를 일탈하고 이상 발열 상태에 이르지 않은 셀 (2) 을, 「통상 상태를 일탈한 단전지」라고 한다. 셀 (2) 내부에서의 발열은, 각종 전달 경로를 개재하여, 다른 셀 (2) 에 전달된다.
또, 통상 상태의 셀 (2) 을, 「통상 상태를 유지하고 있는 단전지」, 통상 상태를 일탈하고 이상 발열 상태에 이르지 않은 셀 (2) 을, 「통상 상태를 일탈한 단전지」라고 한다. 셀 (2) 내부에서의 발열은, 각종 전달 경로를 개재하여, 다른 셀 (2) 에 전달된다.
도 4 는, 조전지의 전열 경로를 예시하는 도면이다. 도 4 의 예에 있어서, 조전지 (10) 를 구성하는 좌단의 셀 (21) 이 이상 발열된 경우, 셀 (21) 에서 발생한 열은, (1) 셀 사이에 배치되는 구획 부재 (11), (2) 버스 바 (3), 및 (3) 셀 (2) 과 접촉하는 조전지 (10) 의 케이싱 (4) 을 개재하여 다른 셀 (22, 23) 에 이동하는 것 외에, (4) 조전지 (10) 의 케이싱 외부에도 방열된다.
구획 부재 (1) 에 접촉 또는 근접하는 셀 (2) 이 통상 상태를 일탈하고, 이상 발열 상태에 이르지 않은 경우에 상정되는 표면 평균 온도의 상한값은 180 ℃ 로 한다. 여기서, 범용 세퍼레이터재의 멜트 다운 온도는 160 ∼ 200 ℃ 인 것이 알려져 있다. 이 때문에, 셀 (2) 의 표면 평균 온도가 180 ℃ 를 초과하는 경우에는, 셀 (2) 을 구성하는 범용 세퍼레이터재의 일부가 멜트 다운하여, 이상 발열 상태에 이를 위험성이 있다. 구획 부재 (1) 의, 조전지 (10) 를 구성하는 셀 (2) 사이를 구획하는 두께 방향의 2 면 중 일방의 평균 온도가 180 ℃ 를 초과하는 경우에, 열저항 (θ1) 이 상기 (식 1) 을 만족하도록 제어함으로써, 구획 부재 (1) 를 개재하는 열이동이 제한되어, 구획 부재 (1) 에 접촉 또는 근접하는 셀 (2) 에 대한 연소 (延燒) 를 억제할 수 있다. 범용 세퍼레이터재의 재질은, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등이다 (참고 문헌 7 : 일본 공개특허공보 2013-35293호/참고 문헌 8 : 일본 공개특허공보 2015-208894호).
구획 부재 (1) 에 접촉 또는 근접하는 셀 (2) 이 통상 상태를 일탈하고 있지 않은 경우에 상정되는 표면 평균 온도의 상한값은 80 ℃ 로 한다. 여기서, 범용 전해액 성분의 비점은, 하기 표 1 에 나타내는 바와 같이 90 ℃ 이상이다. 범용 전해액 성분은, 예를 들어, 에틸렌카보네이트 (EC), 디에틸카보네이트, 디메틸카보네이트 (DMC), 에틸메틸카보네이트 (EMC) 이다. 셀 (2) 의 표면 평균 온도가 80 ℃ 보다 낮은 경우에는, 셀 (2) 을 구성하는 범용 전해액 자체의 비등에는 이르지 않는다. 구획 부재 (1) 의, 조전지를 구성하는 단전지 사이를 구획하는 두께 방향의 2 면의 쌍방의 평균 온도가 80 ℃ 보다 낮은 경우에는, 열저항 (θ2) 이 상기 (식 2) 를 만족하도록 제어함으로써, 구획 부재 (1) 를 개재하는 열이동은 촉진된다. 모든 셀 (2) 이 통상 상태인 경우, 구획 부재 (1) 의 열이동 저항이 종래품보다 낮기 때문에, 조전지 (10) 내의 셀 (2) 사이의 균온화에 주공 (奏功) 하여, 온도 불균일에 의한 셀 (2) 의 열화를 경감하는 효과를 기대할 수 있다.
Figure 112019070368895-pct00001
＜단위 면적당의 열저항 (θ) 의 제어 수단＞
구획 부재 (1) 의 표면 온도에 의해 단위 면적당의 열저항 (θ) 을 제어하는 수단에 대해 설명한다. 먼저, 구획 부재 (1) 를 구성하는 재료 A 및 재료 B 를 이하에 예시한다.
재료 A 는, 단위 면적당의 열저항 (θ) 이 상기 (식 1) 을 만족하는 재료이다. 재료 A 는, 열전도율 : k ≤ 0.20 [W/m·K], 두께 : d = 1.0 [mm] 으로 한다. 즉, 단위 면적당의 열저항 : θ = d/k ≥ (1.0 × 10-3)/0.20 = 5.0 × 10-3 [㎡·K/W] 이다. 재료 A 는, 예를 들어, 폴리카보네이트나 부틸 고무제의 수지판 등이다.
또, 재료 B 는, 단위 면적당의 열저항 (θ) 이 상기 (식 2) 를 만족하는 재료이다. 재료 B 는, 열전도율 : k ≥ 0.25 [W/m·K], 두께 : d = 1.0 [mm] 으로 한다. 즉, 단위 면적당의 열저항 : θ = d/k ≤ (1.0 × 10-3)/0.25 = 4.0 × 10-3 [㎡·K/W] 이다. 재료 B 는, 예를 들어, 고체에서는 세라믹스, 유리판, 폴리에틸렌 등이고, 액체에서는 물, 에틸렌글리콜, 글리세린 등이다.
단위 면적당의 열저항 (θ) 이 온도 T [℃] 이상에서 상기 (식 1) 을 만족하고, 또한 T [℃] 미만에서 상기 (식 2) 를 만족하는 구획 부재 (1) 로서, 이하에 2 개의 예를 나타낸다. 제 1 예에서는, 구획 부재 (1) 는, T [℃] 보다 높은 온도에 융점을 갖는 재료 A 로 형성된 내부가 중공인 대략 직방체의 주머니상 구조물을 포함한다 (도 5). 주머니상 구조물의 내부에는, T [℃] 에 있어서 액체 상태인 재료 B 가 충전되고, 주머니상 구조물의 하면에는, 그 내부와 외부를 연통하는 개구부가 형성되고, 개구부는, 예를 들어 T [℃] 부근에 융점을 갖는 재료 C 로 형성되는 마개로 닫혀 있다. T [℃] 부근에 있어서, 재료 C 로 형성된 마개가 용융된 경우에 개구부가 형성되고, 내부에 충전된 재료 B 가 개구부로부터 외부로 흘러내리도록 설계되어 있다. 주머니상 구조물의 외형 형상은, 직방체 이외의 형상을 갖고 있어도 된다. 또, 도 5 에서는, 개구부는 주머니상 구조물의 하면에 형성되지만, 개구부로부터 재료 B 가 주머니상 구조물의 외부로 흘러내리는 위치이면, 개구부는 측면에 형성되어도 된다. 또한, 구획 부재 (1) 는, 상기 서술한 재료 B 가 충전된 복수의 주머니상 구조물이 가로 방향 또는 세로 방향으로 늘어서 형성된 구조여도 된다. 또, 마개는 반드시 필수는 아니다. 재료 C 의 융점은 재료 B 와 동등하거나 그 이하여도 된다. 마개를 재료 B 로 형성하는 경우도 있을 수 있다. 재료 B 는 반드시 T [℃] 에 있어서 액체가 아니어도 되고, 액체 이외의 유체 상태인 경우도 있을 수 있다.
상기와 같은 주머니상 구조물의 구획 부재 (1) 이면, 표면 온도가 T [℃] 미만인 경우에는, 주머니상 구조물 내의 재료 B 에 의해 단위 면적당의 열저항 (θ) 은 상기 (식 2) 를 만족한다. 또, 구획 부재 (1) 의 표면 온도가 T [℃] 이상이 된 경우에는, 재료 B 가 주머니상 구조물의 외부에 흘러내리기 때문에 구획 부재 (1) 는 재료 A 로 구성되게 되고, 구획 부재 (1) 의 단위 면적당의 열저항 (θ) 은 상기 (식 1) 을 만족한다.
다음으로, 제 2 예를 설명한다. 제 2 예에서는, 구획 부재 (1) 는, 도 5 의 주머니상 구조물의 내부에 격자상의 프레임이 형성된 구조를 갖는다 (도 6). 주머니상 구조물의 내부에 있어서, 프레임 이외의 부분은, T [℃] 에 있어서 액체 상태인 재료 B 로 채워지고, 주머니상 구조물의 하면은, T [℃] 부근에 융점을 갖는 재료 C 로 형성되는 마개로 닫혀 있다. T [℃] 부근에 있어서, 재료 C 로 형성된 마개가 용융된 경우에, 주머니상 구조물의 공간 부분에 충전된 재료 B 가, 마개의 용융에 의해 형성되는 개구부로부터 외부에 흘러내리도록 설계되어 있다. 프레임은, 재료 B 가 흘러나온 경우에 있어서의 주머니상 구조물의 강성 (강도) 을 유지하도록 작용한다. 이와 같은 주머니상 구조물의 구획 부재 (1) 이면, 표면 온도가 T [℃] 미만인 경우에는, 주머니상 구조물의 공간 부분에 충전된 재료 B 에 의해 단위 면적당의 열저항 (θ) 은 상기 (식 2) 를 만족한다. 또, 구획 부재 (1) 의 표면 온도가 T [℃] 이상이 된 경우에는, 재료 B 가 주머니상 구조물의 외부에 흘러내리기 때문에 구획 부재 (1) 는 재료 A 로 구성되게 되고, 구획 부재 (1) 의 단위 면적당의 열저항 (θ) 은 상기 (식 1) 을 만족한다.
＜셀 사이의 열이동 제어＞
조전지 (10) 를 구성하는 셀 (2) 사이의 열이동은, 이상 발열 상태에 이른 셀 (2) 로부터 통상 상태를 일탈한 셀 (2) 에 전해지는 열량을 억제하면서, 이상 발열 상태에 이른 셀 (2) 로부터 통상 상태를 일탈한 셀 (2) 의 전극체를 개재하지 않고 통상 상태를 유지하고 있는 셀 (2) 로 전해지는 열량, 및 통상 상태를 일탈한 셀 (2) 로부터 통상 상태를 유지하고 있는 셀 (2) 로 전해지는 열량은 억제하지 않도록 제어된다. 또한, 셀 (2) 의 전극체는, 전극, 세퍼레이터, 전해액을 포함하는 구조체, 즉 전지의 본체이다.
예를 들어, 도 4 에 있어서, 셀 (21) 이 이상 발열 상태에 이르고, 셀 (22) 은 통상 상태를 일탈하고, 셀 (23) 은 통상 상태를 유지하고 있는 것으로 상정한다. 이 경우, 셀 (21) 로부터 셀 (22) 로 전해지는 열량은 억제되고, 셀 (21) 로부터 셀 (22) 의 전극체를 개재하지 않고 셀 (23) 로 전해지는 열량 및 셀 (22) 로부터 셀 (23) 로 전해지는 열량은 억제되지 않도록 제어된다.
셀 (2) 사이의 열이동은, 구획 부재 (1) 의 스위칭 기능에 의해 제어할 수 있다. 즉, 통상 상태를 일탈한 셀 (22) 과 이상 발열 상태에 이른 셀 (21) 사이에 설치된 구획 부재 (11) 의 열이동 저항이 증가함으로써, 셀 (21) 이 발한 열량 중 셀 (22) 로 전해지는 열량이 감소한다. 또, 통상 상태를 일탈한 셀 (22) 과 통상 상태를 유지하고 있는 셀 (23) 사이에 설치된 구획 부재 (12) 의 열이동 저항이 증가하지 않음으로써, 셀 (22) 로부터 셀 (23) 로 전해지는 열량, 및 셀 (21) 이 발한 열량 중 셀 (22) 의 전극체를 개재하지 않고 셀 (23) 로 전해지는 열량은 감소하지 않는다. 또한, 셀 (21) 이 발한 열량 중, 셀 (22) 의 전극체를 개재하지 않고 셀 (23) 로 전해지는 열량은, 구획 부재 (1) 이외의, 셀 (22) 의 전극체를 제외한 셀 (2) 내지 조전지 (10) 의 구조체 (예를 들어, 버스 바 (3) 및 케이싱 (4) 의 외벽 등) 를 통하여 전해진다.
이와 같이, 본 실시형태의 구획 부재 (1) 에 의하면, 이상 발열 상태에 이른 셀 (21) 이 발한 열량은, 통상 상태를 일탈한 셀 (22) 로 전해지는 열량을 억제하면서, 통상 상태를 유지하고 있는 셀 (23) 로 전해지도록 제어되어, 조전지 (10) 내의 각 셀 (2) 의 온도는 균온화된다. 따라서, 이상 발열 상태에 이른 셀 (2) 이외의 셀 (2) 이 이상 발열 상태에 이르는 것을 억제하는 것이 가능해진다.
실시예
다음으로 실시예에 의해 본 발명의 구체적 양태를 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 한정되는 것은 아니다.
이하의 각 실시예 및 비교예에서는, 이상 발열된 셀로부터 다른 셀에 대한 전열 경로 중, 셀 사이에 배치되는 구획 부재 (1) 를 개재하는 열이동에 주목하고, 구획 부재 (1) 에 의한 셀 사이의 연소 억제의 가능성을 검토하였다. 평가 대상의 조전지로서, 도 3 에 나타내는 2 차원 좌표계 3 셀 연결 간이 조전지 모델을 구축하고, 좌단부의 셀 (21) 에 열폭주 발생시 상당의 발열량 1.3 × 109 [J/㎥] (NMC 계 정극을 사용한 셀 (2) 의 열량 평가로부터 추정되는 총 발열량) 를 부여하고, 이하의 각 실시예 및 비교예의 조건에 있어서, 열전도 방정식을 유한 요소법에 의해 풂으로써, 각 셀 (2) 내의 온도, 그리고 구획 부재 (1) 의 표면 평균 온도 및 단위 면적당의 열저항을 추산하였다. 여기서, 해석에는 COMSOL AB 사 제조의 범용 물리 시뮬레이션 소프트웨어인 COMSOL Multiphysics 를 사용하고, 하기 참고 문헌 9, 10 을 참조하여 해석하였다. 또한, 셀 사이의 전열 경로에 대해서는, 도 4 에서 설명한 경로가 상정된다 (참고 문헌 9 : 일본 공개특허공보 2006-010648호/참고 문헌 10 : R. M. Spotnitz et al., J. Power Sources 163, 1080-1086, (2007)).
또, 도 3 에 있어서, 좌단부의 셀 (21) 이 이상 발열된 경우에, 인접하는 셀 (22) 및 셀 (23) 의 내부의 온도, 그리고 구획 부재 (1) 의 표면 평균 온도 및 단위 면적당의 열저항을 추산하고, 구획 부재 (1) 의 열이동 저항의 변화에 의한 연소 억제 등의 효과를 평가하였다. 또한, 각 셀 (2) 의 내부의 온도는, 전극체 (전극, 세퍼레이터, 전해액을 포함하는 구조체) 의 내부 평균 온도를 계측한 것으로 상정하였다.
(비교예 1)
비교예 1 에서는, 구획 부재 (1) 는, 폴리프로필렌 (PP) 등의 일반적인 수지제인 것으로 상정하고, 막두께는 1 mm, 열전도율은 0.24 W/m·K 로 하였다. 버스 바 (3) 는, 알루미늄제인 것으로 상정하고, 열전도율은 237 W/m·K 로 하였다. 케이싱 (4) 은, 폴리프로필렌 등의 일반적인 수지제인 것으로 상정하고, 열전도율은 0.24 W/m·K 로 하였다. 이들 조건하에서, 각 셀 (2) 내의 온도, 그리고 구획 부재 (1) 의 표면 평균 온도 및 단위 면적당의 열저항을 추산하였다.
도 7 은, 비교예 1 에 있어서의 셀의 내부의 온도 변화를 나타내는 그래프이다. 세로축은 셀 (2) 내부의 절대 온도 [K], 가로축은 셀 (21) 이 이상 발열 상태에 이르고 나서의 시간 [초] 을 나타낸다. 셀 (21) 이 이상 발열 상태에 이르고 나서 약 150 초 후에는, 셀 (22) 및 셀 (23) 의 내부의 온도는 1000 K 를 초과하고, 이상 발열된 셀 (21) 로부터 셀 (22) 및 셀 (23) 에 대한 연소가 발생하는 것이 시사되었다.
도 8 은, 비교예 1 에 있어서의 구획 부재의 표면 평균 온도의 추이를 나타내는 그래프이다. 또한, 구획 부재 (1) 의 표면 평균 온도는, 이상 발열된 셀 (21) 측의 표면에 있어서의 평균 온도로 하였다. 세로축은 구획 부재 (1) 의 표면 평균 온도 [℃], 가로축은 셀 (21) 이 이상 발열 상태에 이르고 나서의 시간 [초] 을 나타낸다. 셀 (21) 이 이상 발열 상태에 이른 직후부터 구획 부재 (11) (Spacer 1) 의 표면 평균 온도는 급상승하여 400 ℃ 에 이르고 있고, 약 150 초 후에는, 구획 부재 (12) (Spacer 2) 의 표면 평균 온도도 급상승하여 700 ℃ 를 초과하는 것이 추산되었다.
도 9 는, 비교예 1 에 있어서의 구획 부재의 단위 면적당의 열저항의 추이를 나타내는 그래프이다. 세로축은 단위 면적당의 열저항 (㎡·K/W), 가로축은 구획 부재 (1) 의 표면 평균 온도 (℃) 를 나타낸다. 구획 부재 (11) (Spacer 1) 및 구획 부재 (12) (Spacer 2) 의 표면 평균 온도 190 ℃ 에 있어서의 단위 면적당의 열저항 (θ1) 의 값은 4.2 × 10-3 ㎡·K/W, 평균 온도 70 ℃ 에 있어서의 단위 면적당의 열저항 (θ2) 의 값은 4.2 × 10-3 ㎡·K/W 였다. 즉, 비교예 1 에 있어서의 구획 부재 (1) 는, 단위 면적당의 열저항에 관한 상기 서술한 (식 1) 및 (식 2) 의 어느 조건도 만족하지 않는다.
(실시예 1)
실시예 1 에서는, 구획 부재 (1) 는, 이상 발열된 셀측의 표면 온도가 소정 온도에 도달한 시점에서 열전도율이 변화하는 스위칭 기능을 갖는 고기능 구획 부재인 것으로 상정하고, 막두께는 1.0 mm 로 하였다. 버스 바 (3) 및 케이싱 (4) 에 대한 각종 조건은, 비교예 1 과 동일하게 하였다.
스위칭 기능을 갖는 구획 부재 (1) 는, 예를 들어, 전술한 재료 A 중, 150 ℃ 부근에 융점을 갖는 재료로 구성되는 주머니상 구조물의 내부에, 전술한 재료 B 중, 150 ℃ 에 있어서 액체 상태인 물질을 봉입하고, 150 ℃ 에 있어서 재료 A 로 구성되는 주머니상 구조물의 일부가 용융된 경우에, 내부에 봉입된 재료 B 가 주머니상 구조물의 외부에 흘러내리도록 설계된 구조물로 할 수 있다. 이와 같은 구조물에 의해, 구획 부재 (1) 의 스위칭 온도를 150 ℃, 초기 열전도율을 1.0 W/m·K, 스위칭 후의 열전도율을 0.10 W/m·K 로 하고, 각 셀 (2) 내의 온도, 그리고 구획 부재 (1) 의 표면 평균 온도 및 단위 면적당의 열저항을 추산하였다.
도 10 은, 실시예 1 에 있어서의 셀의 내부의 온도 변화를 나타내는 그래프이다. 세로축은 셀 (2) 내부의 절대 온도 [K], 가로축은 셀 (21) 이 이상 발열 상태에 이르고 나서의 시간 [초] 을 나타낸다. 셀 (21) 이 이상 발열 상태에 이르고 나서, 셀 (22) 및 셀 (23) 의 내부의 온도는 서서히 상승하기는 하지만, 이상 발열 상태에 이르지 않고, 약 430 K 전후로 수렴되고 있어, 셀 (2) 사이의 연소를 억제할 수 있을 가능성이 있는 것이 나타내어졌다.
도 11 은, 실시예 1 에 있어서의 구획 부재의 표면 평균 온도의 추이를 나타내는 그래프이다. 세로축은 구획 부재 (1) 의 표면 평균 온도 (℃), 가로축은 셀 (21) 이 이상 발열 상태에 이르고 나서의 시간 [초] 을 나타낸다. 셀 (21) 이 이상 발열 상태에 이른 직후부터 구획 부재 (11) (Spacer 1) 의 표면 평균 온도는 급상승하여 400 ℃ 를 초과하지만, 구획 부재 (12) (Spacer 2) 의 표면 평균 온도는 급상승하지 않고 약 160 ℃ 로 수렴되는 것이 추산되었다.
도 12 는, 실시예 1 에 있어서의 구획 부재의 단위 면적당의 열저항의 추이를 나타내는 그래프이다. 세로축은 단위 면적당의 열저항 [㎡·K/W], 가로축은 구획 부재 (1) 의 표면 평균 온도 [℃] 를 나타낸다. 구획 부재 (11) (Spacer 1) 및 구획 부재 (12) (Spacer 2) 의 표면 평균 온도 190 ℃ 에 있어서의 단위 면적당의 열저항 (θ1) 의 값은 1.0 × 10-2 ㎡·K/W, 평균 온도 70 ℃ 에 있어서의 단위 면적당의 열저항 (θ2) 의 값은 1.0 × 10-3 ㎡·K/W 였다. 즉, 실시예 1 에 있어서의 구획 부재 (1) 는, 단위 면적당의 열저항에 관한 상기 서술한 (식 1) 및 (식 2) 의 어느 조건도 만족하고 있다.
(비교예 2)
비교예 2 및 비교예 3 은, 구획 부재 (1) 의 스위칭 기능의 중요성을 확인하기 위해, 스위칭 기능을 갖지 않는 구획 부재 (1) 를 상정한 예를 나타낸다. 비교예 2 에서는, 구획 부재 (1) 는, 비교예 1 보다 열전도율이 낮은 구획 부재 (1) 인 것으로 상정하고, 막두께는 1.0 mm, 열전도율은 0.10 W/m·K 로 하였다. 버스 바 (3) 및 케이싱 (4) 에 대한 각종 조건은, 비교예 1 과 동일하게 하였다.
도 13 은, 비교예 2 에 있어서의 셀의 내부의 온도 변화를 나타내는 그래프이다. 세로축은 셀 (2) 내부의 절대 온도 [K], 가로축은 셀 (21) 이 이상 발열 상태에 이르고 나서의 시간 [초] 을 나타낸다. 일반적인 수지제 구획 부재 (1) 를 사용하는 비교예 1 과 비교하여, 이상 발열된 셀 (21) 로부터 셀 (22) 및 셀 (23) 에 대한 연소가 발생하기까지 필요로 하는 시간은 늘어나지만, 연소 억제에는 이르지 않는 것이 나타내어졌다.
도 14 는, 비교예 2 에 있어서의 구획 부재의 표면 평균 온도의 추이를 나타내는 그래프이다. 세로축은 구획 부재 (1) 의 표면 평균 온도 [℃], 가로축은 셀 (21) 이 이상 발열 상태에 이르고 나서의 시간 [초] 을 나타낸다. 셀 (21) 이 이상 발열 상태에 이르고 나서, 약 250 초 후에 구획 부재 (11) (Spacer 1) 의 표면 평균 온도는 상승을 시작하였다. 본 결과로부터, 구획 부재 (1) 의 단열성을 향상시킨 경우, 셀 (21) 이 이상 발열 상태에 이른 초기 단계에 있어서, 셀 (21) 의 발열이 효율적으로 제열되지 않기 때문에 연소가 억제되지 않는 것이라고 추정하였다.
도 15 는, 비교예 2 에 있어서의 구획 부재의 단위 면적당의 열저항의 추이를 나타내는 그래프이다. 세로축은 단위 면적당의 열저항 [㎡·K/W], 가로축은 구획 부재 (1) 의 표면 평균 온도 [℃] 를 나타낸다. 구획 부재 (11) (Spacer 1) 및 구획 부재 (12) (Spacer 2) 의 표면 평균 온도 190 ℃ 에 있어서의 단위 면적당의 열저항 (θ1) 의 값은 1.0 × 10-2 ㎡·K/W, 평균 온도 70 ℃ 에 있어서의 단위 면적당의 열저항 (θ2) 의 값은 1.0 × 10-2 ㎡·K/W 였다. 즉, 비교예 2 에 있어서의 구획 부재 (1) 는, 단위 면적당의 열저항에 관한 상기 서술한 (식 1) 의 조건은 만족하지만, (식 2) 의 조건은 만족하지 않는다.
(비교예 3)
비교예 3 에서는, 구획 부재 (1) 는, 비교예 1 보다 열전도율이 높은 구획 부재 (1) 인 것으로 상정하고, 막두께는 1.0 mm, 열전도율은 1.0 W/m·K 로 하였다. 버스 바 (3) 및 케이싱 (4) 에 대한 각종 조건은, 비교예 1 과 동일하게 하였다.
도 16 은, 비교예 3 에 있어서의 셀의 내부의 온도 변화를 나타내는 그래프이다. 세로축은 셀 (2) 내부의 절대 온도 [K], 가로축은 셀 (21) 이 이상 발열 상태에 이르고 나서의 시간 [초] 을 나타낸다. 일반적인 수지제 구획 부재 (1) 를 사용하는 비교예 1 과 비교하여, 이상 발열된 셀 (21) 로부터 셀 (22) 및 셀 (23) 에 대한 연소가 발생하기까지 필요로 하는 시간은 단축되고, 셀 (22) 및 셀 (23) 은, 셀 (21) 과 거의 동시에 이상 발열되는 것이 나타내어졌다.
도 17 은, 비교예 3 에 있어서의 구획 부재의 표면 평균 온도의 추이를 나타내는 그래프이다. 세로축은 구획 부재 (1) 의 표면 평균 온도 (℃), 가로축은 셀 (21) 이 이상 발열 상태에 이르고 나서의 시간 [초] 을 나타낸다. 셀 (21) 이 이상 발열 상태에 이른 직후부터, 구획 부재 (11) (Spacer 1) 및 구획 부재 (12) (Spacer 2) 의 표면 평균 온도는 급상승하여, 모두 100 초를 경과할 때까지 표면 평균 온도는 600 ℃ 를 초과하는 것이 추산되었다. 본 결과로부터, 구획 부재 (1) 의 전열성을 향상시킨 경우에는, 셀 (21) 의 이상 발열시의 발열을 인접하는 셀 (22) 및 셀 (23) 에 급속히 전파시켜 버리기 때문에 연소가 억제되지 않는 것이라고 추정하였다.
도 18 은, 비교예 3 에 있어서의 구획 부재의 단위 면적당의 열저항의 추이를 나타내는 그래프이다. 세로축은 단위 면적당의 열저항 [㎡·K/W], 가로축은 구획 부재 (1) 의 표면 평균 온도 (℃) 를 나타낸다. 구획 부재 (11) (Spacer 1) 및 구획 부재 (12) (Spacer 2) 의 표면 평균 온도 190 ℃ 에 있어서의 단위 면적당의 열저항 (θ1) 의 값은 1.0 × 10-3 ㎡·K/W, 평균 온도 70 ℃ 에 있어서의 단위 면적당의 열저항 (θ2) 의 값은 1.0 × 10-3 ㎡·K/W 였다. 즉, 비교예 3 에 있어서의 구획 부재 (1) 는, 단위 면적당의 열저항에 관한 상기 서술한 (식 1) 의 조건은 만족하지 않지만, (식 2) 의 조건은 만족하고 있다.
(비교예 4)
비교예 4 는, 열전도율이 변화하는 스위칭 기능을 갖는 고기능 구획 부재라도, 변화하기 전후의 단위 면적당의 열저항값이 적절한 범위는 아니기 때문에 이상 발열된 셀로부터 다른 셀에 대한 연소가 발생한 예를 나타낸다.
비교예 4 에서는, 구획 부재 (1) 는, 막두께는 1.0 mm, 스위칭 온도를 150 ℃, 초기 열전도율을 0.24 W/m·K, 스위칭 후의 열전도율을 0.10 W/m·K 로 하였다. 버스 바 (3) 및 케이싱 (4) 에 대한 각종 조건은, 비교예 1 과 동일하게 하였다.
도 19 는, 비교예 4 에 있어서의 셀의 내부의 온도 변화를 나타내는 그래프이다. 세로축은 셀 (2) 내부의 절대 온도 [K], 가로축은 셀 (21) 이 이상 발열 상태에 이르고 나서의 시간 [초] 을 나타낸다. 셀 (21) 이 이상 발열 상태에 이르고 나서, 약 600 초 후에는, 셀 (22) 및 셀 (23) 의 내부의 온도는 1200 K 를 초과하고, 이상 발열된 셀 (21) 로부터 셀 (22) 및 셀 (23) 에 대한 연소가 발생하는 것이 시사되었다.
도 20 은, 비교예 4 에 있어서의 구획 부재의 표면 평균 온도의 추이를 나타내는 그래프이다. 세로축은 구획 부재 (1) 의 표면 평균 온도 [℃], 가로축은 셀 (21) 이 이상 발열 상태에 이르고 나서의 시간 [초] 을 나타낸다. 셀 (21) 이 이상 발열 상태에 이른 직후부터 구획 부재 (11) (Spacer 1) 의 표면 평균 온도는 급상승하여 400 ℃ 를 초과하고, 약 600 초 후에는, 구획 부재 (12) (Spacer 2) 의 표면 평균 온도도 급상승하여 800 ℃ 를 초과하는 것이 추산되었다. 본 결과로부터, 구획 부재 (1) 가 스위칭 기능을 갖고 있어도, 구획 부재 (1) 의 열전도율이 적절히 제어되지 않으면, 연소가 억제되지 않는 것으로 추정하였다.
도 21 은, 비교예 4 에 있어서의 구획 부재의 단위 면적당의 열저항의 추이를 나타내는 그래프이다. 세로축은 단위 면적당의 열저항 [㎡·K/W], 가로축은 구획 부재 (1) 의 표면 평균 온도 [℃] 를 나타낸다. 구획 부재 (11) (Spacer 1) 및 구획 부재 (12) (Spacer 2) 의 표면 평균 온도 190 ℃ 에 있어서의 단위 면적당의 열저항 (θ1) 의 값은 1.0 × 10-2 ㎡·K/W, 평균 온도 70 ℃ 에 있어서의 단위 면적당의 열저항 (θ2) 의 값은 4.2 × 10-3 ㎡·K/W 였다. 즉, 비교예 4 에 있어서의 구획 부재 (1) 는, 단위 면적당의 열저항에 관한 상기 서술한 (식 1) 의 조건은 만족하지만, (식 2) 의 조건은 만족하지 않는다.
10 : 조전지
1, 1A, 1B, 11, 12 : 구획 부재
2, 21, 22, 23 : 셀, 단전지
3 : 버스 바
4 : 케이싱

Claims (9)

  1. 두께 방향의 2 면을 갖는 구획 부재로서,
    상기 2 면 중 일방의 평균 온도가 180 ℃ 를 초과하는 경우에 있어서의 상기 두께 방향의 단위 면적당의 열저항 (θ1) 이 하기 식 1 을 만족하고, 또한,
    상기 2 면의 쌍방의 평균 온도가 80 ℃ 를 초과하지 않는 경우에 있어서의 상기 두께 방향의 단위 면적당의 열저항 (θ2) 이 하기 식 2 를 만족하며,
    상기 구획 부재의 내부에, 80 ℃ ~ 180 ℃ 에서 액체 또는 액체 이외의 유체 상태인 물질을 포함하는, 구획 부재.
    θ1 ≥ 5.0 × 10-3 [㎡·K/W] ··· (식 1)
    θ2 ≤ 4.0 × 10-3 [㎡·K/W] ··· (식 2)
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 2 면의 일방의 평균 온도가 180 ℃ 이상인 경우에 있어서, 상기 두께 방향의 열전도율이 2.0 × 10-2 W/m·K 이상 2.0 W/m·K 이하이고, 또한,
    상기 2 면의 쌍방의 평균 온도가 80 ℃ 이하인 경우에 있어서, 상기 두께 방향의 열전도율이 5.0 × 10-2 W/m·K 이상 50 W/m·K 이하이며,
    상기 구획 부재의 두께는, 2 × 10-4 m 이상 1 × 10-2 m 이하인, 구획 부재.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 구획부재는 조전지를 구성하는 단전지 사이를 구획하고, 상기 단전지의 두께가 L [mm] 인 경우에, 상기 두께 방향에 있어서의 두께가 L/50 mm 이상 L/10 mm 이하인, 구획 부재.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 2 면 중 일방의 평균 온도가 180 ℃ 를 초과하고 300 ℃ 이하인 경우에 있어서의 상기 두께 방향의 단위 면적당의 열저항 (θ1) 이 상기 식 1 을 만족하고, 또한,
    상기 2 면의 쌍방의 평균 온도가 80 ℃ 를 초과하지 않는 경우에 있어서의 상기 두께 방향의 단위 면적당의 열저항 (θ2) 이 상기 식 2 를 만족하는, 구획 부재.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 구획 부재를 포함하는 조전지.
  6. 제 1 단전지, 제 2 단전지, 및 제 3 단전지를 포함하는 복수의 단전지와,
    상기 제 1 단전지와 상기 제 2 단전지 사이를 구획하는 제 1 구획 부재와, 상기 제 2 단전지와 상기 제 3 단전지 사이를 구획하는 제 2 구획 부재를 포함하고,
    상기 제 1 구획 부재 및 상기 제 2 구획 부재의 내부에, 80 ℃ ~ 180 ℃ 에서 액체 또는 액체 이외의 유체 상태인 물질을 포함하고, 이상 발열 상태에 이른 상기 제 1 단전지로부터의 열에 의해 상기 제 2 단전지가 통상 상태를 일탈한 경우에, 상기 제 1 단전지로부터 상기 제 2 단전지로 상기 제 1 구획 부재를 통하여 전해지는 열의 양이 상기 제 1 구획 부재에 의해 억제됨과 함께, 상기 제 1 단전지로부터 상기 통상 상태를 유지하고 있는 상기 제 3 단전지로 전해지는 열의 양이 상기 제 2 구획 부재에 의해 억제되지 않는, 조전지.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 구획 부재의 단위 면적당의 열저항이 증가하여 상기 제 1 단전지로부터 상기 제 2 단전지로 전해지는 열의 양이 억제되는, 조전지.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 단전지가 상기 통상 상태를 일탈해도, 상기 제 2 구획 부재의 단위 면적당의 열저항이 증가하지 않아 상기 제 1 단전지로부터 상기 제 3 단전지로 전해지는 열의 양이 억제되지 않는, 조전지.
  9. 구획 부재에 의해 단전지 사이를 구획하는 조전지의 열전달 제어 방법으로서,
    상기 구획 부재의 내부에, 80 ℃ ~ 180 ℃ 에서 액체 또는 액체 이외의 유체 상태인 물질을 포함하고, 상기 구획 부재는, 두께 방향의 2 면을 갖고, 이들 중의 일방의 면은 제 1 단전지와 대향하는 제 1 면이고, 또, 타방의 면은 제 2 단전지와 대향하는 제 2 면으로서,
    상기 제 1 면의 평균 온도가 80 ℃ 를 초과하지 않는 경우에 있어서, 상기 두께 방향의 단위 면적당의 열저항 (θ2) 이 하기 식 2 를 만족하고 상기 제 1 단전지로부터의 열을 상기 제 2 단전지로 상기 구획 부재를 통하여 전달하고,
    상기 제 1 단전지가 이상 발열 상태에 이름과 함께 상기 제 2 단전지가 상기 제 1 단전지로부터 상기 구획 부재를 통하여 전해지는 열로 통상 상태를 일탈하고, 또한 상기 제 1 단전지로부터의 열에 의해 상기 제 1 면의 평균 온도가 180 ℃ 를 초과하는 경우에 있어서, 상기 두께 방향의 단위 면적당의 열저항 (θ1) 이 하기 식 1 을 만족하고 상기 제 1 단전지로부터 상기 구획 부재를 통하여 전해지는 열의 양을 억제하는,
    조전지의 열전달 제어 방법.
    θ1 ≥ 5.0 × 10-3 [㎡·K/W] ··· (식 1)
    θ2 ≤ 4.0 × 10-3 [㎡·K/W] ··· (식 2)
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3819979A4 (en) * 2018-09-14 2022-04-13 Mitsubishi Chemical Corporation FILLER ELEMENT AND BATTERY PACK
JP7167802B2 (ja) * 2019-03-26 2022-11-09 三菱ケミカル株式会社 仕切り部材及び組電池
EP3952010A4 (en) * 2019-03-28 2023-05-24 Mitsubishi Chemical Corporation SEPARATOR AND BATTERY ARRANGEMENT
US11515587B2 (en) * 2019-10-10 2022-11-29 Robert Bosch Gmbh Physics-based control of battery temperature
CN115009524B (zh) * 2022-07-17 2023-11-17 西北工业大学 一种基于正常运行状态下的太阳能飞机热控系统及方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010165597A (ja) * 2009-01-16 2010-07-29 Toyota Motor Corp 蓄電装置

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49534B1 (ko) 1969-05-16 1974-01-08
JPS5651210Y2 (ko) 1976-10-07 1981-11-30
JP4576903B2 (ja) 2004-06-29 2010-11-10 三菱化学株式会社 温度分布評価方法並びにシミュレーション装置及びシミュレーションプログラム
US7981536B2 (en) 2006-08-31 2011-07-19 Toray Tonen Specialty Separator Godo Kaisha Microporous membrane, battery separator and battery
JP2009135088A (ja) * 2007-10-29 2009-06-18 Panasonic Corp 電池パックおよび電池搭載機器
JP2010061982A (ja) * 2008-09-03 2010-03-18 Toyota Motor Corp 蓄電装置
JP5326480B2 (ja) 2008-10-14 2013-10-30 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置
WO2010098067A1 (ja) 2009-02-24 2010-09-02 パナソニック株式会社 電池モジュールとそれを用いた電池モジュール集合体
US8372269B2 (en) 2009-10-02 2013-02-12 Basf Corporation Heavy metals trapping co-catalyst for FCC processes
JP5740103B2 (ja) * 2009-10-19 2015-06-24 日東電工株式会社 熱伝導部材、及びそれを用いた組電池装置
JP4814405B2 (ja) * 2009-11-25 2011-11-16 パナソニック株式会社 電池モジュール
WO2011073425A1 (de) * 2009-12-18 2011-06-23 Magna E-Car Systems Gmbh & Co Og Kühl-/heizelement für einen akkumulator
TWI419391B (zh) * 2009-12-25 2013-12-11 Ind Tech Res Inst 電池系統中的散熱與熱失控擴散防護結構
CN102117945A (zh) * 2009-12-31 2011-07-06 财团法人工业技术研究院 电池系统中的散热与热失控扩散防护结构
KR20110126714A (ko) 2010-03-30 2011-11-23 파나소닉 주식회사 전지 팩
DE102010030881A1 (de) 2010-07-02 2012-01-05 Robert Bosch Gmbh Thermische Entkopplung von Batteriezellen im Störfall
US9293794B2 (en) * 2010-09-09 2016-03-22 Panasonic intellectual property Management co., Ltd Battery module
JP5520320B2 (ja) * 2010-11-05 2014-06-11 パナソニック株式会社 電池モジュール
JP2013033723A (ja) * 2011-07-04 2013-02-14 Nissan Motor Co Ltd 組電池
US8993145B2 (en) * 2011-09-19 2015-03-31 Zee.Aero Inc. Preventing cell thermal runaway propagation within a battery
KR101272524B1 (ko) * 2011-09-20 2013-06-11 현대자동차주식회사 배터리 셀용 방열판 및 이를 갖는 배터리 모듈
KR101417248B1 (ko) * 2012-02-08 2014-07-09 현대자동차주식회사 배터리 셀 모듈용 방열 플레이트 및 이를 갖는 배터리 셀 모듈
JP6153702B2 (ja) * 2012-05-08 2017-06-28 東洋ゴム工業株式会社 熱伝導率可変材料
JP2015208894A (ja) 2014-04-24 2015-11-24 東レバッテリーセパレータフィルム株式会社 ポリオレフィン製積層微多孔膜
JP6135660B2 (ja) 2014-12-25 2017-05-31 トヨタ自動車株式会社 組電池

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010165597A (ja) * 2009-01-16 2010-07-29 Toyota Motor Corp 蓄電装置

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