KR20230124577A

KR20230124577A - 조전지

Info

Publication number: KR20230124577A
Application number: KR1020237020123A
Authority: KR
Inventors: 나오야 니노미야; 도모히로 가와이
Original assignee: 미쯔비시 케미컬 주식회사
Priority date: 2020-12-22
Filing date: 2021-12-22
Publication date: 2023-08-25
Also published as: WO2022138779A1; US20230335850A1; JPWO2022138779A1; EP4270596A1; CN116601816A

Abstract

복수의 단전지와, 상기 각 단전지간을 구획하는 칸막이 부재가 적층되어 이루어지는 조전지로서, 상기 칸막이 부재가 단열부를 갖고, 그 단열부의 적층 방향에 있어서의 압축 탄성률이 0.5 ∼ 10 ㎫ 이며, 상기 단열부가 단전지와 접촉하지 않는 비접촉 영역을 갖는 조전지이다. 단전지의 팽창에 의해 이웃하는 각 전지가 접촉하는 것을 방지함으로써 전지의 안전성을 유지할 수 있는 조전지를 제공할 수 있다.

Description

조전지

본 발명은, 조전지에 관한 것이다.

종래, 차량이나 선박 등의 이동체에 탑재되는 이차 전지 (이하, 단전지라고도 한다) 를 포함하는 전지 모듈에 관해서는, 다양한 목적으로 단전지간에 다양한 부재가 배치되는 경우가 있다.

예를 들어, 특허문헌 1 에서는, 단전지의 팽창을 허용하여 각 단전지에 부여되는 면압을 적정하게 유지하기 위해서, 완충판을 단전지간에 배치한 이차 전지 모듈이 개시되어 있다. 또, 특허문헌 2 에서는, 인접하는 단전지 셀로의 전열을 억제하고, 효율적으로 방열 공간으로 방열하기 위해서, 굽힘 탄성률이 높은 수지 부재를 기재로 하는 열전도 부재를 단전지 셀간에 배치한 조전지가 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 2014-157747호 일본 공개특허공보 2011-108617호 일본 공개특허공보 2019-175718호

특허문헌 1 및 특허문헌 2 에서는, 모두 완충판이나 열전도 부재의 각각의 기능을 발휘시키고자, 각 단전지에 접촉하여 배치된다.

그런데, 조전지를 구성하는 복수의 단전지는, 예를 들어, 두께 방향으로 나열되고, 두께 방향으로 압력이 가해진 상태로 케이싱에 수납되기 때문에, 단전지간에 끼워지는 부재에도 압력이 가해진다. 또, 단전지는, 충전이나 고온이 됨으로써 팽창하는 것이 알려져 있다. 이 경우, 단전지간에 끼워지는 부재에 대해, 가일층의 압력이 가해지게 된다. 즉, 특허문헌 1 및 특허문헌 2 와 같이, 당해 부재가 각 단전지에 접촉하여 형성되면 조전지의 사용에 의해 충전이나 고온이 됨으로써 생기는 단전지의 팽창압의 영향으로 당해 부재의 변형이나 파손이 우려된다. 그리고, 이와 같은 상태로 단전지가 발열하면, 주변의 전지에 열이 전해지기 쉬워져 조전지의 안전성을 유지할 수 없게 될 가능성이 높아져 버린다.

또, 특허문헌 3 에는, 지지부와, 당해 지지부보다 큰 열팽창 계수를 갖는 팽창부를 조합하여 복수의 전지 셀을 적층하는 기술이 개시되어 있다. 당해 기술에 있어서는, 이상이 발생할 때에 팽창부가 팽창하면, 적층된 단전지간의 압력이 높아진다. 따라서, 전지 스택 전체의 형상을 구속 유지하기 위해서 전지 모듈 케이싱을 보다 고강도로 할 필요가 있어, 전지 스택의 중량이 늘어나 버리는 문제가 있었다.

이상으로부터 본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 단전지의 팽창에 의해 이웃하는 각 전지가 접촉하는 것을 방지함으로써 전지의 안전성을 유지할 수 있는 조전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하고자 예의 검토한 결과, 적층된 각 단전지의 사이에 단열부를 구비하는 칸막이 부재를 형성하고, 또한, 당해 칸막이 부재가 적층 방향으로 특정한 압축 탄성률을 갖는 단열부를 갖는 것, 또한, 당해 칸막이 부재와 그것에 대향하는 단전지가 서로 접촉하지 않는 비접촉 영역을 형성함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아내어, 이하의 본 발명을 완성시켰다. 즉 본 발명은 하기와 같다.

[1] 복수의 단전지가 적층되어 이루어지는 조전지로서, 단전지간의 적어도 하나에 칸막이 부재를 갖고, 상기 칸막이 부재가 단열부를 갖고, 그 단열부의 단전지 적층 방향에 있어서의 압축 탄성률이 0.5 ∼ 10 ㎫ 이며, 상기 칸막이 부재가, 상기 단전지와 접촉하지 않는 비접촉 영역을 갖는 조전지.

[2] 상기 칸막이 부재를 각 단전지간에 갖는 상기 [1] 에 기재된 조전지.

[3] 상기 칸막이 부재가 단전지 적층 방향에 직교하는 면방향에서, 상기 단열부의 외측에 지지부를 구비하고, 상기 지지부가 상기 단전지와 접촉하여 이루어지는 상기 [1] 또는 [2] 에 기재된 조전지.

[4] 상기 지지부의 단전지 적층 방향에 있어서의 압축 탄성률이 0.5 ∼ 100 ㎫ 인 상기 [3] 에 기재된 조전지.

[5] 상기 비접촉 영역과, 그 비접촉 영역 상의 상기 단전지와의 간격이, 0.1 ∼ 2.5 ㎜ 인 상기 [1] ∼ [4] 중 어느 하나에 기재된 조전지.

[6] 평면에서 보았을 때의 상기 단열부의 면적 (S_I) 에 대한 상기 비접촉 영역의 면적 (S_N) 의 비율 (S_N/S_I) 이, 0.3 ∼ 1 인 상기 [1] ∼ [5] 중 어느 하나에 기재된 조전지.

[7] 평면에서 보았을 때의 상기 칸막이 부재의 면적 (S_P) 에 대한 상기 지지부의 면적 (S_S) 의 비율 (S_S/S_P) 이, 0.02 ∼ 0.2 인 상기 [3] ∼ [6] 중 어느 하나에 기재된 조전지.

[8] 평면에서 보았을 때의 상기 칸막이 부재가 직사각형이며, 그 칸막이 부재 상의 상기 지지부가 선상으로 적어도 1 쌍의 대변을 형성하는 상기 [1] ∼ [7] 중 어느 하나에 기재된 조전지.

[9] 상기 단열부가 액체를 보유하는 상기 [1] ∼ [8] 중 어느 하나에 기재된 조전지.

[10] 상기 단열부가 다공질 단열재이며, 상기 액체가 상기 다공질 단열재에 보유되어 이루어지는 상기 [9] 에 기재된 조전지.

[11] 상기 단열부가 외장체에 수용되어 이루어지는 상기 [1] ∼ [10] 중 어느 하나에 기재된 조전지.

[12] 상기 외장체가 금속박과 열가소성 수지층을 포함하는 적층체로 이루어지는 상기 [11] 에 기재된 조전지.

[13] 상기 금속박을 구성하는 금속이 알루미늄, 구리, 주석, 니켈, 스테인리스, 납, 주석납 합금, 청동, 은, 이리듐, 및 인청동의 적어도 어느 것인 상기 [12] 에 기재된 조전지.

[14] 복수의 단전지가 적층되어 이루어지는 조전지의 제조 방법으로서, 상기 단전지간의 적어도 하나에 칸막이 부재를 배치하고, 상기 칸막이 부재가 단열부를 갖고, 그 단열부의 단전지 적층 방향에 있어서의 압축 탄성률이 0.5 ∼ 10 ㎫ 이며, 당해 칸막이 부재의 단열부의 두께 방향으로 압력을 가한 상태로 고정하고, 상기 칸막이 부재가 상기 단전지와 접촉하지 않는 비접촉 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 조전지의 제조 방법.

본 발명에 의하면, 단전지의 팽창에 의해 이웃하는 각 단전지가 접촉하는 것을 방지함으로써 전지의 안전성을 유지할 수 있는 조전지를 제공할 수 있다.

도 1 은 제 1 실시형태에 관련된 조전지의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2 는 제 2 실시형태에 관련된 조전지의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3 은 칸막이 부재의 일례를 나타내는 도면이고, (A) 는 평면도이며, (B) 는 (A) 에 나타내는 X-X 로 절단했을 때의 단면도이다.
도 4 는 다른 실시형태에 관련된 조전지의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 5 는 칸막이 부재의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 6 은 칸막이 부재의 다른 일례를 나타내는 도면이고, (A) 는 평면도이며, (B) 는 (A) 에 나타내는 X-X 로 절단했을 때의 단면도이다.
도 7 은 칸막이 부재의 다른 일례를 나타내는 도면이고, (A) 는 평면도이며, (B) 는 (A) 에 나타내는 X-X 로 절단했을 때의 단면도이다.
도 8 은 칸막이 부재의 다른 일례를 나타내는 도면이고, (A) 는 평면도이며, (B) 는 (A) 에 나타내는 X-X 로 절단했을 때의 단면도이다.
도 9 는 단전지의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 10 은 도 9 의 단전지의 정면도이다.
도 11 은 도 9 의 단전지의 측면도이다.
도 12 는 칸막이 부재의 단열부에 있어서의 프레스압 (구속압) 과 두께 유지율의 관계를 플롯한 도면이다.
도 13 은 단전지가 팽창했을 경우의 조전지의 일례를 나타내는 도면이다 (지지부를 사용하지 않는 예).
도 14 는 단전지가 팽창했을 경우의 조전지의 일례를 나타내는 도면이다 (지지부를 사용한 예).

이하, 실시형태에 기초하여 본 발명을 설명한다. 단, 본 발명은 이하에 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 명세서에 있어서,「X ∼ Y」 (X, Y 는 임의의 숫자) 라고 기재했을 경우, 특별히 언급하지 않는 한「X 이상 Y 이하」라는 뜻과 함께,「바람직하게는 X 보다 크다」혹은「바람직하게는 Y 보다 작다」라는 뜻도 포함하는 것이다. 또,「X 이상」 (X 는 임의의 숫자) 이라고 기재했을 경우, 특별히 언급하지 않는 한「바람직하게는 X 보다 크다」라는 뜻을 포함하고,「Y 이하」 (Y 는 임의의 숫자) 라고 기재했을 경우, 특별히 언급하지 않는 한「바람직하게는 Y 보다 작다」라는 뜻도 포함하는 것이다.

[제 1 실시형태]

도 1 에 나타내는 바와 같이, 제 1 실시형태에 관련된 조전지 (10A) 는, 복수의 단전지 (12) 와, 그 각 단전지 (12) 간을 구획하는 칸막이 부재 (14A) 가 적층되어 이루어진다. 칸막이 부재 (14A) 는, 적어도 조전지 (10A) 를 구성하는 각 단전지 (12) 간에 형성되어, 각 단전지 (12) 가 서로 접촉하지 않도록 하는 부재이다. 당해 칸막이 부재 (14A) 는, 각 단전지 (12) 의 사이 이외에 단전지 (12) 와 그 밖의 부재를 구획하기 위해 사용할 수도 있다.

도 1 에 나타내는 예에서는, 각 단전지 (12) 간에 칸막이 부재 (14A) 가 적층되어 있지만, 반드시 모든 단전지간에 칸막이 부재 (14A) 가 있을 필요는 없고, 단전지간의 적어도 하나에 칸막이 부재를 갖고 있으면 된다.

칸막이 부재 (14A) 는 단열부 (16) 를 갖고, 그 단열부 (16) 의 적층 방향 (Y 방향) 에 있어서의 압축 탄성률이 0.5 ∼ 10 ㎫ 로 되어 있다. 또, 칸막이 부재 (14A) 는, 적층 방향에 직교하는 면방향 (X 방향) 에서 단열부 (16) 의 외측에 지지부 (18) 를 구비하고, 단전지 (12) 와 접촉하지 않는 비접촉 영역 (20) 을 갖고 있다. 비접촉 영역 (20) 은, 도 1 에 나타내는 예에서는, 지지부 (18) 가 각 단전지 (12) 와 접촉하여 이것을 지지함으로써 형성되어 있지만, 지지부 (18) 이외의 수단으로 비접촉 영역 (20) 이 형성되어 있어도 된다. 또, 본 발명에서는, 비접촉 영역 (20) 이 형성되어 있으면 되고, 지지부 (18), 또는 이를 대신하는 부재가 없어도 된다. 예를 들어, 도 13 에 나타내는 바와 같이, 단전지 및 칸막이 부재를 장착할 때에, 장착의 압력으로 단열부 (16) 가 약간 압축되고, 칸막이 부재의 단부가 휘어 오름으로써 생기는, 단열부 상과 칸막이 부재 상에 발생하는 비접촉 영역이어도 된다. 또한, 단전지의 팽창시에는 더욱 단열부가 압축되지만, 단열 성능을 나타내기에 충분한 두께가 유지되어 있으면 된다.

또, 도 14 에 나타내는 바와 같이, 칸막이 부재를 갖는 양태에 있어서도, 장착의 압력으로 단열부가 약간 압축되고, 단열부가 압축됨으로써, 칸막이 부재의 단부가 휘어 올라 있어도 된다. 본 양태에서는, 지지부가 있기 때문에 비접촉부의 조정이 하기 쉽고 단열부 상에도 비접촉부가 발생하기 쉬워 바람직하다.

또한, 도 13 및 도 14 는, 단열부가 약간 압축되어 장착되어 있는 양태를 나타내는 개념도이고, 화살표의 우측의 도면은, 각각 단전지가 팽창하여, 더욱 단열부를 압축한 상태를 나타내는 개념도이다. 모두 단전지와 단열부의 관계를 개념적으로 나타내는 것으로서, 다소 과장된 표현으로 되어 있다.

조전지를 구성하는 단전지는 사용함에 따라 팽창하는 것이 알려져 있다. 본 발명자들은, 단전지가 팽창할 때의 초기의 팽창 압력이 0.1 ㎫ 정도이지만, 최종적으로는 수 ㎫ 정도까지 상승하는 것을 지견으로서 얻었다. 그래서 본 발명에서는, 칸막이 부재 (14A) 의 단열부 (16) 의 압축 탄성률을 0.5 ∼ 10 ㎫ 로 하여 유연성을 갖도록 하고, 상기 팽창 압력의 범위를 포함하도록 하였다. 한편, 단전지의 팽창이 국소적 (예를 들어 중앙부) 으로 일어났을 경우, 칸막이 부재 (14A) 의 단열부 (16) 에 대해서도 국소적인 압력이 가해져 버린다. 국소적인 압력이 가해진 지점에서는, 유연성을 갖고 있는 단열부 (16) 가 보다 압축되어 버려 충분한 단열성이 발휘되지 않고, 주변의 단전지에 열이 전도되어 버린다.

그래서, 본 발명에서는 칸막이 부재가 단전지와 접촉하지 않는 비접촉 영역을 조전지에 형성함으로써, 초기의 단전지의 팽창에 대해서는 칸막이 부재의 구속을 받게 하지 않고 어느 정도 전면적으로 자유롭게 팽창시켜, 안전성을 양호하게 유지할 수 있는 조전지로 하였다. 더욱 단전지가 팽창했을 때에는 유연성이 있는 단열부에서 팽창압을 흡수함으로써, 단열부 (16) 가 갖는 단열 효과를 충분히 발휘시키고, 주변의 단전지에 열이 전해지기 어려워져, 안전성을 양호하게 유지할 수 있는 조전지로 하였다.

또, 조전지에 있어서 칸막이 부재가 단전지와 접촉하지 않는 비접촉 영역이 있는 것의 그 밖의 효과로서, 조전지의 장착시의 전단력이 비접촉 영역에서 분산되어 단열부의 소성 변형을 방지할 수 있는 것을 들 수 있다. 바람직하게는 칸막이 부재의 단열부가 단전지와 접촉하지 않는 비접촉 영역을 갖는 조전지이다.

여기서, 단열부란 단열 작용이 발휘되는 부분을 말하고, 후술하는 바와 같은 단열재로 구성되는 부분을 말한다. 외장체에 단열부가 수용되어 있는 칸막이 부재에 있어서, 단열재가 외장체로 피복되어 있지 않는 부위에서는, 당해 단열재 상에 칸막이 부재와 단전지의 비접촉 영역이 형성될 수 있다. 또, 외장체에 단열부가 수용되어 있는 칸막이 부재에 있어서, 단열재가 외장체로 피복되어 있는 부위에서는, 당해 단열재의 바로 위의 외장체에, 칸막이 부재와 단전지의 비접촉 영역이 형성될 수 있다.

[제 2 실시형태]

도 2 에 나타내는 바와 같이, 제 2 실시형태에 관련된 조전지 (10B) 는, 복수의 단전지 (12) 와, 그 각 단전지 (12) 간을 구획하는 칸막이 부재 (14B) 가 적층되어 이루어지고, 칸막이 부재 (14B) 는, 그 단열부 (16) 가 외장체 (22) 에 수용되어 있다. 칸막이 부재 (14B) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 외장체 (22) 상에, 적층 방향에 직교하는 면방향 (X 방향) 에서 단열부 (16) 의 외측에 지지부 (18) 를 구비하고, 단전지 (12) 와 접촉하지 않는 비접촉 영역 (20) 을 갖고 있다. 비접촉 영역 (20) 은, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 지지부 (18) 가 각 단전지 (12) 와 접촉하여 이것을 지지함으로써 형성되어 있다. 제 2 실시형태는, 외장체 (22) 에 단열부 (16) 가 수용되어 있는 것 이외에는 제 1 실시형태와 동일하다. 제 2 실시형태와 같이 단열부 (16) 가 외장체 (22) 에 수용되어 있음으로써, 단전지 (12) 가 고온이 되었을 때의 전열을 외장체 면방향으로 확산하는 효과가 있기 때문에, 접촉 면적 부분에 국소적으로 가해지는 열을 확산시킬 수 있어, 단열성을 더욱 향상시킬 수 있다.

제 1 실시형태 및 제 2 실시형태의 어느 경우에나, 칸막이 부재 (14A 및 14B) 의 비접촉 영역 (20) 은, 적층 방향의 일방측에 갖고 있지만, 당해 비접촉 영역 (20) 은 양면측에 각각 갖고 있어도 된다. 예를 들어, 도 2 에서는, 칸막이 부재 (14B) 의 비접촉 영역 (20) 은, 적층 방향의 일방측에 갖고 있지만, 도 4 에 나타내는 바와 같이 양면측에 각각 갖도록 해도 된다. 이 경우, 외장체 (22) 의 양면 각각에, 적층 방향에 직교하는 면방향 (X 방향) 에서 단열부 (16) 의 외측에 지지부 (18) 를 구비하여 이루어진다.

본 발명에 있어서는, 상기와 같이 단열부의 압축 탄성률은 단전지 셀의 팽창압을 고려하여 0.5 ∼ 10 ㎫ 로 한다. 단열부의 압축 탄성률을 0.5 ㎫ 이상으로 함으로써, 단전지 셀의 충방전시의 팽창, 나아가서는, 시간 경과적 열화시의 팽창에 있어서의 응력을 흡수할 수 있기 때문에, 셀을 장수명화하는 것이 가능해진다. 이상의 관점에서, 단열부의 압축 탄성률은, 0.8 ㎫ 이상인 것이 바람직하고, 1 ㎫ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또 단열부의 압축 탄성률은, 8 ㎫ 이하인 것이 바람직하고, 6 ㎫ 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위로 함으로써, 단전지 셀의 충방전시의 팽창, 나아가서는, 시간 경과적 열화시의 팽창시에 국소적으로 단열부가 얇아지는 것을 방지할 수 있기 때문에, 장기간에 걸쳐 이상시에 필요한 단열 효과를 유지할 수 있다. 또한, 단열재의 탄성률과 밀도는 밀접한 관계에 있고, 예를 들어, 탄성률을 낮게 하고자 하는 경우에는 밀도를 저감시키고, 또, 탄성률을 증가시키고자 하는 경우에는 밀도를 증가시키는 방법을 들 수 있다.

또한, 압축 탄성률은 시험예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.

또, 외장체 (22) 에 단열부 (16) 가 수용되어 있는 경우에서는, 외장체 (22) 는 단열부 (16) 의 압축 탄성률에 영향을 미치지 않는 것인 것이 바람직하다. 따라서, 외장체 (22) 와 단열부 (16) 를 포함하여, 압축 탄성률이 0.5 ∼ 10 ㎫ 인 것이 바람직하고, 적합 범위도 상기 단열재의 압축 탄성률과 동일하다.

또, 비접촉 영역으로부터 그 바로 위의 단전지까지는, 삼차원의 공간이 형성되어, 당해 공간에 공기층이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 공기층의 존재에 의해 단전지의 초기의 팽창을 어느 정도 전면적으로 진행시킬 수 있다. 또, 비접촉 영역을 포함함으로써 조전지의 장착시의 전단력이 비접촉 영역에서 분산되어 단열부의 소성 변형을 방지할 수 있다.

공기층은 두꺼울수록 단열성의 점에서는 유리하지만, 조전지의 장착시에 물려 들어가는 이물질의 크기가 커지는 점이나, 공간을 많이 차지하여 비용이 증가되는 등의 불이익도 있기 때문에, 공기층의 두께는, 예를 들어 비접촉 영역과 그 바로 위의 단전지까지의 평균적인 간격으로서, 0.1 ∼ 2.5 ㎜ 가 되도록 설계하는 것이 바람직하고, 0.2 ∼ 1.5 ㎜ 로 하는 것이 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.2 ∼ 1 ㎜ 의 범위이다.

공기층과 단열부의 단열성의 밸런스의 관점에서, 공기층의 두께 (T_A) 와 단열부의 두께 (T_I) 의 비 (T_A/T_I) 는 0.05 ∼ 1.0 인 것이 바람직하고, 0.07 ∼ 0.8 인 것이 보다 바람직하다.

또한, 단열부의 두께 (외장체로 피복되어 있는 경우에는 단열부와 외장체의 합계의 두께) 는 0.5 ∼ 3.0 ㎜ 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.6 ∼ 2 ㎜ 이며, 특히 바람직하게는 0.6 ∼ 1.5 ㎜ 이다. 상기 범위로 함으로써, 복수의 단전지 셀이 고밀도로 적층된 경우에도, 단전지 셀의 충방전시의 팽창, 나아가서는, 시간 경과적 열화시의 팽창시에 충분한 단열성을 얻을 수 있기 때문에, 장기간에 걸쳐 이상시에 필요한 단열 효과를 유지할 수 있다.

도 1 에 있어서 비접촉 영역 (20) 은, 단열부 (16) 의 일방의 면의 전체면에 있지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 초기의 팽창을 어느 정도 전면적으로 진행시킬 수 있는 범위에서 적절히 설정할 수 있다. 바람직하게는, 칸막이 부재의 비접촉 영역이 단열부의 중심부를 포함하지 않도록 한다.

평면에서 보았을 때의 단열부 (16) 의 면적 (S_I) 에 대한 비접촉 영역의 면적 (S_N) 의 비율 (S_N/S_I) 은, 0.3 ∼ 1 인 것이 바람직하다. 당해 비율이 0.3 ∼ 1 임으로써, 단전지의 팽창을 보다 확실하게 흡수할 수 있다. 이상의 관점에서, 당해 비율은, 0.5 ∼ 1 인 것이 보다 바람직하고, 0.7 ∼ 1 인 것이 더욱 바람직하고, 0.9 ∼ 0.95 인 것이 특히 바람직하다.

또한, 평면에서 보았을 때의 단열부의 면적은, 25 ∼ 200 ㎠ 인 것이 바람직하다.

평면에서 보았을 때의 칸막이 부재의 면적 (S_P) 에 대한 지지부의 면적 (S_S) 의 비율 (S_S/S_P) 은, 0.02 ∼ 0.2 인 것이 바람직하다. 이들 범위로 함으로써 비접촉 영역을 안정적으로 유지하기 쉬워진다. 이상의 관점에서, S_S/S_P 는, 0.04 ∼ 0.15 인 것이 보다 바람직하다.

또한, 지지부가 복수 있는 경우의 면적 (S_S) 은 그들의 합계로 한다.

칸막이 부재의 형상은, 생산성이나 취급성을 고려하면, 평면에서 보았을 때에, 도 3 및 도 5 에 나타내는 바와 같이 직사각형인 것이 바람직하고, 면적은 60 ∼ 300 ㎠ 인 것이 바람직하다.

단열부가 갖는 단열 효과를 충분히 발휘시켜, 비접촉 영역을 효율적으로 얻는 관점에서, 단열부가, 칸막이 부재가 접하는 단전지의 압력 집중 지점을 덮도록 형성되는 것이 바람직하다. 압력 집중 지점은 일반적으로 전지의 적층면을 평면에서 보았을 때의 중심부, 즉 당해 접촉면을 평면에서 보았을 경우의 무게 중심을 덮도록 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 전지의 적층면이 직사각형인 경우에는 대각선의 교점이며, 원형인 경우에는 그 중심이다.

또, 지지부를 사용하는 경우에는 단열부가 갖는 단열 효과를 충분히 발휘시켜, 비접촉 영역을 효율적으로 얻는 관점에서, 칸막이 부재가 접하는 단전지의 압력 집중 지점을 덮는 단열부의 중심부를 피하는 것이 바람직하고, 주연부에 존재하는 것이 바람직하다.

또, 단열부의 외측에 구비되는 지지부 (18) 의 설치 형태는 선상으로 대변을 형성하는 형태인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 도 3 에 나타내는 바와 같이 칸막이 부재 상의 지지부가 세로 방향에 평행하게 형성되고, 1 쌍의 대변을 형성하는 것이 바람직하다. 또, 적어도 1 쌍의 대변을 형성하는 그 밖의 구성으로는, 도 5 에 나타내는 바와 같이 지지부 (18) 가 ㅁ 자형의 직사각형으로 되어 있어도 된다.

또, 지지부 (18) 는, 도 6 ∼ 도 8 에 나타내는 바와 같이, 외장체 (22) 에 의해 덮여 있어도 된다. 또한, 지지부 (18) 는, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 지지부가 세로 방향에 평행하게 형성되고, 1 쌍의 대변을 형성하는 것이 바람직하고, 또 도 7 에 나타내는 바와 같이, 지지부 (18) 는, 형성 방향으로 단부까지 연장되어 있어도 된다. 또한 지지부 (18) 는, 도 8 에 나타내는 바와 같이 폭방향의 단부가 드러나게 되어 있어도 된다.

이하, 본 발명에 관련된 조전지의 각 구성 등에 대해 설명한다.

[단열부]

단열부를 구성하는 단열재의 열전도율은, 0.3 W/ (m·K) 이하가 바람직하고, 0.1 W/ (m·K) 이하인 것이 바람직하다. 단열재의 열전도율은, JIS A 1412-1 에 기재된 보호열판법, JIS A 1412-2 에 기재된 열류계법, JIS R 1611 에 기재된 펄스 가열법, JIS R 2616 에 기재된 열선법, 및, 주기 가열법 등, 몇몇 방법을 참조해서 구해지지만, 그 측정 방법을 제한하는 것은 아니다. 주기 가열법에 대해 구체적으로 측정 방법을 들면, 시험체 (단열재) 의 상하면에 온도 제어 가능한 히터를 설치하고, 상부 히터에 의해 두께 방향으로 주기적인 온도 변동을 주어, 하부 히터에 의해 하면을 일정 온도로 제어한다. 이 때, 시험체 상면으로부터 중간면으로 온도 변동이 전파될 때, 위상차 (시간차) 를 일으킨다. 이 위상차로부터 열확산율을 구하고, 비열과 밀도의 곱으로부터 열전도율을 산출한다.

단열부를 구성하는 단열재는 그 밀도가 0.23 ∼ 1.1 g/㎤ 인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 단열재의 밀도가 상기 상한치 이하이면, 내부 공극에 공기층을 많이 갖기 때문에 단열성이 양호해져, 바람직하다. 한편, 단열재의 밀도가 상기 하한치 이상이면, 압축시의 변형량이 작아지기 때문에 바람직하다. 따라서, 단열재의 밀도는, 이러한 관점에서, 보다 바람직하게는 0.25 g/㎤ 이상이며, 더욱 바람직하게는 0.28 g/㎤ 이상이며, 한편, 보다 바람직하게는 1.0 g/㎤ 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.90 g/㎤ 이하이다. 단열재의 밀도의 제어 방법으로서 후술하는 바와 같은 다공질화에 의해 섬유질의 양을 저감함으로써 밀도를 낮추는 것이 가능하고, 또, 한편으로 섬유질의 양을 증가시킴으로써 밀도를 높이는 것이 가능하다.

또, 단열부는 액체를 보유하는 것이 조전지의 안전성을 높이는 점에서 바람직하다. 차량 등의 전원에 사용되는 이차 전지는, 일반적으로 복수의 단전지 (이하,「셀」이라고도 한다) 로 이루어지는 조전지로서 사용되지만, 구성 전지의 하나가 과충전이나 내부 단락 등에 의해 손상된 경우에 전지 표면 온도가 수백도를 넘고, 그것이 주위의 셀로 전해져 연쇄적으로 조전지 전체에 손상이 퍼지는 경우가 있다. 구성 전지의 하나가 이상 발열했을 경우에 액체가 휘발함으로써 주위로부터 기화열을 흡수하여 온도의 상승을 억제할 수 있다. 또, 휘발한 가스가 빠짐으로써도 열을 방출할 수 있다. 단열부가 액체를 갖는 경우, 단열부 내부에 액체를 유지할 필요가 있기 때문에 단전지의 팽창을 억제하는 것은 특히 큰 문제이며, 공기층의 존재가, 단전지의 팽창에 의한 단열부로의 부하 압력을 완화하는 점에서 유효하다.

또한, 액체를 보유하기 위해서, 단열부를 구성하는 단열재는 다공질 단열재로 하는 것이 바람직하다. 즉 단열부는, 액체가 그 다공질 단열재에 보유되어 이루어지는 것이 바람직하다.

다공질 단열재는, 섬유질 및 입자를 포함하는 것이 바람직하다.

섬유질은, 예를 들어, 종이, 코튼 시트, 폴리이미드 섬유, 아라미드 섬유, 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 섬유, 유리 섬유, 록 울, 세라믹 섬유 및 생체 용해성 무기 섬유로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나인 것이 바람직하고, 이들 중에서도 유리 섬유, 록 울, 세라믹 섬유 및 생체 용해성 무기 섬유로부터 선택되는 적어도 하나인 것이 특히 바람직하다. 세라믹 섬유는, 주로 실리카와 알루미나로 이루어지는 섬유 (실리카 : 알루미나 = 40 : 60 ∼ 0 : 100) 이며, 구체적으로는, 실리카·알루미나 섬유, 멀라이트 섬유, 알루미나 섬유를 사용할 수 있다.

또, 입자는 분말상 무기물인 것이 바람직하고, 예를 들어, 실리카 입자, 알루미나 입자, 규산칼슘, 점토 광물, 버미큘라이트, 마이카, 시멘트, 펄라이트, 퓸드실리카 및 에어로겔로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나인 것이 바람직하고, 이들 중에서도 실리카 입자, 알루미나 입자, 규산칼슘 및 버미큘라이트로부터 선택되는 적어도 하나가 특히 바람직하다. 규산칼슘의 종류 중에서는, 조노틀라이트, 토버모라이트, 월라스토나이트, 자이롤라이트가 바람직하고, 특히 바람직한 것은 자이롤라이트이다. 꽃잎 형상 구조를 갖는 자이롤라이트는 압축 변형했을 때에도 다공질 구조를 유지하기 때문에, 보수성이 우수하다. 점토 광물은 주로 규산마그네슘 (탤크, 세피올라이트를 포함한다), 몬모릴로나이트, 카올리나이트이다.

또한, 단열부는, 그 전체가 상기 다공질 단열재로 형성되어 있어도 된다. 단열부 전체가 다공질체로 형성됨으로써, 그 공동 내에 유지되는 액체의 양을 많게 할 수 있다.

상기 액체로는, 상압에 있어서의 비점이 80 ℃ 이상 250 ℃ 이하인 액체가 바람직하고, 상압에 있어서의 비점이 100 ℃ 이상 150 ℃ 이하인 액체가 더욱 바람직하다. 액체는, 물 외에, 예를 들어, 알코올류, 에스테르류, 에테르류, 케톤류, 탄화수소류, 불소계 화합물 및 실리콘계 오일로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다. 이들은 1 종만으로도, 2 종 이상의 혼합물로서 사용할 수도 있다. 액체는, 부동성을 부여하는 물질 (부동제), 방부제, pH 조정제 등의 첨가물을 포함해도 된다. 부동성의 부여에 의해, 동결에 수반하는 팽창에 의해 외장체가 파손되는 것을 회피할 수 있다. 또, pH 조정제의 첨가에 의해, 분말상 무기물로부터 용출하는 성분 등에 의해 액체의 pH 가 변화되고, 분말상 무기물, 외장체, 액체 (물) 자체가 변질될 가능성을 저감할 수 있다. 액체에 포함시키는 것은 이것으로 한정되지 않고, 필요에 따라 추가할 수 있다.

[외장체]

외장체는 주로 단열부를 밀봉 상태로 수용한다. 외장체로는, 예를 들어, 수지 및/또는 금속제의 필름 또는 시트를 적용하는 것이 가능하고, 예를 들어, 금속과 수지를 적층한 적층체를 사용하는 것도 가능하다. 특히 이러한 금속과 수지를 적층한 적층체를 사용하여 단열부를 수용하는 것이 높은 내열성 및 강도를 얻는 데에 있어서 바람직하다. 상기 금속과 수지의 적층 구조를 갖는 적층체로서, 금속박과 열가소성 수지층을 포함하는 적층체, 및 수지층, 금속박, 수지 실란트층을 포함하는 3 층 이상의 적층체 등을 적용하는 것이 바람직하다.

금속박을 구성하는 금속은 알루미늄, 구리, 주석, 니켈, 스테인리스, 납, 주석납 합금, 청동, 은, 이리듐, 및 인청동의 적어도 어느 것인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 알루미늄박, 동박, 주석박, 니켈박, 스테인리스박, 납박, 주석납 합금박, 청동박, 은박, 이리듐박 및 인청동박 등이다. 특히, 알루미늄박, 동박, 니켈박인 것이 바람직하고, 알루미늄박인 것이 더욱 바람직하다. 금속은, 상기 열기한 예시로부터 적어도 하나 선택되는 것이 바람직하다.

또, 수지로서 열경화성 수지 및 열가소성 수지의 적어도 일방을 사용할 수 있지만, 열가소성 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 수지로는, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올레핀 수지, 폴리스티렌, 나일론, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리페닐렌술파이드, 폴리카보네이트, 아라미드 등을 들 수 있다. 특히, 폴리프로필렌, 나일론, 폴리에틸렌테레프탈레이트로부터 선택되는 적어도 하나가 바람직하다.

외장체의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 5 ㎛ ∼ 200 ㎛ 인 것이 바람직하다. 외장체가 적층체인 경우, 상기 범위 내에서, 금속박을 3 ㎛ ∼ 50 ㎛, 수지층을 2 ㎛ ∼ 150 ㎛ 로 하는 것이 바람직하다. 이로써, 금속박의 내열성 및 저수증기 투과성을 발휘시킴과 함께, 수지에 의해 밀봉성을 향상시킬 수 있다.

또, 단열부를 외장체 내에 수용하려면, 예를 들어, 2 개의 외장체 시트의 주연부를 열융착이나 접착 등에 의해 고리형으로 접합한 후, 단열부를 외장체 내에 봉입하여 밀봉 (봉지) 하거나, 혹은, 1 개의 외장체를 절곡하여 주연부를 열융착이나 접착 등에 의해 접합하고, 단열부를 밀봉 (봉지) 하면 된다. 외장체는, 가요성 (탄성) 을 갖는 것이 바람직하다.

[지지부]

지지부는, 장착 제작 후의 조전지에 있어서, 단전지와 칸막이 부재의 단열부가 접촉하지 않는 비접촉 영역 (20) 을 유지하기 위해 바람직하게 사용할 수 있는 부재이다. 지지부를 사용하지 않는 경우에는, 예를 들어 조전지 케이싱에 칸막이 부재를 유지하는 유지 부품을 형성하여 비접촉 영역을 얻거나, 단열부의 두께를 조정함으로써 비접촉 영역을 얻거나 할 수 있다.

지지부를 칸막이 부재에 사용하는 방법으로는, 예를 들어, 단열부의 임의의 위치에 접착하거나, 조전지를 구성하는 단전지 상에 단열부와 함께 접착하거나, 단열부를 외장체로 수용한 포재 상에 형성하거나, 지지부를 단열부의 주연부에 배치한 상태에서 외장체로 수용하는 등의 방법을 들 수 있다.

지지부의 적층 방향에 있어서의 압축 탄성률은, 장착시의 구속력에 대해 두께를 제어 가능한 점에서, 0.5 ∼ 100 ㎫ 인 것이 바람직하고, 1 ∼ 50 ㎫ 인 것이 보다 바람직하고, 2 ∼ 50 ㎫ 인 것이 더욱 바람직하고, 3 ∼ 25 ㎫ 인 것이 특히 바람직하다.

지지부의 두께 (T_S) 는, 0.8 ∼ 3.5 ㎜ 인 것이 바람직하고, 1.0 ∼ 3.2 ㎜ 인 것이 보다 바람직하다. 또, 단열부의 두께 (T_I) 에 대한 지지부의 두께 (T_S) 의 비 (T_S/T_I) 는, 공기층을 양호하게 유지하는 관점에서, 1.0 ∼ 2.2 인 것이 바람직하고, 1.1 ∼ 2.0 인 것이 보다 바람직하다.

칸막이 부재의 밀도는, 단전지 셀간의 단열성을 유지하면서, 조전지로서의 중량을 과잉으로 늘리지 않는 관점에서, 0.3 ∼ 2 g/㎤ 인 것이 바람직하고, 0.4 ∼ 1.5 g/㎤ 인 것이 보다 바람직하다.

[단전지]

단전지는, 예를 들어, 리튬 이온을 흡장·방출 가능한 정극 및 부극, 그리고 전해질을 구비하는 리튬 이온 이차 전지인 것이 바람직하다. 또, 리튬 이온 이차 전지 이외에, 리튬 이온 전고체 전지, 니켈수소 전지, 니켈카드뮴 전지, 납 축전지 등의 이차 전지를 적용할 수 있다.

도 9 는 조전지를 구성하는 단전지 (12) 의 일례를 나타내는 평면도이며, 도 10 은 도 9 에 나타낸 단전지 (12) 의 정면도이며, 도 11 은, 단전지 (12) 의 우측면도이다. 단전지 (12) 는, 높이 방향 (H), 폭방향 (W), 두께 방향 (D) 을 갖는 직방체상으로 형성되어 있고, 그 상면에 단자 (210), 단자 (220) 가 형성되어 있다.

칸막이 부재와, 칸막이 부재가 적용되는 단전지의 면적비 (칸막이 부재 면적/단전지 면적) 는, 0.8 이상인 것이 바람직하다. 그 면적비가 0.8 이상이면, 단전지간의 접촉에 의한 단락이 일어나기 어려워진다. 또, 단전지의 표면에 가해지는 압력이 불균일해지는 경우가 없고, 단전지 내의 전극의 변형이 커지지 않는 점에서, 시간 경과적인 성능 열화가 일어나는 요인이 되기 어렵다. 이상의 관점에서, 그 면적비는, 0.9 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.95 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, 전지 모듈 케이싱이 커져, 모듈 전체로서 전지 에너지 밀도가 작아져 버리는 관점에서, 1.2 이하인 것이 바람직하고, 1.1 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.05 이하인 것이 더욱 바람직하다.

[조전지]

본 발명은, 조전지를 구성하는 적어도 하나의 단전지간에 본 발명의 칸막이 부재를 갖는다. 상기 조전지를 구성하는 단전지와 상기 단전지 이외의 부재를 구획하는 경우에도 사용하는 것이 가능하다. 바람직하게는, 조전지를 구성하는 모든 단전지간에 본 발명의 칸막이 부재를 갖는다.

조전지를 제작하는 방법은 공지된 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어 복수의 단전지를 나열하고, 각 단전지간의 적어도 하나나 단전지와 상기 단전지 이외의 부재간에 본 발명의 칸막이 부재를 배치하고, 당해 칸막이 부재의 단열부의 두께 방향으로, 예를 들어 1 ∼ 5 kN 으로 압력을 가한 상태로 고정시키는 방법을 들 수 있다. 또한 받침 접시 등의 임의의 부재를 장착하는 것도 가능하다. 상기는 일례이며, 본 발명의 칸막이 부재의 조전지에 대한 적용 방법은 이러한 예로 한정되지 않는다.

이상과 같은 본 실시형태에 관련된 조전지는, 예를 들어, 전기 자동차 (EV, Electric Vehicle), 하이브리드 전기 자동차 (HEV, Hybrid Electric Vehicle), 플러그인 하이브리드 전기 자동차 (PHEV, Plug-in Hybrid Electric Vehicle), 전동 중기, 전동 오토바이, 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 전력원으로도 사용할 수 있다.

실시예

(평가 방법)

평가 방법 1 (시험 결과 1)

조전지를 구성하는 복수의 단전지를 두께 방향으로 나열하고, 각 단전지의 사이에 단열부를 구비하는 칸막이 부재를 형성하여 두께 방향으로 압력이 가해진 상태로 케이싱에 수납하는 것을 가정한다. 이 때, 칸막이 부재를 포함한 복수의 단전지를 나열한 구조를 유지하기 위해 두께 방향으로 부여하는 구속 압력을 설계 압력이라고 정의하고, 그 압력을 2 ㎫ 로 한다. 다음으로, 조전지의 사용에 의해 충전시나 고온시가 되어, 각 단전지가 팽창되는 것을 가정한다. 이 단전지의 팽창량 (㎜) 에 대해, 칸막이 부재에 가해지는 압력을 계산에 의해 구한다. 칸막이 부재에 가해지는 압력이 설계 압력을 초과할 때, 복수의 단전지를 나열한 구조는 유지할 수 없게 되거나, 혹은, 단전지에 압력 부하가 생겨 단전지의 변형이나 파괴가 일어나 위험한 상태가 된다. 그래서, 설계 압력에 대해 칸막이 부재에 가해지는 압력이 상회할 때의 단전지의 팽창량 (㎜) 을 이하의 기준에 기초하여 평가하였다.

평가 기준

○ : 단전지의 팽창량이 0.5 ㎜ 이상

△ : 단전지의 팽창량이 0.4 ㎜ 이상, 0.5 ㎜ 미만

× : 단전지의 팽창량이 0.4 ㎜ 미만

결과를 하기 표 1 에 나타낸다.

평가 방법 2 (시험 결과 2)

단전지 팽창시의 단열성을 이하의 기준에 기초하여 평가하였다.

평가 기준

○ : 단열부에 2 ㎫ 의 압력을 부하시킨 경우, 단열재의 초기 두께의 50 ％ 이상을 유지하고 있었다

△ : 단열부에 2 ㎫ 의 압력을 부하시킨 경우, 단열재의 초기 두께의 30 ％ 이상, 50 ％ 미만 유지하고 있었다

× : 단열부에 2 ㎫ 의 압력을 부하시킨 경우, 단열재의 초기 두께의 30 ％ 미만이었다

(압축 탄성률)

칸막이 부재의 단열부의 압축 탄성률 (23 ℃) 은 JIS K 7181 을 참고로 하여 측정하였다. 구체적으로는, 유압 프레스기에 칸막이 부재를 사이에 끼우고 프레스압과 압축시의 변위를 기록한다. 그 결과로부터 압축 응력과 압축 변형을 구하고, 압축 응력차를 압축 변형차로 나눈 값을 압축 탄성률로서 구하였다. 도 12 에 칸막이 부재의 단열부에 있어서의 프레스압 (구속압) 과 두께 유지율의 관계를 나타냈다. 압축 탄성률은 압축 개시 후의 프레스압 (구속압) 과 두께 유지율이 직선 관계에 있는 영역에 있어서 구하였다.

(시험예 1)

단열재로서의 다공질 시트 (버미큘라이트 시트, 세로 120 ㎜, 폭 60 ㎜, 두께 0.9 ㎜, 압축 탄성률 1.3 ㎫) 를, 외장체로서의 알루미늄 라미네이트 필름 (수지층으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 (칸막이 부재의 외측), 폴리에틸렌 (칸막이 부재의 내측) 을 포함함 ; 두께 0.11 ㎜) 내에 배치하고, 진공 탈기 실러 (후지 임펄스사 제조, 형번 : FCB-200) 를 사용하여 외장체의 4 변의 주연부를 시일함으로써 밀봉하였다. 얻어진 포재는, 세로 150 ㎜, 폭 90 ㎜, 각 변의 시일부는, 말단으로부터 5 ㎜ 폭이었다.

그 후, 지지부로서의 판상의 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지, 세로 70 ㎜, 폭 5 ㎜ (지지부의 면적 S_S 가 700 ㎟), 두께 1.0 ㎜, 를 두께 0.1 ㎜ 의 양면 점착 테이프를 사용하여 외장체의 단변의 주연부로부터 1 ㎜ 의 위치에 1 쌍의 대변을 형성하도록 평행한 위치에, 양단부 2 지점에 첩합하여 칸막이 부재를 얻었다.

얻어진 칸막이 부재를 상이한 2 개의 전지간에 사용한 경우의 조전지에 있어서의, 비접촉 영역 상의 공기층의 두께는 0.2 ㎜ 가 된다. 또, 평면에서 보았을 때의 단열부의 면적 (S_I) 에 대한 비접촉 영역의 면적 (S_N) 의 비율 (S_N/S_I) 은 0.92 가 된다.

제작한 칸막이 부재에 대해, 상기 평가 방법 1 및 2 를 사용하여 평가를 실시하였다. 결과를 하기 표 1 에 나타낸다.

(시험예 2)

단열재로서, 상이한 압축 탄성률을 갖는 다공질 시트 (버미큘라이트 시트, 압축 탄성률 7.8 ㎫) 로 변경한 것 이외에는 시험예 1 과 동일하게 하여 칸막이 부재를 얻었다.

제작한 칸막이 부재에 대해, 상기 평가 방법 1 및 2 를 사용하여 평가를 실시한 결과를 하기 표 1 에 나타낸다.

(시험예 3)

단열재로서, 상이한 압축 탄성률을 갖는 다공질 시트 (버미큘라이트 시트, 압축 탄성률 5.2 ㎫) 를 사용하고, 지지부의 두께를 0.92 ㎜, 공기층의 두께 (T_A) 를 0.12 ㎜ 로 변경한 것 이외에는 시험예 2 와 동일하게 하여 칸막이 부재를 얻었다. 제작한 칸막이 부재에 대해, 상기 평가 방법 1 및 2 를 사용하여 평가를 실시한 결과를 하기 표 1 에 나타낸다.

(시험예 4)

지지부의 두께를 2.3 ㎜, 공기층의 두께 (T_A) 를 1.5 ㎜ 로 변경한 것 이외에는 시험예 3 과 동일하게 하여 칸막이 부재를 얻었다. 제작한 칸막이 부재에 대해, 상기 평가 방법 1 및 2 를 사용하여 평가를 실시한 결과를 하기 표 1 에 나타낸다.

(시험예 5)

지지부의 두께를 0.85 ㎜, 공기층의 두께 (T_A) 를 0.05 ㎜ 로 변경한 것 이외에는 시험예 3 과 동일하게 하여 칸막이 부재를 얻었다. 제작한 칸막이 부재에 대해, 상기 평가 방법 1 및 2 를 사용하여 평가를 실시한 결과를 하기 표 1 에 나타낸다.

(시험예 6)

지지부의 두께를 3.3 ㎜, 공기층의 두께 (T_A) 를 2.5 ㎜ 로 변경한 것 이외에는 시험예 3 과 동일하게 하여 칸막이 부재를 얻었다. 제작한 칸막이 부재에 대해, 상기 평가 방법 1 및 2 를 사용하여 평가를 실시한 결과를 하기 표 1 에 나타낸다.

(시험예 7)

지지부의 두께를 1.0 ㎜, 공기층의 두께 (T_A) 를 0.2 ㎜, 평면에서 보았을 때의 단열부의 면적 (S_I) 에 대한 비접촉 영역의 면적 (S_N) 의 비율 (S_N/S_I) 을 0.72 로 변경한 것 이외에는 시험예 3 과 동일하게 하여 칸막이 부재를 얻었다. 제작한 칸막이 부재에 대해, 상기 평가 방법 1 및 2 를 사용하여 평가를 실시한 결과를 하기 표 1 에 나타낸다.

(시험예 8)

평면에서 보았을 때의 단열부의 면적 (S_I) 에 대한 비접촉 영역의 면적 (S_N) 의 비율 (S_N/S_I) 을 1.0 으로 변경한 것 이외에는 시험예 7 과 동일하게 하여 칸막이 부재를 얻었다. 제작한 칸막이 부재에 대해, 상기 평가 방법 1 및 2 를 사용하여 평가를 실시한 결과를 하기 표 1 에 나타낸다.

(시험예 9)

평면에서 보았을 때의 단열부의 면적 (S_I) 에 대한 비접촉 영역의 면적 (S_N) 의 비율 (S_N/S_I) 을 0.39 로 변경한 것 이외에는 시험예 7 과 동일하게 하여 칸막이 부재를 얻었다. 제작한 칸막이 부재에 대해, 상기 평가 방법 1 및 2 를 사용하여 평가를 실시한 결과를 하기 표 1 에 나타낸다.

(시험예 10)

평면에서 보았을 때의 단열부의 면적 (S_I) 에 대한 비접촉 영역의 면적 (S_N) 의 비율 (S_N/S_I) 을 0.92, 지지부의 면적 S_S 를 350 ㎟ 로 변경한 것 이외에는 시험예 7 과 동일하게 하여 칸막이 부재를 얻었다. 제작한 칸막이 부재에 대해, 상기 평가 방법 1 및 2 를 사용하여 평가를 실시한 결과를 하기 표 1 에 나타낸다.

(시험예 11)

지지부의 면적 S_S 를 2340 ㎟ 로 변경한 것 이외에는 시험예 10 과 동일하게 하여 칸막이 부재를 얻었다. 제작한 칸막이 부재에 대해, 상기 평가 방법 1 및 2 를 사용하여 평가를 실시한 결과를 하기 표 1 에 나타낸다.

(시험예 12)

지지부의 면적 S_S 를 250 ㎟ 로 변경한 것 이외에는 시험예 10 과 동일하게 하여 칸막이 부재를 얻었다. 제작한 칸막이 부재에 대해, 상기 평가 방법 1 및 2 를 사용하여 평가를 실시한 결과를 하기 표 1 에 나타낸다.

(시험예 13)

지지부의 면적 S_S 를 3200 ㎟ 로 변경한 것 이외에는 시험예 10 과 동일하게 하여 칸막이 부재를 얻었다. 제작한 칸막이 부재에 대해, 상기 평가 방법 1 및 2 를 사용하여 평가를 실시한 결과를 하기 표 1 에 나타낸다.

(시험예 14)

단열재를 외장체 내에 배치한 후에 물 5 ml 를 포함하게 한 것 이외에는 시험예 3 과 동일하게 하여 칸막이 부재를 얻었다. 제작한 칸막이 부재에 대해, 상기 평가 방법 1 및 2 를 사용하여 평가를 실시한 결과를 하기 표 1 에 나타낸다.

(비교 시험예 1)

단열재로서, 상이한 압축 탄성률을 갖는 다공질 시트 (버미큘라이트 시트, 압축 탄성률 0.3 ㎫) 로 변경한 것 이외에는 시험예 1 과 동일하게 하여 칸막이 부재를 얻었다. 제작한 칸막이 부재에 대해, 상기 평가 방법 1 및 2 를 사용하여 평가를 실시한 결과를 하기 표 1 에 나타낸다.

(비교 시험예 2)

단열재로서, 상이한 압축 탄성률을 갖는 다공질 시트 (버미큘라이트 시트, 압축 탄성률 15 ㎫) 로 변경한 것 이외에는 시험예 1 과 동일하게 하여 칸막이 부재를 얻었다. 제작한 칸막이 부재에 대해, 상기 평가 방법 1 및 2 를 사용하여 평가를 실시한 결과를 하기 표 1 에 나타낸다.

(비교 시험예 3)

공기층의 두께 (T_A) 를 0 ㎜ 로 변경한 것 이외에는 시험예 3 과 동일하게 하여 칸막이 부재를 얻었다. 제작한 칸막이 부재에 대해, 상기 평가 방법 1 및 2 를 사용하여 평가를 실시한 결과를 하기 표 1 에 나타낸다.

10A, 10B : 조전지
12 : 단전지
14, 14A, 14B : 칸막이 부재
16 : 단열부
18 : 지지부
20 : 비접촉 영역
22 : 외장체
210 : 단자
220 : 단자

Claims

복수의 단전지가 적층되어 이루어지는 조전지로서, 단전지간의 적어도 하나에 칸막이 부재를 갖고,
상기 칸막이 부재가 단열부를 갖고, 그 단열부의 단전지 적층 방향에 있어서의 압축 탄성률이 0.5 ∼ 10 ㎫ 이며,
상기 칸막이 부재가, 상기 단전지와 접촉하지 않는 비접촉 영역을 갖는 조전지.
제 1 항에 있어서,
상기 칸막이 부재를 각 단전지간에 갖는 조전지.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 칸막이 부재가 단전지 적층 방향에 직교하는 면방향에서, 상기 단열부의 외측에 지지부를 구비하고, 상기 지지부가 상기 단전지와 접촉하여 이루어지는 조전지.
제 3 항에 있어서,
상기 지지부의 단전지 적층 방향에 있어서의 압축 탄성률이 0.5 ∼ 100 ㎫ 인 조전지.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비접촉 영역과, 그 비접촉 영역 상의 상기 단전지와의 간격이, 0.1 ∼ 2.5 ㎜ 인 조전지.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
평면에서 보았을 때의 상기 단열부의 면적 (S_I) 에 대한 상기 비접촉 영역의 면적 (S_N) 의 비율 (S_N/S_I) 이, 0.3 ∼ 1 인 조전지.
제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
평면에서 보았을 때의 상기 칸막이 부재의 면적 (S_P) 에 대한 상기 지지부의 면적 (S_S) 의 비율 (S_S/S_P) 이, 0.02 ∼ 0.2 인 조전지.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
평면에서 보았을 때의 상기 칸막이 부재가 직사각형이며, 그 칸막이 부재 상의 상기 지지부가 선상으로 적어도 1 쌍의 대변을 형성하는 조전지.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단열부가 액체를 보유하는 조전지.
제 9 항에 있어서,
상기 단열부가 다공질 단열재이며, 상기 액체가 상기 다공질 단열재에 보유되어 이루어지는 조전지.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단열부가 외장체에 수용되어 이루어지는 조전지.
제 11 항에 있어서,
상기 외장체가 금속박과 열가소성 수지층을 포함하는 적층체로 이루어지는 조전지.
제 12 항에 있어서,
상기 금속박을 구성하는 금속이 알루미늄, 구리, 주석, 니켈, 스테인리스, 납, 주석납 합금, 청동, 은, 이리듐, 및 인청동의 적어도 어느 것인 조전지.
복수의 단전지가 적층되어 이루어지는 조전지의 제조 방법으로서,
상기 단전지간의 적어도 하나에 칸막이 부재를 배치하고,
상기 칸막이 부재가 단열부를 갖고, 그 단열부의 단전지 적층 방향에 있어서의 압축 탄성률이 0.5 ∼ 10 ㎫ 이며,
당해 칸막이 부재의 단열부의 두께 방향으로 압력을 가한 상태로 고정하고,
상기 칸막이 부재가 상기 단전지와 접촉하지 않는 비접촉 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 조전지의 제조 방법.