TW202023813A - 層合物及使用其之電池胞元模組 - Google Patents

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Abstract

具體實例係關於一種層合物，其包含第一黏合層、石墨薄片、第二黏合層及彈性薄片，藉此其能提高一電池胞元模組的輕重量、熱散逸及穩定性；及使用其之電池胞元模組。

Description

層合物及使用其之電池胞元模組
發明領域 具體實例係關於一種層合物，其包含第一黏合層、石墨薄片、第二黏合層及彈性薄片，藉此其能提高電池胞元模組的輕重量、熱散逸及穩定性；及使用其之電池胞元模組。
發明背景 在電動車中，電池系統的信賴度及穩定性係決定該電動車之可售性的最重要因素。為了防止電池性能由於多種溫度變化而衰退，應該將該電池系統維持在20℃至40℃的適當溫度範圍下。因此，該由複數個電池胞元構成的電池系統需要一冷卻結構，以便冷卻在該電池胞元之充電或放電期間所產生的熱。
習知上，已經使用一種在由金屬諸如鋁或銅製得的熱庫內流動有冷卻水之電池系統。但是，金屬材料諸如鋁或銅具有高導熱度，其不僅會降低該冷卻效應而且亦具有體積大及重量重的缺點。
至於實施例，韓國早期公開專利公告案號2018-0080614揭示出一種電池模組，其藉由一由具有高熱轉移效率的材料(例如，陶瓷粉末)製得之熱交換墊來提高冷卻效率，且在該墊中有一冷卻媒質循環通過其。但是因為該熱交換墊的冷卻管係由鋁或銅製得，此難以保證有足夠的熱散逸、空間性及輕重量。
發明概要 工藝問題 因此，具體實例旨在提供一種能一起提高輕重量、穩定性與優良的熱散逸之層合物；及使用其之電池胞元模組。 問題之解決
根據具體實例的層合物包含第一黏合層、石墨薄片、第二黏合層及彈性薄片，其中該石墨薄片的表面積係小於該第一黏合層的表面積。
根據具體實例的電池胞元模組包含一外罩；在該外罩中，複數個並列安排的電池胞元；及插在該複數個電池胞元間之熱散逸薄片，其中該熱散逸薄片包含第一黏合層、石墨薄片、第二黏合層及彈性薄片。 本發明的優良效應
在根據具體實例的層合物中，該石墨薄片的表面積係小於該第一黏合層的表面積。因此，該石墨薄片不會曝露至外部，藉此可提高穩定性。
因為根據具體實例的電池胞元模組包含一熱散逸薄片，此可能提高其熱散逸、輕重量及穩定性，其中該薄片包含第一黏合層、石墨薄片、第二黏合層及彈性薄片。
較佳實施例之詳細說明 於此之後，將參照具體實例詳細地描述本發明。該等具體實例不限於下列所描述的那些且可修改成多種形式，只要本發明的主旨未被改變。
遍及本專利說明書，當一部分係指為「包含」一元素時，要了解的是，除非其它方面有特別描述，否則其可包含其它元素而非排除其它元素。
再者，要了解的是，除非其它方面有指示出，否則與於本文中所使用的組分量、反應條件及其類似狀況相關之全部數字及表示係由用語「約」修飾。
圖1顯示出習知電池胞元模組(100)的截面圖。在圖1描繪出的電池胞元模組中，於外罩(110)中提供複數個電池胞元(120)、各別插在該複數個電池胞元(120)間之緩衝墊(130)及散熱片(140)；及在該外罩(110)的底部上提供一熱介面材料(TIM)層(150)及一熱庫(160)。
如在圖1中顯示出，於該習知的電池胞元模組(100)中，該散熱片(140)係插在該複數個電池胞元(120)間，以便將該在電池胞元(120)中產生的熱轉移至熱庫(160)；及該沿著散熱片(140)轉移的熱會被傳送至該有冷卻水流過的熱庫(160)，因此將該電池胞元模組(100)維持在管理溫度(20℃至40℃)下。該熱轉移的方向係由箭號指示出。插在該複數個電池胞元(120)間之緩衝墊(130)可對當超過管理溫度時將膨脹的電池提供保護。此外，可在熱庫(160)與外罩(110)間插入一熱介面材料層(150)，以便自該電池胞元(120)轉移出的熱可被良好地傳送至熱庫(160)。
但是，因為在習知的電池胞元模組(100)中，該外罩(110)、散熱片(140)及熱庫(160)係由具有高導熱度的金屬諸如鋁或銅製得，其不可能達成足夠的熱散逸。此外，因為它們係由金屬製得，它們有在該電池胞元模組(100)中體積大及重量重的缺點。
圖2顯示出另一種習知的電池胞元模組(200)之截面圖。在圖2描繪出的電池胞元模組(200)中，於外罩(210)中提供複數個電池胞元(220)、插在該複數個電池胞元(120)間之緩衝墊(230)及間隙充填料(270)；及在該外罩(210)的底部上提供一熱介面材料層(250)及一熱庫(160)。
如於圖2中顯示出，已經使用該在複數個電池胞元(220)間沒有插入散熱栓(140)的電池胞元模組(200)來減低其重量。
但是，雖然該習知的電池胞元模組(200)進一步包含該間隙充填料(270)，其中其能藉由移除在該複數個電池胞元(220)的下部區域中之空隙來增加熱散逸效應，但此無法達成足夠的熱散逸效應。因此，其具有增加當超過管理溫度時電池將膨脹或爆炸的風險。 層合物
根據具體實例的層合物包含第一黏合層、石墨薄片、第二黏合層及彈性薄片，其中該石墨薄片的表面積係小於該第一黏合層的表面積。
根據具體實例，該石墨薄片的表面積係小於該第二黏合層及彈性薄片的表面積。
根據具體實例，該彈性薄片的表面積可小於該石墨薄片及第二黏合層的表面積。
根據具體實例，該石墨薄片係由第一黏合層、第二黏合層及彈性薄片密封，以便其不會曝露至外部。特別是，因為該石墨薄片係如上所述般不會曝露至外部，此可能提高熱散逸效應和防止該電池胞元由於隨著時間所產生的石墨粉塵而在充電及放電效率上衰退。
圖3顯示出根據具體實例的層合物(300)之截面圖。在圖3描繪出的層合物(300)中，該第二黏合層(304)係提供在該彈性薄片(301)上，該具有表面積小於第二黏合層(304)及彈性薄片(301)之表面積的石墨薄片(303)係提供在該第二黏合層(304)上，及該具有表面積大於該石墨薄片(303)的表面積之第一黏合層(302)係提供在該石墨薄片(303)上，藉此該石墨薄片(303)係經密封而不曝露至外部。 第一及第二黏合層
根據具體實例，該第一黏合層可係一邊或雙邊黏合層，及該第二黏合層可係雙邊黏合層。
特別是，該第一黏合層係層合在該石墨薄片的上邊上。因為該第一黏合層的表面積係大於該石墨薄片的表面積，該石墨薄片的側邊厚度亦可由該第一黏合層密封。更特別是，該第一黏合層與第二黏合層彼此黏合而完全密封該石墨薄片。
此外，該如為雙邊黏合層的第二黏合層可固定該石墨薄片與彈性薄片。
根據具體實例，該第一黏合層的厚度可係0.005毫米至1毫米。例如，該第一黏合層可具有厚度0.005毫米至0.9毫米、0.005毫米至0.5毫米、0.005毫米至0.015毫米、或0.005毫米至0.1毫米。若滿足上述範圍時，該第一黏合層可達成所需要的黏合性能且沒有降低該石墨薄片之熱散逸效應。
根據具體實例，該第二黏合層的厚度可係0.005毫米至1毫米。例如，該第二黏合層可具有厚度0.005毫米至0.9毫米、0.005毫米至0.5毫米、0.005毫米至0.015毫米、或0.005毫米至0.1毫米。若滿足上述範圍時，該第二黏合層可達成所需要的黏合性能且沒有降低該石墨薄片之熱散逸效應。
根據具體實例，該第一黏合層及第二黏合層各者可包含選自於由下列所組成之群的材料：丙烯酸基底的黏合劑、聚矽氧基底的黏合劑、胺基甲酸酯基底的黏合劑及其組合。例如，其可包含丙烯酸基底的黏合劑或聚矽氧基底的黏合劑。從導熱度的觀點來看，較佳的是，其可包含聚矽氧基底的黏合劑，但是其不限於此。 石墨薄片
金屬材料諸如鋁或銅的導熱度係等向性，然而由於石墨粒子的結構具有各向異性排列，在石墨薄片中於厚度方向上之導熱度係與在平面方向上的導熱度不同。
特別是，該石墨薄片通常在平面方向上具有導熱度100瓦/公尺K或更大，及在水平方向上的導熱度係20瓦/公尺K或較少。因此，因為該具體實例的電池模組包含一石墨薄片，在複數個電池胞元中所產生的熱可迅速地向下轉移至熱庫，因此改良熱散逸。
根據具體實例，該石墨薄片於平面方向上的導熱度對在厚度方向上的導熱度之比率係300或更大。特別是，該石墨薄片在厚度方向上的導熱度可係1瓦/公尺K至20瓦/公尺K，及其在平面方向上的導熱度可係800瓦/公尺K至2,000瓦/公尺K。例如，在厚度方向上的導熱度可係1瓦/公尺K至18瓦/公尺K、3瓦/公尺K至20瓦/公尺K、或5瓦/公尺K至20瓦/公尺K；及在平面方向上的導熱度可係900瓦/公尺K至2,000瓦/公尺K、1,000瓦/公尺K至1,800瓦/公尺K、1,200瓦/公尺K至2,000瓦/公尺K、或1,200瓦/公尺K至1,800瓦/公尺K。
根據具體實例，該石墨薄片具有一呈編織有緯紗及經紗的織物形式之表面結構。特別是，該石墨薄片可包含一包括石墨化纖維的內層及一石墨外層。更特別的是，該石墨薄片可包含一包括石墨化纖維的內層及一覆蓋該內層的一邊或二邊之石墨外層。
該石墨薄片的表面結構可與構成該內層的纖維之表面相同。該纖維可係一織物基材材料，及使用該織物基材材料所製造的石墨薄片之表面結構可係一允許具有如上所述的結構之編織結構。
該內層可包含一包括複數條石墨纖維的纖維束。特別是，該內層可由一包含複數條石墨纖維的纖維束構成。此外，該纖維束可包含在該複數條石墨纖維間所形成之空隙。再者，該內層可包含一由石墨纖維或石墨纖維束構成且編織有緯紗及經紗之織物形式。
該內層可包含藉由石墨化一天然纖維或合成纖維所製得的纖維。特別是，該內層可係藉由碳化及石墨化一天然纖維或合成纖維所製得的纖維。
該天然纖維可係選自於由纖維素纖維、蛋白質纖維及礦物纖維所組成之群的至少一種。該纖維素纖維可包括(i)種子纖維，諸如棉花及木棉；(ii)莖幹纖維，諸如亞麻、苧麻、大麻及黃麻；(iii)果實纖維，諸如椰殼纖維；及(iv)葉纖維，諸如馬尼拉麻、蕉麻及瓊麻。此外，該蛋白質纖維可包括(i)羊毛纖維、(ii)絲纖維及(iii)毛髮纖維。該礦物纖維可包括例如(i)合成的礦物纖維，諸如玻璃絨及礦物綿；及(ii)石棉，其中玻璃、岩石及其它礦物係在高溫下液化及纖維化。特別是，該天然纖維可包含選自於由棉花、麻、羊毛及絲所組成之群的至少一種。
該合成纖維可係選自於由有機纖維及無機纖維所組成之群的至少一種。該有機纖維可包括例如(i)再生纖維，包括纖維素基底的纖維，諸如嫘螢、天絲(tencil)(或萊賽爾(lyocell))及莫代爾(modale)；或蛋白質基底的纖維；(ii)半合成纖維，包括纖維素基底的纖維，諸如醋酸酯及三醋酸酯；及(iii)合成纖維，諸如聚醯胺纖維、聚酯纖維、聚胺基甲酸酯纖維、聚乙烯纖維、聚氯乙烯纖維、聚氟乙烯纖維、聚乙烯醇纖維、丙烯酸纖維及聚丙烯纖維。特別是，該合成纖維可包含至少一種選自於由下列所組成之群的合成纖維：耐綸、聚酯、聚胺基甲酸酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚乙烯醇、丙烯酸樹脂及聚丙烯；或至少一種選自於由嫘螢、醋酸酯及三醋酸酯所組成之群的纖維素基底的纖維。
例如，該內層可包含一具有間距20微米至200微米及寬度60微米至200微米的晶格結構。
該石墨外層可覆蓋該內層的一邊或二邊。特別是，該石墨外層係由一塗佈在該石墨內層的一邊上之第一石墨外層及一塗佈在該石墨內層的另一邊上之第二石墨外層構成，及該第一石墨外層與第二石墨外層可部分彼此連接。
該石墨外層可係一被石墨化的聚合物樹脂層。此外，該石墨外層可包含天然石墨或膨脹石墨。
該聚合物樹脂可包含選自於由下列所組成之群的至少一種：聚醯亞胺、聚醯胺酸、聚氯乙烯、聚酯、聚胺基甲酸酯、聚乙烯、聚氟乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯及聚丙烯。特別是，該聚合物樹脂可包含選自於由下列所組成之群的至少一種：具有重量平均分子量200,000克/莫耳至300,000克/莫耳之聚醯亞胺、聚醯胺酸及聚氯乙烯。
特別是，該石墨薄片可藉由下列製造：製備一多層主體，其中該主體包含一纖維基材及一在該纖維基材的一邊或二邊上之聚合物塗層；及完整地碳化及石墨化該多層主體。當在預定溫度下進行該碳化及石墨化製程時，構成該多層主體的纖維基材及聚合物塗層全部被石墨化，藉此可製造出一石墨薄片。
若該石墨薄片係藉由石墨化如上所述的多層主體而製造時，其優點為可以低成本製造出該具有相對厚的厚度及優良的導熱度之石墨薄片。
在此事件中，該聚合物塗層的厚度可係30微米至50微米。例如，若該聚合物塗層係在該纖維基材的二邊上形成時，該聚合物塗層的總厚度可係60微米至100微米。若該聚合物塗層其厚度係在上述範圍內形成時，該層合物可具有一石墨薄片，其表面在碳化及石墨化後顯示出衍生自該纖維基材的編織結構。
該纖維基材可係選自於由天然纖維及合成纖維所組成之群的至少一種。該天然纖維及合成纖維係如所描述般與該內層相關。
該聚合物塗層係如所描述般與該外層的聚合物樹脂相關。
此外，該石墨薄片可包含一具有間距20微米至200微米及寬度60微米至200微米的晶格結構。
參照圖8及9，該石墨薄片可具有一呈編織有緯紗及經紗的織物形式之表面結構。
在此事件中，該緯紗(A)及經紗(B)可各別具有寬度(d1或d2) 20微米至200微米、30微米至170微米、或50微米至170微米。此外，該緯紗(A)及經紗(B)可各別具有間距(P1或P2) 20微米至200微米、30微米至170微米、或50微米至170微米。
此外，該石墨薄片的表面結構可滿足緯紗(A)×經紗(B)係80至130×100至150計數/英吋。例如，該石墨薄片之表面結構可滿足緯紗(A)×經紗(B)係130×150計數/英吋、100×120計數/英吋或80×100計數/英吋。
因為該石墨薄片具有如上所述的表面結構，其可具有預定的表面粗糙度。特別是，參照圖8，該石墨薄片的表面在緯紗(A)與經紗(B)係疊置之部分(C)與它們係未疊置的部分(D)間具有一步階。
根據具體實例，該石墨薄片可具有表面粗糙度(Ra) 0.5微米至10微米(參見圖10)。更特別是，該石墨薄片可具有表面粗糙度(Ra) 1微米至8微米、或2微米至6微米。
根據具體實例，該石墨薄片具有厚度0.01毫米至1毫米。特別是，該石墨薄片可具有厚度0.5毫米至1毫米、0.01毫米至0.5毫米、0.01毫米至0.2毫米、0.01毫米至0.1毫米、或0.05毫米至0.1毫米。
從熱容量的觀點來看，若該石墨薄片的厚度係在上述範圍內時，其可優良。
由於在曲率半徑(R) 5毫米、折疊角度180度、負載0.98牛頓及折疊速度每分鐘90循環之條件下進行MIT折疊試驗，該石墨薄片可具有交互折疊(reciprocal folding)數目最高10,000次。特別是，由於該MIT折疊試驗，該石墨薄片可具有交互折疊數目10,000至20,000次、10,000至18,000次、或10,000至15,000次。
該石墨薄片可在50℃下具有比熱0.5焦耳/克K至1.0焦耳/克K、0.5焦耳/克K至0.9焦耳/克K、0.6焦耳/克K至0.9焦耳/克K、或0.7焦耳/克K至0.9焦耳/克K。該石墨薄片可具有密度0.5克/立方公分至2.5克/立方公分、0.5克/立方公分至2.0克/立方公分、或0.8克/立方公分至2.0克/立方公分。 彈性薄片
該彈性薄片可包含一聚合物樹脂。特別是，該彈性薄片可包含以乙烯基為基底的聚合物。
該以乙烯基為基底的聚合物可包含選自於由聚乙烯基縮丁醛及聚乙烯-醋酸乙烯酯所組成之群的至少一種。特別是，該以乙烯基為基底的聚合物可係聚乙烯基縮丁醛或聚乙烯-醋酸乙烯酯。
該聚合物樹脂可具有重量平均分子量100,000克/莫耳至500,000克/莫耳、100,000克/莫耳至300,000克/莫耳、或100,000克/莫耳至200,000克/莫耳。
該彈性薄片可具有厚度0.5毫米至1毫米、1毫米至3毫米、或3毫米至5毫米。若該彈性薄片的厚度係在上述範圍內時，其可能緩衝在電池胞元充電及放電那時所發生之收縮及膨脹，因此提高電池的穩定性。
該彈性薄片可在0℃至50℃下具有熱膨脹係數0.1 ppm/℃至0.5 ppm/℃，及在溫度20℃及頻率50赫茲至100赫茲下的動態儲存模量係1×106 Pa至3×107 Pa。特別是，該彈性薄片可在0℃至50℃下具有熱膨脹係數0.1 ppm/℃至0.3 ppm/℃、或0.15 ppm/℃至0.3 ppm/℃；及在溫度20℃及頻率50赫茲至100赫茲下的動態儲存模量係1×106 Pa至2×107 Pa、或1×106 Pa至5×106 Pa。
該彈性薄片可具有抗拉強度10 MPa至50 MPa、10 MPa至40 MPa、或10 MPa至30 MPa；及斷裂伸張率150%至400%、150%至350%、或200%至300%。此外，該彈性薄片可在平面方向上及在厚度方向上具有導熱度0.01瓦/公尺K至0.8瓦/公尺K、0.1瓦/公尺K至0.8瓦/公尺K、0.1瓦/公尺K至0.6瓦/公尺K、或0.1瓦/公尺K至0.5瓦/公尺K。
該抗拉強度及斷裂伸張率可藉由在JIS K 6771中所描述的方法測量。此外，該導熱度可藉由在ASTM F 433中所描述的方法測量。
該熱散逸薄片及彈性薄片可藉由加熱及加壓黏合，以便在層間無物理邊界(physical boundary)。該加熱及加壓可在溫度100℃至150℃下藉由加壓至0.1 MPa至0.5 MPa進行。
根據具體實例，該石墨薄片可係I形(參見圖4及7)。
根據具體實例，該石墨薄片可呈具有至少一個彎曲部分的形式。
根據具體實例，該石墨薄片可係L形或U形(參見圖5及6)。 電池胞元模組
根據具體實例的電池胞元模組包含一外罩；在該外罩中，複數個並列安排的電池胞元；及插在該複數個電池胞元間之熱散逸薄片，其中該熱散逸薄片包含第一黏合層、石墨薄片、第二黏合層及彈性薄片。 外罩
該外罩作用為固定該複數個電池胞元及熱散逸薄片。例如，該外罩較佳為由下列製得：金屬材料，諸如鋁；或具有諸如阻燃性、抗化性、絕緣性及耐久性之特徵的塑膠材料，諸如PC+ABS、PA、PP及其類似物，但是其不限於此。 電池胞元
根據具體實例，在該外罩中並列安排複數個電池胞元。特別是，因為該電池胞元的數目係根據所需要的電力大小而決定，當提供愈多的電池胞元時可供應愈大的電力。
根據具體實例的電池胞元模組包含一石墨薄片而非習知的金屬材料，使得該電池胞元模組具有比由金屬材料製得的那些小之體積。因此，裝配在與習知電池胞元模組相同的空間中之電池胞元數目可增加，使得該電池胞元模組的電力量可增加。再者，與由金屬材料製得的那些比較，其具有輕重量及可撓的優點。 熱散逸薄片
該熱散逸薄片係插在該複數個電池胞元間及包含一石墨薄片與一彈性薄片。
該石墨薄片及彈性薄片係如上所述。
根據具體實例，該第一黏合層可係一邊或雙邊黏合層，及該第二黏合層可係雙邊黏合層。
根據具體實例，該電池胞元及熱散逸薄片可藉由第一黏合層黏合。
根據具體實例，該第一黏合層可具有絕緣及熱散逸特徵。特別是，若該第一黏合層具有絕緣及熱散逸特徵時，該熱散逸薄片之熱散逸特徵可提高。例如，該第一黏合層可在AC 2.0千伏至3.5千伏下抵擋0.04毫安培或較少的漏電流，但是其不限於此。
根據具體實例，該熱散逸薄片在平面方向上可具有導熱度800瓦/公尺K至2,000瓦/公尺K。特別是，該導熱度可係900瓦/公尺K至2,000瓦/公尺K、1,000瓦/公尺K至1,800瓦/公尺K、1,200瓦/公尺K至2,000瓦/公尺K、或1,200瓦/公尺K至1,800瓦/公尺K。
根據具體實例的電池胞元模組可進一步在該外罩的至少一邊上包含一熱庫。特別是，該電池胞元模組可進一步在該外罩的底部上包含一熱庫，及該熱散逸薄片可固定至該熱庫。
該熱庫可由金屬材料諸如鋁或銅製得及可具有一冷卻水在其中流動的結構，但是其不限於此。
根據具體實例的電池胞元模組可進一步在該外罩與熱庫間包含一熱介面材料層。
該熱介面材料層係配置在該外罩的底部上及能有效將自該電池胞元傳送出的熱向下轉移至該熱庫。例如，該熱介面材料層可包含丙烯酸基底的樹脂、聚矽氧基底的樹脂或胺基甲酸酯基底的樹脂。從熱散逸性能的觀點來看，聚矽氧基底的樹脂較佳，但是其不限於此。
根據具體實例，該熱庫包含複數個可設置該熱散逸薄片的凹處(參見圖7)。特別是，該熱散逸薄片的第一黏合層、石墨薄片及第二黏合層可設置在該凹處中。
根據具體實例的電池胞元模組(400、500、600及700)可進一步在該外罩內包含一間隙充填料(參見圖4至7)。
圖4至7各者顯示出根據具體實例的電池胞元模組之截面圖。
在圖4描繪出的電池胞元模組(400)中，於外罩(410)中並列提供複數個電池胞元(420)；具有I形的熱散逸薄片(480)係插在該複數個電池胞元(420)間，其中該熱散逸薄片(480)包含第一黏合層(482)、石墨薄片(483)、第二黏合層(484)及彈性薄片(481)；用以移除空隙的間隙充填料(470)係提供在該熱散逸薄片(480)及電池胞元(420)的底部上；及熱介面材料層(450)與熱庫(460)係提供在該外罩(410)的底部上。
在圖5描繪出的電池胞元模組(500)中，於外罩(510)中並列提供複數個電池胞元(520)；具有L形的熱散逸薄片(580)係插在該複數個電池胞元(520)間，其中該熱散逸薄片(580)包含第一黏合層(582)、石墨薄片(583)、第二黏合層(584)及彈性薄片(581)；用以移除空隙的間隙充填料(570)係提供在該熱散逸薄片(580)當中的彈性薄片(581)之底部上；及熱介面材料層(550)與熱庫(560)係提供在該外罩(510)的底部上。
在圖6描繪出的電池胞元模組(600)中，於外罩(610)中並列提供複數個電池胞元(620)；具有U形的熱散逸薄片(680)係插在該複數個電池胞元(620)間，其中該熱散逸薄片(680)包含第一黏合層(682)、石墨薄片(683)、第二黏合層(684)及彈性薄片(681)；用以移除空隙的間隙充填料(670)係提供在該熱散逸薄片(680)當中的彈性薄片(681)之底部上；及熱介面材料層(650)與熱庫(660)係提供在該外罩(610)的底部上。
在圖7描繪出的電池胞元模組(700)中，於外罩(710)中並列提供複數個電池胞元(720)；具有I形的熱散逸薄片(780)係插在該複數個電池胞元(720)間，其中該熱散逸薄片(780)包含第一黏合層(782)、石墨薄片(783)、第二黏合層(784)及彈性薄片(781)；用以移除空隙的間隙充填料(770)係提供在該熱散逸薄片(780)及電池胞元(720)的底部上；及該第一黏合層(782)、石墨薄片(783)及第二黏合層(784)係設置在該熱庫(760)之凹處中。
100、200、400、500、600、700:電池胞元模組 110、210、410、510、610、710:外罩 120、220、420、520、620、720:電池胞元 130、230:緩衝墊 140:散熱片 150、250、450、550、650:熱介面材料層 160、260、460、560、660、760:熱庫 270、470、570、670、770:間隙充填料 300:層合物 301、481、581、681、781:彈性薄片 302、482、582、682、782:第一黏合層 303、483、583、683、783:石墨薄片 304、484、584、684、784:第二黏合層 480、580、680、780:熱散逸薄片 A:緯紗 B:經紗 d1:緯紗的寬度 d2:經紗的寬度 P1:緯紗的間距 P2:經紗的間距 C:緯紗與經紗係疊置的部分 D:緯紗與經紗係未疊置的部分
圖1顯示出習知電池胞元模組的截面圖。
圖2顯示出另一種習知電池胞元模組的截面圖。
圖3顯示出根據具體實例的層合物之截面圖。
圖4至7各者顯示出根據具體實例的電池胞元模組之截面圖。
圖8顯示出根據具體實例的石墨薄片表面之圖式圖。
圖9係根據具體實例的石墨薄片之表面相片。
圖10係以原子力顯微鏡(AFM)觀察根據具體實例的石墨薄片表面之相片。
300:層合物
301:彈性薄片
302:第一黏合層
303:石墨薄片
304:第二黏合層

Claims (18)

  1. 一種層合物，其包含第一黏合層、石墨薄片、第二黏合層及彈性薄片，其中該石墨薄片的表面積係小於該第一黏合層的表面積。
  2. 如請求項1之層合物，其中該石墨薄片的表面積係小於該第二黏合層及彈性薄片的表面積。
  3. 如請求項1之層合物，其中該石墨薄片係由該第一黏合層、第二黏合層及彈性薄片密封，使得其不曝露至外部。
  4. 如請求項1之層合物，其中該第一黏合層係一邊或雙邊黏合層，及該第二黏合層係雙邊黏合層。
  5. 如請求項1之層合物，其中該第一黏合層及第二黏合層各者具有0.005毫米至1毫米之厚度。
  6. 如請求項1之層合物，其中該石墨薄片具有0.5毫米至1毫米之厚度。
  7. 如請求項1之層合物，其中該石墨薄片具有0.5微米至10微米之表面粗糙度(Ra)。
  8. 如請求項1之層合物，其中該石墨薄片係I形。
  9. 如請求項1之層合物，其中該石墨薄片係呈具有至少一個彎曲部分的形式。
  10. 如請求項9之層合物，其中該石墨薄片係L形或U形。
  11. 一種電池胞元模組，其包含： 一外罩； 在該外罩中，複數個並列安排的電池胞元；及 插在該複數個電池胞元間之熱散逸薄片； 其中該熱散逸薄片包含第一黏合層、石墨薄片、第二黏合層及彈性薄片。
  12. 如請求項11之電池胞元模組，其中該電池胞元及熱散逸薄片係由該第一黏合層進行黏合。
  13. 如請求項11之電池胞元模組，其中該第一黏合層具有絕緣及熱散逸特徵。
  14. 如請求項11之電池胞元模組，其中該熱散逸薄片在平面方向上具有800瓦/公尺K至2,000瓦/公尺K之導熱度。
  15. 如請求項11之電池胞元模組，其進一步在該外罩的至少一邊上包含一熱庫。
  16. 如請求項15之電池胞元模組，其進一步在該外罩與熱庫間包含一熱介面材料層。
  17. 如請求項15之電池胞元模組，其中該熱庫包含複數個凹處，其中於此設置該熱散逸薄片。
  18. 如請求項11之電池胞元模組，其進一步在該外罩內包含一間隙充填料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113999621B (zh) * 2021-10-29 2023-06-23 维沃移动通信有限公司 散热膜和电子设备
CN114284597B (zh) * 2021-11-15 2023-11-24 江西迪比科股份有限公司 一种高安全性锂电池

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5096010B2 (ja) * 2007-02-01 2012-12-12 ポリマテック株式会社 熱拡散シート及び熱拡散シートの位置決め方法
JP5540070B2 (ja) * 2009-04-01 2014-07-02 エルジー・ケム・リミテッド 電池モジュール及び電池パック
JP5830082B2 (ja) * 2013-12-25 2015-12-09 株式会社カネカ グラファイトフィルムおよびグラファイト複合フィルムの製造方法
KR101669204B1 (ko) * 2015-04-30 2016-10-25 에스케이씨 주식회사 그라파이트 시트 및 이의 제조방법
KR20170080096A (ko) * 2015-12-31 2017-07-10 주식회사 포엠비 방열판
KR20190094190A (ko) * 2016-12-15 2019-08-12 제이엔씨 주식회사 전사 시트
KR20180080614A (ko) 2017-01-04 2018-07-12 현대자동차주식회사 전기자동차의 수냉식 배터리모듈
CN110431710B (zh) * 2017-03-22 2023-04-04 积水保力马科技株式会社 电池模块及电池组

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