TW202040852A - 分隔構件和電池組 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種分隔構件和使用其的電池組，所述分隔構件具有厚度方向以及與所述厚度方向正交的面方向，且於所述厚度方向上將構成電池組的單電池之間、或構成電池組的單電池與單電池以外的構件予以分隔，所述分隔構件包括：外包裝體，至少包含密封劑樹脂層與基材層；以及液體，收容於所述外包裝體中，所述外包裝體於包含其外緣的區域中具有將所述密封劑樹脂層重疊並接合而成的密封部，且所述密封部的寬度W（mm）、所述密封部的周長L（mm）、於所述密封部中對置的兩個基材層之間的平均間隔D（mm）以及所述液體的重量A（g）滿足下述式1。式1：（L×D）/（W×A）≦10.0

Description

分隔構件和電池組
本發明是有關於一種分隔構件和電池組。
近年來，關於作為車輛等的電源的用途激增的二次電池，出於提升搭載於車輛等的有限空間時的自由度的目的、延長相對於一次充電而可行駛的續航距離等的目的，正在推進二次電池的高能量密度化的研究。另一方面，二次電池的安全性有與能量密度相反的傾向，具有越高能量密度的二次電池有安全性越低的傾向。例如，於搭載於續航距離達數百km的電動車輛的二次電池中，亦存在因過充電或內部短路等而二次電池損傷時的電池表面溫度超過數百℃、達近1000℃的情況。
用於車輛等的電源的二次電池一般作為包括多個單電池的電池組來使用，因此於構成電池組的其中一個單電池損傷而達到如上所述的溫度範圍的情況下，有因該單電池的發熱而鄰接的單電池受到損傷，且損傷連鎖性地蔓延至電池組整體之虞。為了防止此種單電池之間的損傷的連鎖，提出了各種於單電池之間設置分隔構件來冷卻損傷的單電池的技術。
例如，於專利文獻1中揭示了一種片狀的冷卻部，其配置於接近電池的主表面的位置，且包括為袋體的冷卻容器以及收納於容器內的冷卻性液體。若電池異常發熱，則冷卻容器的一部分開裂而釋放冷卻性液體並擴散至電池的主表面，從而可冷卻電池。然而，於使用專利文獻1所揭示的形成袋體的片的情況下，存在以下課題：隨著經過時間變長，內部的水自片周緣的接合部透過，於電池異常發熱時難以獲得充分的冷卻效果。
另外，於專利文獻2中揭示了一種冷卻單元，其設置於單元電池之間，所述冷卻單元是將片狀構件折回而形成，且將藉由折回而相互重疊的部分的周緣密封，於密閉的空間內收容有水等冷卻劑。於單元電池異常發熱時，自設置於周緣的密封部的開封部釋放冷卻材料，從而可冷卻異常發熱的單元電池。然而，於專利文獻2所揭示的片狀構件中，片狀構件的厚度方向上的冷卻劑的阻擋性並不充分，因此存在以下課題：伴隨時間經過，內部的冷卻材料自周緣的經折疊的密封部以外的部位緩慢漏出，於電池異常發熱時難以獲得充分的冷卻效果。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2013-131428號公報 [專利文獻2]國際公開第2012/032697號
[發明所欲解決之課題] 本發明者等人對如下的分隔構件進行了研究：將收容有液體的分隔構件配置於單電池之間、單電池與單電池以外的構件之間，液體作為熱傳遞介質而可使來自單電池的熱沿著所希望的路徑移動。此種分隔構件具有於藉由作為外包裝體的片狀構件的接合而形成的密閉狀態的內部空間中收容有液體的構成，但會出現因經時劣化等而接合狀態解除的部位，該密閉狀態因此而解除。內部空間內的液體自解除了密閉狀態的部分被釋放至外部。若作為熱傳遞介質的液體的量減少，則分隔構件的適宜的熱傳遞性能降低。因此，理想的是只要分隔構件不於單電池的異常發熱等所造成的規定溫度下開口，便可長期維持分隔構件中收容的液體的量。然而，於所述現有技術中，並未充分進行與外包裝體中收容的液體的長期保存相關的研究。
鑒於以上問題，本發明的課題在於提供一種即便於長期使用的情況下亦可抑制分隔構件中收容的液體的減少、進而可防止熱傳遞性能的降低的分隔構件和電池組。 [解決課題之手段]
本發明者等人為解決所述課題進行了努力研究，結果發現，藉由於在外包裝體中收容液體而構成的分隔構件中適當地設定外包裝體的結構與收容的液體量的關係，可解決所述課題，從而達成了本發明。即，本發明如下所述。
[1] 一種分隔構件，具有厚度方向以及與所述厚度方向正交的面方向，且於所述厚度方向上將構成電池組的單電池之間、或構成電池組的單電池與單電池以外的構件予以分隔，所述分隔構件包括：外包裝體，至少包含密封劑樹脂層與基材層；以及液體，收容於所述外包裝體中，所述外包裝體於包含其外緣的區域中具有將所述密封劑樹脂層重疊並接合而成的密封部，且所述密封部的寬度W（mm）、所述密封部的周長L（mm）、於所述密封部中對置的兩個基材層之間的平均間隔D（mm）以及所述液體的重量A（g）滿足下述式1。 式1：（L×D）/（W×A）≦10.0
[2] 如[1]所述的分隔構件，其中，所述寬度W（mm）、所述平均間隔D（mm）及所述重量A（g）滿足下述式2。 式2：A×D×W≧0.50 [3] 如[1]或[2]所述的分隔構件，其中，所述平均間隔D（mm）滿足下述式（3）。 式3：1/D≧6.0
[4] 如[1]至[3]中任一項所述的分隔構件，其包括內包裝體，所述內包裝體收容於所述外包裝體的內部，且能夠保持所述液體。 [5] 如[4]所述的分隔構件，其中，所述內包裝體由包含多孔質體的材料形成。 [6] 如[5]所述的分隔構件，其中，所述多孔質體包含纖維質及粒子的至少一者。
[7] 如[1]至[6]中任一項所述的分隔構件，其中，所述基材層為金屬箔。 [8] 如[7]所述的分隔構件，其中，所述金屬箔為選自鋁箔、銅箔、錫箔、鎳箔、不鏽鋼箔、鉛箔、錫鉛合金箔、青銅箔、銀箔、銥箔及磷青銅箔中的至少一種。 [9] 如[1]至[8]中任一項所述的分隔構件，其中，所述密封劑樹脂層包含未拉伸聚丙烯。
[10] 如[1]至[9]中任一項所述的分隔構件，其中，所述密封劑樹脂層與所述基材層具有積層結構，且所述基材層的透濕度的值小於所述密封劑樹脂層的透濕度的值。 [11] 如[10]所述的分隔構件，其中，所述密封劑樹脂層的透濕度為1 g/m2 /天～50 g/m2 /天，所述基材層的透濕度為1×10-6 g/m2 /天～1×10-2 g/m2 /天。
[12] 一種電池組，包括如[1]至[11]中任一項所述的分隔構件。 [發明的效果]
根據本發明的分隔構件和電池組，即便於長期使用的情況下亦可抑制分隔構件中收容的液體的減少，進而可防止熱傳遞性能的降低。
以下對本發明進行詳細說明。以下記載的說明為本發明的實施形態的一例（代表例），本發明只要不超出其要旨，則並不限定於該些內容。
本發明的分隔構件具有厚度方向以及與所述厚度方向正交的面方向，且於所述厚度方向上將構成電池組的單電池之間、或構成電池組的單電池與單電池以外的構件予以分隔，所述分隔構件包括：外包裝體，至少包含密封劑樹脂層與基材層；以及液體，收容於所述外包裝體中，所述外包裝體於包含其外緣的區域中具有將所述密封劑樹脂層重疊並接合而成的密封部，且所述密封部的寬度W（mm）、所述密封部的周長L（mm）、於所述密封部中對置的兩個基材層之間的平均間隔D（mm）以及所述液體的重量A（g）滿足下述式1。 式1：（L×D）/（W×A）≦10.0
所述「單電池以外的構件」例如為具有底面及四周的側面且收容構成電池組的單電池及分隔構件的框體。密封部是於包含外緣的區域（周緣部）中將密封劑樹脂層重疊並藉由熱熔接或黏接等接合而成的部分。密封部的寬度W為於面方向上與周緣部正交的密封部的長度。於密封部中對置的兩個基材層之間的平均間隔D為基材層之間的間隔（厚度方向上的長度）的平均值。基材層之間的間隔的平均值是作為隔開規定的間隔而測量的多點處的厚度的平均值來算出。再者，於本發明中，外包裝體中的「外緣」是指自厚度方向觀察分隔構件時的外緣，與不接觸密封部的部分區分使用。
另外，於外包裝體中，較佳為密封劑樹脂層與基材層具有積層結構，且基材層的透濕度小於密封劑樹脂層的透濕度。若為此種分隔構件，則藉由積層於密封劑樹脂層的基材層來抑制分隔構件中收容的液體的釋放。再者，於外包裝體中的密封劑樹脂層與基材層具有積層結構的情況下，於密封部中對置的兩個基材層之間的平均間隔D是作為周緣部的多點處的基材層之間的距離的平均值來算出。
另外，分隔構件可更包括內包裝體，所述內包裝體收容於內部空間中，且能夠保持液體。分隔構件藉由將保持液體的內包裝體收容於外包裝體的內部空間中，可提升相對於由單電池的膨脹等帶來的外部壓力的耐壓性。另外，分隔構件藉由使外包裝體的內部空間中所收容的內包裝體保持液體，可抑制液體於外包裝體的內部空間中的分佈偏差。
所述式1是將分隔構件的結構、水蒸汽透過量的控制因子及熱傳遞功能的控制因子組合來表現的式子。分隔構件的結構中的水蒸汽透過量的控制因子為分隔構件厚度方向上的密封劑樹脂層的剖面面積及密封劑樹脂層的密封部的寬度。就水蒸汽透過量的觀點而言，分隔構件厚度方向上的密封劑樹脂層的剖面面積（L×D）越大，水分透過量越多，密封劑樹脂層的密封部的寬度（W）越短，水分透過量越大。因此，藉由抑制（L×D）/W的範圍，可長期保持分隔構件內部的液體。另外，就熱傳遞功能的觀點而言，若分隔構件內部的液體的重量（A）不為一定值以上，則無法滿足充分的熱傳遞功能。即，液體的重量越少，對熱傳遞功能越不利。因此，將分隔構件的構造、水蒸汽透過量的控制因子及熱傳遞功能的控制因子組合來作為式1。藉由滿足式1，長期使用本發明的分隔構件時的水分減少得到抑制，且具有充分的熱傳遞功能，但就該觀點而言，「（L×D）/（W×A）」的值較佳為10.0以下，更佳為5.0以下，進而較佳為3.0以下。「（L×D）/（W×A）」的值的下限並無特別限制，通常為0.3以上。關於分隔構件內部的液體的重量（A），可視為與如下的重量差一致，即，以包括分隔構件的對象物的內部與外部通氣的方式進行部分開封或者完全開封，並將對象物於200℃的環境下靜置3小時的情況下的開封前後的重量差。
另外，就抑制水蒸汽透過量的觀點而言，本發明的分隔構件較佳為：關於所述寬度W（mm）、所述平均間隔D（mm）及所述重量A（g），滿足下述式2。另外，為了提升所述分隔構件的熱傳遞功能，亦較佳為如上所述。因此，滿足該式2意味著兼顧分隔構件中的密封劑樹脂層的剖面面積與熱傳遞功能。因此，式2中的「A×D×W」的值更佳為0.60以上，進而較佳為0.80以上，特佳為1.00以上。「A×D×W」的值的上限並無特別限制，通常為10.0以下。 式2：A×D×W≧0.50
進而，就抑制水蒸汽透過量的觀點而言，本發明的分隔構件較佳為：關於平均間隔D（mm），滿足下述式3。藉由滿足該式3，表明了密封劑樹脂層的剖面面積越小，越可長期保持分隔構件內部的液體。因此，式3中的「1/D」的值更佳為8.0以上，進而較佳為10.0以上，特佳為15.0以上。「1/D」的值的上限並無特別限制，通常為30.0以下。 式3：1/D≧6.0
＜分隔構件＞ 圖1A是表示本發明的分隔構件的第一構成例的正視圖。圖1B是表示將圖1A所示的分隔構件沿A-A線切斷時的端面的圖。作為一例，分隔構件1的外形形狀形成為具有厚度的平板狀或片狀。
於圖1A及圖1B所示的例子中，分隔構件1形成為具有高度、寬度、厚度的平板狀，且具有厚度方向T以及面方向P。面方向P是與厚度方向T正交的方向。只要與厚度方向T正交，則面方向P包括分隔構件1的高度方向P2、寬度方向P1、及斜方向。
分隔構件1用以於其厚度方向T上將構成電池組的單電池之間、或構成電池組的單電池與單電池以外的構件予以分隔。
〔外包裝體〕 作為形成外包裝體110的片狀構件，例如可應用包括密封劑樹脂層的樹脂片、樹脂膜、阻擋膜等。外包裝體110例如將兩片或對折的片狀及膜狀構件的密封劑樹脂層重疊，並將周緣部110a的三邊接合，於注入液體後，將未接合的部位接合而密閉，藉此可收容液體。
於本發明的分隔構件1中，外包裝體110於其內部空間收容液體。例如，利用兩片或對折的包括密封劑樹脂層的樹脂片、樹脂膜或阻擋膜夾入內包裝體130，將兩片密封劑樹脂層所接觸的外包裝體110的周緣部110a藉由熱熔接或黏接而接合，從而形成密封部，並封入液體。液體亦可保持於例如用以形成後述的內包裝體130的多孔質體所具有的空洞中。內包裝體130可藉由將液體注入至內包裝體130中或者將內包裝體130浸漬於液體中來含浸並保持液體。
另外，外包裝體110較佳為具有可撓性，可與單電池的膨脹或收縮等的外部壓力對應地變形，但有時亦可不具有可撓性。
作為外包裝體110，例如可使用樹脂或金屬製的基材。就可撓性、耐熱性及強度的觀點而言，較佳為對外包裝體110應用將基材與樹脂分別利用黏接層積層於一起並進行層壓而成者。作為基材與樹脂的層壓體，較佳為包含保護樹脂層、金屬層、密封劑樹脂層的三層以上的層壓體。
作為金屬層，例如可列舉鋁箔、銅箔、錫箔、鎳箔、不鏽鋼箔、鉛箔、錫鉛合金箔、青銅箔、銥箔、磷青銅箔等。尤其就加工性及材料的獲取性的方面而言，較佳為鋁箔、銅箔、鎳箔，就密度低且容易處理的觀點而言，更佳為鋁箔。
金屬層的透濕度並無限定，於40℃、90%RH的環境下的透濕度較佳為1×10-3 g/m2 /天以下，更佳為1×10-4 g/m2 /天以下，進而較佳為1×10-5 g/m2 /天以下，特佳為1×10-6 g/m2 /天以下。使金屬層的透濕度越小，越可抑制外包裝體的面方向上的水蒸汽透過，因此可長期維持分隔構件的熱傳遞性能。金屬層的透濕度的下限並無特別限制，但其下限通常為1×10-6 g/m2 /天以上。若超過所述範圍，則有金屬層內包含針孔之虞，水蒸汽容易局部地於面方向上透過。
金屬層的厚度並無特別限制，但就確保透濕度及抑制針孔產生的觀點而言，其厚度較佳為5 μm以上，更佳為8 μm以上，更佳為12 μm以上。另外，就保證可撓性的觀點而言，金屬層的厚度較佳為50 μm以下，更佳為35 μm以下，進而較佳為20 μm以下。
保護樹脂層並無特別限制，例如可列舉：乙烯、丙烯、丁烯等的均聚物或共聚物等聚烯烴系樹脂；環狀聚烯烴等非晶質聚烯烴系樹脂；聚對苯二甲酸乙二酯（polyethylene terephthalate，PET）、聚萘二甲酸乙二酯（polyethylene naphthalate，PEN）等聚酯系樹脂；尼龍6、尼龍66、尼龍12、共聚尼龍等聚醯胺系樹脂；乙烯-乙酸乙烯酯共聚物部分水解物（乙烯-乙烯醇共聚物（ethylene-vinylalcohol copolymer，EVOH））、聚醯亞胺系樹脂、聚醚醯亞胺系樹脂、聚碸系樹脂、聚醚碸系樹脂、聚醚醚酮系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚乙烯丁醛系樹脂、聚芳酯系樹脂、氟樹脂、丙烯酸樹脂、生物分解性樹脂等。其中，就可賦予作為外包裝體的耐熱性、機械強度的觀點而言，較佳為尼龍6等聚醯胺系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯等聚酯系樹脂。保護樹脂層可僅包含一層，亦可積層兩層以上。另外，於兩層以上的情況下，可選自不同的樹脂層中，亦可選自相同的樹脂層中。
保護樹脂層的厚度並無特別限制，但就可賦予機械強度的觀點而言，其厚度較佳為5 μm以上，更佳為10 μm以上，更佳為15 μm以上。為了保證可撓性，保護樹脂層的厚度較佳為100 μm以下，更佳為50 μm以下，進而較佳為30 μm以下。
作為密封劑樹脂層，可使用熱硬化性樹脂及熱塑性樹脂中的至少一種，尤其較佳為使用熱塑性樹脂。作為密封劑樹脂，例如可列舉：乙烯、丙烯、丁烯等的均聚物或共聚物等聚烯烴系樹脂；環狀聚烯烴等非晶質聚烯烴系樹脂；聚對苯二甲酸乙二酯（PET）、聚萘二甲酸乙二酯（PEN）等聚酯系樹脂；聚乙烯丁醛系樹脂、丙烯酸樹脂、生物分解性樹脂等。其中，就具有低溫下的熔融特性以便獲得於異常發熱時將外包裝體內部的液體釋放至外部的功能的觀點而言，較佳為使用選自高壓力法低密度聚乙烯（low-density polyethylene，LDPE）、直鏈狀低密度聚乙烯（線狀低密度聚乙烯（linear low density polyethylene，LLDPE））、聚丙烯樹脂等聚烯烴系樹脂中的至少一種。進而，就作為電池組的分隔構件而通常使用的溫度範圍內的長期保存性的觀點、及通用性的觀點而言，更佳為使用未拉伸聚丙烯樹脂。
密封劑樹脂層的透濕度並無限定，於40℃、90%RH的環境下的透濕度較佳為100 g/m2 /天以下，更佳為50 g/m2 /天以下，進而較佳為20 g/m2 /天以下。使密封劑樹脂層的透濕度越小，越可抑制透過密封劑樹脂的水蒸汽釋放，因此可長期維持分隔構件的熱傳遞性能。密封劑樹脂層的透濕度的下限並無特別限制，但其下限通常為1 g/m2 /天以上。
密封劑樹脂層的厚度並無特別限制，但就確保密封性的觀點而言，其厚度較佳為10 μm以上，更佳為20 μm以上，進而較佳為30 μm以上。另外，為了保證可撓性，密封劑樹脂層的厚度較佳為120 μm以下，更佳為100 μm以下，進而較佳為80 μm以下。
外包裝體110的厚度並無特別限定，但考慮到所述各層的厚度且就機械強度的觀點而言，其厚度較佳為30 μm以上，更佳為45 μm以上，進而較佳為65 μm以上。另外，為了保證可撓性，外包裝體110的厚度較佳為280 μm以下，更佳為210 μm以下，進而較佳為150 μm以下。
〔液體〕 分隔構件1於外包裝體的內部空間中收容液體。該液體可由外包裝體的內部空間中收容的後述內包裝體130保持。液體只要具有熱傳導性、可使來自單電池的發熱效率良好地移動至鄰近的單電池即可。分隔構件1藉由收容具有熱傳導性的液體，當用於包括多個單電池的電池組時，可使來自單電池的發熱移動至鄰近的單電池，從而使電池組內的熱適當地分散。另外，作為液體，較佳為常壓下的沸點為80℃以上且250℃以下的液體，更佳為常壓下的沸點為100℃以上且150℃以下的液體。就汽化熱大的方面、進而可通用地獲取的方面而言，液體較佳為水。
液體不僅較佳為水，亦較佳為包含選自由例如水、醇類、酯類、醚類、酮類、烴類、氟系化合物及矽酮系油所組成的群組中的至少一種。該些可僅使用一種，亦可作為兩種以上的混合物來使用。
作為可用於液體的醇類，可列舉：丙醇、異丙醇、丁醇、苄基醇、苯基乙基醇等包含3個～8個碳原子的醇；乙二醇、丙二醇等烷二醇等二價以上的醇等。該些可僅使用一種，亦可作為兩種以上的混合物來使用。
作為可用於液體的酯類，可列舉：烷基脂肪族羧酸酯、烷基碳酸二酯、烷基草酸二酯及乙二醇的脂肪酸酯等。作為烷基脂肪族羧酸酯，可列舉：甲酸甲酯、甲酸正丁酯、甲酸異丁酯等低級烷基甲酸酯；乙酸正丙酯、乙酸異丙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯等低級烷基乙酸酯；及丙酸乙酯、丙酸正丙酯、丙酸異丙酯、丙酸正丁酯、丙酸異丁酯等低級烷基丙酸酯等低級烷基脂肪族羧酸酯等。作為烷基碳酸二酯，可列舉：碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丁酯、碳酸甲基乙酯等低級烷基碳酸二酯等。作為烷基草酸二酯，可列舉草酸二甲酯、草酸二乙酯等低級烷基草酸二酯等。作為乙二醇乙酸酯，可列舉乙酸丙酯、乙酸丁酯等。作為乙二醇的脂肪酸酯，可列舉乙二醇乙酸酯等。該些可僅使用一種，亦可作為兩種以上的混合物來使用。
作為可用於液體的醚類，可列舉：正丁基醚、正丙基醚、異戊基醚等。該些可僅使用一種，亦可作為兩種以上的混合物來使用。
作為可用於液體的酮類，可列舉乙基甲基酮、二乙基酮等。該些可僅使用一種，亦可作為兩種以上的混合物來使用。
作為可用於液體的烴類，可列舉：庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、甲苯、二甲苯等。該些可僅使用一種，亦可作為兩種以上的混合物來使用。
作為可用於液體的氟系化合物，可列舉作為冷媒的1,1,2,2,3,3,4-七氟環戊烷（HFC-c447ef）、1,1,1,2,2,3,3,4,5,5,6,6-十三氟辛烷（HFC-76-13sf）等。該些可僅使用一種，亦可作為兩種以上的混合物來使用。
作為可用於液體的矽酮系油，可列舉甲基聚矽氧烷、甲基苯基聚矽氧烷、環狀甲基矽氧烷、及矽酮聚醚共聚物等改質矽油等。該些可僅使用一種，亦可作為兩種以上的混合物來使用。
另外，液體亦可包含防凍劑、防腐劑、pH調整劑。該些可僅使用一種，亦可作為兩種以上的混合物來使用。液體亦可包含賦予防凍性的物質（防凍劑）、防腐劑、pH調整劑等添加劑。液體中所含的物質不限於此，可視需要進行追加。
〔內包裝體〕 本發明的分隔構件1可包括內包裝體130。於本發明的分隔構件1包括內包裝體130的情況下，通常將內包裝體130收容於外包裝體110的內部，內包裝體130保持外包裝體110中收容的液體。於圖1A所示的例子中，內包裝體130形成為平板狀或片狀。內包裝體130收容於平板狀或片狀的外包裝體110中，且於包含外包裝體110的外緣的周緣部110a處被密封。包含外緣的周緣部110a為「包含外緣的區域」。於外包裝體110的內部空間與內包裝體130之間的間隙110b中亦可存在液體或液體汽化而成的氣體等流體。當於間隙110中不存在流體的情況下，亦可成為形成外包裝體110的片狀構件的內表面彼此接觸的狀態。
內包裝體130例如由包含多孔質體的材料形成。內包裝體130較佳為隔熱性高，就於外包裝體中收容的液體釋放後抑制經由分隔構件的熱移動的觀點而言，內包裝體130於150℃下的熱傳導率較佳為0.25 W/（m·k）以下，更佳為0.20 W/（m·k）以下，進而較佳為0.15 W/（m·k）以下。多孔質體較佳為包含纖維質及粒子中的至少一者。多孔質體較佳為包含纖維質及粒子中的至少一者作為主要成分，更佳為於多孔質中包含50質量%以上的纖維質及粒子中的至少一者，進而較佳為包含90質量%以上。包含纖維質的多孔質體較佳為選自由例如紙、棉片（cotton sheet）、聚醯亞胺纖維、芳族聚醯胺纖維、聚四氟乙烯（polytetrafluoroethylene，PTFE）纖維、玻璃纖維、岩絨（rock wool）、陶瓷纖維及生物溶解性無機纖維所組成的群組中的至少一種。另外，包含粒子的多孔質體較佳為選自由例如二氧化矽粒子、氧化鋁粒子、矽酸鈣、黏土礦物、蛭石（vermiculite）、雲母、水泥、波來鐵（pearlite）、煙熏二氧化矽及氣凝膠所組成的群組中的至少一種。矽酸鈣的種類中，較佳為硬矽鈣石（xonotlite）、雪矽鈣石（tobermorite）、矽灰石（wollastonite）、片水矽鈣石（gyrolite），特佳為片水矽鈣石。黏土礦物主要為矽酸鎂、蒙脫石、高嶺石。內包裝體130較佳為將包含纖維質及粒子中的至少一者的多孔質體成型為片狀而成，就於外包裝體中收容的液體釋放後抑制經由分隔構件的熱移動的觀點而言，內包裝體130的厚度較佳為0.3 mm以上，進而較佳為0.5 mm以上，另一方面，就容易進行分隔構件的賦型的觀點而言，內包裝體130的厚度較佳為3.0 mm以下，進而較佳為2.5 mm以下。
＜電池組＞ 接著，對應用分隔構件1的電池組進行說明。電池組例如適用於電動車輛（Electric Vehicle，EV）、混合動力車輛（Hybrid Electric Vehicle，HEV）、插電式混合動力車輛（Plug-in Hybrid Electric Vehicle，PHEV）、電動重機械、電動自行車、電動助力自行車、船舶、飛機、電車、不斷電電源裝置（不斷電電源供應器（Uninterruptible Power Supply，UPS））、家庭用蓄電系統、利用風力/太陽光/潮汐力/地熱等可再生能量的電力系統穩定化用蓄電池系統等中所搭載的電池組（battery pack）。但是，電池組亦可用作對所述EV等以外的機器供給電力的電力源。
〔單電池〕 圖2A是表示構成電池組的單電池的一例的平面圖，圖2B是表示單電池的一例的正視圖，圖2C是表示單電池的一例的側視圖。
單電池200是具有縱（厚度）、橫（寬度）、高度的長方體狀，於其上表面設置有端子210、端子220。單電池200例如為包括可吸留、釋放鋰離子的正極及負極、以及電解質的鋰離子二次電池。不僅可為鋰離子二次電池，亦可應用鋰離子全固體電池、鎳氫電池、鎳鎘電池、鉛蓄電池等二次電池。
〔電池組〕 圖3是表示將使用多個單電池而形成的電池組沿穿過單電池的端子的高度方向P2的面切斷時的端面的圖。電池組100於具有底面及四周的側面的框體300中收容有多個單電池200。於各單電池200之間配置有所述分隔構件1，鄰接的單電池200之間於分隔構件1的厚度方向T上被分隔。相鄰的單電池200的正極端子（例如端子210）與負極端子（例如端子220）藉由匯流排（bus bar）（未圖示）經電性串聯連接，藉此電池組100輸出規定的電力。如圖3所示，電池組100亦可於框體300的底面與各單電池200之間配置具有與分隔構件1相同的構成的分隔構件1A。
〔液體自外包裝體的透過〕 圖4是說明分隔構件1中所收容的液體自密封劑樹脂層透過的圖。圖4表示將圖1A所示的分隔構件沿B-B線切斷時的端面。片狀構件110A及片狀構件110B是將密封劑樹脂層121、基材層122、保護樹脂層123積層而形成。密封劑樹脂層121是用以將片狀構件110A與片狀構件110B藉由熱熔接等而接合的層，可使用LDPE、LLDPE、聚丙烯等所述樹脂。基材層122的透濕度比樹脂層小，可使用作為所述金屬層而例示的鋁箔等金屬。保護樹脂層123是用以保護分隔構件而提升耐熱性及強度的層，可使用作為所述保護樹脂層而例示的尼龍6等聚醯胺系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯等聚酯系樹脂。
片狀構件110A的密封劑樹脂層121與片狀構件110B的密封劑樹脂層121以相互接觸的方式重合，並於周緣部110a被接合，藉此形成密封部140（參照圖4的單點劃線的圓內）。於圖4中，密封部140於寬度方向P1上具有密封部寬度W。於周緣部110a經接合的密封部140中，片狀構件110A的基材層122與片狀構件110B的基材層122於內側夾持兩層樹脂層121而對置。於圖4的例子中，外包裝體110收容內包裝體130。此時，於外包裝體110的內部空間中，即便在與內包裝體130之間形成的間隙110b中存在液體，但於內包裝體130中保持實質上為全量的液體，從而亦可為間隙110b中不存在液體的狀態。另一方面，於分隔構件1不包括內包裝體130的情況下，液體會存在於外包裝體110的中空內部空間中。
內包裝體130中保持的液體、及存在於間隙110b的液體透過經接合的密封劑樹脂層121（虛線箭頭C）而釋放至外部。經接合的片狀構件110A及片狀構件110B的密封劑樹脂層121的厚度D越大，越會加快液體的釋放，外包裝體110中收容的液體的量減少。此處，將經接合的密封劑樹脂層的厚度視作兩個基材層之間的平均間隔D。經接合的密封劑樹脂層的端部被熱熔接，但經熱熔接的部位的兩個基材層之間的平均間隔D可滿足所述式1至式3，未熱熔接的部位的兩個基材層之間的平均間隔D亦可滿足所述式1至式3。另外，密封部寬度W越小，液體透過密封劑樹脂的速度越快，越會加快液體的釋放，外包裝體110中收容的液體的量減少。
〔由液體的減少導致的性能降低〕 圖5是表示熱特性相對於分隔構件的收容液體量的變化的曲線圖。縱軸為分隔構件1的功能（熱特性），橫軸為分隔構件1（外包裝體110）中收容的液體量A。隨著時間經過，外包裝體110中收容的液體量A（液體的重量）減少。當液體量減少至At時，分隔構件1的熱傳導率開始減少，分隔構件1的散熱功能降低。
因此，藉由使密封部寬度W、於密封部140中對置的兩個基材層之間的（厚度方向T上的）平均間隔D、外包裝體110中收容的液體的重量A滿足式1的關係，外包裝體110中收容的液體的釋放得到抑制，可獲得能夠更長時間地維持分隔構件1的散熱功能的分隔構件1和電池組100。 [實施例]
接著，藉由實施例對本發明的具體態樣更詳細地進行說明，但本發明並不受該些例子限定。
（實施例1） 作為外包裝體110，將裁斷為縱100 mm、橫160 mm的長方形的兩片鋁層壓膜（包括作為保護樹脂層的厚度15 μm的雙向拉伸聚對苯二甲酸乙二酯膜（外側）；作為金屬層的厚度12 μm、透濕度5×10-5 g/m2 /天的鋁層；作為密封劑樹脂層的厚度30 μm、透濕度15 g/m2 /天的線狀低密度聚乙烯（LLDPE）膜（內側）、且於各層的層間包括厚度5 μm的聚胺酯系黏接劑層的總厚度67 μm）重疊，以密封部寬度1 cm對三邊進行加熱熔接（溫度120℃、3秒）。自外包裝體110的未熔接部位注入9 g作為液體的水後，使未熔接部位以密封部寬度1 cm加熱熔接，藉此進行密封，藉由將多餘的外周裁斷，製作縱90 mm、橫150 mm、厚度2.1 mm的分隔構件（稱為分隔構件（1））。該分隔構件（1）中的於外包裝體110的周緣部110a被接合的樹脂層121的厚度D為0.06 mm，周緣部110a的密封部140的密封部寬度W為5 mm。再者，外包裝體110的縱為高度方向P2的長度，橫為寬度方向P1的長度。
如表1所示，關於實施例1的分隔構件（1），式1中的（L×D）/（W×A）的值為0.6，滿足式1的條件。進而，A×D×W的值為2.70，1/D的值為16.7，滿足式2及式3的條件。
對所獲得的分隔構件（1）於約束下的水分減少率進行評價。準備120 mm×180 mm×10 mm厚的鐵板及1 mm厚的墊圈（washer），將分隔構件1平放於鐵板上。於鐵板的四角的預先開出的各孔中插入螺栓，於各螺栓上插入兩片1 mm厚的墊圈。然後，將螺栓插入同樣在四角開出了孔的另一片鐵板中，於鐵板之間（2 mm厚的空間內）夾入分隔構件，並將該分隔構件約束為2 mm的厚度。將2.1 mm厚的分隔構件約束為2 mm厚，因此壓縮了5%。於該狀態下靜置於50℃的烘箱中，180天後解除約束，測定分隔構件1的重量，並藉由下述計算式算出水分減少率。根據計算結果，水分減少率未滿1%。將所獲得的結果示於表1。
（水分減少率）=〔[（50℃、180天約束前的分隔構件的重量）-（約束後的重量）]/（初期的水的注入量）〕×100（%）
（實施例2） 將於周緣部110a被接合的密封劑樹脂層121的厚度D設為0.10 mm，除此以外，藉由與實施例1相同的操作，製作實施例2的分隔構件（稱為分隔構件（2））。與實施例1的分隔構件（1）相比，分隔構件（2）的經接合（熔接）的樹脂層的厚度大，式1中的（L×D）/（W×A）的值為1.1，滿足式1的條件。進而，A×D×W的值為4.50，1/D的值為10.0，滿足式2及式3的條件。另外，實施與實施例1相同的重量測定，水分減少率未滿1%。將所獲得的結果示於表1。
（實施例3） 將外包裝體110中收容的液體量A設為4 g，除此以外，藉由與實施例1相同的操作，製作實施例3的分隔構件（稱為分隔構件（3））。與實施例1的分隔構件（1）相比，分隔構件（3）的外包裝體110中收容的液體量A少，式1中的（L×D）/（W×A）的值為1.4，滿足式1的條件。進而，A×D×W的值為1.20，1/D的值為16.7，滿足式2及式3的條件。另外，實施與實施例1相同的重量測定，且水分減少率未滿1%。將所獲得的結果示於表1。
（實施例4） 將周緣部110a的密封部寬度W設為1.5 mm，除此以外，藉由與實施例1相同的操作，製作實施例4的分隔構件（稱為分隔構件（4））。與實施例1的分隔構件（1）相比，分隔構件（4）的經接合（熔接）的樹脂寬度小，式1中的（L×D）/（W×A）的值為2.1，滿足式1的條件。進而，A×D×W的值為0.81，1/D的值為16.7，滿足式2及式3的條件。另外，實施與實施例1相同的重量測定，水分減少率未滿1%。將所獲得的結果示於表1。
（實施例5） 於向外包裝體110注入液體之前，收納作為內包裝體130的、被裁斷為縱7 cm、橫13 cm的長方形的多孔質片（蛭石片；厚度2 mm），除此以外，藉由與實施例1相同的操作，製作實施例5的分隔構件（稱為分隔構件（5））。關於該分隔構件（5），式1中的（L×D）/（W×A）的值為1.1，滿足式1的條件。進而，A×D×W的值為4.50，1/D的值為10.0，滿足式2及式3的條件。另外，實施與實施例1相同的重量測定，水分減少率未滿1%。將所獲得的結果示於表1。
（比較例1） 將周緣部110a的密封部寬度W設為0.5 mm，除此以外，藉由與實施例1相同的操作，製作比較例1的分隔構件（稱為分隔構件（6））。與實施例1的分隔構件（1）相比，分隔構件（6）的經接合（熔接）的樹脂寬度非常小，因此式1中的（L×D）/（W×A）的值為10.7，不滿足式1的條件。進而，A×D×W的值為0.45，不滿足式2的條件。另一方面，1/D的值為10.0，滿足式3的條件。實施與實施例1相同的重量測定，結果水分減少率為1%以上，確認到低溫約束下的水分減少。將所獲得的結果示於表1。
（比較例2） 將於周緣部110a被接合的密封劑樹脂層121的厚度D設為0.18 mm，除此以外，藉由與實施例1相同的操作，製作比較例2的分隔構件（稱為分隔構件（7））。與實施例1的分隔構件（1）相比，分隔構件（7）的經接合（熔接）的樹脂層的厚度非常大，但式1中的（L×D）/（W×A）的值為19.2，不滿足式1的條件。另一方面，A×D×W的值為0.81，滿足式2的條件。另外，1/D的值為5.6，不滿足式3的條件。實施與實施例1相同的重量測定，結果水分減少率為2%以上，確認到低溫約束下的水分減少。將所獲得的結果示於表1。
[表1]
  分隔構件 內包裝體尺寸 外包裝體周長 L（mm） 液體量 A（g） 密封劑樹脂層厚度 D（mm） 密封部寬度 W（mm） L*D/（W*A） A*D*W 1/D 50℃、180天後水分減少率
縱 （cm） 橫 （cm） 厚度 （mm）
實施例1 1 - - - 480 9 0.06 5 0.6 2.70 16.7 0.2%
實施例2 2 - - - 480 9 0.1 5 1.1 4.50 10.0 0.1%
實施例3 3 - - - 480 4 0.06 5 1.4 1.20 16.7 0.5%
實施例4 4 - - - 480 9 0.06 1.5 2.1 0.81 16.7 0.4%
實施例5 5 7 13 2 480 9 0.1 5 1.1 4.50 10.0 0.2%
比較例1 6 - - - 480 9 0.1 0.5 10.7 0.45 10.0 1.6%
比較例2 7 - - - 480 9 0.18 0.5 19.2 0.81 5.6 2.7%
（實施例6） 作為外包裝體110，將裁斷為縱100 mm、橫160 mm的長方形的兩片鋁層壓膜（包括作為保護樹脂層的厚度15 μm的雙向拉伸聚酯膜（外側）；作為金屬層的厚度12 μm的鋁層；作為密封劑樹脂層的厚度60 μm、透濕度15 g/m2 /天的未拉伸聚丙烯（流延聚丙烯（cast polypropylene，CPP））膜（內側）、且於各層的層間包括厚度5 μm的聚胺酯系黏接劑層的總厚度97 μm）重疊，以密封部寬度1 cm對三邊進行加熱熔接（溫度150℃、3秒）。自外包裝體110的未熔接部位注入5 g作為液體的水後，使未熔接部位以密封部寬度1 cm加熱熔接，藉此進行密封，將多餘的外周裁斷，藉此製作縱90 mm、橫150 mm、厚度1.05 mm的分隔構件（稱為分隔構件（8））。該分隔構件（8）中的於外包裝體110的周緣部110a被接合的樹脂層121的厚度D為0.1 mm，周緣部110a的密封部寬度W為5 mm。再者，外包裝體110的縱為高度方向P2的長度，橫為寬度方向P1的長度。
如表2所示，關於實施例6的分隔構件（8），式1中的（L×D）/（W×A）的值為1.9，滿足式1的條件。進而，A×D×W的值為2.5，1/D的值為10.0，滿足式2及式3的條件。
對所獲得的分隔構件（8）於約束下的水分減少率進行評價。使用僅一片1 mm厚的墊圈（將1.05 mm厚的分隔構件約束為1 mm厚，因此與實施例1同樣地壓縮了5%），於80℃的烘箱中靜置4天後解除約束，除此以外，使用與實施例1相同的評價方法，藉由下述計算式算出水分減少率。根據計算結果，水分減少率未滿1%。將所獲得的結果示於表2。
（水分減少率）=〔[（80℃、4天約束前的分隔構件的重量）-（約束後的重量）]/（初期的水的注入量）〕×100（%）
（實施例7） 作為密封劑樹脂層而使用厚度60 μm的LLDPE膜，除此以外，藉由與實施例1相同的操作，製作實施例7的分隔構件（稱為分隔構件（9））。相對於實施例6的分隔構件（8），分隔構件（9）使用了熔點低的LLDPE，但式1中的（L×D）/（W×A）的值為1.9，滿足式1的條件。進而，A×D×W的值為2.50，1/D的值為10.0，滿足式2及式3的條件。另一方面，實施與實施例6相同的重量測定，結果水分減少率為24%，確認到高溫約束下的水分減少。將所獲得的結果示於表2。 （比較例3） 將周緣部110a的密封部寬度W設為0.5 mm，除此以外，藉由與實施例7相同的操作，製作比較例3的分隔構件（稱為分隔構件（10））。關於分隔構件（10），式1中的（L×D）/（W×A）的值為19.2，式2中的A×D×W的值為0.25，因此不滿足式1及式2的條件。另外，1/D的值為10.0，滿足式3的條件。另一方面，實施與實施例6相同的重量測定，結果水分減少率為90%以上，可知於高溫約束下無法保持內含的水。將所獲得的結果示於表2。
[表2]
  分隔構件 樹脂層 內包裝體尺寸 外包裝體周長 L（mm） 液體量 A（g） 密封劑樹脂層厚度 D（mm） 密封部寬度 W（mm） L*D/（W*A） A*D*W 1/D 80℃、4天後水分減少率
縱 （cm） 橫 （cm） 厚度 （mm）
實施例6 8 CPP 7 13 1.05 480 5 0.1 5 1.9 2.50 10.0 0.4%
實施例7 9 LLDPE 7 13 1.05 480 5 0.1 5 1.9 2.50 10.0 24%
比較例3 10 LLDPE 7 13 1.05 480 5 0.1 0.5 19.2 0.25 10.0 ＞90%
根據表1及表2，所述各實施例的分隔構件的W（mm）、D（mm）、及A（g）滿足所述式1的關係。藉由以滿足式1的關係的方式形成，可抑制水分減少，因此可獲得具有良好的熱傳導性的分隔構件。尤其根據表2的實施例6與實施例7的比較可知，於密封劑樹脂層使用未拉伸聚丙烯的情況下，抑制水分減少的效果特別高。
1:分隔構件 100:電池組 110:外包裝體 110A、110B:片狀構件 110a:周緣部、密封部 110b:間隙 121:密封劑樹脂層/樹脂層 122:基材層、金屬層 123:保護樹脂層 130:內包裝體 140:密封部 200:單電池 210、220:端子 300:框體 At:液體量 D:兩個基材層之間的平均間隔/密封劑樹脂層的厚度 L:密封部的周長 P:面方向 P1:分隔構件的寬度方向 P2:分隔構件的高度方向 T:厚度方向 W:密封部的寬度
圖1A是表示實施形態的分隔構件的第一構成例的正視圖。 圖1B是表示將圖1A所示的分隔構件沿A-A線切斷時的端面的圖。 圖2A是表示構成電池組的單電池的一例的平面圖。 圖2B是表示構成電池組的單電池的一例的正視圖。 圖2C是表示構成電池組的單電池的一例的側視圖。 圖3是表示將使用多個單電池而形成的電池組沿穿過單電池的端子的高度方向的面切斷時的端面的圖。 圖4是說明分隔構件中所收容的液體自密封劑樹脂層透過的圖。 圖5是表示熱特性相對於分隔構件的收容液體量的變化的曲線圖。
1:分隔構件
110:外包裝體
110A、110B:片狀構件
110a:周緣部、密封部
110b:間隙
121:密封劑樹脂層/樹脂層
122:基材層、金屬層
123:保護樹脂層
130:內包裝體
140:密封部
D:兩個基材層之間的平均間隔/密封劑樹脂層的厚度
P:面方向
P1:分隔構件的寬度方向
T:厚度方向
W:密封部的寬度

Claims (12)

  1. 一種分隔構件，具有厚度方向以及與所述厚度方向正交的面方向，且於所述厚度方向上將構成電池組的單電池之間、或構成電池組的單電池與單電池以外的構件予以分隔，所述分隔構件包括： 外包裝體，至少包含密封劑樹脂層與基材層；以及 液體，收容於所述外包裝體中， 所述外包裝體於包含其外緣的區域中具有將所述密封劑樹脂層重疊並接合而成的密封部，且 所述密封部的寬度W、所述密封部的周長L、於所述密封部中對置的兩個基材層之間的平均間隔D以及所述液體的重量A滿足下述式1，其中所述寬度W、所述周長L、所述間隔D的單位為mm，所述重量A的單位為g， 式1：（L×D）/（W×A）≦10.0。
  2. 如請求項1所述的分隔構件，其中，所述寬度W、所述平均間隔D及所述重量A滿足下述式2，其中所述寬度W、所述間隔D的單位為mm，所述重量A的單位為g， 式2：A×D×W≧0.50。
  3. 如請求項1或請求項2所述的分隔構件，其中，所述平均間隔D滿足下述式（3），其中所述間隔D的單位為mm， 式3：1/D≧6.0。
  4. 如請求項1至請求項3中任一項所述的分隔構件，其包括內包裝體，所述內包裝體收容於所述外包裝體的內部，且能夠保持所述液體。
  5. 如請求項4所述的分隔構件，其中，所述內包裝體由包含多孔質體的材料形成。
  6. 如請求項5所述的分隔構件，其中，所述多孔質體包含纖維質及粒子的至少一者。
  7. 如請求項1至請求項6中任一項所述的分隔構件，其中，所述基材層為金屬箔。
  8. 如請求項7所述的分隔構件，其中，所述金屬箔為選自鋁箔、銅箔、錫箔、鎳箔、不鏽鋼箔、鉛箔、錫鉛合金箔、青銅箔、銀箔、銥箔及磷青銅箔中的至少一種。
  9. 如請求項1至請求項8中任一項所述的分隔構件，其中，所述密封劑樹脂層包含未拉伸聚丙烯。
  10. 如請求項1至請求項9中任一項所述的分隔構件，其中，所述密封劑樹脂層與所述基材層具有積層結構，且所述基材層的透濕度的值小於所述密封劑樹脂層的透濕度的值。
  11. 如請求項10所述的分隔構件，其中，所述密封劑樹脂層的透濕度為1 g/m2 /天～50 g/m2 /天，所述基材層的透濕度為1×10-6 g/m2 /天～1×10-2 g/m2 /天。
  12. 一種電池組，包括如請求項1至請求項11中任一項所述的分隔構件。
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