TW202239845A - 樹脂組合物以及包含其之耐燃結構及電池封裝件 - Google Patents
樹脂組合物以及包含其之耐燃結構及電池封裝件 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202239845A TW202239845A TW110112695A TW110112695A TW202239845A TW 202239845 A TW202239845 A TW 202239845A TW 110112695 A TW110112695 A TW 110112695A TW 110112695 A TW110112695 A TW 110112695A TW 202239845 A TW202239845 A TW 202239845A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- resin
- resin composition
- flame
- battery
- resistant structure
- Prior art date
Links
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 title claims abstract description 87
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 61
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 61
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims abstract description 26
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 27
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 11
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 11
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 claims description 9
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- LCQXXBOSCBRNNT-UHFFFAOYSA-K ammonium aluminium sulfate Chemical compound [NH4+].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O LCQXXBOSCBRNNT-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 8
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims description 8
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 7
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 claims description 6
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 claims description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 6
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 6
- ZHJGWYRLJUCMRT-UHFFFAOYSA-N 5-[6-[(4-methylpiperazin-1-yl)methyl]benzimidazol-1-yl]-3-[1-[2-(trifluoromethyl)phenyl]ethoxy]thiophene-2-carboxamide Chemical compound C=1C=CC=C(C(F)(F)F)C=1C(C)OC(=C(S1)C(N)=O)C=C1N(C1=C2)C=NC1=CC=C2CN1CCN(C)CC1 ZHJGWYRLJUCMRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920003180 amino resin Polymers 0.000 claims description 5
- MXZRMHIULZDAKC-UHFFFAOYSA-L ammonium magnesium phosphate Chemical compound [NH4+].[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O MXZRMHIULZDAKC-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims description 5
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052567 struvite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QZRHHEURPZONJU-UHFFFAOYSA-N iron(2+) dinitrate nonahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Fe+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O QZRHHEURPZONJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 44
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 29
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 21
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- NOBYOEQUFMGXBP-UHFFFAOYSA-N (4-tert-butylcyclohexyl) (4-tert-butylcyclohexyl)oxycarbonyloxy carbonate Chemical compound C1CC(C(C)(C)C)CCC1OC(=O)OOC(=O)OC1CCC(C(C)(C)C)CC1 NOBYOEQUFMGXBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000004841 bisphenol A epoxy resin Substances 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- HSEYYGFJBLWFGD-UHFFFAOYSA-N 4-methylsulfanyl-2-[(2-methylsulfanylpyridine-3-carbonyl)amino]butanoic acid Chemical compound CSCCC(C(O)=O)NC(=O)C1=CC=CN=C1SC HSEYYGFJBLWFGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- WZUKKIPWIPZMAS-UHFFFAOYSA-K Ammonium alum Chemical compound [NH4+].O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O WZUKKIPWIPZMAS-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 7
- WFUGQJXVXHBTEM-UHFFFAOYSA-N 2-hydroperoxy-2-(2-hydroperoxybutan-2-ylperoxy)butane Chemical compound CCC(C)(OO)OOC(C)(CC)OO WFUGQJXVXHBTEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 5
- -1 crystalline hydrate Substances 0.000 description 4
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 3
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 3
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 3
- 239000013538 functional additive Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 3
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 3
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 3
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- WPJGWJITSIEFRP-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-triazine-2,4,6-triamine;hydrate Chemical compound O.NC1=NC(N)=NC(N)=N1 WPJGWJITSIEFRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000032953 Device battery issue Diseases 0.000 description 1
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920007019 PC/ABS Polymers 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 238000001467 acupuncture Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QHIWVLPBUQWDMQ-UHFFFAOYSA-N butyl prop-2-enoate;methyl 2-methylprop-2-enoate;prop-2-enoic acid Chemical class OC(=O)C=C.COC(=O)C(C)=C.CCCCOC(=O)C=C QHIWVLPBUQWDMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- SZQUEWJRBJDHSM-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate;nonahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O SZQUEWJRBJDHSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000001029 thermal curing Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000009755 vacuum infusion Methods 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K21/00—Fireproofing materials
- C09K21/02—Inorganic materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K13/00—Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
- C08K13/02—Organic and inorganic ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/16—Halogen-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/30—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
- C08K5/21—Urea; Derivatives thereof, e.g. biuret
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
- C09K5/14—Solid materials, e.g. powdery or granular
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
- H01M50/122—Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/14—Primary casings; Jackets or wrappings for protecting against damage caused by external factors
- H01M50/143—Fireproof; Explosion-proof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/233—Mountings; 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
- H01M50/24—Mountings; 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
- H01M50/293—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by the material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/16—Halogen-containing compounds
- C08K2003/162—Calcium, strontium or barium halides, e.g. calcium, strontium or barium chloride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/16—Halogen-containing compounds
- C08K2003/166—Magnesium halide, e.g. magnesium chloride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/30—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
- C08K2003/3045—Sulfates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/30—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
- C08K2003/3045—Sulfates
- C08K2003/3081—Aluminum sulfate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/014—Additives containing two or more different additives of the same subgroup in C08K
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
- C08K3/016—Flame-proofing or flame-retarding additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
- C08K5/34—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
- C08K5/3442—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having two nitrogen atoms in the ring
- C08K5/3445—Five-membered rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
本揭露關於一種樹脂組合物，其包括：樹脂、結晶水合物、以及尿素，其中結晶水合物：樹脂：尿素的重量比為6：1.5~5：1.2~3。
Description
本揭露係關於一種樹脂組合物以及包含其之耐燃結構及電池封裝件，更具體而言，係關於一種可固化的樹脂組合物以及包含其之耐燃結構及電池封裝件。
現今鋰電池因具有高儲能能力以及低製造成本而被廣泛地用於像是電動載具以及3C產品等電子設備中。為了提供足夠的能量，電動自行車需搭載具有約0.54 kWh的電池容量(相當於6.5 kg TNT炸藥的能量)的電池，電動機車需搭載具有約1~2 kWh的電池容量的電池，電動重機需搭載具有約20 kWh的電池容量的電池，而純電驅動汽車則需搭載具有約60~100 kWh的電池容量的電池。進一步地，為了達成空間有效利用率，各電池緊密相連地排列，導致散熱困難，熱失控破壞性大，存在高安全風險。
目前主要是透過電池管理系統(Battery Management System，BMS)來監控電池的溫度與電流，期望透過在電池的電芯發生明火前斷開電流來緩和電芯熱失控的情況。然而當BMS偵測到高溫時，代表電芯內部已發生短路。電芯內部發生短路會使電池中的隔離膜發生熔融，進而導致大量的化學反應。上述化學反應屬於化學鏈反應。意即一旦自由基生成並進入起始反應，除非電解液已全數消耗完畢，否則將難以中止反應。另一方面，在電池受到外部衝擊、穿刺與輾壓等情況時，BMS將會失去作用，從而無法透過監控電池的溫度與電流來緩和電芯熱失控的情況。
為了緩和電芯熱失控的情況並解決電芯熱失控所造成的電池意外燃燒的問題，目前市售的電池產品採取的解決方式是在電池外部包覆其中加入大量阻燃劑的工程塑膠(如PP/PC與PC/ABS)來達到不可燃的效果。然而在電池外部包覆其中加入大量阻燃劑的工程塑膠對於燃燒中的電池無法提供滅火效果。
本揭露針對上述問題，提供一種可固化的樹脂組合物、利用上述樹脂組合物形成的耐燃結構及包括上述耐燃結構的電池封裝件。上述樹脂組合物中包含大量結晶水合物。透過利用包含大量結晶水合物的樹脂組合物來形成電池封裝件中的耐燃結構，本揭露之電池封裝件能夠滅除失效電芯產生的火焰與高溫，有效抑制熱爆走的波及範圍，提升電池產品的安全性，並降低電池的失火風險。
根據本揭露的一實施例，提供一種樹脂組合物，其包括：樹脂、結晶水合物、以及尿素，其中結晶水合物：樹脂：尿素的重量比可為6：1.5~5：1.2~3。
在一實施例中，樹脂組合物的pH＞5。
在一實施例中，樹脂可包括環氧樹脂、不飽和樹脂、壓克力樹脂、氨基樹脂、酚醛樹脂、矽醚樹脂、或其任意組合。
在一實施例中，結晶水合物可包括硫酸鋁銨、氯化鎂、氯化鈣、磷酸銨鎂、四水硝酸鈣、九水硝酸鐵、或其任意組合。
在一實施例中，樹脂組合物可進一步包括導熱填料、纖維、固化劑、固化起始劑、固化促進劑、或其任意組合。
根據本揭露的另一實施例，提供一種耐燃結構，包括本體，本體包括固化的樹脂組合物，其中樹脂組合物包括：樹脂、結晶水合物、以及尿素，其中結晶水合物：樹脂：尿素的重量比可為6：1.5~5：1.2~3。
在一實施例中，樹脂可包括環氧樹脂、不飽和樹脂、壓克力樹脂、氨基樹脂、酚醛樹脂、矽醚樹脂、或其任意組合。
在一實施例中，結晶水合物可包括硫酸鋁銨、氯化鎂、氯化鈣、磷酸銨鎂、四水硝酸鈣、九水硝酸鐵、或其任意組合。
在一實施例中，樹脂組合物可進一步包括導熱填料、纖維、固化劑、固化起始劑、固化促進劑、或其任意組合。
在一實施例中，本體可包括電池殼、電池套管、電池座、隔板、蜂巢板、或其任意組合。
在一實施例中，耐燃結構可進一步包括設置於本體中或上的導熱件或結構補強件。
根據本揭露的又一實施例，提供一種電池封裝件，包括：電池以及如上述的耐燃結構，包覆電池的至少一部分。
本揭露選擇具有在合適溫度釋出水之結晶水合物作為系統降溫以及滅火的手段。然而，結晶水合物為酸性物質，過多的結晶水合物會使樹脂無法固化。據此，本揭露透過使結晶水合物與尿素組合，來減緩酸性物質對硬化劑的固化抑制現象。透過使結晶水合物與樹脂以及尿素結合，提供一種可滅除火焰與高溫的可固化樹脂組合物、利用其形成之耐燃結構以及包含其之電池封裝件。
根據本揭露的一實施例，提供一種樹脂組合物，包括：樹脂、結晶水合物、以及尿素。
樹脂可包括混合後可經由化學反應固化之反應型樹脂。在一實施例中，樹脂可包括固化後會形成網狀結構，以提供高剛性、硬度、耐溫性且不易燃的熱固性樹脂。包括熱固性樹脂的樹脂組合物在固化後較不易變形、可提供較佳之耐溫性且較不易燃，藉此可提供較佳之隔熱效果。樹脂的實例包括但不限於環氧樹脂、不飽和樹脂、壓克力樹脂、氨基樹脂、酚醛樹脂、矽醚樹脂、或其任意組合。在一實施例中，樹脂可包括環氧樹脂、不飽和樹脂、壓克力樹脂、或其任意組合。在一實施例中，樹脂可包括環氧樹脂、不飽和樹脂、或其任意組合。
結晶水合物可包括以100℃以上的溫度加熱時會釋出水的結晶水合物。結晶水合物可包括以100℃至180℃之間的溫度加熱時會釋出水的結晶水合物。在一實施例中，結晶水合物可包括以100℃至150℃之間的溫度加熱時會釋出水的結晶水合物。選擇以100℃以上的溫度加熱才會釋出水的結晶水合物可避免結晶水合物中的水在後續固化製程期間釋出。當樹脂組合物係用以形成電池封裝件的耐熱結構的材料時，考量電池熱失控時的溫度，使用以180℃以下之溫度加熱即可釋出水的結晶水合物可有效且即時地滅除失效電芯產生的火焰與高溫。結晶水合物的實例可包括但不限於硫酸鋁銨、氯化鎂、氯化鈣、磷酸銨鎂、四水硝酸鈣、九水硝酸鐵、或其任意組合。在一實施例中，結晶水合物可包括硫酸鋁銨、氯化鎂、氯化鈣、或其任意組合。在一實施例中，結晶水合物可包括硫酸鋁銨。
樹脂組合物中，以重量計，結晶水合物的含量可大於樹脂或尿素的含量。據此，樹脂組合物可釋出大量的水以提供較佳的滅火效果並有效降低溫度。在一實施例中，結晶水合物與樹脂的重量比可為1.2：1~4：1，且尿素與結晶水合物的重量比可為1：2~1：5。當結晶水合物與樹脂的重量比大於4：1或尿素與結晶水合物的重量比大於1：5時，樹脂組合物在後續固化製程期間可能產生無法固化或反應不完全的情況。
在一實施例中，樹脂組合物的pH＞5。在一實施例中，樹脂組合物中結晶水合物：樹脂：尿素的重量比可為6：1.5~5：1.2~3。將樹脂組合物的pH值調整為pH＞5，可避免樹脂組合物因為包含大量結晶水合物而難以固化的現象。當樹脂組合物中結晶水合物：樹脂：尿素的重量比為6：1.5~5：1.2~3時，樹脂組合物在後續固化製程期間可順利地固化。在一實施例中，樹脂組合物可進一步包括導熱填料、纖維、固化劑、固化起始劑、固化促進劑、或其任意組合。當樹脂組合物進一步包括固化劑、固化起始劑、固化促進劑、或其任意組合時，可確保樹脂組合物在後續固化製程固化及/或減少固化所需的時間。
在一實施例中，樹脂組合物可進一步包括其他功能添加劑，例如增加結構強度或導熱功能的功能添加劑。功能添加劑的實例可包括導熱填料或纖維。導熱填料可增加樹脂組合物的散熱功能，進一步提高降溫效果。導熱填料的實例可包括但不限於氮化鋁、氮化硼、碳化矽、氧化鎂、碳纖維、氧化鋁、氧化鋅、或其任意組合。在一實施例中，導熱填料可包括碳纖維、碳化矽、氧化鋁、或其任意組合。纖維可增加樹脂組合物固化後之結構強度。纖維的實例可包括但不限於玻璃纖維、有機纖維或其任意組合。
本揭露進一步提供包含一種耐燃結構。耐熱結構包含由上述樹脂組合物固化形成之本體。耐熱結構的本體的製備包括將樹脂組合物塑型成所需形狀以及將塑型過的樹脂組合物固化等步驟。塑型樹脂組合物的步驟包括但不限於澆鑄製程、真空灌注製程、手積層製程、擠出成型製程、拉擠成型製程、射出成形製程、或其任意組合。樹脂組合物可被塑型成各種形狀，舉例而言，樹脂組合物可以圓管模具塑型或者透過CNC加工塑型。在一實施例中，樹脂組合物可被塑型為電池殼板、電池套管、蜂巢式固定座、波浪隔板或其任意組合的形狀。塑型過的樹脂組合物可被固化以形成包括電池殼板、電池套管、蜂巢式固定座、波浪隔板或其任意組合的本體。在一實施例中，本體可包括電池殼、電池套管、電池座、隔板、蜂巢板、或其任意組合。第1A圖至第1D圖係為以本揭露之樹脂組合物固化形成的各種耐燃結構本體的示意圖，其中第1A圖為一整套電池殼板、第1B圖為蜂巢式固定座、第1C圖為電池套管、而第1D圖為波浪隔板的示意圖。
固化樹脂組合物的步驟包括但不限於熱固化製程、光固化製程、或其組合。
在一實施例中，耐燃結構可進一步包括設置於本體中或上的導熱件或結構補強件。在一實施例中，導熱件的實例可包括但不限於導熱矽膠片、陶瓷片、導熱石墨片、金屬箔、金屬鰭片或其任意組合。在一實施例中，結構補強件的實例可包括但不限於碳纖維、玻璃纖維、例如聚乙烯纖維之有機纖維、或其任意組合。
本揭露進一步提供一種電池封裝件，其包括上述耐熱結構以及電池，其中耐熱結構包覆電池的至少一部分。透過包括上述耐熱結構，本揭露提供之電池封裝件於電芯內部發生短路時，可在化學鏈反應之前的起始反應階段，即時地釋出大量水分以滅除失效電芯產生的火焰與高溫，從而可有效抑制熱爆走的波及範圍，提升電池產品的安全性，並降低電池的失火風險。
以下提供本揭露樹脂組合物的實例以及比較例以進一步說明本揭露樹脂組合物之優點。
可固化性評估
實例1
使用250毫升之玻璃容器，加入22 g雙酚A型環氧樹脂(NPEL-170，環氧當量:170 g/eq，南亞樹脂)、6 g Laromin® C260 (活性氫當量: 60~90)、0.3 g咪唑(C11z，四國化成)、20 g尿素(CAS#：57-13-6，Sigma-Aldrich)、60 g硫酸鋁銨(NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O，CAS#：7784-26-1，Sigma-Aldrich)，經充份混合之後形成樹脂組合物。
實例2
使用250毫升之玻璃容器，加入22 g雙酚A型環氧樹脂(NPEL-170，環氧當量:170 g/eq，南亞樹脂)、6 g Laromin® C260 (活性氫當量: 60~90)、0.3 g咪唑(C11z，四國化成)、20 g尿素(CAS#：57-13-6，Sigma-Aldrich)、50 g氯化鎂(CAS#：7786-30-3，Sigma-Aldrich)，經充份混合之後形成樹脂組合物。
實例3
使用250毫升之玻璃容器，加入22 g雙酚A型環氧樹脂(NPEL-170，環氧當量:170 g/eq，南亞樹脂)、6 g Laromin® C260 (活性氫當量: 60~90)、0.3 g咪唑(C11Z，四國化成)、20 g尿素(CAS#：57-13-6，Sigma-Aldrich)、50 g氯化鈣(CAS#：10035-04-8，Sigma-Aldrich)，經充份混合之後形成樹脂組合物。
實例4
使用250毫升之玻璃容器，加入20 g不飽和樹脂 (Distitron-120，Polynt)、0.2 g過氧化二碳酸雙(4-叔丁基環己酯)(BCHPC，六和化工)、20 g尿素(CAS#：57-13-6，Sigma-Aldrich)、60 g硫酸鋁銨(NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O，CAS#：7784-26-1，Sigma-Aldrich)，經充份混合之後形成樹脂組合物。
實例5
使用250毫升之玻璃容器，加入20 g不飽和樹脂 (Distitron-120，Polynt)、0.2 g過氧化甲乙酮(MEKPO，達邡化工)、0.04 g鈷鹽(達邡化工)、20 g尿素(CAS#：57-13-6，Sigma-Aldrich)、50 g氯化鎂(CAS#：7786-30-3，Sigma-Aldrich)，經充份混合之後形成樹脂組合物。
比較例1
使用250毫升之玻璃容器，加入22 g雙酚A型環氧樹脂(NPEL-170，環氧當量:170 g/eq，南亞樹脂)、6 g Laromin® C260 (活性氫當量: 60~90)、0.3 g咪唑(C11z，四國化成)、60 g硫酸鋁銨(NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O，CAS#：7784-26-1，Sigma-Aldrich)，經充份混合之後形成樹脂組合物。
比較例2
使用250毫升之玻璃容器，加入22 g雙酚A型環氧樹脂(NPEL-170，環氧當量:170 g/eq，南亞樹脂)、6 g Laromin® C260 (活性氫當量: 60~90)、0.3 g咪唑(C11z，四國化成)、50 g氯化鎂(CAS#：7786-30-3，Sigma-Aldrich)，經充份混合之後形成樹脂組合物。
比較例3
使用250毫升之玻璃容器，加入22 g雙酚A型環氧樹脂(NPEL-170，環氧當量:170 g/eq，南亞樹脂)、6 g Laromin® C260 (活性氫當量: 60~90)、0.3 g咪唑(C11Z，四國化成)、50 g氯化鈣(CAS#：10035-04-8，Sigma-Aldrich)，經充份混合之後形成樹脂組合物。
比較例4
使用250毫升之玻璃容器，加入22 g雙酚A型環氧樹脂(NPEL-170，環氧當量:170 g/eq，南亞樹脂)、30 g硼砂、6 g Laromin® C260 (活性氫當量: 60~90)、0.3 g咪唑(C11z，四國化成)、40 g硫酸鋁銨(NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O，CAS#：7784-26-1，Sigma-Aldrich)，經充份混合之後形成樹脂組合物。
比較例5
使用250毫升之玻璃容器，加入20 g不飽和樹脂 (Distitron-120，Polynt)、0.2 g過氧化二碳酸雙(4-叔丁基環己酯)(BCHPC，六和化工)、60 g硫酸鋁銨(NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O，CAS#：7784-26-1，Sigma-Aldrich)，經充份混合之後形成樹脂組合物。
比較例6
使用250毫升之玻璃容器，加入20 g不飽和樹脂 (Distitron-120，Polynt)、0.2 g過氧化甲乙酮(MEKPO，達邡化工)、0.04 g鈷鹽(達邡化工)、50 g氯化鎂(CAS#：7786-30-3，Sigma-Aldrich)，經充份混合之後形成樹脂組合物。
比較例7
使用250毫升之玻璃容器，加入20 g不飽和樹脂 (Distitron-120，Polynt)、0.2 g過氧化甲乙酮(MEKPO，達邡化工)、30 g硼砂、0.04 g鈷鹽(達邡化工)、30 g氯化鎂(CAS#：7786-30-3，Sigma-Aldrich)，經充份混合之後形成樹脂組合物。
比較例8
使用250毫升之玻璃容器，加入22 g雙酚A型環氧樹脂(NPEL-170，環氧當量:170 g/eq，南亞樹脂)、6 g Laromin® C260 (活性氫當量: 60~90)、0.3 g咪唑(C11z，四國化成)、60 g硫酸鋁銨(NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O，CAS#：7784-26-1，Sigma-Aldrich)，20 g三聚氰胺(Melamine，CAS#：108-78-1，)，經充份混合之後形成樹脂組合物。
比較例9
使用250毫升之玻璃容器，加入20 g不飽和樹脂 (Distitron-120，Polynt)、0.2 g過氧化二碳酸雙(4-叔丁基環己酯)(BCHPC，六和化工)、20 g尿素(CAS#：57-13-6，Sigma-Aldrich)、110 g硫酸鋁銨(NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O，CAS#：7784-26-1，Sigma-Aldrich)，經充份混合之後形成樹脂組合物。
比較例10
使用250毫升之玻璃容器，加入20 g不飽和樹脂 (Distitron-120，Polynt)、0.2 g過氧化二碳酸雙(4-叔丁基環己酯)(BCHPC，六和化工)、10 g尿素(CAS#：57-13-6，Sigma-Aldrich)、20 g硫酸鋁銨(NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O，CAS#：7784-26-1，Sigma-Aldrich)，經充份混合之後形成樹脂組合物。
將上述實例1~5以及比較例1~10中的樹脂組合物塑型後，以150 ℃以下的溫度加熱以使塑型過的樹脂組合物固化。
實例1~5以及比較例1~10中的樹脂組合物的主要成分克數、pH值以及固化情形示於以下表1。
表1
| 樹脂 | 尿素 | 硼砂 | 結晶 水合物 | 三聚氰胺 | pH值 | 固化 | |
| 實例1 | 22 g | 20 g | 0 g | 60 g | 0 g | 7 | Y |
| 實例2 | 22 g | 20 g | 0 g | 50 g | 0 g | 6 | Y |
| 實例3 | 22 g | 20 g | 0 g | 50 g | 0 g | 6 | Y |
| 實例4 | 20 g | 20 g | 0 g | 60 g | 0 g | 7 | Y |
| 實例5 | 20 g | 20 g | 0 g | 50 g | 0 g | ＞6 | Y |
| 比較例1 | 22 g | 0 g | 0 g | 60 g | 0 g | ＜3 | N |
| 比較例2 | 22 g | 0 g | 0 g | 50 g | 0 g | ＜3 | N |
| 比較例3 | 22 g | 0 g | 0 g | 50 g | 0 g | ＜3 | N |
| 比較例4 | 22 g | 0 g | 30 g | 40 g | 0 g | ＞6 | Y |
| 比較例5 | 20 g | 0 g | 0 g | 60 g | 0 g | ＜4 | N |
| 比較例6 | 20 g | 0 g | 0 g | 50 g | 0 g | ＜3 | N |
| 比較例7 | 20 g | 0 g | 30 g | 30 g | 0 g | ＞6 | Y |
| 比較例8 | 22 g | 0 g | 0 g | 60 g | 20 g | ＜4 | N |
| 比較例9 | 20 g | 20 g | 0 g | 110 g | 0 g | ＜3 | N |
| 比較例10 | 20 g | 10 g | 0 g | 20 g | 0 g | ＞6 | Y |
由以上表1可看出，當樹脂組合物的pH值小於4時，樹脂組合物無法固化。
耐燃性評估
對固化之實例1~5、比較例4、7以及10的樹脂組合物進行耐燃性實驗(試片尺寸為125 x 13 x1.5 mm)，耐燃性實驗之步驟如下：1.僅夾持試片上緣並垂直地懸吊試片於固定座上；2.開啟瓦斯噴火槍空燒1~2秒，確認火焰顏色為藍色及穩定輸出；3.將火焰移置試片下緣並接觸試片，即刻開始計時；4.持續燃燒同一區塊10秒後，立即移除火源，觀察試片上的火苗自媳時間並紀錄；5.重複步驟3與4兩次且燃燒相同區塊，各別記錄火苗的自熄時間，總計燃燒3次。若火苗自熄時間過短難以觀察，則燃燒過程中以錄影裝置紀錄之，試驗完成後，以慢速重播方式取得合理的自熄時間。
在大氣環境下，以瓦斯噴火槍(GB-2001，日本Prince)分別對固化之實例1~5、比較例4、7以及10的樹脂組合物噴火三次，並以錄影設備觀察並紀錄固化之實例1~5、比較例4、7以及10的樹脂組合物的自熄時間，其結果示於以下表2。
表2
| 自熄時間 | 第1次 | 第2次 | 第3次 |
| 實例1 | ＜ 1sec | ＜ 1sec | ＜ 1sec |
| 實例2 | ＜ 1sec | ＜ 1sec | ＜ 1sec |
| 實例3 | ＜ 1sec | ＜ 1sec | ＜ 1sec |
| 實例4 | ＜ 1sec | ＜ 1sec | ＜ 1sec |
| 實例5 | ＜ 1sec | ＜ 1sec | ＜ 1sec |
| 比較例4 | ＜ 1sec | ＜ 8sec | ＜ 15sec |
| 比較例7 | ＜ 1sec | ＜ 5sec | ＜ 10sec |
| 比較例10 | ＜ 1sec | ＜ 5sec | ＜ 12sec |
由以上表2可看出，與固化之實例1~5的樹脂組合物相比，固化之比較例4、7以及10的樹脂組合物的自熄時間較長，表示其無法有效滅除火焰與高溫。
熱傳導模擬
對固化之實例1~5、比較例4、7以及10的樹脂組合物進行熱傳導模擬實驗，熱傳導模擬實驗之步驟如下：
將上述實例1~5以及比較例4、7以及10中的樹脂組合物塑型成套管形狀，接著以150 ℃以下的溫度加熱以使塑型過的樹脂組合物套管固化。
將不鏽鋼貼於樹脂組合物套管內側，接著，在大氣環境下，以瓦斯噴火槍(GB-2001，日本Prince)分別對實例1~5、比較例4、7以及10的樹脂組合物套管噴火。用(TM-946四通道溫度計，Lutron)量測不鏽鋼溫度變化，紀錄實例1~5、比較例4、7以及10的樹脂組合物套管內不鏽鋼溫度達到150℃時所需之時間，其結果示於以下表3。
表3
| 溫度達到150℃時所需之時間 | |
| 實例1 | 40 sec |
| 實例2 | 39 sec |
| 實例3 | 34 sec |
| 實例4 | 42 sec |
| 實例5 | 42 sec |
| 比較例4 | 23 sec |
| 比較例7 | 27 sec |
| 比較例10 | 25 sec |
由以上表3可看出，與比較例4、7以及10的樹脂組合物套管中的不鏽鋼相比，實例1~5的樹脂組合物套管中的不鏽鋼溫度達到150℃時所需之時間較長，表示其可以有效地滅除失效電芯產生的高溫，從而有效抑制熱爆走的波及範圍。
電池穿刺實驗
取實例1的樹脂組合物製備成半封閉式之電池固定座，以6顆18650電芯(NCR18650PF，Panasonic)進行組裝。比較例11採用工程塑膠作為電池固定座，封裝10顆18650電池成一小模組(一排5顆，共兩排電芯)。比較例12未將電芯進行包覆與隔離，僅使用耐燃材料(Fiber-reinforced plastic)當固定座來穩固電芯。
本次的測試條件如下：電芯使用18650 (NCR18650PF，Panasonic)，針刺條件為針徑3 mm、速度10 mm/s、穿刺深度半穿，過程中均採攝影方式記錄電池失效的過程。
檢查實例1的以及比較例11以及12的電池組中未受損的電池總數，其結果示於以下表4。
表4
| 未受損電池數目 | |
| 實例1 | 5 |
| 比較例11 | 0 |
| 比較例12 | 3 |
由以上表4可看出，與比較例11以及12的電池組相比，固化之實例1的電池組，可有效地使電池免受失效電芯產生的火焰與高溫波及。
由上述實驗可看出以本揭露之樹脂組合物固化形成的耐燃結構可有效地滅除失效電芯產生的火焰與高溫，從而抑制熱爆走的波及範圍。包含以本揭露之樹脂組合物固化形成的耐燃結構的電池封裝件可具有較高之產品安全性。
以上概述本揭露數個實施例的特徵，以便在本揭露所屬技術領域中具有通常知識者可更易理解本揭露實施例的觀點。在本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應理解，他們能以本揭露實施例為基礎，設計或修改其他製程和結構，以達到與在此介紹的實施例相同之目的及∕或優勢。在本揭露所屬技術領域中具有通常知識者也應理解到，此類等效的製程和結構並無悖離本揭露的精神與範圍，且他們能在不違背本揭露之精神和範圍之下，做各式各樣的改變、取代和替換。
無。
第1A圖至第1D圖係為以本揭露之樹脂組合物固化形成的各種耐燃結構本體的示意圖。
Claims (12)
- 一種樹脂組合物，包括： 一樹脂； 一結晶水合物；以及 一尿素， 其中該結晶水合物：該樹脂：該尿素的重量比為6：1.5~5：1.2~3。
- 如請求項1所述之樹脂組合物，其中該樹脂組合物的pH＞5。
- 如請求項1所述之樹脂組合物，其中該樹脂包括環氧樹脂、不飽和樹脂、壓克力樹脂、氨基樹脂、酚醛樹脂、矽醚樹脂、或其任意組合。
- 如請求項1所述之樹脂組合物，其中該結晶水合物包括硫酸鋁銨、氯化鎂、氯化鈣、磷酸銨鎂、四水硝酸鈣、九水硝酸鐵、或其任意組合。
- 如請求項1所述之樹脂組合物，其進一步包括一導熱填料、一纖維、一固化劑、一固化起始劑、一固化促進劑、或其任意組合。
- 一種耐燃結構，包括： 一本體，包括固化的一樹脂組合物， 其中該樹脂組合物包括： 一樹脂； 一結晶水合物；以及 一尿素， 其中該結晶水合物：該樹脂：該尿素的重量比為6：1.5~5：1.2~3。
- 如請求項6所述之耐燃結構，其中該樹脂包括環氧樹脂、不飽和樹脂、壓克力樹脂、氨基樹脂、酚醛樹脂、矽醚樹脂、或其任意組合。
- 如請求項6所述之耐燃結構，其中該結晶水合物包括硫酸鋁銨、氯化鎂、氯化鈣、磷酸銨鎂、四水硝酸鈣、九水硝酸鐵、或其任意組合。
- 如請求項6所述之耐燃結構，其中該樹脂組合物進一步包括一導熱填料、一纖維、一固化劑、一固化起始劑、一固化促進劑、或其任意組合。
- 如請求項6所述之耐燃結構，其中該本體包括一電池殼、一電池套管、一電池座、一隔板、一蜂巢板、或其任意組合。
- 如請求項6所述之耐燃結構，其中該耐燃結構進一步包括設置於該本體中或上的一導熱件或一結構補強件。
- 一種電池封裝件，包括： 一電池；以及 如請求項6至11中之任一請求項所述之耐燃結構，包覆該電池的至少一部分。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW110112695A TWI757146B (zh) | 2021-04-08 | 2021-04-08 | 樹脂組合物以及包含其之耐燃結構及電池封裝件 |
| CN202110641033.4A CN115197539B (zh) | 2021-04-08 | 2021-06-09 | 树脂组合物以及包含其的耐燃结构及电池封装件 |
| US17/478,802 US20220328915A1 (en) | 2021-04-08 | 2021-09-17 | Resin composition and flame-resistant structure and battery package including the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW110112695A TWI757146B (zh) | 2021-04-08 | 2021-04-08 | 樹脂組合物以及包含其之耐燃結構及電池封裝件 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWI757146B TWI757146B (zh) | 2022-03-01 |
| TW202239845A true TW202239845A (zh) | 2022-10-16 |
Family
ID=81710544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW110112695A TWI757146B (zh) | 2021-04-08 | 2021-04-08 | 樹脂組合物以及包含其之耐燃結構及電池封裝件 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220328915A1 (zh) |
| CN (1) | CN115197539B (zh) |
| TW (1) | TWI757146B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115863893B (zh) * | 2023-01-31 | 2023-07-18 | 荣耀终端有限公司 | 终端装置 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB908498A (en) * | 1960-07-14 | 1962-10-17 | Foseco Int | Improvements in or relating to exothermic mixtures and the use thereof |
| JP3463923B2 (ja) * | 1999-08-10 | 2003-11-05 | 旭ファイバーグラス株式会社 | 化粧無機質系成形品の製造方法 |
| JP2002201081A (ja) * | 2000-12-27 | 2002-07-16 | Asahi Fiber Glass Co Ltd | 軽量無機質系成形品及びその製造方法 |
| JP3706567B2 (ja) * | 2001-10-05 | 2005-10-12 | ポリプラスチックス株式会社 | ポリアセタール樹脂組成物及びその製造方法 |
| DE602005018419D1 (de) * | 2004-06-18 | 2010-02-04 | Nippon Catalytic Chem Ind | Wasserabsorbierende Harzzusammensetzung und Verfahren zur Herstellung derselben |
| DE102005056491B4 (de) * | 2005-11-18 | 2007-08-30 | Rennebeck, Klaus, Dr. | Verfahren zur Herstellung von Elementen, insbesondere mit mindestens einer Dimension im Mikro- oder Nanobereich, und entsprechend hergestelltes Element, insbesondere Mikro- oder Nanohohlfaser |
| WO2007132657A1 (ja) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Kaneka Corporation | ポリオルガノシロキサン含有グラフト共重合体、それからなる難燃剤、及びそれを含有する樹脂組成物 |
| KR100956397B1 (ko) * | 2009-11-20 | 2010-05-06 | 주식회사 이아이지 | 실링부가 열가소성 수지 또는 열경화성 수지에 난연 물질 및 내열 물질이 배합된 난연성 및 내열성 수지 조성물로 코팅되어 안전성이 향상된 파우치형 전지 및 그 제조 방법 |
| US10752840B2 (en) * | 2016-11-22 | 2020-08-25 | Chestnut Springs Llc | Flame retardant compositions and processes for preparation thereof |
| JP7255493B2 (ja) * | 2017-10-26 | 2023-04-11 | Dic株式会社 | 繊維強化複合材およびこれを用いてなる硬化物 |
| JP6764023B2 (ja) * | 2018-02-20 | 2020-09-30 | 積水化学工業株式会社 | 耐火樹脂組成物、耐火シート、耐火積層体、及びバッテリー |
| JP6845833B2 (ja) * | 2018-08-30 | 2021-03-24 | 第一工業製薬株式会社 | 電池ホルダおよび電池パック |
| JP2020147734A (ja) * | 2019-03-08 | 2020-09-17 | 積水化学工業株式会社 | 耐火樹脂組成物、耐火シート、及びバッテリー |
| JP7150643B2 (ja) * | 2019-03-15 | 2022-10-11 | 積水化学工業株式会社 | 耐火積層体及びバッテリー |
| WO2020241843A1 (ja) * | 2019-05-31 | 2020-12-03 | 積水化学工業株式会社 | バッテリー用熱膨張性耐火材 |
-
2021
- 2021-04-08 TW TW110112695A patent/TWI757146B/zh active
- 2021-06-09 CN CN202110641033.4A patent/CN115197539B/zh active Active
- 2021-09-17 US US17/478,802 patent/US20220328915A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20220328915A1 (en) | 2022-10-13 |
| CN115197539B (zh) | 2024-06-04 |
| CN115197539A (zh) | 2022-10-18 |
| TWI757146B (zh) | 2022-03-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5810321B2 (ja) | 電池パック | |
| US20120028107A1 (en) | Battery pack | |
| CN207637935U (zh) | 一种阻燃型锂电池芯 | |
| CN105111583A (zh) | 一种无卤阻燃聚丙烯微发泡材料及其制备方法 | |
| Liu et al. | Recent progress in flame retardant technology of battery: A review | |
| TWI757146B (zh) | 樹脂組合物以及包含其之耐燃結構及電池封裝件 | |
| CN103554598B (zh) | 无卤阻燃高密度聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的制备方法 | |
| CN111261942B (zh) | 阻燃型锂离子电池电解液 | |
| CN113698737A (zh) | 一种阻燃材料、含该阻燃材料的母粒及母粒的制备方法 | |
| CN111073571B (zh) | 一种粘合剂、包含其的封装胶带及其应用 | |
| CN105895959A (zh) | 一种提高锂离子电池针刺安全性能的方法 | |
| CN101760055B (zh) | 无机耐高温抗静电涂料 | |
| CN114274640A (zh) | 一种快速固化高阻燃云母预浸料及其云母板和制备方法 | |
| Gao et al. | Design strategies of flame-retardant additives for lithium ion electrolyte | |
| CN114621733A (zh) | 一种可用于抑制锂离子电池热失控的阻燃相变材料及其制备方法和应用、锂离子电池 | |
| Ding et al. | A review of battery thermal management methods for electric vehicles | |
| Qiu et al. | Developing a flame-retardant flexible composite phase change material to realize both temperature control and thermal runaway prevention for lithium-ion battery pack | |
| JP7528230B2 (ja) | 難燃性複合パッドとその製造方法、それを含む二次電池モジュール及び二次電池パック | |
| CN106189049A (zh) | 一种铅酸蓄电池阻燃塑壳材料 | |
| CN115160689B (zh) | 锂离子电池封装用阻燃材料及其制备方法和应用 | |
| CN114891416A (zh) | 一种用于锂离子电池包外壳的隔热阻燃防火涂层材料 | |
| CN210553446U (zh) | 一种阻燃复合定形相变材料 | |
| CN210467919U (zh) | 电池芯模组 | |
| CN104934646A (zh) | 一种改善三元材料聚合物锂离子电池安全性的方法 | |
| CN106750936B (zh) | 稀土氯化物与膨胀型阻燃剂协同阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法 |