TWI773869B - 電池保持器及電池組 - Google Patents

電池保持器及電池組 Download PDF

Info

Publication number
TWI773869B
TWI773869B TW108101470A TW108101470A TWI773869B TW I773869 B TWI773869 B TW I773869B TW 108101470 A TW108101470 A TW 108101470A TW 108101470 A TW108101470 A TW 108101470A TW I773869 B TWI773869 B TW I773869B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
battery
holder
resin
tubular body
battery holder
Prior art date
Application number
TW108101470A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201935731A (zh
Inventor
西川明良
東崎哲也
石野愛
北川貴士
赤尾俊和
Original Assignee
日商第一工業製藥股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商第一工業製藥股份有限公司 filed Critical 日商第一工業製藥股份有限公司
Publication of TW201935731A publication Critical patent/TW201935731A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI773869B publication Critical patent/TWI773869B/zh

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/613Cooling or keeping cold
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/643Cylindrical cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/653Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/202Casings or frames around the primary casing of a single cell or a single battery
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/229Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233Mountings; 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
    • H01M50/24Mountings; 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/107Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

本發明所欲解決的問題在於提供一種電池保持器、以及使用該電池保持器而得之電池組,該電池保持器能夠有效率地製造一種良好品質的電池組。 本發明的解決手段是一種電池保持器10,其至少由管狀體所構成,該管狀體在內部具有用以收容鋰離子電池20等電池之貫穿空間(電池收容部10a)。此管狀體,是藉由含有無機填充材料之樹脂組成物所形成。

Description

電池保持器及電池組
本發明有關一種電池保持器及電池組,該電池保持器用以使複數個電池對齊配置,該電池組是使用該電池保持器而得。
鋰離子電池,具有下述優點:屬於能夠充電的二次電池、小型輕量、每單位容積或每單位重量的蓄電容量大等;因此已廣泛使用作為例如可攜式電子機器的電源。進一步,近年來例如電動輪椅、電動輕型車輛、或電動汽車這樣的電力消耗比可攜式電子機器更大的電器機器、或是住宅用(家庭用)的蓄電池逐漸推廣普及,鋰離子電池亦已用於這些用途。
此處,作為用以對應更大的消耗電力的方法,已知一種電池組,該電池組是將複數個電池一體化而成。以往,為了使複數個電池並聯地對齊排列,這種電池組使用了例如一種電池保持器,該電池保持器具有對應於電池的外周形狀之複數個凹部或複數個空間部。這種電池保持器,能夠在擴大相鄰的各個電池的間隔的狀態下對齊排列並加以保持,因此能夠抑制電池之間的熱連鎖反應(由任意電池所產生的熱量波及到其他電池之現象)。
進一步,作為電池組,除了使用電池保持器而得之電池組以外,還已知有藉由灌注材料(灌注樹脂)來將複數個電池之間填充而得之電池組。例如,專利文獻1揭示一種電池組,其在使複數個圓筒形電池對齊排列的狀態下,對這些電池之間進行填充而形成有灌注樹脂部。
前述電池保持器,雖然能夠擴大相鄰的電池的間隔,但是作為電池組整體來看時,每單位容積能夠收容的電池個數變少,因此能量密度下降。專利文獻1所揭示的電池組,是形成有灌注樹脂部來取代電池保持器,該灌注樹脂部是填充灌注材料而成,藉此使電池彼此的間隔接近1.0mm以下,從而避免能量密度下降。又,灌注樹脂部密接於電池的外周面,因此產生於電池中的熱量會分散至灌注樹脂部整體,從而謀求抑制熱連鎖反應。 [先前技術文獻] (專利文獻)
專利文獻1:日本特開2012-028244號公報
[發明所欲解決的問題] 使用灌注材料而得之電池組的製造方法,一般而言,是使複數個電池對齊排列並加以模組化,然後容納於成形模具等之中,並對成形模具等的內部注入灌注材料並使其硬化。因此,當填充灌注材料時,會產生例如下述填充時的問題:難以將填充於電池之間的灌注材料控制在均等的厚度、亦不易以不含氣泡的方式填充灌注材料、連不需要填充的地方都有灌注材料流入。這些填充時的問題,可能對所獲得的電池組的品質造成影響。
又,當使灌注材料硬化時,亦會產生下述硬化時的問題:為了使液狀的灌注材料硬化而需要加熱、為了使灌注材料硬化而需要規定的硬化時間。這些硬化時的問題,可能對電池組的製造成本或製造效率等造成影響。又,所獲得的電池組中,在電池之間填充有硬化後的灌注材料,因此亦會產生不易檢查該電池組的問題。
本發明是為了解決這樣的問題而完成的,其目的在於提供一種電池保持器、以及使用該電池保持器而得之電池組,該電池保持器能夠有效率地製造一種良好品質的電池組。 [解決問題的技術手段]
為了解決前述問題,本發明的電池保持器是下述構成:至少由管狀體所構成,該管狀體在內部具有用以收容電池之貫穿空間;並且,該管狀體是藉由含有無機填充材料之樹脂組成物所形成。
根據前述構成,只要將管狀體(管狀)的電池保持器安裝在電池的外周,然後將複數個對齊排列並加以集中,就能夠製造電池組。因此,相較於填充液狀的灌注材料的情形,能夠提升製造效率。而且,由於電池保持器為管狀體,因此相較於填充液狀的灌注材料的情形,能夠提升電池彼此的間隔的精度。
又,根據前述構成,不需要使用液狀的灌注材料,因此變得不需要為了使灌注材料不含氣泡、或避免流入不需要的地方而進行對應。而且,因為不需要使液狀的灌注材料硬化,所以不需要成形模具或加熱手段(或者若灌注材料為2液混合型時則為混合手段)等設備,並且亦變得不需要硬化時間。因此,不僅能夠提升電池組的製造效率,亦能夠抑制製造成本的增加。
進一步,根據前述構成,因為將電池保持器安裝在電池上,所以管狀體也就是電池保持器能夠實質上密接於電池的外周面。因為電池保持器是樹脂製且含有無機填充材料,所以能夠良好地發散源自電池的熱量,不僅如此,因為電池組的管狀體彼此密接,所以亦能夠與灌注材料同樣地將源自電池的熱量分散至相鄰的管狀體整體。
此外,根據前述構成,當將複數個安裝有電池保持器之電池(安裝有保持器之電池)集中並使其對齊配置時,能夠容易形成不存在有樹脂的空間部。例如,若電池為圓筒形,則只要電池保持器亦形成圓管狀即可,因此若集中複數個安裝有保持器之電池,則在相鄰的圓筒彼此之間必然產生空間部。藉此,相較於填充灌注材料的情形,能夠減少樹脂的重量,因此能夠謀求電池組的輕量化。
又,根據前述構成,電池組,僅是將複數個安裝有保持器之電池加以集中並使其對齊配置,因此即便僅以外觀確認,亦能夠檢查所獲得的電池組。而且,當製造電池組時,例如,能夠配合電池組的封裝體的形狀等,來調整安裝有保持器之電池的排列方式或集中方式。因此,變得能夠提升製造電池組時的通用性、應用性或設計性。
關於前述構成的電池保持器,可以是下述構成:當將前述樹脂組成物的總量設為100質量%時,前述樹脂組成物中含有的前述無機填充材料在30~95質量%的範圍內。
又,關於前述構成的電池保持器,可以是下述構成:前述管狀體的厚度在0.5~3.0mm的範圍內。
又,關於前述構成的電池保持器,可以是下述構成:前述管狀體的貫穿空間的最大寬度相對於前述電池的最大寬度的比值,在60%~100%的範圍內。
又,關於前述構成的電池保持器,可以是下述構成:前述樹脂組成物,含有作為樹脂成分的選自由胺酯樹脂、環氧樹脂、矽氧樹脂、酚樹脂、不飽和聚酯樹脂及三聚氰胺樹脂所組成之群組中的至少一種樹脂。
又,關於前述構成的電池保持器,可以是下述構成:前述無機填充材料是選自由二價或三價的金屬氫氧化物、二價的金屬硫酸鹽水合物、鋅的含氧酸(oxoacid)鹽、氧化矽、氧化鋁、碳鈉鋁石(dawsonite)及碳酸氫鈉所組成之群組中的至少一種。
又,關於前述構成的電池保持器,可以是下述構成:前述樹脂組成物的前述樹脂成分是胺酯樹脂,前述無機填充材料是二價或三價的金屬氫氧化物。
又,本發明的電池組,是具備前述構成的電池保持器之構成。 [發明的功效]
本發明藉由以上構成,能夠發揮下述功效:能夠提供一種電池保持器、以及使用該電池保持器而得之電池組,該電池保持器能夠有效率地製造一種良好品質的電池組。
以下,一面參照圖式一面說明本揭示的代表性的實施形態。再者,以下,在全部的圖式中,對於相同或相當的要素附上相同的元件符號,並省略其重複的說明。
[電池保持器和安裝有保持器之電池] 本揭示的電池保持器,是一種管狀體,只要是藉由含有無機填充材料之樹脂組成物所形成即可,該管狀體在內部具有用以收容電池之貫穿空間。管狀體的具體構成,並無特別限定,只要下述管狀體即可:具有配合收容對象也就是電池的形狀的貫穿空間。
本揭示中,作為收容對象的電池的種類,並無特別限定,可列舉公知的各種電池。具體而言,可列舉例如下述二次電池:鋰離子電池、鎳鎘電池、鎳氫電池等。其中,特佳是鋰離子電池。又,本揭示中,作為收容對象的電池的形狀,亦無特別限定,可代表性地列舉:圓筒形(圓柱形)、方形(四角柱形或長方體形)、其他柱形等縱長的形狀。
針對本揭示的電池保持器的具體構成的一例,列舉作為收容對象的電池為圓筒形的鋰離子電池的情況來進行說明。如第1圖所示,本實施形態的電池保持器10,是具有圓形剖面的管狀(管狀體),電池保持器10的圓管狀的本體(壁部),如後所述,具有規定的厚度。在電池保持器10的內部,形成有電池收容部10a,該電池收容部10a用以收容圓筒形的鋰離子電池20。此電池收容部10a,是與鋰離子電池20的形狀相同的圓筒形貫穿空間。
再者,第1圖所示的例子中,在圓管狀的電池保持器10的斜視圖的上側,以對應於該電池保持器10的方式繪示了圓筒形的鋰離子電池20的斜視圖,進一步在下側繪示了該電池保持器10的俯視圖(或仰視圖)。又,在面向電池保持器10的斜視圖的右側,繪示了該電池保持器10的剖面圖。在此剖面圖的上側,對應有圓筒形的鋰離子電池20的側面圖。
在電池保持器10的電池收容部10a內收容有鋰離子電池20的狀態下,換言之,在鋰離子電池20的外周面安裝有電池保持器10的狀態下,如第2圖所示,在電池保持器10的上端和下端露出了鋰離子電池20的上端和下端。再者,為了便於說明,將安裝有電池保持器10之鋰離子電池20稱為「安裝有保持器之電池30」。
在第2圖中,繪示了安裝有保持器之電池30的示意剖面圖(第2圖的下圖)與對應於該圖的俯視圖(第2圖的上圖)。圓筒形的鋰離子電池20,一般而言,如第1圖中的鋰離子電池20的斜視圖(第1圖的左上圖)所示,在其上端露出了端子蓋21。如第2圖所示,在鋰離子電池20的上部,設置有包含端子蓋21之封口體22。又,在鋰離子電池20的下部亦即封口體22的下方,設置有電極群組23。封口體22和電極群組23,被密封(收容)於外裝體24的內部。
封口體22的具體構成並無特別限定,圓筒形的鋰離子電池20,具備端子蓋21,並代表性地具備金屬過濾器、墊片、金屬閥體、以及排氣閥25等。排氣閥25,是構成為:當因鋰離子電池20的內部所產生的氣體導致內壓上升時,能夠將該氣體排放至外部。第2圖所示的示意構成中,排氣閥25是作為封口體22的一部分而設置於端子蓋21的下部。
電極群組23,具備例如:片狀的正極材料和負極材料、薄膜狀的隔膜、以及集電體等。正極材料和負極材料、以及隔膜,成為下述構成:利用該隔膜分別夾持正極材料和負極材料並加以疊合,然後捲繞成渦卷狀。又,正極材料和負極材料,各自與集電體電性連接。外裝體24是圓筒形,一般而言是金屬製,其在下端形成有底部且上端有開口。電極群組23被收容在外裝體24的下側,具備電極群組23之負極材料集電體,例如電性連接至外裝體24的底面。
收容電極群組23後,自外裝體24的上端的開口注入電解液,然後將封口體22收容於電極群組23的上部。此時,電極群組23的正極材料集電體,電性連接至具備封口體22之金屬過濾器。又,圓筒形的鋰離子電池20中,如第2圖示意性地表示,該外裝體24被加工成在外裝體24的內周面上突出成框狀,藉此來形成用以將封口體22定位的座部26。藉由在此座部26上安裝封口體22,來密封(封口)外裝體24的上端的開口。然後,以端子蓋21的頂面露出的方式,封閉外裝體24的上端的開口,藉此將封口體22、電極群組23及電解液密封於外裝體24的內部。
再者,第2圖所示的鋰離子電池20的內部構成是其中一個例子,作為本揭示的電池保持器10的安裝對象之圓筒形電池的構成,不限定於此例。又,在不是圓筒形而是方形等的情況下,其內部構成,只要採用方形的鋰離子電池的公知的鋰離子電池即可。進一步,即便鋰離子電池為圓筒形或方形以外的形狀,只要採用該形狀的公知的內部構成即可。又,即便電池為鋰離子電池以外的種類,只要採用公知的內部構成即可。
此處,雖然並未圖示,在圓筒形的鋰離子電池20的外側(外裝體24的外周面),可覆蓋有公知的樹脂製薄片。進一步,在外裝體24的外周面上,除了金屬製的本體以外,還可設置有樹脂製的覆蓋層(cover)。或者,亦根據鋰離子電池20的內部構成,外裝體24本身可以是樹脂製,而不是金屬製。本揭示的電池保持器10,與鋰離子電池20可在外周面上具備的樹脂製薄片、覆蓋層、樹脂製的外裝體24相異,是後續才被安裝在鋰離子電池20上。
第2圖所示的安裝有保持器之電池30中,只是將管狀體(管狀)的電池保持器10安裝在鋰離子電池20的外周。因此,只要以後述的方式使複數個這樣的安裝有保持器之電池30對齊排列並加以集中,就能夠製造電池組。因此,相較於以往的電池組般地填充液狀的灌注材料的情形,能夠提升製造效率。
電池保持器10,如前所述,只要是藉由含有無機填充材料之樹脂組成物所形成即可。關於此樹脂組成物(及無機填充材料)的具體構成,如後所述。電池保持器10,只要是樹脂組成物製的管狀體(tube)即可,此管狀體的厚度(形成為管狀的樹脂製壁部的厚度),並無特別限定。電池保持器10,當構成電池組時,只要能夠以在相鄰的鋰離子電池20之間抑制熱蔓延(thermal propagation)等熱連鎖反應的方式,確保規定的間隔即可。因此,管狀體(壁部)的厚度,能夠根據鋰離子電池20彼此的間隔(電池間距離)來適當設定。
管狀體的厚度,代表性地只要在0.5~3.0mm的範圍內即可。關於上限,可以是2.0mm以下,亦可以是1.5mm以下。若下限為0.5mm,則在使安裝有保持器之電池30彼此相鄰的狀態下,相鄰的鋰離子電池20彼此的最小間隔(最小的電池間距離)能夠設成1.0mm左右。藉此,能夠良好地抑制熱連鎖反應。當然,當最小間隔可小於1.0mm時,管狀體的厚度可以小於0.5mm。
若管狀體的厚度為3.0mm以下,則亦根據鋰離子電池20的種類、電池組的具體構成等各種條件,能夠使電池組的每單位容積能夠收容的電池個數適當化。因此,能夠有效地抑制電池組的能量密度下降。當然,根據各種條件,有時即便管狀體的厚度超過3.0mm,仍能夠避免電池組的能量密度下降。在這樣的情況下,例如,只要以優先抑制熱連鎖反應的方式來設定管狀體的厚度即可。如此一來,若電池保持器10為具有均勻厚度的管狀體,則相較於以往的電池組般地填充液狀的灌注材料的情形,能夠提升電池彼此的間隔的精度。
電池保持器10的內部的貫穿空間亦即電池收容部10a,只要設計成配合所收容的電池(在本實施形態中是圓筒形的鋰離子電池20)的形狀的空間即可。此處,在本實施形態中,如第1圖所示,電池收容部10a的直徑亦即管狀體(電池保持器10)的內徑Dh,可以與鋰離子電池20的直徑(外徑)Db相同,較佳是比直徑Db更小(Dh≦Db)。
如後所述,管狀體,較佳是構成為具有彈性或柔軟性的管狀體,此情況,藉由將管狀體的內徑Dh設定成比鋰離子電池20的外徑Db更小,當將電池保持器10安裝在鋰離子電池20上時,能夠使電池保持器10的內周面密接於鋰離子電池20的外周面。電池保持器10(管狀體),含有無機填充材料,因此即便鋰離子電池20發熱,亦能夠良好地發散該熱量(散熱)。此情況,藉由電池保持器10的內周面良好地密接於鋰離子電池20的外周面,能夠提升散熱效率。
此處,在本實施形態中,鋰離子電池20是圓筒形,但是如前所述,在本揭示中作為電池保持器10的安裝對象的電池的形狀中,除了圓筒形以外,還包含方形等各種形狀。當電池為圓筒形時,只要將電池的外徑(直徑)與電池保持器10的內徑(電池收容部10a的直徑)加以對比即可,但是若是圓筒形以外的形狀,則電池的寬度(截面方向的尺寸)不會成為固定值。因此,當電池不是圓筒形時,只要以電池的最大寬度(截面方向的最大尺寸)作為基準即可。
更具體而言,只要管狀體(電池保持器10)的貫穿空間的最大寬度(在圓筒形的情況下是貫穿空間的直徑或管狀體的內徑),相對於電池的最大寬度(在圓筒形的情況下是電池的外徑或直徑)的比值,在60%~100%的範圍內即可,較佳是只要在80~98%的範圍內即可,更佳是只要在93~97%(95±2%)的範圍內即可。再者,為了便於說明,將管狀體的貫穿空間的最大寬度相對於電池的最大寬度設為「保持器寬度比」,當最大寬度為直徑(電池為圓筒形)的情況,設為「保持器徑長比」。
如果保持器寬度比(保持器徑長比)超過100%,則管狀體的貫穿空間的最大寬度變成比電池的最大寬度更大。因此,管狀體的內周面可能變得無法良好地密接於電池的外周面。又,當將電池保持器10安裝在電池上來構成安裝有保持器之電池30時,電池保持器10可能變得容易從電池脫離。其結果,當構成電池組時,不僅變得無法良好地抑制熱連鎖反應或無法良好地發散源自電池的熱量,作為電池組的結構上的穩定性亦有可能下降。再者,根據電池的形狀,有時即便保持器寬度比超過100%,仍能夠確保電池保持器10的密接性或安裝保持性。
關於保持器寬度比(保持器徑長比)的下限,能夠根據管狀體(電池保持器10)的材質亦即後述的樹脂組成物的成分或組成等來適當設定。也就是說,能夠根據管狀體(樹脂組成物)的彈性或柔軟性的程度,來將貫穿空間的最大寬度(內徑)縮小到限度為止。但是,即便在管狀體富有柔軟性的情況下,如果將保持器寬度比過度縮小,則當將管狀體(電池保持器10)安裝在電池上時,會使得管狀體被大幅拉伸,其結果,當構成電池組時,可能變得無法在相鄰的電池彼此之間保持適當的間隔(電池間距離)。基於此觀點,作為保持器寬度比的代表性的下限,如前所述,可列舉60%以上。
再者,如後所述,當構成管狀體的樹脂組成物的樹脂成分中包含胺酯樹脂(胺酯樹脂組成物)的情況,作為較佳的下限,可列舉80%以上;作為更佳的下限,可列舉93%以上。同樣地,作為較佳的上限,可列舉98%;作為更佳的上限,可列舉97%。若管狀體為胺酯樹脂組成物,則只要保持器寬度比的上限或下限為前述數值,就能夠使電池保持器10對於電池的密接性和安裝保持性更進一步良好。
如前所述,電池保持器10也就是管狀體,較佳是具有彈性或柔軟性,關於評估彈性或柔軟性時的具體的測定值(或試驗方法、測定方法),並無特別限定。作為評估管狀體(樹脂組成物)的彈性或柔軟性的其中一個測定值,可列舉25℃時的儲存彈性模數。在本揭示中,管狀體的儲存彈性模數(25℃),並無特別限定,可代表性地列舉0.1~200MPa的範圍內。
換言之,在本揭示中,若管狀體(樹脂組成物)的儲存彈性模數(25℃)在0.1~200MPa的範圍內,則作為電池保持器10能夠實現更進一步良好的彈性或柔軟性。尤其是當樹脂組成物為胺酯樹脂組成物的情況,藉由儲存彈性模數在此範圍內,能夠作為良好的電池保持器10來使用。當然,管狀體的儲存彈性模數(25℃),能夠根據各種條件來適當設定,因此理所當然亦可在前述範圍外。
又,管狀體(電池保持器10)的長度(長邊方向的尺寸、全長),並無特別限定,只要根據作為收容對象的電池的長度來適當設定即可。在圓筒形的鋰離子電池20的情況下,電池保持器10的長度,如第2圖所例示,可與鋰離子電池20的長度幾乎相同,根據電池組的構成,亦可使電池保持器10的長度比鋰離子電池20的長度更短,亦可比鋰離子電池20的長度更長。電池保持器10,是樹脂組成物製的管狀體,因此能夠適當切割成對應於電池長度的長度。因此,本揭示的電池保持器10,可預先切割成對應於電池的長度,亦可切割成稍長而構成為能夠在使用時調整長度,亦可用不切割的方式構成為被捲繞成較長的軟管(hose)狀,並在使用時適當切割。
進一步,在本實施形態中,電池保持器10,僅由樹脂組成物製的管狀體所構成,但是本揭示不限定於此,電池保持器10,可根據需要而具備管狀體以外的構件等。又,在本實施形態中,電池保持器10也就是管狀體,在整個長邊方向上的截面尺寸(外徑和內徑)和截面形狀實質上相同,但是本揭示不限定於此,管狀體的截面形狀或截面尺寸可部分不同。
[構成電池保持器的樹脂組成物] 本揭示的構成電池保持器10的樹脂組成物,只要含有樹脂成分和無機填充材料即可。作為樹脂成分,能夠適當使用在電池組的領域中的公知的各種樹脂(高分子或塑膠)。作為代表性的樹脂成分,可列舉例如:胺酯樹脂、環氧樹脂、矽氧樹脂、酚樹脂、不飽和聚酯樹脂、及三聚氰胺樹脂等。這些樹脂,可僅用至少1種,亦可將2種以上適當組合(例如製成聚合物摻合物(polymer blend)或聚合物合金(polymer alloy)等)使用。
進一步,可以是相同種類的樹脂,亦可將2種以上的化學結構等相異之樹脂組合使用。例如,當樹脂成分為胺酯樹脂時,能夠使用2種以上的胺酯樹脂,該等胺酯樹脂使用了作為聚異氰酸酯和多元醇的組合相異之胺酯樹脂。又,即便聚異氰酸酯和多元醇的組合相同,亦能夠使用改變合成條件而獲得的2種以上的胺酯樹脂。
關於本揭示的電池保持器10,前述樹脂中,尤其能夠較佳地使用胺酯樹脂來作為樹脂成分。關於本揭示的電池保持器10,如前所述,較佳是管狀體(電池保持器10)具有彈性或柔軟性,胺酯樹脂,能夠製造出彈性或柔軟性的範圍大的管狀體。例如,作為胺酯樹脂,從 25℃的儲存彈性模數為1MPa以下的柔軟的管狀體到2×103 MPa左右的非常硬的管狀體都能夠製造。
又,胺酯樹脂能夠實現範圍大的彈性或柔軟性,意指能夠根據需要而控制彈性或柔軟性。因此,能夠根據電池保持器10或電池組的構成等,而獲得具有良好的彈性或柔軟性的管狀體。進一步,相較於其他樹脂,胺酯樹脂在加工時的黏度相對較低,且能夠在常溫硬化,因而不需要高溫。因此,能夠使製造管狀體時的加工性或製造效率良好。
胺酯樹脂的更具體的構成,並無特別限定。例如,聚異氰酸酯和多元醇能夠作為胺酯樹脂的原料使用,作為聚異氰酸酯和多元醇,能夠適當使用公知的聚異氰酸酯和多元醇。例如,作為聚異氰酸酯,可代表性地列舉:具有2個以上異氰酸基之芳香族系聚異氰酸酯、脂肪環族系聚異氰酸酯或脂肪族系聚異氰酸酯;或者,將這些聚異氰酸酯改質而得的改質聚異氰酸酯等。這些聚異氰酸酯,可以是預聚物。又,作為多元醇,可代表性地列舉:聚醚系多元醇、聚酯系多元醇、多元醇、含羥基二烯系聚合物等。這些聚異氰酸酯或多元醇,可僅使用1種,亦可將2種以上適當組合使用。又,可使用能夠促進聚異氰酸酯和多元醇的樹脂化反應的觸媒。作為觸媒,可列舉例如:胺類觸媒、金屬化合物系觸媒、異氰脲酸酯化觸媒等。這些觸媒,可僅使用1種,亦可將2種以上組合使用。
構成電池保持器10的樹脂組成物,除了樹脂成分以外,至少還含有無機填充材料。此無機填充材料,能夠有助於管狀體(電池保持器10)的難燃性或散熱性。作為具體的無機填充材料,可列舉例如:氫氧化鋁、氫氧化鎂、氫氧化鈣等二價或三價的金屬氫氧化物;硫酸鈣、硫酸鎂等二價的金屬硫酸鹽;硼酸鋅、錫酸鋅等鋅的含氧酸鹽;氧化矽;氧化鋁;碳鈉鋁石;碳酸氫鈉等。這些無機填充材料,可僅使用1種,亦可適當選擇2種以上來使用。
關於本揭示的電池保持器10,前述無機填充材料中,尤其,能夠較佳地使用二價或三價的金屬氫氧化物,例如氫氧化鋁或氫氧化鎂等。二價或三價的金屬氫氧化物,能夠藉由加熱而產生水,因此能夠對於管狀體(電池保持器10)賦予良好的難燃性,並且能夠使管狀體的散熱性亦良好。
又,作為無機填充物,亦能夠較佳地使用硫酸鈣、硫酸鎂等二價的金屬硫酸鹽。二價的金屬硫酸鹽,容易形成水合物,因此與二價或三價的金屬氫氧化物同樣地能夠藉由加熱而產生水。或者,作為無機填充物,亦能夠較佳地使用碳酸氫鈉。碳酸氫鈉亦能夠藉由加熱而生成水。進一步,可對於二價或三價的金屬氫氧化物合併使用碳酸氫鈉。碳酸氫鈉,比氫氧化鋁或氫氧化鎂相對廉價。因此,藉由將這些無機填充物組合使用,能夠實現良好的難燃性和散熱性,並且能夠減少管狀體的製造成本的增加。
無機填充材料,只要製成粉末來摻合至樹脂成分中即可。無機填充材料的平均粒徑,並無特別限定,一般而言,只要在0.5~40μm的範圍內即可,更佳是在2~20μm的範圍內。又,無機填充材料的粉末的形狀,亦無特別限定,能夠採用球狀、片狀(鱗片狀)、針狀、無定形等各種形狀。再者,平均粒徑的測定方法,並無特別限定,只要由根據公知的雷射繞射法來實行的粒度分析求出即可。
構成電池保持器10的樹脂組成物中,除了樹脂成分和無機填充材料以外,還可含有公知的添加劑。作為添加劑,可列舉例如:發泡劑、整泡劑、填充劑、穩定劑、著色劑、難燃劑、塑化劑等;並無特別限定。尤其,在本揭示中,如前所述,管狀體(電池保持器10)具有難燃性很重要。因此,較佳是樹脂組成物含有難燃劑。
作為具體的難燃劑,並無特別限定,可列舉例如:磷系難燃劑、鹵素系難燃劑、三聚氰胺系難燃劑等。作為磷系難燃劑,可列舉:磷酸參(2-氯乙基)酯、磷酸參(2,3-二溴丙基)酯等含鹵磷酸酯;磷酸三甲酯、磷酸三甲苯酯、磷酸參(二甲苯基)酯、磷酸三苯酯等無鹵磷酸酯;聚磷酸銨等。又,作為鹵素系難燃劑,可列舉:十溴二苯基醚、五溴二苯基醚、六溴環十二烷、四溴雙酚A、六溴苯等。又,作為三聚氰胺系難燃劑,可列舉三聚氰胺氰脲酸酯等。進一步,三氧化銻等銻化合物亦能夠作為難燃劑使用。銻化合物,藉由與鹵素系難燃劑合併使用,能夠更提升難燃性。
構成電池保持器10的樹脂組成物的具體的組成,並無特別限定。在本揭示中,樹脂組成物,只要至少由樹脂成分和無機填充材料的2種成分構成即可,無機填充材料的含量,並無具體限定。考慮到所獲得的管狀體(電池保持器10)的難燃性,當將樹脂組成物的總量(全部樹脂組成物)設為100質量%時,無機填充材料的含量(含率),只要在30~95質量%的範圍內即可,較佳是在45~70質量%的範圍內。
如果無機填充材料的含量超過95質量%,則亦根據樹脂成分的種類,樹脂組成物整體中的樹脂成分的含量變過少,因而可能無法獲得良好的管狀體。又,如果無機填充材料的含量低於50質量%,則亦根據無機填充材料或樹脂成分的種類,無機填充材料過少,因而可能變得無法對管狀體賦予良好的難燃性或散熱性。當然,無機填充材料的含量能夠根據所要求的樹脂組成物(或管狀體)的性質來適當設定,並不限定於前述範圍內。
[電池組] 本揭示的電池組,只要具備前述電池保持器10即可,其具體的構成並無特別限定。本揭示的電池組,可藉由下述方式製造:先排列複數個前述電池保持器10,再將電池(例如第1圖或第2圖所示的圓筒形的鋰離子電池20)收容於各個電池保持器10中。然而,如前所述,較佳是:先將電池保持器10安裝在各個電池上來構成安裝有保持器之電池30,再排列複數個此安裝有保持器之電池30,來製造電池組。藉此,能夠配合電池組的封裝體的形狀等,來調整安裝有保持器之電池30的排列方式或集中方式。因此,變得能夠提升製造電池組時的通用性、應用性或設計性。
當製造電池組時,作為集中複數個安裝有保持器之電池30而成之最低限度的單元,並無特別限定,例如,如第3圖(A)或第3圖(B)所示,能夠將3個安裝有保持器之電池30集中,來構成最低限度的單元也就是電池組單元31A或電池組單元31B。例如,第3圖(A)所示的電池組單元31A,從頂面觀察時是構成為下述單元:將3個安裝有保持器之電池30並列配置成三角形。若是此電池組單元31A,則在相鄰的3個安裝有保持器之電池30之間會形成閒置空間(dead space)32。
構成安裝有保持器之電池30的鋰離子電池20是圓筒形,且電池保持器10亦是圓管狀,因此安裝有保持器之電池30亦成為圓筒狀。若集中3個這樣的安裝有保持器之電池30,則相鄰的圓筒彼此之間必然會產生閒置空間32。當作成電池組來看時,此閒置空間32,成為不存在有樹脂的空間部。因此,相較於填充有灌注材料之以往的電池,能夠減少樹脂的重量,因此能夠謀求電池組的輕量化。
或者,第3圖(B)所示的電池組單元31B,與電池組單元31A不同,從頂面觀察時是構成為下述平板狀的單元:將3個安裝有保持器之電池30以排成一列的方式並列配置。此電池組單元31B,與電池組單元31A不同,在單元本身中不會形成閒置空間32。然而,藉由相鄰地配置電池組單元31B,作為結果,在相鄰的3個安裝有保持器之電池30之間,與電池組單元31A同樣地會產生閒置空間32。因此,相較於填充有灌注材料之以往的電池,能夠減少樹脂的重量,因此能夠謀求電池組的輕量化。
又,如前所述,較佳是電池保持器10的內徑(電池收容部10a的直徑、貫穿空間的最大寬度)能夠設定成比鋰離子電池20的外徑(電池的最大寬度)更小。藉此,在將電池保持器10安裝在鋰離子電池20上的狀態下,管狀體也就是電池保持器10變成實質上密接於鋰離子電池20的外周面。電池保持器10,如前所述,因為是樹脂製且含有無機填充材料,所以即便由鋰離子電池20產生熱量,亦能夠良好地發散該熱量(散熱),不僅如此,如第3圖(A)、(B)所示的電池組單元31A、32B般,因為電池組的管狀體彼此密接,所以亦能夠將源自鋰離子電池20的熱量分散至相鄰的安裝有保持器之電池30的管狀體(電池保持器10)整體。藉此,能夠更進一步提升散熱效果。
電池組的更具體構成,並無特別限定,除了電池保持器10之外,能夠適當使用以往公知的構成。例如,只要具備殼體(case)、以及導線構件等即可,該殼體能夠將前述電池組單元31A、31B(或安裝有保持器之電池30) 收容於內部,該導線構件能夠將電池彼此電性連接。殼體的形狀,不限定於公知的長方體狀,能夠採用相對複雜的形狀。此原因在於,在本揭示中,能夠以填滿殼體的內部空間的方式來逐步收容最小單元也就是電池組單元31A、31B。
導線構件,只要能夠將被收容的電池組單元31A、31B中的鋰離子電池20等電池彼此電性連接,則能夠採用公知的構成。具體而言,可列舉例如板狀構件或線路構件等。再者,可預先在電池組單元31A、31B中,以導線構件將電池彼此相互連接,進一步以導線構件將複數個電池組單元31A、31B彼此連接。
電池組的製造(組裝)方法,並無特別限定,可列舉例如下述方法:如前所述,將電池組單元31A、31B或安裝有保持器之電池30收容於殼體的內部後,以導線構件將複數個電池彼此連接。此處,電池組的製造方法中,可包含安裝有保持器之電池30的形成步驟(安裝有保持器之電池30的製造方法)。安裝有保持器之電池30的形成步驟,如前所述,只要將電池收容於電池保持器10的貫穿空間(電池收容部10a)內即可,作為更有效率的形成步驟,可列舉例如下述方法:如第4圖(A)~(G)所示,將空氣吹入貫穿空間中。
具體而言,首先,如第4圖(A)所示,將電池保持器10設為直立設置的狀態,並將鋰離子電池20的下端的位置對準其頂面。如前所述,電池收容部10a的內徑Dh比鋰離子電池20的外徑Db更小(參照第1圖),因此如第4圖(B)所示,在直接載置的狀態下,只是將鋰離子電池20的下端載置在電池保持器10的上端。再者,第4圖(A)和第4圖(B)中,是圖示為電池收容部10a的內徑Dh=Dh0。
繼而,如第4圖(C)所示,將空氣噴嘴33的前端配置在電池保持器10的上端的上側,該電池保持器10的上端載置有鋰離子電池20的下端。在此狀態下,空氣噴嘴33的前端,變成在鋰離子電池20的下端與電池保持器10的上端之間,且朝向電池保持器10的內部的電池收容部10a內。在此狀態下,如第4圖(C)所示,電池收容部10a的內徑保持Dh=Dh0。
繼而,如第4圖(D)所示,由空氣噴嘴33噴射空氣,從鋰離子電池20的下端與電池保持器10的上端之間,向電池收容部10a吹入空氣。如前所述,若電池保持器10具有良好的彈性或柔軟性,則能夠藉由吹入空氣來使電池保持器10膨脹。其結果,電池收容部10a的內徑Dh,從當初的Dh0擴大至Dh1(Dh1>Dh0)。內徑Dh=Dh1,成為比鋰離子電池20的外徑Db更大的值(Dh1>Db)。在此狀態下,如圖中空心箭頭所示,從鋰離子電池20的上端朝向下端施加力量。
藉此,如第4圖(E)和第4圖(F)所示,鋰離子電池20,容易逐漸插入至內徑Dh擴大後的電池收容部10a內。此時,持續從空氣噴嘴33對電池收容部10a吹入空氣。然後,若停止吹入空氣,就會解除電池保持器10的膨脹,因此如第4圖(G)所示,電池保持器10,密接於被收容在電池收容部10a內的鋰離子電池20的外周面,從而形成安裝有保持器之電池30。再者,鋰離子電池20的外徑是Db,因此在第4圖(G)中,電池收容部10a的內徑對應於電池的外徑Db。
如此一來,若電池保持器10為管狀體且具有彈性或柔軟性,則能夠藉由對其內部的貫穿空間吹入空氣來使管狀體膨脹。藉此,能夠將貫穿空間的內徑(最大寬度)維持在比電池的外徑(最大寬度)更大的狀態。其結果,能夠容易地且迅速地將電池收容於電池保持器10內。又,若停止吹入空氣,就會解除膨脹,因此電池保持器10能夠良好地密接於電池的外周。藉此,能夠有效率地形成安裝有保持器之電池30,因此能夠提升電池組的製造效率。
此處,如第4圖(G)和第2圖所示,安裝有保持器之電池30中,在電池保持器10的上端和下端露出了鋰離子電池20的上端和下端。換言之,安裝有保持器之電池30,變成僅在鋰離子電池20的外周面上安裝有樹脂組成物製的電池保持器10。因此,能夠防止例如下述事態:如使用灌注材料而得之以往的電池組般,樹脂附著於排氣閥25所位在的上端。以往的電池組,由於使用液狀的灌注材料,因此灌注材料可能流入不需要的地方,且灌注材料可能附著於電池的上端等。
當電池為鋰離子電池20時,有時因電池中發生某種異常,導致部分電解液分解而產生氣體,從而電池內壓上升。因此,如前所述,鋰離子電池20的封口體22中設置有排氣閥25。若電池內壓上升到超過規定值,則會開放排氣閥25。藉此,將內部的氣體排放到外部,從而能夠避免電池內壓上升。然而,若在鋰離子電池20的上端附著有灌注材料等樹脂,則排氣閥25可能無法適當地運作,而無法適當地排放內部的氣體。
根據本揭示,能夠使電池保持器10僅位於鋰離子電池20的外周面。因此,能夠實質上防止因灌注材料不適當附著而導致排氣閥25無法適當運作的可能性。
又,在使用灌注材料的情況下,當將灌注材料注入電池組內部時,該灌注材料可能包含氣泡。若在灌注材料包含氣泡的狀態下進行硬化,則可能對灌注材料的特性造成影響。又,如前所述,為了使灌注材料不會附著於電池的上端等這樣不需要的地方,變得需要能夠限制灌注材料流動之框架材料或模具材料。又,為了加熱硬化液狀的灌注材料,需要加熱手段,或者,若灌注材料為2液混合型,則變得亦需要用以製備灌注材料的混合手段。
相對於此,本揭示中,不使用液狀的灌注材料,而僅是將管狀體的電池保持器10安裝在電池的外周面。因此,不僅不需要框架材料、模具材料、加熱手段、混合手段等,亦不需要用以使灌注材料硬化的硬化時間。因此,當製造電池組時,不僅能夠提升其製造效率,亦能夠抑制製造成本增加。 [實施例]
根據實施例和比較例來更具體地說明本發明,但是本發明不限定於此。本發明所屬技術領域中具有通常知識者可在不超脫本發明的範圍的情況下,實行各種變更、修正、及變化。再者,以下的實施例中的耐熱蔓延試驗,是用以下述所示的方式進行來實施。
(耐熱蔓延試驗) 將實施例或比較例的電池保持器安裝在18650型鋰離子電池(放電容量為3Ah)的外周面,來構成安裝有保持器之電池。將3個此安裝有保持器之電池並列並加以固定,來製作試驗用電池組。
對於試驗用電池組的3個安裝有保持器之電池中的一方的端部的安裝有保持器之電池,從其外周以30mm/秒的速度將N45(型號)鐵釘刺入並使其貫穿。將被鐵釘貫穿後的安裝有保持器之電池設為「熱源電池」,將與熱源電池相鄰的安裝有保持器之電池(中央的安裝有保持器之電池)設為「相鄰電池」,在25℃的環境下,一面測定相鄰電池的溫度,一面確認是否從熱源電池產生熱蔓延到其他安裝有保持器之電池。將未發生熱蔓延的情況評估為「○」,將發生熱蔓延的情況評估為「×」。
(實施例1) 使用作為樹脂成分的胺酯樹脂(商品名:EIMFLEX EF-234,第一工業製藥股份有限公司製造)、以及作為無機填充材料的氫氧化鋁,來製備(製造)無機填充材料的含量為65質量%之樹脂組成物。使用此樹脂組成物,來製作(製造)保持器徑長比為95%且其厚度為1.5mm、1.0mm及0.5mm的3種管狀體,並各自設為實施例1的電池保持器。因此,由這些電池保持器所構成之試驗用電池組,相鄰的鋰離子電池之間的距離(電池間距離),各自成為3.0mm、2.0mm及1.0mm。對於這些實施例1的電池保持器,如前所述地實施耐熱蔓延試驗。其結果(相鄰電池的溫度和熱蔓延的評估)如表1所示。
(實施例2) 除了使用氫氧化鎂作為無機填充材料以外,與實施例1同樣地進行,來製作3種厚度的管狀體,並各自設為實施例2的電池保持器。對於這些電池保持器,如前所述地實施耐熱蔓延試驗。其結果如表1所示。
(實施例3) 除了使用硫酸鎂水合物作為無機填充材料以外,與實施例1同樣地進行,來製作3種厚度的管狀體,並各自設為實施例3的電池保持器。對於這些電池保持器,如前所述地實施耐熱蔓延試驗。其結果如表1所示。
(實施例4) 除了使用硫酸鈣水合物作為無機填充材料以外,與實施例1同樣地進行,來製作3種厚度的管狀體,並各自設為實施例4的電池保持器。對於這些電池保持器,如前所述地實施耐熱蔓延試驗。其結果如表1所示。
(實施例5) 除了以1:1來混合氫氧化鋁和碳酸氫鈉後,作為無機填充材料來使用以外,與實施例1同樣地進行,來製作3種厚度的管狀體,並各自設為實施例5的電池保持器。對於這些電池保持器,如前所述地實施耐熱蔓延試驗。其結果如表1所示。
(實施例6) 除了以1:1來混合氫氧化鎂和碳酸氫鈉後,作為無機填充材料來使用以外,與實施例1同樣地進行,來製作3種厚度的管狀體,並各自設為實施例6的電池保持器。對於這些電池保持器,如前所述地實施耐熱蔓延試驗。其結果如表1所示。
(實施例7) 除了使用碳酸氫鈉作為無機填充材料以外,與實施例1同樣地進行,來製作3種厚度的管狀體,並各自設為實施例7的電池保持器。對於這些電池保持器,如前所述地實施耐熱蔓延試驗。其結果如表1所示。
(比較例) 除了不摻合無機填充材料(亦即僅使用胺酯樹脂)以外,與實施例1同樣地進行,來製作其厚度為1.5mm和1.0mm的2種管狀體,並設為比較例的電池保持器。對於這些電池保持器,如前所述地實施耐熱蔓延試驗。其結果如表1所示。
[表1]
Figure 108101470-A0304-0001
(實施例1~7和比較例的對比) 由實施例1~7的結果明顯可知,若是本實施例的電池保持器,即便根據耐熱蔓延試驗,仍不會發生熱蔓延,從而能夠實現良好的難燃性和散熱性。另一方面,比較例的電池保持器,由於不含有無機填充材料,因此無法實現良好的難燃性和散熱性(從熱源電池發生熱蔓延到相鄰電池,不僅如此,還發生熱蔓延到剩餘電池為止)。
(實施例8) 使用實施例1中製備的樹脂組成物,來製作與18650型鋰離子電池的外徑相同的管狀體亦即保持器徑長比為100%的管狀體,並設為實施例8的電池保持器。藉由吹入空氣來將此電池保持體安裝在18650型鋰離子電池的外周(參照第4圖(A)~(G)),然後評估安裝時的操作性,並且藉由目視評估電池保持器對於電池外周的密接性。其結果如表2所示。
再者,關於安裝時的操作性,若容易安裝電池保持器,則評估為「○」;若是雖然不易安裝電池保持器,但能夠安裝,則評估為「△」;若無法安裝電池保持器,則評估為「×」。又,關於電池保持器對於電池外周的密接性,若無法確認間隙,則評估為「○」;若是雖然確認到間隙,但作為整體能夠認定密接性,則評估為「△」;若間隙很多且認定電池保持器可能脫落,則評估為「×」。
(實施例9) 使用實施例1中製備的樹脂組成物,來製作管狀體,該管狀體的內徑相對於18650型鋰離子電池的外徑為97.8%,亦即製作保持器徑長比為97.8%的管狀體,並設為實施例9的電池保持器。將此電池保持器安裝在18650型鋰離子電池的外周,並與實施例8同樣地進行,來評估操作性和密接性。其結果如表2所示。
(實施例10~12) 製作保持器徑長比為95.6%、89.2%或77.0%的管狀體,並各自設為實施例10的電池保持器、實施例11的電池保持器或實施例12的電池保持器。將這些電池保持器安裝在18650型鋰離子電池的外周,並與實施例8同樣地進行,來評估操作性和密接性。其結果如表2所示。
(參考例1、2) 製作保持器徑長比為104.5%(亦即內徑比18650型鋰離子電池外徑更大)或58.8%的管狀體,並各自設為參考例1的電池保持器或參考例2的電池保持器。將這些電池保持器安裝在18650型鋰離子電池的外周,並與實施例8同樣地進行,來評估操作性和密接性。其結果如表2所示。
[表2]
Figure 108101470-A0304-0002
(實施例8~12及參考例1、2的對比) 由實施例8~12的結果可知,較佳是只要保持器徑長比在60~100%的範圍內,就能夠容易地且有效率地實施將電池保持器安裝在電池上(形成安裝有保持器之電池)。
又,如參考例1所示,當保持器徑長比超過100%時,雖然操作性良好,但是關於密接性則確認到間隙。但是,沒有電池從電池保持器脫落的情形。進一步,如參考例2所示,即便在保持器徑長比小於60%的情況下,仍能夠將電池保持器安裝在電池上。參考例2中,雖然密接性良好,但是關於操作性則難謂良好。
因此可知,即便保持器徑長比從60~100%的範圍偏離,仍能夠形成安裝有保持器之電池,較佳是:藉由將保持器徑長比設定在60~100%的範圍內,能夠容易地且有效率地製造良好品質的安裝有保持器之電池。
如此一來,根據本揭示,只要將管狀體(管狀)的電池保持器安裝在電池的外周,然後使複數個對齊排列並加以集中,就能夠製造電池組。因此,相較於填充液狀的灌注材料的情形,能夠提升製造效率。而且,電池保持器為管狀體,因此相較於填充液狀的灌注材料的情形,能夠提升電池彼此的間隔的精度。
又,根據前述構成,不需要使用液狀的灌注材料,因此變得不需要為了使灌注材料不含氣泡、或避免流入不需要的地方而進行對應。而且,因為不需要使液狀的灌注材料硬化,所以不需要成形模具或加熱手段(或者若灌注材料為2液混合型時則為混合手段)等設備,並且亦變得不需要硬化時間。因此,不僅能夠提升電池組的製造效率,亦能夠抑制製造成本增加。
進一步,根據前述構成,因為將電池保持器安裝在電池上,所以管狀體也就是電池保持器能夠實質上密接於電池的外周面。因為電池保持器是樹脂製且含有無機填充材料,所以能夠良好地發散源自電池的熱量,不僅如此,因為電池組的管狀體彼此密接,所以亦能夠與灌注材料同樣地將源自電池的熱量分散至相鄰的管狀體整體。
此外,根據前述構成,當將複數個安裝有電池保持器之電池(安裝有保持器之電池)集中並使其對齊配置時,能夠容易形成不存在有樹脂之空間部。例如,若電池為圓筒形,則只要電池保持器亦形成圓管狀即可,因此若集中複數個安裝有保持器之電池,則在相鄰的圓筒彼此之間必然產生空間部。藉此,相較於填充灌注材料的情形,能夠減少樹脂的重量,因此能夠謀求電池組的輕量化。
又,根據前述構成,電池組,僅是將複數個安裝有保持器之電池加以集中並使其對齊配置,因此即便僅以外觀確認,亦能夠檢查所獲得的電池組。而且,當製造電池組時,例如,能夠配合電池組的封裝體的形狀等,來調整安裝有保持器之電池的排列方式或集中方式。因此,變得能夠提升製造電池組時的通用性、應用性或設計性。
再者,本發明不限定於前述實施形態的記載,能夠在申請專利範圍所示的範圍內進行各種變更,關於將不同的實施形態或複數個變化例中各自揭示的技術手段適當加以組合而獲得的實施形態,亦包含在本發明的技術範圍內。 [產業上的可利用性]
無論電池的形狀或種類等為何,本發明能夠廣泛適合用於電池保持器及使用該電池保持器而得之電池組的領域。
10‧‧‧電池保持器10a‧‧‧電池收容部(貫穿空間)20‧‧‧鋰離子電池(電池)21‧‧‧端子蓋22‧‧‧封口體23‧‧‧電極群組24‧‧‧外裝體30‧‧‧安裝有保持器之電池31‧‧‧電池組單元32‧‧‧閒置空間33‧‧‧空氣噴嘴Db‧‧‧電池的直徑(外徑)Dh‧‧‧管狀體的內徑
第1圖是表示本發明的電池保持器的代表性構成的一例之示意斜視圖、示意俯視圖及示意剖面圖的對比圖。 第2圖是表示在第1圖所示的電池保持器中收容有電池的狀態(安裝有保持器之電池)的一例之示意剖面圖和示意俯視圖的對比圖。 第3圖(A)和(B)是表示將第2圖所示的安裝有保持器之電池加以集中來構成電池組時的最小單元的一例之示意俯視圖。 第4圖(A)~(G)是示意圖,針對在第1圖所示的電池中收容電池來形成第2圖所示的安裝有保持器之電池的方法的一例,示出代表性步驟。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
10‧‧‧電池保持器
10a‧‧‧電池收容部(貫穿空間)
20‧‧‧鋰離子電池(電池)
21‧‧‧端子蓋
Db‧‧‧電池的直徑(外徑)
Dh‧‧‧管狀體的內徑

Claims (5)

  1. 一種電池保持器,其特徵在於:至少由管狀體所構成,該管狀體在內部具有用以收容電池之貫穿空間,並且具有均勻厚度;該管狀體是藉由含有無機填充材料之樹脂組成物所形成;當將前述樹脂組成物的總量設為100質量%時,前述樹脂組成物中含有的前述無機填充材料在30~95質量%的範圍內;前述管狀體的厚度在0.5~3.0mm的範圍內;前述管狀體的貫穿空間的最大寬度相對於前述電池的最大寬度的比值,在60%~100%的範圍內。
  2. 如請求項1所述之電池保持器,其中,前述樹脂組成物含有作為樹脂成分的選自由胺酯樹脂、環氧樹脂、矽氧樹脂、酚樹脂、不飽和聚酯樹脂及三聚氰胺樹脂所組成之群組中的至少一種樹脂。
  3. 如請求項1或2所述之電池保持器,其中,前述無機填充材料是選自由二價或三價的金屬氫氧化物、二價的金屬硫酸鹽水合物、鋅的含氧酸鹽、氧化矽、氧化鋁、碳鈉鋁石及碳酸氫鈉所組成之群組中的至少一種。
  4. 如請求項1或2所述之電池保持器,其中,前述樹脂組成物的前述樹脂成分是胺酯樹脂,前述無機填 充材料是二價或三價的金屬氫氧化物。
  5. 一種電池組,其特徵在於:具備請求項1~4中任一項所述之電池保持器。
TW108101470A 2018-02-05 2019-01-15 電池保持器及電池組 TWI773869B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018017874A JP7023128B2 (ja) 2018-02-05 2018-02-05 電池ホルダおよび電池パック
JP2018-017874 2018-02-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201935731A TW201935731A (zh) 2019-09-01
TWI773869B true TWI773869B (zh) 2022-08-11

Family

ID=67478750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108101470A TWI773869B (zh) 2018-02-05 2019-01-15 電池保持器及電池組

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20200365843A1 (zh)
EP (1) EP3751634A4 (zh)
JP (1) JP7023128B2 (zh)
KR (1) KR20200111195A (zh)
CN (1) CN111684619B (zh)
TW (1) TWI773869B (zh)
WO (1) WO2019150932A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JP6781227B2 (ja) * 2018-09-26 2020-11-04 第一工業製薬株式会社 電池被覆シートおよび電池パック
JP7329788B2 (ja) * 2019-05-31 2023-08-21 東洋システム株式会社 電池パック
USD942967S1 (en) * 2019-12-09 2022-02-08 Shenzhen Xiaoshi Technology Co., Ltd. Rechargeable controller for string lights
US20230019327A1 (en) * 2019-12-27 2023-01-19 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Power storage module

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009211908A (ja) * 2008-03-04 2009-09-17 Panasonic Corp 電池およびそれを用いた電池パック
WO2017125985A1 (ja) * 2016-01-21 2017-07-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 電池モジュール

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100373729B1 (ko) * 2000-09-02 2003-02-25 삼성에스디아이 주식회사 리튬 2차 전지
JP2003031187A (ja) * 2001-07-17 2003-01-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 二次電池および電池パック
US7014949B2 (en) * 2001-12-28 2006-03-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Battery pack and rechargeable vacuum cleaner
JP2005056837A (ja) * 2003-07-22 2005-03-03 Polymatech Co Ltd 熱伝導性ホルダー
JP2009021223A (ja) * 2007-06-11 2009-01-29 Panasonic Corp 電池パックおよび電池搭載機器
CN102362388B (zh) * 2009-11-25 2013-09-25 松下电器产业株式会社 电池模块
JP5512446B2 (ja) * 2010-07-27 2014-06-04 三洋電機株式会社 電池パック
CN103563124B (zh) * 2011-05-30 2016-08-17 松下知识产权经营株式会社 电池块及其制造方法
US9312526B1 (en) * 2011-12-14 2016-04-12 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Battery mount for shielded military environments
DE102016203431A1 (de) * 2015-03-06 2016-09-08 Robert Bosch Gmbh Akkupack für eine Handwerkzeugmaschine und Verfahren zur Herstellung eines Akkupacks für eine Handwerkzeugmaschine
WO2017044133A1 (en) * 2015-09-11 2017-03-16 Teledyne Scientific & Imaging, Llc. Multi-functional high temperature structure for thermal management and prevention of explosion propagation

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009211908A (ja) * 2008-03-04 2009-09-17 Panasonic Corp 電池およびそれを用いた電池パック
WO2017125985A1 (ja) * 2016-01-21 2017-07-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 電池モジュール

Also Published As

Publication number Publication date
EP3751634A4 (en) 2021-11-03
US20200365843A1 (en) 2020-11-19
WO2019150932A1 (ja) 2019-08-08
EP3751634A1 (en) 2020-12-16
KR20200111195A (ko) 2020-09-28
CN111684619A (zh) 2020-09-18
TW201935731A (zh) 2019-09-01
JP2019135684A (ja) 2019-08-15
CN111684619B (zh) 2024-03-05
JP7023128B2 (ja) 2022-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI773869B (zh) 電池保持器及電池組
EP3419082B1 (en) Battery module
JP4853587B2 (ja) 電池パックおよび電池パックの製造方法
JP7410635B2 (ja) 熱膨張性耐火樹脂組成物、熱膨張性耐火シート及び該熱膨張性耐火シートを備えたバッテリーセル
EP2696389A1 (en) Secondary battery apparatus and method of manufacturing secondary battery apparatus
CN112018462B (zh) 一种电池、用电装置及制备电池的方法、设备
EP3846244A1 (en) Battery holder and battery pack
JP6781227B2 (ja) 電池被覆シートおよび電池パック
CN116195116A (zh) 电池架、能量存储装置和电力产生系统
JP7329788B2 (ja) 電池パック
WO2022082397A1 (zh) 一种电池、用电装置及制备电池的方法、设备
WO2020045160A1 (ja) 絶縁性シートおよび組電池
TWI655802B (zh) Method for improving heat dissipation of frame for battery pack, lead storage battery, battery pack, battery system, and battery pack, and method for improving deformation resistance of frame for battery pack
CN220368059U (zh) 电池装置
WO2023204261A1 (ja) 電池ホルダー、電池パック、および電池ホルダーの製造方法
JP2007294270A (ja) 電源装置
TWI666258B (zh) 用於鉛-酸電池之電池殼、使用該電池殼之鉛-酸電池及用於該電池殼之樹脂組成物
KR20240023825A (ko) 배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 시스템
CN114520363A (zh) 一种电池模组及其注胶方法