绝缘片以及组合电池

文档序号:817350 发布日期:2021-03-26 浏览:36次 >En<

阅读说明:本技术 绝缘片以及组合电池 (Insulating sheet and assembled battery ) 是由 西川明良 东崎哲也 石野爱 竹川淳 赤尾俊和 于 2019-08-20 设计创作,主要内容包括:本发明的目的在于提高组合电池的安全性。绝缘片(10)夹入到将平面部(34)彼此对置配置的电池单元(20)间,且由含有无机填充剂的树脂组合物形成。组合电池(50)具备:具有平面部(34)的多个电池单元(20);以及绝缘片(10),在将平面部(34)彼此对置配置后的多个电池单元(20)中的至少1个对置配置部(36)夹入有绝缘片(10)。(The purpose of the present invention is to improve the safety of an assembled battery. The insulating sheet (10) is sandwiched between the battery cells (20) arranged with the planar sections (34) facing each other, and is formed of a resin composition containing an inorganic filler. The assembled battery (50) is provided with: a plurality of battery cells (20) having a planar portion (34); and an insulating sheet (10) that sandwiches the insulating sheet (10) between at least 1 opposed arrangement portion (36) of the plurality of battery cells (20) in which the planar portions (34) are arranged to be opposed to each other.)

绝缘片以及组合电池

技术领域

本发明涉及被夹入到电池单元之间的绝缘片以及使用了该绝缘片的组合电池。

背景技术

锂离子二次电池是小型轻质的可充电电池,每单位容积或每单位质量的蓄电容量大。因此,广泛利用于移动电话、笔记本电脑、移动信息终端(PDA)、摄像机、数码相机等,对于小型轻质且耗电较大的各便携设备是不可或缺的。另外,作为大型电池用途,也逐渐普及到电动汽车、住宅用固定蓄电池等。

基于这样的特征,锂离子二次电池被认为是在作为节能和储能的蓄电池技术中的关键技术,但是,近年来,由于接连发生锂离子二次电池的事故、回收等,安全性备受重视,强烈期待提高该电池的可靠性。

在提高电池的安全性方面,包括例如基于电池内部所使用的材料的变更或改良的方法、以及基于由多个电池单元制造组合电池时的材料的改良的方法。作为在制造电池组等组合电池(assembled battery)时使用的用于提高安全性的材料,已知树脂灌封。

在基于树脂灌封的组合电池的制造中,可采取如下方法:在将多个电池单元串并联地组合而模块化后,收纳在成形模具或袋中,在其内部注入液状的树脂(灌封材料)并使其固化(参照专利文献1)。该方法的缺点是,难以将树脂控制为均匀的厚度,并且不容易将树脂填充得不含气泡。另外,还存在由于树脂流入到不需要的部位(例如单元主体周围的热熔接部之间的间隙等)而导致质量増加等的问题。另外,还存在需要进行加热以使树脂固化,树脂的固化耗费时间、灌封后的检查不易进行这样的问题。

需要说明的是,为了抑制组合电池内部产生热,防止电池单元之间起火,专利文献2中记载有:在电池单元与位于包围该电池单元外周面的位置的固定部件之间设置吸热材料、或者在相邻电池单元的彼此对置的面之间设置吸热材料。在该文献中,作为吸热材料,使用5~25质量%的二氧化硅与75~95质量%的水的混合物,涂布于电池单元的外周面、层叠的电池单元之间,没有记载使用由含有无机填充剂的树脂组合物形成的绝缘片。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2014-103123号公报

专利文献2:日本特表2016-533022号公报

发明内容

发明欲解决的技术问题

本发明的实施方式的目的在于提供能够提高组合电池的安全性的绝缘片以及使用了该绝缘片的组合电池。

用于解决问题的技术手段

本发明的实施方式涉及的绝缘片是夹入到将平面部彼此对置配置的电池单元之间的绝缘片,且由含有无机填充剂的树脂组合物形成。

本发明的实施方式涉及的组合电池具备:多个电池单元,所述电池单元具有平面部;以及绝缘片,在将所述平面部彼此对置配置后的所述多个电池单元中的至少1个对置配置部夹入有所述绝缘片。

发明效果

根据本发明的实施方式,使由含有无机填充剂的树脂组合物形成的绝缘片夹入到将平面部彼此对置的电池单元之间,因此能够提高组合电池的安全性。另外,该绝缘片预先成形为片材状并夹入电池单元之间,因此不需要在组装组合电池时进行固化。另外,不会像树脂灌封一样进入无效区域,因此能够以最低限度的质量増加来组装组合电池。另外,能够在制作绝缘片时容易控制厚度,能够提高电池单元之间的尺寸精度。

附图说明

图1是一个实施方式涉及的绝缘片的俯视图。

图2是该绝缘片的剖视图。

图3是一个实施方式涉及的电池单元的立体图。

图4是一个实施方式涉及的组合电池的立体图。

图5是该组合电池的侧视示意图。

图6是该组合电池的俯视图。

符号说明

10绝缘片、12树脂组合物、14纤维强化材料、20电池单元、34平面部、36对置配置部、50组合电池

具体实施方式

以下,参照附图说明本发明的的代表性实施方式。需要说明的是,以下在全部附图中,对于相同或相当的要素标注相同的附图标记,并省略其重复说明。

本实施方式涉及的绝缘片是夹入到平面部彼此对置配置的电池单元之间而使用的片材,能够使电池单元之间电绝缘。该绝缘片是由含有无机填充剂的树脂组合物形成的树脂制片材。

构成绝缘片的树脂组合物只要含有树脂成分和无机填充剂即可。作为树脂成分,能够举出各种树脂(高分子或塑料),作为代表性的树脂成分,例如能够举出:聚氨酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂以及三聚氰胺树脂等。这些树脂可以使用任意1种,也可以适当组合使用2种以上(例如,作为聚合物共混物或聚合物合金等)。

并且,即使是同种树脂,也可以组合使用化学结构等不同的2种以上的树脂。例如,在树脂成分为聚氨酯树脂的情况下,能够使用2种以上的聚氨酯树脂,其使用了多异氰酸酯和多元醇的不同组合。另外,即使多异氰酸酯和多元醇的组合相同,也能够使用改变合成条件而得到的2种以上的聚氨酯树脂。

在本实施方式涉及的绝缘片中,在上述的树脂中能够特别优选使用聚氨酯树脂作为树脂成分。本实施方式涉及的绝缘片优选具有弹性或柔软性,而聚氨酯树脂能够制造弹性或柔软性广泛的片材。

另外,聚氨酯树脂能够实现广泛的弹性或柔软性意味着能够根据需要来控制弹性或柔软性。因此,能够根据组合电池的结构等而得到具有良好的弹性或柔软性的绝缘片。此外,与其他树脂相比,聚氨酯树脂的加工时的粘度相对较低,能够在常温下固化而不需要高温。因此,能够使制造绝缘片时的加工性或制造效率良好。

需要说明的是,作为构成绝缘片的树脂组合物,25℃时的储能模量没有特别限制,例如可以是0.1~200MPa。通过如此赋予柔软性,从而能够提高振动冲击吸收的缓冲效果。在此,25℃时的储能模量通过JIS K7244-4所规定的方法(拉伸振动非共振法、频率10Hz)进行测定。

聚氨酯树脂的更具体的结构没有特别限制。例如,作为用作聚氨酯树脂的原料的多异氰酸酯和多元醇,能够适当选用公知的原料。例如,作为多异氰酸酯,代表性地,可举出具有2个以上异氰酸酯基的芳香族、脂环式或脂肪族的多异氰酸酯、或者将它们改性而得到的改性多异氰酸酯等。这些多异氰酸酯可以是预聚物。另外,作为多元醇,代表性地,能够举出聚醚系多元醇、聚酯系多元醇、多羟基醇、含羟基的二烯系聚合物等。这些多异氰酸酯或多元醇可以仅使用1种,也可以适当组合使用2种以上。另外,可以使用促进多异氰酸酯和多元醇的树脂化反应的催化剂。作为催化剂,例如能够举出:胺催化剂、金属化合物系催化剂、异氰脲酸酯化催化剂等。这些催化剂可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。

构成绝缘片的树脂组合物除了树脂成分以外至少含有无机填充剂。无机填充剂能够有助于绝缘片的阻燃性或散热性。作为具体的无机填充剂,例如能够举出:氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙等二价或三价的金属氢氧化物;硫酸钙水合物、硫酸镁水合物等二价的金属硫酸盐水合物;硼酸锌、锡酸锌等锌的含氧酸盐;二氧化硅;氧化铝;碳钠铝石;碳酸氢钠等。这些无机填充剂可以仅使用1种,也可以适当选用2种以上。

在本实施方式涉及的绝缘片中,在上述的无机填充剂中,特别优选使用二价或三价的金属氢氧化物、例如优选使用氢氧化铝或氢氧化镁等。二价或三价的金属氢氧化物会因加热而产生水,因此能够对绝缘片赋予良好的阻燃性,并且也能够提高散热性。

另外,作为无机填充剂,也优选能够使用硫酸钙水合物、硫酸镁水和物等二价的金属硫酸盐水合物。二价的金属硫酸盐水合物与二价或三价的金属氢氧化物同样也会因加热产生水。或者,作为无机填充剂,也能够优选使用碳酸氢钠。碳酸氢钠也会因加热而产生水。进而,对于二价或三价的金属氢氧化物,也能够并用碳酸氢钠。碳酸氢钠与氢氧化铝或氢氧化镁相比相对廉价。于是,通过组合使用它们,从而能够实现良好的阻燃性和散热性并且降低绝缘片的制造成本的增加。

在一个实施方式中,树脂组合物优选树脂成分为聚氨酯树脂且无机填充剂为二价或三价的金属氢氧化物。

无机填充剂以粉末形式配合在树脂成分中即可。无机填充剂的平均粒径没有特别限制,通常而言可以是0.5~40μm的范围内,更优选2~20μm的范围内。另外,无机填充剂的粉末的形状也没有特别限制,能够采用球状、薄片状(鳞片状)、针状、不定形状等各种形状。在此,平均粒径(D50)能够通过基于公知的激光衍射法的粒度分析来求出。

在构成绝缘片的树脂组合物中,除了树脂成分和无机填充剂以外,也可以含有公知的添加剂。作为添加剂,例如能够举出发泡剂、整泡剂、稳定剂、着色剂、阻燃剂、增塑剂等,没有特别限制。

为了对绝缘片赋予阻燃性,可以使树脂组合物含有阻燃剂。作为阻燃剂,没有特别限制,例如能够举出:磷系阻燃剂、卤素系阻燃剂、三聚氰胺系阻燃剂等。作为磷系阻燃剂,能够举出:三(2-氯乙基)磷酸酯、三(2,3-二溴丙基)磷酸酯等含卤素磷酸酯;三甲基磷酸酯、三甲苯基磷酸酯、三(二甲苯基)磷酸酯、三苯基磷酸酯等无卤素磷酸酯;多磷酸铵;等。另外,作为卤素系阻燃剂,能够举出十溴二苯醚、五溴二苯醚、六溴环十二烷、四溴双酚A、六溴苯等。另外,作为三聚氰胺系阻燃剂,能够举出三聚氰胺等氰脲酸酯等。此外,三氧化锑等锑化合物也能够用作阻燃剂。锑化合物能够通过与卤素系阻燃剂并用而进一步提高阻燃性。

构成绝缘片的树脂组合物的具体组成没有特别限制。例如,无机填充剂的含量没有特别限制,若考虑得到的绝缘片的阻燃性,则在将树脂组合物的总量(总树脂组合物)设为100质量%时,无机填充剂的含量(含有率)优选为30~95质量%的范围内,更优选为45~70质量%的范围内,也可以是50~70质量%的范围内。通过使无机填充剂的含量为30质量%以上,虽然取决于无机填充剂或树脂成分的种类,但也易于对绝缘片赋予良好的阻燃性或散热性。当然,能够根据求出的绝缘片的性质适当设定无机填充剂的含量,但在上述的范围内没有特别限制。

绝缘片也可以埋设有纤维强化材料。通过埋设纤维强化材料而使树脂组合物与纤维强化材料在结构上复合化,从而能够提高绝缘片的强度,并得到在制造组合电池时或当电池单元膨胀变形时不容易发生破损这样的效果。

作为纤维强化材料,可举出玻璃纤维、聚酯、芳纶等合成纤维,优选使用由绝缘材料形成的纤维。更详细而言,可举出玻璃粗纱等由玻璃纤维形成的玻璃纤维基材、由聚酯丝形成的聚酯纤维基材等。纤维强化材料的形状、即例如玻璃纤维基材、聚酯纤维基材等的基材形状没有特别限制,可以是纺织物、编织物或者无纺布,也可以是将丝以规定间隔平行地拉齐而成的材料。

图1是示出在树脂组合物12中埋设纤维强化材料14而得到的绝缘片10的一例的俯视图,图2是其剖视图。该绝缘片10呈矩形平面状,并且埋设有将由玻璃纤维、合成纤维等形成的丝以规定间隔平行地聚集而成的纤维强化材料14。

作为在绝缘片中埋设纤维强化材料的方法,能够利用公知的纤维强化塑料(FRP)的成形方法,例如可举出:拉拔成型法、片材卷绕法、销绕法、细丝缠绕法、SMC法、手糊法等。其中,拉拔成型中,使树脂含浸在纤维强化材料中并引入模具中,使其在模具内固化成规定的剖面形状,用拉拔装置进行拉拔,在本实施方式中能够优选使用。

绝缘片中的纤维强化材料所占比率没有特别限制,例如纤维体积占有率Vf可以是20~60%,也可以是30~60%。通过将纤维体积占有率Vf设为20%以上,从而能够提高使强度提高的效果。另外,通过设为60%以下,从而能够确保树脂组合物的占有率,从而能够有利地发挥基于此的绝缘性、散热性的效果。在此,纤维体积占有率Vf是指将绝缘片的总体积设为100%时的纤维强化材料所占的体积的比率。

另外,绝缘片中的纤维强化材料的含有率没有特别限制,将绝缘片整体的质量设为100质量%时,可以是25~65质量%,也可以是35~65质量%。

绝缘片的绝缘性没有特别限制,例如,优选体积电阻率为1×108Ω·cm以上。在此,体积电阻率能够使用JIS K6911规定的绝缘电阻计和方法进行测定。

绝缘片是夹入到相邻的电池单元间的对置的平面部之间的平面状的片材。绝缘片的厚度(T0)(参照图2)没有特别限制。优选在构成组合电池时确保规定间隔,以抑制在相邻的电池单元之间产生延烧等热链。绝缘片的厚度例如优选为0.5mm以上,可以是0.5~4.0mm的范围内,也可以是0.8~3.0mm的范围内。通过将绝缘片的厚度设为0.5mm以上,从而易于确保绝缘片的强度,并且能够提高热链的抑制效果。另外,通过将厚度设为4.0mm以下,能够抑制组合电池的质量増加,能够降低组合电池的能量密度的下降。

接着,说明使用了上述绝缘片的组合电池。实施方式涉及的组合电池具备:具有平面部的多个电池单元;以及上述绝缘片,在将平面部彼此对置配置后的多个电池单元中的至少1个对置配置部夹入有绝缘片。

电池单元的种类没有特别限制,能够举出公知的各种各样的电池。具体而言,例如能够举出锂离子电池、镍镉电池、镍氢电池等二次电池。在这些中,作为电池单元,特别优选锂离子电池。

作为电池单元,使用具有平面部的电池单元,例如,可以是也被称为层压型电池单元的板状电池单元,也可以是方型(方柱型或长方型)电池单元。以能够使多个电池单元的平面部彼此对置配置地构成组合电池的方式,各电池单元优选具有多个平面部。

作为电池单元的一例,说明层压型电池单元。图3示出层压型的锂离子电池单元20的一例。层压型的锂离子电池单元是将由正极、负极以及配置在它们之间的分隔膜构成的电极组装体(也称为电池元件)收纳在层压膜内而成的电池单元,能够使用公知电池单元。

图3所示的电池单元20具备呈矩形板状的电极组装体22以及层压膜24。层压膜24以如下方式构成:通过将金属层的双面用树脂层覆盖而成的2片矩形状片材24a、24a的周缘部26彼此热熔接,从而在其内部收纳电极组装体22。详细而言,对层压膜24预先成形有用于收纳电极组装体22的凹处25,在该凹处25放入电极组装体22,对周缘部26热熔接,形成电池单元20,收纳有电极组装体22的凹处25的部分构成矩形板状的单元主体21。

需要说明的是,在图3所示的例子中,在构成层压膜24的里外2张矩形状片材24a、24a分别赋型有凹处25,并且使两者重叠,从而在2个凹处25形成容纳电极组装体22的空间。也可以采用如下方式代替这种方式:仅在任一矩形状片材24a赋型凹处25,而另一矩形状片材24a成为平坦的片材,通过使两者重叠从而在一个凹处25与另一个平坦的面之间形成容纳电极组装体22的空间。

电极组装体22设置有分别与正极极耳和负极极耳电连接的正极端子28和负极端子30,这些正极端子28和负极端子30从层压膜24引出到外部。在该例中,正极端子28和负极端子30从呈矩形状的层压膜24的同一边引出。此外,在正极端子28和负极端子30的上下两面设置有聚丙烯制的绝缘膜32。

在图3所示的电池单元20中,呈矩形板状的单元主体21的内外两面成为平面部34、34。即,在该例中,平面部34呈矩形状地设置在电池单元20的内外两面。

如图4所示,通过将多个电池单元20以其平面部34彼此对置配置的方式重合地层叠,即通过将呈矩形板状的单元主体21层叠,从而构成组合电池50。在该例中,虽然层叠了4个电池单元20,但电池单元20的个数没有特别限制。

如图4和图5所示,绝缘片10夹入到对置配置的平面部34、34间,即夹入到相邻的电池单元20、20间对置的平面部34、34之间。在该例中,在彼此相邻的所有电池单元20、20间设置有绝缘片10,因此,电池单元20与绝缘片10交替层叠。此外,绝缘片10也可以设置在将平面部34彼此对置配置后的多个电池单元20中的至少1个对置配置部36。在此,对置配置部36是在相邻的电池单元20、20之间平面部34、34彼此对置配置的部分。在层叠了3个以上电池单元20的情况下,由于存在2个以上的对置配置部36,因此只要在其中至少1个对置配置部36夹入绝缘片10即可。

绝缘片10优选形成为覆盖电池单元20的整个平面部34(即,单元主体21整体)的大小。在该例中,如图4~图6所示,形成为覆盖包含层压膜24的周缘部26在内的整个电池单元20的大小。

此外,在绝缘片10包含由将丝平行地拉齐而成的基材形成的纤维强化材料14的情况下,如图1所示,优选纤维强化材料14的丝在电池单元20的单元主体21的长度方向、即呈矩形状的绝缘片10的长度方向平行地拉齐。即,优选绝缘片10中的丝的取向方向与该片材10的长度方向一致。但是,丝的取向方向也可以配置为与绝缘片10的长度方向垂直,也可以配置为除此以外的方向。作为纤维强化材料,如上所述,也能够使用纺织物、编织物或无纺布,在使用纺织物的情况下,例如,可以使经纱的方向与绝缘片的长度方向一致,也可以使纬线的方向与绝缘片的长度方向一致。另外,在编织物的情况下,例如,可以使横向与绝缘片的长度方向一致,也可以是纵向与绝缘片的长度方向一致。

在隔着绝缘片对电池单元进行层叠的情况下,电池单元与绝缘片可以通过粘接剂固定,也可以使用双面胶带固定,或者也可以是在不固定地层叠后在其外周卷绕胶带等,使用保持部件将多个电池单元固定为层叠状态。

此外,在组合电池中,多个电池单元可以串联连接,也可以并联连接,没有特别限制。另外,也可以设置用于将这些多个电池单元电连接的电连接部件。此外,也可以包含构成公知的电池组等组合电池的各种结构部件。

根据本实施方式,利用包含无机填充剂的树脂组合物预先制作绝缘片,将该绝缘片夹入电池单元之间,因此无需像树脂灌封一样在组装组合电池时使树脂固化。另外,由于液状的树脂不会进入无效空间,因此能够以最低限度的质量増加构成组合电池。另外,在制作绝缘片时能够容易控制厚度,因此,与使用液状的灌封材料时相比,电池单元之间的尺寸精度更高。此外,由于仅将绝缘片夹入电池单元之间,因此容易进行检查。

另外,在本实施方式中,通过将由含有无机填充剂的树脂组合物形成的绝缘片夹入到电池单元之间,从而能够将来自电池单元的热良好地释放。因此,即使在其中某个电池单元中发生异常、起火等导致高温,也能够利用绝缘片来防止延烧。另外,通过含有无机填充剂,从而即使接触火焰导致高温,树脂组合物也不易流动。因此,能够提高组合电池的安全性。

另外,通过在绝缘片中埋设纤维强化材料并复合化,从而提高绝缘片的强度,因此能够抑制制造时、异常时的断裂。

实施例

以下,根据实施例进一步详细进行说明,但本发明不限于此。另外,耐延烧试验如下所示来实施。

(耐延烧试验)

作为电池单元,使用在公司内制作的包含周缘部26的尺寸为长度140mm、宽度55mm、厚度4.5mm、单元容量3Ah的层压型的锂离子电池单元。在该4片电池单元中的最下面配置的电池单元外层,设置(株)八光电机制硅橡胶加热器(SBH2012、25×50mm)。然后,在各电池单元之间配置绝缘片,制作配置了绝缘片的组合电池。

对硅橡胶加热器施加100V的电压并加热至200℃以上。将该加热器连接的电池作为热源电池,将与热源电池相邻的电池作为相邻电池,在25℃环境下测定相邻电池的温度,并确认是否从热源电池向其他电池发生延烧。

(实施例1~3)

使用聚氨酯树脂(商品名:EIMFLEX EF-243、第一工业制药株式会社制)作为树脂成分,以及使用氢氧化铝(住友化学株式会社制C-310)作为无机填充剂,制备了无机填充剂的含量为65质量%的树脂组合物。另外,作为纤维强化材料,使用了包含玻璃粗纱(DAISOCHEMICAL.CO.,LTD制、Multi-end roving、产品编号“ER550E-2400”)的玻璃纤维基材。

使用树脂组合物和纤维强化材料,通过拉拔成型制作了厚度为3.0mm(实施例1)、2.0mm(实施例2)和1.0mm(实施例3)的3种绝缘片(速度6cm/分钟、加热温度130℃)。如图1、2所示,该绝缘片具有如下结构:埋设有将玻璃粗纱平行地拉齐而成的纤维强化材料。玻璃粗纱的拉齐间隔设定为:在实施例1中每10mm的宽度为15条,在实施例2中每10mm的宽度为10条,在实施例3中每10mm宽度为6条。

纤维强化材料在绝缘片中所占的比率即纤维体积占有率Vf如下述表1所示。另外,绝缘片的体积电阻率如下述表1所示。

将实施例1~3的绝缘片在电池单元之间分别夹入1片,实施耐延烧试验。相邻的电池单元之间的距离在实施例1中为3.0mm,在实施例2中为2.0mm,在实施例3中为1.0mm。在表1中示出耐延烧试验的结果(相邻电池的温度、延烧的评价以及试验后的绝缘片的状态)。

(实施例4~6)

使用与实施例1~3同样的树脂组合物,作为纤维强化材料,使用由聚酯丝(GUNZELIMITED.制、Gunze stitch、产品编号“K5”)形成的聚酯纤维基材。与实施例1~3同样,制作厚度为3.0mm(实施例4)、2.0mm(实施例5)和1.0mm(实施例6)的3种厚度的绝缘片。聚酯纤维基材是将多条上述聚酯丝捻合成的丝平行地拉齐而成的基材,其拉齐间隔如下设定:以上述聚酯丝(即捻合前的丝)的条数计,在实施例4中每10mm宽度为88条,在实施例5中每10mm宽度为58条,在实施例6中每10mm宽度为37条。使用实施例4~6的绝缘片,与实施例1~3同样地实施耐延烧试验。在表1中示出其结果。

(实施例7~9)

不使用纤维强化材料,此外与实施例1~3同样地进行,制作厚度为3.0mm(实施例7)、2.0mm(实施例8)和1.0mm(实施例9)的3种绝缘片,实施耐延烧试验。在表1中示出其结果。

(实施例10~12)

使用氢氧化镁(神岛化学工业株式会社制、STARMAG A)作为无机填充剂,除此以外与实施例1~3同样进行,制作厚度为3.0mm(实施例10)、2.0mm(实施例11)和1.0mm(实施例12)的3种厚度的绝缘片,实施耐延烧试验。在表1中示出其结果。

(实施例13~15)

不使用纤维强化材料,此外与实施例10~12同样地进行,制作厚度为3.0mm(实施例13)、2.0mm(实施例14)和1.0mm(实施例15)的3种绝缘片,实施耐延烧试验。在表1中示出其结果。

(实施例16~18)

使用碳酸氢钠(Tokuyama Corporation制工业用品P级)作为无机填充剂,除此以外与实施例1~3同样地进行,制作厚度为3.0mm(实施例16)、2.0mm(实施例17)和1.0mm(实施例18)的3种厚度的绝缘片,实施耐延烧试验。在表1中示出其结果。

(实施例19~21)

使用碳酸氢钠(Tokuyama Corporation制工业用品P级)作为无机填充剂,除此以外与实施例4~6同样地进行,制作厚度为3.0mm(实施例19)、2.0mm(实施例20)和1.0mm(实施例21)的3种厚度的绝缘片,实施耐延烧试验。在表1中示出其结果。

(实施例22~24)

不使用纤维强化材料,此外与实施例16~18同样地进行,制作厚度为3.0mm(实施例22)、2.0mm(实施例23)和1.0mm(实施例24)的3种绝缘片,实施耐延烧试验。在表1中示出其结果。

(实施例25~27)

使用硫酸镁水合物(马居化成工业株式会社制、精制硫酸镁结晶(7水盐)工业用TC),作为无机填充剂。在使用前利用球磨机粉碎至平均粒径(D50)为40μm。除此以外,与实施例1~3同样进行,制作厚度为3.0mm(实施例25)、2.0mm(实施例26)和1.0mm(实施例27)的3种厚度的绝缘片,实施耐延烧试验。在表1中示出其结果。

(实施例28~30)

作为无机填充剂,使用以1∶1(质量比)混合氢氧化铝(住友化学株式会社制C-310)和碳酸氢钠(Tokuyama Corporation制工业用品P级)而得到的产物,除此以外与实施例1~3同样进行,制作厚度为3.0mm(实施例28)、2.0mm(实施例29)和1.0mm(实施例30)的3种厚度的绝缘片,实施耐延烧试验。在表1中示出其结果。

(实施例31~33)

作为无机填充剂,以1∶1(质量比)混合氢氧化镁(神岛化学工业株式会社制、STARMAG A)和碳酸氢钠(Tokuyama Corporation制、工业用品P级)而得到的产物,除此以外与实施例1~3同样进行,制作厚度为3.0mm(实施例31)、2.0mm(实施例32)和1.0mm(实施例33)的3种厚度的绝缘片,实施耐延烧试验。在表1中示出其结果。

(实施例34~36)

使用与实施例3同样的树脂成分和无机填充剂,制备无机填充剂的含量为45质量%、55质量%、75质量%的树脂组合物。作为纤维强化材料,使用了包含与实施例3同样的玻璃粗纱(DAISO CHEMICAL.CO.,LTD制、Multi-end roving、产品编号“ER550E-2400”)的玻璃纤维基材。与实施例3同样地进行加工,制作厚度1.0mm且无机填充剂含量为45质量%(实施例34)、50质量%(实施例35)、75质量%(实施例36)的3种绝缘片,实施耐延烧试验。结果示于表1。

(比较例1~3)

在树脂组合物中未配合无机填充剂(即仅使用了聚氨酯树脂),除此以外与实施例1~3同样进行,制作厚度为3.0mm(比较例1)、2.0mm(比较例2)和1.0mm(比较例3)的3种厚度的绝缘片,实施耐延烧试验。在表1中示出其结果。

(比较例4~6)

不使用纤维强化材料,此外与比较例1~3同样进行,制作厚度为3.0mm(比较例4)、2.0mm(比较例5)和1.0mm(比较例6)的3种绝缘片,实施耐延烧试验。在表1中示出其结果。

[表1]

如表1所示,可知,若是实施例涉及的绝缘片,则在耐延烧试验中不会发生延烧,能够实现良好的阻燃性和散热性。另外可知,通过埋设纤维强化材料,从而在耐延烧试验中绝缘片不易断裂。与此相对,在比较例涉及的绝缘片中,不含有无机填充剂,因此无法实现良好的阻燃性和散热性,发生了延烧。此外,在比较例1的厚度3.0mm的绝缘片中,虽未发生延烧,但发生了树脂的熔融流动。由此可知,通过使绝缘片含有无机填充剂,从而即使接触火焰导致高温,树脂也不易流动。

如上所述,根据本实施方式,通过将绝缘片夹入电池单元之间,从而能够制造组合电池,与填充液状的灌封材料相比,能够提高电池单元彼此的间隔的精度。另外,由于不需要使用液状的灌封材料,因此不需要采取措施来防止灌封材料包含气泡或流入不需要的部位。而且,由于不需使液状的灌封材料固化,因此不需成形模具或加热手段(或者,若灌封材料为2液混合型,则为混合手段)等设备,并且也不需要固化时间。另外,由于与填充灌封材料的情况相比能够降低树脂的量,因此能够实现组合电池的轻质化。

另外,由于绝缘片为树脂制且含有无机填充剂,因此不仅能够从电池单元良好的散热,而且能够使来自电池单元的热分散到密接的整个绝缘片。因此,能够防止向相邻的电池单元延烧。另外,通过含有无机填充剂,从而能够抑制树脂的流动,能够提高组合电池的安全性。

以上,说明了本发明的若干实施方式,但这些实施方式仅作为示例子而给出,并非意图限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种方式实施,在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、替换和变更。这些实施方式或其省略、替换、变更等不仅包含在发明的范围、主旨中,同样也包含在权利要求书所记载的发明以及与其均等的范围中。

产业实用性

本发明的实施方式不仅可用于移动设备电源,也可用于作为电动自行车、电动车座椅、机器人、电动汽车、紧急电源和大容量定置电源而搭载的中型或大型电池的安全性提高,能够在各种各样的电池中利用。

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