专利名称：电池组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有多个电池的电池组件，特别涉及电池组件的结构的改良。
背景技术：
近年来，由于个人笔记本电脑、移动电话等可携带设备的普及，作为这些设备的电源的电池的需要也在提高。特别是，小型且重量轻的、能量密度高的、能反复充放电的二次电池的需求正在提高。
对于这样的需要，正积极开展着非水电解质二次电池的研究开发。这样的非水电解质二次电池，随着可携带设备的高功能化，通常保持有更大的能量，从而异常情况发生时，产生的热量也很大。
关于收纳这样的电池的电池组件，已提出了在特定的电池因为某些原因异常发热的时候抑制该热量传给相邻的电池的结构。
专利文献1中提出了利用由难燃性树脂等构成的隔离板互相隔离多个电池的方案。
专利文献2中提出了为了进一步提高隔离板的难燃性，使用云母或陶瓷等无机耐火材料的方案。
现有技术文献 专利文献 专利文献1 日本特开平2003-331803号公报 专利文献2 日本特开平2008-218210号公报
发明内容
发明要解决的问题 但是，近年，收纳于电池组件的电池的容量十分大，而且电池异常发热而到达的温度有时可能比隔离板的耐热温度要高。即，由难燃性树脂材料构成的隔离板不能承受异常发热时的温度上升，从而难以充分地切断向相邻电池的热传导。
而且，使用以云母、陶器等这样的无机耐火材料为主材料的隔离板的话，电池组件变重，所以非常不适合可携带的设备使用。而且，因为云母、陶瓷是高价材料，使用以云母、 陶瓷等这样的无机耐火材料为主材料的隔离板的话，会使得电池组件的成本很难降低。
解决问题的手段 本发明具有，多个二次电池，收纳所述多个二次电池的壳体，和至少一个将所述多个二次电池互相隔离的绝热层， 所述至少1个的绝热层，其特征在于含有在110°C至200°C间的第1规定温度下可能发泡的材料，且所述绝热层在发泡材料发泡的情况下，厚度增加。
发明的效果 根据本发明，被收纳的电池中的某一个异常发热时，绝热层被加热，绝热层中包含的发泡材料就会发泡，从而绝热层能发挥出优异的绝热效果。从而能够提供一种安全性高、 轻量且便宜的电池组件，其通过使用这样的绝热层，即使被收纳的电池里面某一个出现了异常发热，也能有效抑制其热量向其他电池的热传导。本发明的新的技术特征记载在所附的权利要求书中，但通过结合本发明的其他的目的及特征，对照附图对构成及内容这两方面进行详细的说明，可以更好地理解本发明。
图1是本发明实施形态1的电池组件的纵向截面图。
图2是沿图1的X-X线的截面图。
图3是本发明实施形态2的电池组件的纵向截面图。
图4是沿图3的Y-Y线的截面图 图5是本发明实施形态3的电池组件的隔离板的沿厚度方向的截面图。
具体实施例方式本发明涉及一种电池组件，该电池组件具有多个二次电池、收纳所述多个二次电池的壳体、和将所述多个二次电池互相隔离的至少一个绝热层。绝热层可以存在于相邻的二次电池之间。
电池的形状例如可以为圆筒形或方形等。圆筒型电池或方型电池为圆柱体或方柱体，在电池的一端设置有正极端子，在其另一端设置有负极端子。多个圆筒型电池或方型电池，譬如排成一横列以使相邻的电池侧面彼此相对。
作为绝热层的配置方法，譬如，在多个二次电池的各个表面(除了两端面之外)上配置绝热层，或者使绝热层支撑于配置为使多个二次电池之间相互隔离的至少1个隔壁体上。隔壁体理想的是承载绝热层的承载板或者收纳绝热层的袋体。从绝热效果的观点出发，在二次电池都是圆筒型、且轴方向平行地设置为一横列的情况下，较理想的是隔壁体的宽度为二次电池的直径以上的尺寸。
绝热层含有能在110°C以上200°C不到的第1规定温度发泡的材料。第1规定温度是指电池异常发热使得绝热层被加热了时的绝热层的温度。从电池组件的使用环境以及电池异常发热时的电池温度的观点出发，需要采用能在110°C以上发泡的发泡材料。后述的碱金属的硅酸盐发泡的温度为110°C以上200°C不到。为了把绝热层的温度设置在电池自己发热的温度以下，第1规定温度优选为150°C以下。
正常情况下，由于发泡材料不发泡，所以绝热层不膨胀，而是作为薄层而存在。在收纳于电池组件的多个电池中的某一个发生了异常发热时，接触或接近该电池的绝热层被加热使得发泡材料发泡，从而在绝热层内产生大量的气泡，绝热层的厚度增大。利用那些大量的气泡，能发挥优异的绝热性能，有效地抑制热量向相邻的正常的电池传递。
以发泡材料作为主材料的绝热层，与以云母、陶瓷等的无机耐火材料作为主材料的绝热层相比，一般价格便宜且重量轻，而且由于以发泡材料为主材料的绝热层的制造也比较容易，所以具有高绝热效果的电池组件可以实现轻量化、低价格。
另外，本发明采用发泡材料作为构成绝热层的材料，因此即便在采用无机耐火材料的情况下，只需要使用少量的无机耐火材料，就能得到充分的绝热效果。
下面，参照附图对本发明的实施形态进行说明。本发明并不限定于以下的实施形态，可在不变更其要点的范围内进行适宜的变更来实施。
实施形态1 本实施形态的电池组件1，如图1和图2所示，具有作为圆筒型二次电池的电池 3、4，收纳电池3、4的方型的树脂制的壳体2，覆盖电池3、4的侧面的绝热层5、6。另外，虽然图上中没有示出，但电池组件除了具有上述部件以外，还具有对电池3、4进行电连接的部件(导线等)以及从电池组件输出电到外部的部件(外部端子等)这样的电池组件的构成所需要的部件。这些构件可以使用以前的电池组件所适用的构件。
电池3、4是圆柱体，其一端设置有正极端子，另一端设置有负极端子。电池3、4的侧面彼此相互相对，并按照同样的朝向配置。电池3、4的两端面没有被绝热层覆盖，正极端子和负极端子露出。因为电池3、4的端面彼此不相互对着，所以在电池3及电池4的端面间不容易发生热传导。
绝热层5、6主要含有碱金属的硅酸盐。从价格低廉、硅酸盐容易制造的方面考虑， 该碱金属优选是选自由钠(Na)、钾(K)及锂(Li)构成的组中的至少1种。
从结合力的观点来看，Na > K > Li，从耐水性的观点来看，Li > K > Na。将这3种碱金属的硅酸盐配合于电池组件的使用机器，单独使用也可以，2种以上组合使用也可以。
碱金属的硅酸盐带有很多的结晶水。含有结晶水的碱金属的硅酸盐例如具有由表达式=M2O · nSi02 · XH2O表示的组成。式中，M为选自由Na、K以及Li构成的组中的至少一种。M为Na或者Li时，η为0.5 4。M是K时，η为0. 4 4。χ是表示结晶水的量的值， 其可以根据结晶水的量取任意值。例如，硅酸盐为偏硅酸钠时，M = Na及η = 1。硅酸盐为硅酸钾时，M = K及η = 1。硅酸盐为硅酸锂时，M = Li及η = 1。
含有结晶水的碱金属的硅酸盐如果暴露在高温环境下，碱金属的硅酸盐从大约 110°C附近开始释放结晶水，与此同时地开始发泡。因此，在绝热层5、6的内部形成大量的气泡，绝热层的厚度增大，其绝热性能得以提高。
例如，在电池组件1中，电池3异常发热了时，绝热层5被加热到第1规定温度时， 绝热层5中的碱金属的硅酸盐开始发泡，绝热层5 —边产生气泡一边膨胀。结果，包含大量的气泡而膨胀了的绝热层5，抑制了从电池3向相邻的电池4的热传导，从而阻止了电池3 的异常发热影响到电池4。
从壳体内的空间和绝热层5、6的绝热性来看，绝热层5、以及绝热层6的厚度方向的膨胀率为30-600%比较理想，为200-400%更理想。
另外，膨胀率用下式表示。
膨胀率(％ )=(绝热层膨胀后的厚度-绝热层膨胀前的厚度)/(绝热层的膨胀前的厚度)X100 绝热层膨胀的程度，例如，可以根据发泡材料的种类及含有比例、以及后述的发泡催化剂的含有比例来进行调整。
绝热层的厚度是与指圆筒型电池的轴方向垂直的截面的直径方向的厚度尺寸。 又，方型电池的绝热层的厚度，是指与侧面相垂直的方向的厚度尺寸。
并且，绝热层5、6还具有利用碱金属的硅酸盐放出结晶水时的潜热对电池进行冷却的效果。因此，碱金属的硅酸盐作为绝热层的材料十分理想。发泡材料为碱金属的硅酸盐时，不仅能得到发泡材料的发泡所产生的绝热效果，而且还能得到上述的冷却效果，因此可以抑制电池3的热向电池4的传导。
还有，因为绝热层5、6主要是由没有发火点、引火点的不燃材料构成，因此在提高电池组件1的可靠性方面比较适合。
为了能在绝热层被加热至超过碱金属的硅酸盐发泡的第1规定温度的温度时更有效地进行绝热，较理想的是绝热层5、6还含有能在高温环境下以上的第2规定温度)发泡的发泡催化剂。
发泡催化剂优选使用以高的温度放出气体的材料，该高的温度指比碱金属的硅酸盐放出的结晶水变为水蒸汽使得该硅酸盐发泡的温度要高的温度。发泡催化剂在电池异常发热使绝热层被加热直到超过第一规定温度时放出气体。由此，在绝热层5、6产生更多的有助于发泡的气体。所以，与绝热层不含有发泡催化剂的情况相比较，能够进一步增大绝热层5、6的发泡材料发泡后的厚度。因此，能够更进一步增强绝热层5、6的绝热效果。
发泡促进剂优选使用选自由氢氧化铝、氢氧化钙、氢氧化镁、明矾、硫酸钠、碳酸钙、碳酸镁、以及碳酸钡构成的组中的至少一种。
作为发泡材料和发泡促进剂的组合的代表例，对于钠的硅酸盐选择氢氧化铝、氢氧化镁。钠的硅酸盐被加热到大约130 150°C时，释放结晶水，其变成水蒸汽而发泡。相对于此，氢氧化铝被加热到大约200-300°C时通过热分解而生成水蒸汽。而且，氢氧化镁被加热到大约400°C以上时会通过热分解而生成水蒸汽。通过这样的组合，当绝热层的温度超过钠的硅酸盐放出水蒸汽的温度时，通过作为发泡促进剂的氢氧化铝和氢氧化镁的热分解而生成水蒸汽。因此，即便绝热层的温度比钠的硅酸盐放出水蒸汽的温度高，也能在绝热层内持续产生气泡。绝热层5、6中的发泡促进剂的含有比例Wa，相对于碱金属的硅酸盐(不包含结晶水)100质量份为5 95质量份较为理想，为20 80质量份更为理想。发泡促进剂的含有比例过少时，发泡促进剂的效果有时无法充分发挥。发泡促进剂的含有比例过多时，发泡材料占有比例相对减少，因此绝热层5、6带来的绝热效果有时不能充分得到。而且，使用后述的结构材料时，结构材料占有比例相对的减少，绝热层5、6与电池3、4之间的粘结力可能会下降。其结果，可能会发生绝热层5、6从电池3、4的表面部分剥落等的情况。
为了改善高温环境下的绝热层形状的稳定性，较理想的是，绝热层5、6还含有由在高温环境下以上的第2规定温度)不发泡的无机粒子构成的结构材料。更进一步说，绝热层5、6含有发泡促进剂及结构材料这两种材料更为理想。无机粒子在绝热层内均勻分散。从耐热性以及绝热层形状的稳定性的观点出发，理想的是无机粒子为陶瓷的粒子。
较理想的是，陶瓷使用选自由硅酸铝、氟硅酸钠、膨润土、蒙脱石、高岭石、莫来石、 硅藻土、氧化铝、二氧化硅、云母、氧化钛、蛭石、珠光体、镁质消石灰卜)、海泡石、滑石、硅酸钙、硅酸镁、硫酸钙以及水泥构成的组中的至少一种。
粒子的形状例如为球状、薄片状、纤维状等。当结构材料为纤维状时，平均纤维长为0. 1 100 μ m,平均纤维直径为0. 01 10 μ m比较理想。当结构材料为球状时，平均直径为0. 1 100 μ m比较理想。当结构材料为薄片状时，例如厚度为0.01 10 μ m以及最大直径为0. 05 100 μ m比较理想。
绝热层5、6中的构造材料的含有比例ffb，相对于碱金属的硅酸盐(不包含结晶水)100质量份为5 70质量份较为理想，为10-50质量份更为理想。
结构材料的含有比例过少的话，绝热层5、6发泡时，绝热层5、6的厚度变得局部不均勻，所得到的发泡层(已经膨张的绝热层)的绝热效果有时无法充分得到。结构材料的含有比例过多时，由于发泡材料及发泡促进剂所占的比例相对减少，因此绝热层5、6的绝热效果有时不能充分得到。
从绝热效果及电池组件的小型轻量的观点出发，绝热层的厚度(发泡材料发泡前的厚度)为0. 1 3mm比较理想，在Imm以下更为理想。即使绝热层的厚度很薄在Imm以下，也能够通过将绝热层保持在电池表面来确保绝热层的形状稳定性。
电池组件的制造方法，例如，包含以下工序 (A)准备壳体2的工序， (B)制作含有碱金属的硅酸盐的绝热层形成用组成物的工序；(C)将在工序(B)中制造的绝热层形成用组成物以一定的厚度层状地涂敷在电池3、4的侧面后，使其干燥而形成绝热层5、6的工序； (D)在壳体2内收纳电池3、4的工序。
以下，对工序(A)进行说明。
壳体例如通过树脂成型得到。壳体的成型所用的树脂材料使用UL-94规格的V-O 以上的难燃性树脂较为理想。在“关于笔记本型电脑的锂离子二次电池的安全利用的指南”((社)电子信息技术产业协会，(社)电池工业会)中，推荐壳体的树脂材料使用上述的难燃性树脂。壳体的构成材料最好使用经过了难燃化处理的高分子材料。作为该高分子材料，理想的是使用对聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等中的任意一种实施了难燃化处理的材料。
壳体例如由具有开口部的盒子主体以及覆盖盒子主体的开口部的板状的盖体构成。盒子的主体和盖体，例如通过黏合剂或者热熔敷来接合。黏合剂，例如，使用施敏打硬 (力J夕^ > )(株)制的超级X。从操作性的观点出发，热熔敷最好为超声波熔敷。为了使盖体容易安装于盒子主体，最好在盒子主体里设置与盖体的端部嵌合的凹部。
以下，对工程(B)进行说明。
绝热层形成用组成物例如通过对碱金属的硅酸盐加入溶剂或分散剂来得到。还可以按照需要，在绝热层形成用组成物里加入发泡催化剂以及构造材料中的至少一个。溶剂或分散剂例如使用水、有机溶剂。
从操作性的观点来看，采用水玻璃(硅酸钠的水溶液)作为绝热层形成用组成物较为理想。例如，可以使用Jis规格(JIS K 1408)的1-3号硅酸钠作为水玻璃。
以下，对工程(C)进行说明。
例如，在电池的侧面涂敷绝热层形成用组成物，形成了涂膜之后，使涂膜干燥，除去涂膜中的溶剂或分散剂，由此形成绝热层。例如，在绝热层形成用组成物使用水玻璃的情况下，可以形成含有具有结晶水的固体形状的硅酸钠的绝热层。
从绝热层形成用组成物的涂敷方法来看，可以使用浸渍涂法、辊涂法、喷涂法、刀刮涂法等以前就被大家所公知的涂法。
以下，对工程(D)进行说明。
例如，在工程(A)，用盒子主体和盖体构成壳体的情况下，从盒子主体的开口部收纳电池之后，通过粘合剂或者热融敷将盖体装在盒子主体上，在壳体内收纳电池。
本实施形态中，在壳体2的内部收纳2个电池，并且两个电池都设置了绝热层，不过，即使仅在一个电池形成绝热层，也能得到绝热效果。
还有，在收纳有3个以上电池的电池组件中，可以对所有的电池都设置绝热层，或者也可以交替地配置有绝热层的电池和没有绝热层的电池来进行收纳。为了确实地防止向相邻的电池传热，所有的电池都设置绝热层较为理想。
实施形态2 如图3及图4所示，本实施形态的电池组件11具有为圆筒型二次电池的电池13、 14，收纳电池13、14的方形的树脂制的壳体12，以及将电池13和电池14间隔离的隔离板 16。隔离板16由承载板17及形成在承载板17的一个面的绝热层15组成。
承载板17由热传导性(热扩散性)优异、能保持规定形状的材料构成较为理想。 承载板17为金属箔更为理想。即便在热集中并传递到隔离板16的局部的情况下，可以通过金属箔使热分散并传递到绝热层15的整体。因此，绝热层15的整体可以进行高效率地绝热。金属箔可以采用不锈钢箔、铝箔、铜箔、或钛箔，在这些中不锈钢箔最为理想。从隔离板的强度及电池组件的小型轻量化的观点出发，金属箔的厚度为10 50 μ m比较理想。在使用如同使用合金系的负极活性物质的非水电解质二次电池那样的、容量较大的电池的情况下，电池异常地发热时的电池温度会非常高。在采用这样的电池的情况下，承载板17采用如不锈钢及钛这样熔点高的材料比较理想。
绝热层15可以由与实施形态1中的绝热层5、6 —样的材料构成。从壳体12内的空间及绝热层15的绝热性的观点出发，绝热层15的厚度方向的膨胀率为30 600%比较理想，为200 400%则更为理想。从电池组件的小型轻量化及绝热效果的观点出发，绝热层15的厚度(即发泡材料发泡之前的厚度)为0. 1 3mm比较理想，在Imm以下就更为理想。即便绝热层15的厚度薄至Imm以下，也可以通过承载板17来确保绝热层的形状稳定性。
从隔离板16的厚度方向的承载板的传热性与绝热层的绝热性之间的平衡的观点出发，承载板17的厚度A与绝热层15的厚度B (发泡材料发泡之前的厚度)的比A/B = 0. 05 0. 1比较理想，为0. 05 0. 5更为理想。
本实施形态的电池组件11的制造方法，例如，包括 实施形态1的工序㈧以及工序⑶； (C)用工序(B)中制造绝热层形成用组成物，以一定厚度呈层状地涂敷在承载板 17的一面，干燥后形成绝热层15，制造隔离板16的工序； (D)以在电池13和电池14之间配置隔离板16的形态将电池13、电池14和隔离板16收纳在壳体12内的工序。
在工序(C)中，例如，在承载板17的一面，涂敷上绝热层形成用组成物，涂膜形成后，干燥涂膜，把涂膜中的溶剂或分散剂除去，从而在承载板17的一面形成绝热层15。
工序(D)中，例如，在工序(A)中用盒子主体和盖体构成壳体2的情况下，从盒子主体的开口部收纳电池13和电池14，并且在电池13和电池14之间插入隔离板16之后，通过粘合剂或热熔敷将盖体安装于盒子主体，从而将电池13、电池14及隔离板16收纳在壳体 2内。
又，在工序(A)中，在盒子主体的内表面的规定地方形成用于使隔离板的端部嵌
8合的槽的情况下，在工序(D)中，也可以在将电池收纳于盒子主体内之前，预先使隔离板的端部与槽嵌合，将隔离板设置在盒子主体的规定位置上。
又，在工程(A)中，通过插入成型，使得盒子主体和隔离板一体化。例如，使用具有基部以及从上述基部的一端开始垂直延伸的立起部的承载板，在立起部的一面形成绝热层，得到隔离板。使用该隔离板作为插入构件，在盒子主体的树脂成型时以将隔离板的基部填埋入盒子主体的底部的形态进行插入成型。
根据本实施形态，即便电池13、14中的某一个异常发热，这个热直接或者通过热传导性良好的承载板17对绝热层15加热，绝热层15中的发泡材料就会发泡。因此，绝热层15含有气泡的增多，厚度增大，由此使电池13、14间被绝热。
从绝热效果的观点出发，隔离板16的宽度(绝热层15的与电池的轴方向垂直的面的面方向的长度)，如图4所示，优选为在收纳了电池13、14状态下大于等于电池的直径 (电池的自设置面(壳体的内底面)的高度以上)的尺寸。
在用方型的电池代替圆筒型电池并将其收纳在壳体内的情况下，隔离板16的宽度(绝热层15的与电池的轴方向垂直的面的面方向的长度)优选为大于等于方型电池的自设置面(壳体的内底面)的高度的尺寸。
本实施形态中，是在承载板的一面配置绝热层，也可以在承载板的两面配置绝热层。此时，承载板的热扩散的效果更加显著。
实施形态3 本实施形态的电池组件，如图5示，除了用由绝热层23及收纳绝热层23的袋体22 组成的隔离板21来代替实施形态2的隔离板16以外，构成与实施形态2相同。
袋体22由能够变形的材料构成，以使得绝热层23能够膨胀。绝热层23以能够膨胀形态被收纳在袋体22内。因为袋体22被密闭，绝热层23可被可靠地保持在袋体22内。
为了使绝热层23在其厚度方向上容易膨胀，在隔离板21的厚度方向的截面上，袋体22的覆盖绝热层23的端面的部分的周长尺寸比绝热层23的厚度(发泡材料发泡之前的厚度尺寸)长较为理想。在隔离板21的厚度方向的截面上，袋体22的覆盖绝热层23的端面的部分的周长的尺寸为绝热层23的厚度(发泡材料在发泡之前的厚度)的1. 3-7倍左右比较理想，3-5倍更理想。从袋体22内的绝热层23的形状稳定性及袋体22的内容量的观点出发，绝热层23在厚度方向的膨胀率为30-600%比较理想，为200-400%更理想。
从袋体的强度及电池组件的小型轻量化的观点出发，袋体22理想的是由镀铝膜 (7 > $ 二々Λ，S本一卜7 O Λ )形成。从镀铝膜的强度和电池组件的小型轻量化的观点出发，镀铝膜的厚度理想的是80 150μπ 。镀铝膜是由铝层和形成在铝层的两面上的树脂层构成。从强度及密闭性的观点出发，树脂层的厚度(每一面的厚度)理想为 20-50 μ Hio 因为镀铝膜包含传热性优良的铝层，因此即使对隔离板进行集中局部加热，也可以使热通过铝层向绝热层全体扩散。因此，绝热层其局部的绝热性不会降低，可以通过绝热层高效率地绝热。从铝层的传热性及电池组件的小型轻量化的观点出发，铝层为厚度 20-50 μ m的铝箔比较理想。
较理想的是，形成在铝层的一个表面上的树脂层，发挥表面保护层的功能，而形成于铝层的另一面上的树脂层，发挥粘合层(热熔敷层)的功能。粘合层是出于将膜(粘合层)相互接合而设置的。构成粘合层的材料，优选采用聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)。粘合层的厚度为20-50 μ m比较理想。
构成表面保护层的材料优选使用聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。作为聚酰胺，可以列举出6-尼龙、6，6_尼龙、6，10_尼龙、和6，12_尼龙等。在它们当中，从熔点比较高、耐热性出色这方面来考虑，优选6，10-尼龙和6，12-尼龙。表面保护层的厚度为 10 50 μ m比较。
绝热层23可以用与实施形态1的绝热层5、6同样的材料构成。从绝热效果及电池组件的小型轻量化的观点出发，绝热层23的厚度(发泡材料发泡之前的厚度)为0.1 3mm比较理想，在Imm以下更为理想。即使绝热层23的厚度薄至Imm以下，也能通过袋体 22确保绝热层23的形状的稳定性。
从隔离板21的厚度方向上的镀铝膜的传热性与绝热层的绝热性的平衡的观点出发，袋体22的厚度A与绝热层23的厚度B (发泡材料发泡之前的厚度)的比A/B为0. 05 1比较理想。
通过在壳体内收纳的电池间配置隔离板21，与实施形态2相同，可以抑制从异常发热的电池到相邻的其他正常电池的热传导。
本实施形态的电池组件的制造方法，例如，包括如下工序 实施形态1的工序㈧以及工序⑶； (C)用工序(B)中制造的绝热层形成用组成物来形成绝热层，在袋体22内配置绝热层23，制造隔离板21的工序; (D)以隔离板21配置在电池13和电池14之间的形态，将电池13、电池14和隔离板21收纳在壳体12内的工序。
工序(C)中，例如，从袋体的开口填充在工序(B)中制造的绝热层形成用组成物， 使其成为一定厚度的层状，从而形成绝热层23。然后，闭上开口制造隔离板21。在工序(C) 中，可以干燥绝热层形成用组成物，不过，由于绝热层形成用组成物被密闭在袋体内，不干燥也可以。在另外做成板状的绝热层之后，再将其填塞进袋体里也是可以的。
又，工序(C)中，可以如以下那样，用2张相同形状的镀铝膜(以下，简称为膜)来制造隔离板。
具体来说，在1片膜上涂敷绝热层形成用组成物之后，干燥，形成绝热层。此时，在膜的周边部不配置绝热层以使膜露出。即，使膜露出为框状。
再将1片膜盖在绝热层上之后，用粘合剂或热熔敷把2片膜的周边部接合起来。这样，就构成了收纳绝热层的袋体。
这时，将膜的框状的露出部中的外周端缘部的规定区域作为结合部，膜的配置绝热层的部分和结合部之间的部分设置有为使绝热层能在袋体内膨胀而不接合的区域。热熔敷的情况下，优选将接合侧的树脂层作为上述的粘合层。绝热层可以被收纳在袋体内，不贴紧于袋体的内表面也可以。在绝热层膨胀前和膨胀后这两种情况下，都可以将绝热层稳定地保持在袋体内。
工程⑶中，可以根据与实施形态2同样的方法，将电池13、电池14和隔离板21 收纳在壳体2内。
实施例1 以下，用金属圆柱体代替电池来对本发明的电池组件的绝热效果进行评价。
实施例1 按照以下的步骤制作实施形态1的电池组件。
准备两个长度65mm、外径18mm的SUS304制的圆柱体来代替实施形态1中的二次电池3、4。在圆柱体的侧面均勻涂敷绝热层形成用组成物，放置一昼夜使之自然干燥，形成含有具有结晶水的硅酸钠的绝热层(厚度1mm)。这样一来，圆柱体的侧面被绝热层覆盖。 绝热层形成用组成物使用的是在硅酸钠(大阪硅曹株式会社制，商品名3号硅酸钠)80质量份中加入水20质量份所得到的硅酸钠的水溶液。Nii2O SiO2的摩尔比为1 3。
在内部空间长67mm、幅41mm、深度20mm、且由厚度Imm的聚碳酸酯(PC)制的盒子主体里，收纳有两个侧面被绝热层覆盖的圆柱体。
具体来说，壳体由有底方筒状的盒子主体和四方板状的盖体构成。从盒子主体的开口部收纳两个圆柱体后，将盖体安装在盒子主体上。又，为了后述的评价试验，使盒子主体和盖体不接合地构成电池组件。
实施例2 按照以下步骤制作实施形态2的电池组件。
将绝热层形成用组成物均一地涂在长65mm、宽20mm、厚0. 03mm的不锈钢箔的一面上，放置一昼夜让它自然地干燥，形成了含有具有结晶水的硅酸钠的绝热层(厚Imm)。这样做，可以得到长度65mm、宽度20mm、厚度Imm的隔离板。所采用的绝热层形成用组成物与实施例1中采用的绝热层形成用组成物是同样的。
准备长度65mm、外径18mm的SUS304制的圆柱体来代替实施形态2中的二次电池 13、14。
在与实施例1相同的壳体内，收纳有上述的隔离板和2个圆柱体。
具体来说，壳体由有底方筒状的盒子主体和四方板状的盖体构成。在盒子主体中收纳了 2个圆柱体，并且在2个圆柱体之间插入了隔离板。然后在盒子本体上安装盖体。这样，在壳体里面就收纳了隔离板以及2个圆柱体。另外，为了后述的评价试验，不接合盒子主体和盖体地构成电池组件。
实施例3 绝热层形成用组成物，除了使用株式会社爱可信(7·夕七7 )制造的ACCERA COAT ( τ·々七，二一卜)F(基本是硅酸钠，还包含其他的结构材料)以外，根据与实施例1 同样的方法制造了电池组件。Nii2O SiO2的摩尔比是1 3.2。
实施例4 绝热层形成用的组成物，除了使用株式会社爱可信m、制造的ACCERA COAT F (基本是硅酸钠，还包含其他的结构材料)以外，根据与实施例2同样的方法制造了电池组件。
比较例1 除了 2个圆柱体侧面没有被绝热层覆盖，在2个圆柱体之间配置了长度65mm、宽度 20mm、厚Imm的PC板以外，根据与实施例1同样的方法制造了电池组件。
实施例5 按照以下步骤制造实施形态3的电池组件。
在镀铝膜(长度73mm、宽度^mm、厚0. lmm)(以下，简称为膜)的一面均勻地涂敷绝热层形成用组成物，放置一昼夜使其自然地干燥，形成含有具有结晶水的硅酸钠的绝热层(长度65mm、宽度20mm、厚lmm)。
所使用的绝热层形成用的组成物和实施例1采用的绝热层形成用的组成物相同。 膜使用的是铝层(厚度40 μ m)、形成在铝层的一个表面上的PET层(表面保护层)(厚度 30 μ m)、和形成在铝层的另一表面上的PP层(粘合层)(厚度30 μ m)的层叠体。在该膜的粘合层表面形成了绝热层。此时，在膜的周边部不配置绝热层，使膜露出为框状。这个露出部的宽度为4mm。
在绝热层的上面，还配置了与上述一样的膜，让粘合层与绝热层相对，使2片膜相重合。这样，使2片膜的露出部(粘合层)彼此热熔敷。这样，得到由绝热层和收纳绝热层的袋状的膜构成的隔离板21。
这时，将膜的框状露出部的外周端缘部的宽2mm的区域作为热熔敷部，在膜的设置绝热层的部分和热熔敷部之间(宽2mm的区域)设置为了使绝热层能在袋体内膨张而不进行热熔敷的区域。
除了使用上述所得到的隔离板来代替实施例2中的隔离板以外，根据与实施例2 同样的方法，制作了电池组件。
实施例6 绝热层形成用组成物，除了使用株式会社爱可信(7夕七7 )制造的ACCERA COAT F(基本是硅酸钠，还包含其他的结构材料)以外，根据与实施例5同样的方法制造了电池组件。
评价 对于实施例1-6以及比较例1，进行了以下的评价。准备了陶瓷取暖器(坂口电热 (株)制造、MS-iK)。从壳体取下盖子，使板状的陶瓷取暖器的发热体抵接于一个圆柱体的一端面，再将从该发热体延伸的一对导线连接于端子间电压为6v的电源上。把取暖器的温度设置在700°C，当取暖器的温度达到700°C再过10分钟后，用热电偶测量另一个圆柱体的温度。
另外，用数字游标卡尺测定在取暖器加热前绝热层膨胀前的厚度以及在取暖器加热后绝热层膨胀后的厚度。根据下面的式子可以求得膨胀率。膨胀率(％)=(绝热层膨胀后的厚度-绝热层膨胀前的厚度)/ (绝热层膨胀前的厚度)X100 表1表示其结果。
[表1]
权利要求
1.一种电池组件，其特征在于，具有多个二次电池、收纳所述多个二次电池的壳体、 和将所述多个二次电池相互隔离的至少一个绝热层；所述至少一个绝热层含有能在110°C以上、200°C不到的第1规定温度发泡的发泡材料；通过所述发泡材料的发泡来增加该绝热层的厚度。
2.如权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述至少一个绝热层包含配置于所述二次电池的各自表面的绝热层。
3.如权利要求2所述的电池组件，其特征在于，所述绝热层的所述发泡材料发泡前的厚度为0. 1 3mm。
4.如权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述至少一个绝热层支撑于至少一个隔壁体上，所述至少一个隔壁体配置为使所述多个二次电池相互隔离。
5.如权利要求4所述的电池组件，其特征在于，所述隔壁体包含金属箔，所述绝热层承载于所述金属箔的一个面。
6.如权利要求5所述的电池组件，其特征在于，所述绝热层的所述发泡材料发泡前的厚度为0. 1 3mm。
7.如权利要求4所述的电池组件，其特征在于，所述隔壁体包括袋体，所述绝热层收纳在所述袋体内。
8.如权利要求7所述的电池组件，其特征在于，所述绝热层的所述发泡材料发泡前的厚度为0. 1 3mm。
9.如权利要求4所述的电池组件，其特征在于，所述二次电池都是圆柱型，且轴方向平行地配置为一横列，所述隔壁体的宽度尺寸在所述二次电池的直径以上。
10.如权利要求1所述电池组件，其特征在于，所述发泡材料包含具有结晶水的碱金属的硅酸盐。
11.如权利要求10所述的电池组件，其特征在于，所述碱金属是选自由钠、钾及锂构成的组中的至少1种。
12.如权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述绝热层还包含能在200°C以上的第2规定温度发泡的发泡促进剂和由在所述第2规定温度不发泡的无机粒子构成的结构材料。
13.如权利要求12所述的电池组件，其特征在于，所述发泡促进剂是选自由氢氧化铝、 氢氧化钙、氢氧化镁、明矾、硫酸钠、碳酸钙、碳酸镁及碳酸钡构成的组中的至少一种。
14.如权利要求12所述的电池组件，其特征在于，所述结构材料是选自由硅酸铝、氟硅酸钠、膨润土、蒙脱石、高岭石、莫来石、硅藻土、氧化铝、二氧化硅、云母、氧化钛、蛭石、珠光体、镁质消石灰、海泡石、滑石、硅酸钙、硅酸镁、硫酸钙以及水泥构成的组中的至少一种。
全文摘要
电池组件具有多个二次电池、收纳多个二次电池的壳体、和将多个二次电池相互隔离的至少一个绝热层。至少一个绝热层含有能在110℃以上、200℃不到的第1规定温度发泡的发泡材料，通过发泡材料的发泡在绝热层内产生气泡，从而增大绝热层的厚度。由此，可以提供一种在电池异常发热时具有较高的绝热效果、且安全性优异的电池组件。
文档编号H01M2/10GK102187493SQ20108000301
公开日2011年9月14日 申请日期2010年6月7日 优先权日2009年6月8日
发明者横山智彦, 清水启介, 藤川万乡 申请人:松下电器产业株式会社