分隔构件、电池组和电池包的制作方法

本技术涉及一种设置于电池组内而使单电池之间分隔的分隔构件、收纳有该分隔构件的电池组和电池包。

背景技术：

1、近年来，对于作为车辆等的电源的使用激增着的二次电池，出于提高搭载于车辆等的有限的空间之际的自由度的目的、延长针对一次充电可行驶的续航距离等目的，正在进行二次电池的高能量密度化的研究。另一方面，存在二次电池的安全性与能量密度相反的倾向，存在越成为具有高能量密度的二次电池、安全性越降低的倾向。例如，在搭载于续航距离达到几百km这样的电动汽车的二次电池中，也存在由于过充电、内部短路而二次电池损伤了的情况下的电池的表面积温度超过几百℃而达到1000℃附近的情况。

2、用于车辆等的电源的二次电池一般而言用作由多个单电池构成的电池组，因此，在构成电池组的单电池的一个损伤而达到了上述这样的温度范围的情况下，由于其发热而相邻的单电池受到损伤、损伤有可能在电池组整体连锁地扩大。为了防止这样的单电池之间的损伤的连锁，提出了各种在单电池与单电池之间设置分隔构件、并冷却已损伤的单电池的技术。

3、例如，存在将在片状的袋中放入有水等冷却材料的结构的分隔构件设置于单电池与单电池之间的模块(参照例如专利文献1)。根据该模块，除了使来自相邻的单电池的发热效率良好地向邻近的单电池移动之外，在相邻的单电池损伤、且电池表面达到高温的情况下，能够从开封部放出袋中的水，冷却已损伤的电池。

4、另外，存在在片状的袋中放入有含浸有水等冷却材料的多孔质体的结构的分隔构件(参照例如专利文献2)。

5、现有技术文献

6、专利文献

7、专利文献1：日本特许第5352681号公报

8、专利文献2：日本特开2013-131428号公报

技术实现思路

1、实用新型要解决的问题

2、所述以往的分隔构件受到由于单电池的损伤而产生的发热，由于由冷却材料在片状的袋内部气化导致的内压的上升，袋的周缘部、或者袋表面呈点状破裂而开封，使冷却材料从此向外部流出，但袋的开封位置、也就是说袋呈点状破裂的位置不确定，无法在所期望的位置开封而使冷却材料从此流出。专利文献1所记载的是将矩形形状的分隔构件的一边作为开封部，但没有使该开封部中的所期望的点开封。

3、从所述分隔构件的所开封的部位流出来的冷却材料附着于周边的单电池的表面而使单电池冷却，但在冷却材料喷出到单电池的电极附近的情况下，在温度变冷而冷却材料凝结之际有可能引起短路。

4、在提高对单电池的冷却效率的方面，也期望的是能够将冷却材料的流出位置控制在分隔构件周边的特定的位置。

5、本实用新型的课题在于，在收纳于电池组而使单电池之间分隔的、封入有液体的分隔构件中，能够将受到单电池的发热而开封的分隔构件的所述开封位置控制在分隔构件的周缘部或者表面中的特定的点。

6、用于解决问题的方案

7、本发明人为了解决所述课题而进行了深入研究，结果发现如下内容而想到了本实用新型：进行处理以便在受到了单电池的发热之际使应变能量集中于分隔构件的封入有液体的内部空间的一部分、换言之应变能量呈点状集中，并使分隔构件的内压成为一定压力以上，从而规定开封部位。

8、即，本实用新型包括以下的形态。

9、〔1〕一种分隔构件，其具有厚度方向和与所述厚度方向正交的面方向，在所述厚度方向上分隔电池构件，其中，

10、该分隔构件具有包括树脂层和金属层的多层片材的缘部彼此呈带状密封而形成的密封部，在由该密封部围成的内部空间封入有液体，并且，

11、在所述密封部内配置有从面对所述内部空间的一侧向所述多层片材的缘部侧延伸的弱密封强度部。

12、〔2〕所述〔1〕所述的分隔构件，其中，所述密封部在整周上形成。

13、〔3〕根据所述〔1〕或〔2〕所述的分隔构件，其中，所述弱密封强度部以多个相邻的方式配置于密封部内。

14、〔4〕根据所述〔1〕～〔3〕中任一项所述的分隔构件，其中，分隔构件是俯视多边形形状，在该多边形形状的外周边中的一边设置有所述弱密封强度部。

15、〔5〕根据所述〔1〕～〔4〕中任一项所述的分隔构件，其中，在分隔构件的内压上升而达到一定以上时，所述密封部从所述弱密封强度部起在面方向上形成孔而使所封入的液体向外部流出。

16、〔6〕根据所述〔1〕～〔5〕中任一项所述的分隔构件，其中，配置到所述密封部内的所述弱密封强度部的长度相对于该密封部的长度的比率比0大且小于0.2。

17、〔7〕根据所述〔1〕～〔6〕中任一项所述的分隔构件，其中，所述弱密封强度部包括非密封凸部。

18、〔8〕根据所述〔1〕～〔7〕中任一项所述的分隔构件，其中，所述分隔构件具有小于98℃的开封温度。

19、〔9〕根据所述〔1〕～〔8〕中任一项所述的分隔构件，其中，所述分隔构件在开封后导热系数成为0.30[w/(m·k)]以下。

20、〔10〕根据所述〔1〕～〔9〕中任一项所述的分隔构件，其中，所述分隔构件的开封温度与所封入的液体的挥发温度之间的温度差是40℃以下。

21、〔11〕根据所述〔7〕所述的分隔构件，其中，该分隔构件具有如下结构，在封入有液体的内部空间的内部表压成为0.1mpa时，非密封凸部的应变能量成为1.2×10-6j以上。

22、〔12〕一种电池组，其具有所述〔1〕～〔11〕中任一项所述的分隔构件与单电池接触地配置的结构。

23、〔13〕根据所述〔12〕所述的电池组，其中，至少两个单电池与一个分隔构件接触。

24、〔14〕根据所述〔12〕或〔13〕所述的电池组，其中，从厚度方向观察所述分隔构件时的从分隔构件的重心到开孔的开封位置的间隔大致一定。

25、〔15〕一种电池包，其是具有收纳于壳体的电池组和排气管道的电池包，其中，所述电池组包括所述〔1〕～〔11〕中任一项所述的分隔构件和单电池，在接受单电池的发热而分隔构件的内压上升并达到一定以上时，分隔构件相对于具有所述排气管道的面开封。

26、另外，本实用新型也包括以下的形态。

27、[16]一种分隔构件，其是收纳于电池组内而使单电池之间分隔的分隔构件，其中，

28、该分隔构件具有包括树脂层和金属层的多层片材的缘部彼此呈带状密封而形成的密封部，在由该密封部围成的内部空间封入有液体，并且，

29、该分隔构件具有在所述密封部内设置有从面对所述内部空间的一侧向所述多层片材的缘部侧突出来的非密封凸部的结构。

30、〔17〕根据所述〔16〕所述的分隔构件，其中，

31、该分隔构件具有如下结构，在封入有液体的内部空间的内部表压成为0.1mpa时，非密封凸部的应变能量成为1.2×10-6j以上。

32、〔18〕根据所述〔16〕或〔17〕所述的分隔构件，其中，

33、该分隔构件具有相对配置的俯视矩形形状的两张层叠片材的周缘部彼此呈带状密封而形成的密封部，在由该密封部围成的内部空间封入有液体，并且，

34、该分隔构件具有如下结构：在使所述两多层片材的四侧边中的任一个侧边密封的密封部设置有非密封凸部。

35、〔19〕根据所述〔1〕～〔11〕、〔16〕～〔18〕中任一项所述的分隔构件，其中，

36、在该分隔构件中，与沸点是80℃～250℃的液体一起封入有多孔质体。

37、〔20〕根据所述〔16〕～〔19〕中任一项所述的分隔构件，其中，

38、设置到密封部内的非密封凸部的突出长度(l)与该密封部的宽度(w)之比(l/w)是0.1～0.9。

39、〔21〕根据所述〔16〕～〔20〕中任一项所述的分隔构件，其中，

40、该分隔构件具有在密封部内设置有在多层片材的缘部侧配置有顶点的三角形状的非密封凸部的结构。

41、〔22〕根据所述〔21〕所述的分隔构件，其中，

42、位于密封部内的非密封凸部的顶点的角度θ是10°～120°。

43、〔23〕根据所述〔21〕或〔22〕所述的分隔构件，其中，

44、该分隔构件具有在密封部内相邻地配置有多个非密封凸部的结构。

45、〔24〕根据所述〔23〕所述的分隔构件，其中，

46、相邻地配置的多个非密封凸部的数量是2个～7个。

47、〔25〕根据所述〔16〕～〔20〕中任一项所述的分隔构件，其中，

48、该分隔构件具有在密封部内设置有梯形形状的非密封凸部的结构。

49、〔26〕根据所述〔25〕所述的分隔构件，其中，

50、梯形形状的非密封凸部使其两侧斜边延长而获得的交点的角度θ是10°～120°。

51、〔27〕根据所述〔16〕～〔20〕中任一项所述的分隔构件，其中，

52、该分隔构件具有在密封部内设置有半圆形状的非密封凸部的结构。

53、〔28〕根据所述〔27〕所述的分隔构件，其中，

54、该分隔构件具有在密封部内相邻地配置有多个非密封凸部的结构。

55、〔29〕根据所述〔28〕所述的分隔构件，其中，

56、相邻地配置的多个非密封凸部的数量是2个～7个。

57、〔30〕根据所述〔16〕～〔20〕中任一项所述的分隔构件，其中，

58、该分隔构件具有在密封部内设置有以下非密封凸部的结构：利用在与该密封部的宽度(w)方向的线段平行的直线上具有中心的圆的圆弧进行了修边而成的周边呈曲线状。(其中，除了设置到密封部内的非密封凸部的突出长度(l)与该密封部的宽度(w)之比(l/w)是0.5的情况之外。)

59、〔31〕根据所述〔30〕所述的分隔构件，其中，

60、非密封凸部的周边的曲线由在与密封部的宽度(w)方向的线段平行的直线上具有中心的圆的圆弧形成，规定该圆弧的圆的半径与密封部的宽度(w)之比是0.1～25。

61、〔32〕根据所述〔16〕～〔20〕中任一项所述的分隔构件，其中，

62、该分隔构件具有在密封部内设置有矩形形状的非密封凸部的结构。

63、〔33〕根据所述〔32〕所述的分隔构件，其中，

64、矩形形状的非密封凸部的突出长度(l)与垂直方向的切口宽度(d)长度之比是0.1～2.0。

65、〔34〕根据所述〔16〕～〔20〕中任一项所述的分隔构件，其中，

66、该分隔构件具有在密封部内设置有锯形状的非密封凸部的结构。

67、〔35〕一种电池组，其是所述〔16〕～〔34〕中任一项所述的分隔构件配置于单电池之间而构成的。

68、〔36〕一种电池组，从厚度方向观察所述分隔构件时的从分隔构件的重心到开孔的开封位置的间隔大致一定。

69、〔37〕一种电池包，其是具有收纳于壳体的电池组和排气管道的电池包，其中，所述电池组包括分隔构件和单电池，在接受单电池的发热而分隔构件的内压上升并达到一定以上时，分隔构件相对于具有所述排气管道的面开封。

70、〔38〕一种使用所述〔1〕～〔11〕、〔16〕～〔34〕中任一项所述的分隔构件的方法。

71、这样的话，在分隔构件，在构成该分隔构件的多层片材的密封部内设置有弱密封强度部、或者非密封凸部，因此，在受到单电池的发热而分隔构件的内压上升了时，应变能量集中地施加于所述弱密封强度部、或者非密封凸部，在内压达到一定以上之际，与弱密封强度部、或者非密封凸部接近的多层片材的缘部、或者多层片材的弱密封强度部、或者与非密封凸部接触的表面部分破裂而开封，能够从此处使封入到分隔构件的液体流出。

72、能够将分隔构件的开封位置控制在所期望的位置，因此，能够规定所述封入的液体的流出方向，难以引起单电池的短路，并且，能够谋求对单电池的冷却效率的提高。

73、作为能够受到所述单电池的发热而使应变能量集中于分隔构件的周缘部的一部分的非密封凸部的形态的条件，优选是分隔构件的封入有液体的内部空间的内部表压成为0.1mpa时的、所述密封部的设置有非密封凸部的部位的应变能量成为1.2×10-6j以上的形态。

74、具有该形态的非密封凸部的分隔构件在受到单电池的发热而封入有液体的内部空间的压力上升了时，从设置有非密封凸部的部位起形成使分隔构件的内部空间与外部空间连通的孔，能够使所述液体从该孔向外部流出。

75、作为满足所述条件的非密封凸部的形态，优选设置到密封部内的非密封凸部的突出长度(l)与该密封部的宽度(w)之比(l/w)设定成0.1～0.9。

76、只要非密封凸部的突出长度(l)相对于所述密封部的宽度(w)处于所述范围内，就能够在分隔构件的内压上升了时使应变能量有效地集中于设置有非密封凸部的部位，能够导致分隔构件开封。

77、设置于密封部内的非密封凸部的形状能够设定成在多层片材的缘部侧配置有顶点的三角形状、梯形形状、或者半圆形状、对圆弧的一部分进行修边而成的曲线形状、矩形形状、锯形状等具有向多层片材的缘部侧突出来的部位的适当的形状。

78、也可以在密封部内相邻地配置有所述形状的多个非密封凸部。

79、另外，分隔构件能够设为如下结构：具有相对配置的俯视矩形形状的两张层叠片材的周缘部彼此呈带状密封而形成的密封部，在由该密封部围成的内部空间封入有液体，并且，在使所述两多层片材的四侧边中的任一个侧边密封的密封部设置有非密封凸部。

80、在该情况下，将受到单电池的发热而在分隔构件形成的开封部位规定在设置到所述分隔构件的一个侧边的密封部的非密封凸部的形成位置。也可以是，在所述一个侧边的密封部内设置有多个非密封凸部，在该侧边的各非密封凸部的形成位置、或任一非密封凸部的形成位置处进行开封。或者，也可以是，在使分隔构件的四侧边中的多个侧边密封的密封部分别设置有一个或多个非密封凸部，规定分隔构件的开封部位而控制已封入到分隔构件的液体的流出方向。

81、另外，分隔构件也可以设为与沸点是80℃～250℃的液体一起封入有多孔质体的结构。

82、另外，本实用新型的电池组能够将所述结构的分隔构件收纳于多个并置着的单电池之间而构成。

83、实用新型的效果

84、根据本实用新型的分隔构件，可将受到单电池的发热而开封的分隔构件的所述开封位置控制在分隔构件的周缘部或者表面中的特定的点，难以引起单电池的短路，并且，可谋求对单电池的冷却效率的提高。