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电池壳体

文献发布时间:2024-04-18 19:58:26


电池壳体

技术领域

本发明涉及电池壳体。

背景技术

使用发动机的运输机械全部中,为了改善能量效率而轻量化成为课题。如果着眼于电池壳体,则一直以来使用金属材料,较重是问题所在。作为轻量的金属,可以举出铝,但由于熔点低,因此,因电池热失控时产生的火焰而容易贯通,从贯通孔供给氧,使燃烧爆发性进行,因此,不适于使用。

作为其他轻量的材料,考虑了树脂,但为了作为电池壳体使用,遮焰性和刚性不足,难以使用。

针对上述问题,例如专利文献1中,提出了一种车辆用电池外壳,其特征在于,其是将相对于聚丙烯树脂100重量份配混碳纤维8~70重量份和阻燃剂0.6~37.5重量份而成的碳纤维增强聚丙烯树脂组合物成型而成,成型品中的碳纤维的重均纤维长度为0.5mm以上且低于3mm。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2014-62189号公报

发明内容

发明要解决的问题

为了延长电动汽车的行进距离,电池组件的能量密度有上升的倾向。因此,增强树脂制的电池壳体中,也要求进一步的遮焰性。

这种情况下,本发明的课题在于,提供:能延迟引起电池的热失控、产生火焰时对汽车内饰构件的火势蔓延的、遮焰性更优异的、纤维增强树脂制的电池壳体。

用于解决问题的方案

本发明人等为了解决上述课题而反复深入研究,结果发现:使用了至少包含大气气氛中的熔融温度或烧毁温度超过1000℃的无机纤维的纤维增强树脂的电池壳体可以解决上述课题,基于这些见解,至此完成了本发明。

即,本发明提供以下的[1]~[12]。

[1]一种电池壳体,其由纤维增强树脂构成,作为该纤维,包含大气气氛中的熔融温度或烧毁温度超过1000℃的高耐热纤维A、和熔融温度或烧毁温度低于所述高耐热纤维A的无机纤维B,且无机纤维B相对于高耐热纤维A的质量比(B/A)在超过1且等于或小于8的范围内。

[2]根据上述[1]所述的电池壳体,其中,前述无机纤维B相对于高耐热纤维A的质量比(B/A)为2~6的范围。

[3]根据上述[1]或[2]所述的电池壳体,其中,前述高耐热纤维A的平均纤维直径为3~25μm、平均纤维长度为5mm以上。

[4]根据上述[1]~[3]中任一项所述的电池壳体,其中,前述无机纤维B的平均纤维长度比前述高耐热纤维A的平均纤维长度还长。

[5]根据上述[1]~[4]中任一项所述的电池壳体,其中,相对于前述纤维增强树脂100质量份,前述高耐热纤维A的含量为1质量份以上。

[6]根据上述[1]~[5]中任一项所述的电池壳体,其中,前述无机纤维B包含玻璃纤维。

[7]根据上述[1]~[6]中任一项所述的电池壳体,其中,前述高耐热纤维A为氧化铝纤维。

[8]根据上述[1]~[7]中任一项所述的电池壳体,其将由前述纤维增强树脂构成的可冲压成型片材成型而成。

[9]一种结构体,其具有:上述[1]~[8]中任一项所述的电池壳体、和电池单元。

[10]根据上述[9]所述的结构体,其中,前述电池壳体中的无机纤维B的垫层配置于电池单元侧。

[11]根据上述[9]或[10]所述的结构体,其用于电动汽车。

[12]一种电动移动体,其具备上述[9]~[11]中任一项所述的结构体。

发明的效果

根据本发明,可以提供:能延迟引起电池的热失控、产生火焰时对汽车内饰构件的火势蔓延的、遮焰性更优异的电池壳体。

附图说明

图1为对电池壳体进行说明的概念图。

图2为示出实施例1的可冲压成型片材的示意图。

具体实施方式

以下,对本发明的实施方式详细地进行说明,但以下的说明为本发明的实施方式的一例,本发明不受这些内容的任何限定。

[电池壳体]

图1为示出包含电池壳体的电池等结构体的概念图。电池等结构体10例如具备:作为电池单元(电池单体)的集合体的电池组件11、作为电池组件的集合体的电池组12、和用于收纳电池组等电池构件的电池壳体13。

本发明的电池壳体的特征在于,由纤维增强树脂构成,作为纤维,包含大气气氛中的熔融温度或烧毁温度超过1000℃的高耐热纤维A、和熔融温度或烧毁温度低于前述高耐热纤维A的无机纤维B(以下,有时简记作“无机纤维B”)。

<纤维>

作为本发明的纤维增强树脂中的纤维,可以为有机纤维也可以为无机纤维,出于耐热性的方面,优选无机纤维,例如可以举出玻璃纤维、岩棉、玄武岩纤维、氧化铝纤维、硅铝纤维、钛酸钾纤维、硅酸钙(硅灰石)纤维、碱土硅酸盐纤维(生物体溶解性)等。这些无机纤维可以单独使用1种,也可以组合2种以上而使用。

本发明的特征在于,作为纤维,包含大气气氛中的熔融温度或烧毁温度超过1000℃的高耐热纤维A。作为高耐热纤维,可以举出氧化铝纤维、钛酸钾纤维、硅铝纤维、碱土硅酸盐纤维(生物体溶解性)、玄武岩纤维等,这些中,特别优选氧化铝纤维。

高耐热纤维可以单独使用1种、或组合2种以上而使用。

另外,作为纤维,除上述高耐热纤维A之外还包含熔融温度或烧毁温度低于该高耐热纤维A的无机纤维B。通过包含大气气氛中的熔融温度或烧毁温度不同的2种以上的纤维,从而可以防止高耐热纤维A弯折,可以防止高耐热纤维A的功能降低。

高耐热纤维A的含量相对于纤维增强树脂100质量份,优选1质量份以上、更优选3质量份以上、进一步优选5质量份以上。关于上限,优选20质量份以下、更优选15质量份以下、进一步优选10质量份以下。如果为上述下限值以上,则得到充分的遮焰性、和刚性,如果为上述上限值以下,则确保加工性。

作为本发明的纤维,如上述,必须包含高耐热纤维A,且必须包含熔融温度或烧毁温度低于前述高耐热纤维A的无机纤维B。

通过在高耐热纤维A中混合无机纤维B,从而可以防止高耐热纤维A弯折,可以防止高耐热纤维A的功能降低。从以上的观点出发,作为无机纤维B,玻璃纤维是适合的,作为本发明中的纤维,特别优选包含氧化铝纤维和玻璃纤维。

包含高耐热纤维A(例如氧化铝纤维)和无机纤维B(例如玻璃纤维)的情况下,作为相对于高耐热纤维A、其质量比(无机纤维B/高耐热纤维A),需要在超过1且等于或小于8的范围内,优选2~6的范围。

另外,氧化铝纤维等高耐热纤维A与玻璃纤维等无机纤维B可以包含于纤维增强树脂中,也可以为层叠后面详述的氧化铝纤维等高耐热纤维A的垫与玻璃纤维等无机纤维B的垫、并使树脂浸渗于其的片状物。

需要说明的是,本发明中使用的纤维也可以与施胶剂或表面处理剂组合而使用。作为这种施胶剂或表面处理剂,例如可以举出环氧系化合物、硅烷系化合物、钛酸酯系化合物等具有官能团的化合物。

本发明的纤维包含高耐热纤维A、和无机纤维B,优选至少1种纤维的平均纤维直径为3~25μm,作为平均纤维长度,优选5mm以上。特别优选高耐热纤维A的平均纤维直径和平均纤维长度为上述范围。

另外,优选无机纤维B的平均纤维长度比高耐热纤维A的平均纤维长度还长。通过采用这种方式,从而可以更有效地实现防止高耐热纤维A弯折、防止高耐热纤维A的功能降低。

另外,纤维直径可以使用光学显微镜等而测定,平均纤维直径例如可以如下得到:随机地测定10根纤维的纤维直径,计算平均值,从而得到。另外,纤维长度可以根据需要从用显微镜等放大了的图像中,用尺子、游标卡尺等进行测定,平均纤维长度例如可以如下得到:随机地测定10根纤维的纤维长度,计算平均值,从而得到。

本发明的纤维增强树脂中的纤维的含量优选3~60质量%。纤维的含量如果为3质量%以上,则可以确保电池壳体的强度、刚性、和耐冲击性。另一方面,如果为60质量%以下,则能容易进行电池壳体的制造、加工。另外,纤维的含量通过为60质量%以下,从而有比重变轻,作为金属代替的轻量化效果大的优势。

从以上的观点出发,纤维增强树脂中的纤维的含量更优选10~50质量%、进一步优选30~45质量%。

需要说明的是,此处纤维包含上述高耐热纤维A、无机纤维B。

<热塑性树脂>

构成本发明的纤维增强树脂的树脂没有特别限定,可以采用热塑性树脂。作为热塑性树脂,没有特别限制,可以举出聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃树脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚氨酯等。

这些中,出于树脂的物性、通用性、成本等方面,优选聚烯烃树脂,特别优选聚丙烯系树脂。

(聚丙烯系树脂)

作为聚丙烯系树脂,可以举出丙烯均聚物、或丙烯-α-烯烃共聚物。此处丙烯-α-烯烃共聚物可以为无规共聚物和嵌段共聚物,均可。

<<热塑性树脂的含量>>

本发明的电池壳体中的热塑性树脂的含量优选20~80质量%。热塑性树脂的含量如果为20质量%以上,则成型加工性变得充分,电池壳体的成型变得容易。另一方面,如果为80质量%以下,则无机纤维的含量变得充分,可以得到充分的遮焰性。从以上的观点出发,电池壳体中的热塑性树脂的含量优选35~70质量%、更优选40~60质量%。

<任意添加成分>

除上述成分之外,在不显著有损本发明的效果的范围内,为了进而改善发明的效果等赋予其他效果等目的,可以在本发明的电池壳体中配混任意的添加成分。

具体而言,可以举出颜料等着色剂、受阻胺系等光稳定剂、苯并三唑系等紫外线吸收剂、山梨糖醇系等的成核剂、酚系、磷系等的抗氧化剂、非离子系表面活性剂等抗静电剂、无机化合物等中和剂、噻唑系等的抗菌/防霉剂、卤素化合物等阻燃剂、增塑剂、有机金属盐系等的分散剂、脂肪酸酰胺系等的润滑剂、氮化合物等金属减活剂、前述聚丙烯系树脂以外的聚烯烃树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂等热塑性树脂、烯烃系弹性体和苯乙烯系弹性体等弹性体(橡胶成分)等。

这些任意添加成分可以并用2种以上。

作为着色剂,例如无机系、有机系的颜料等对聚丙烯系树脂组合物和其成型体的、赋予、改善着色外观、外貌、手感、商品价值、耐气候性、耐久性等是有效的。

对于具体例,作为无机系颜料,可以举出炉法炭黑、科琴碳等炭黑;氧化钛;氧化铁(印度红等);铬酸(铬黄等);钼酸;二硫化硒;亚铁氰化物等,作为有机系颜料,可以举出难溶性偶氮色淀、可溶性偶氮色淀、不溶性偶氮螯合物;稠合性偶氮螯合物;其他偶氮螯合物等偶氮系颜料;酞菁蓝、酞菁绿等酞菁系颜料;蒽醌、紫环酮、苝、硫靛等蒽系颜料;染料色淀;喹吖啶酮系;二噁嗪系;异吲哚啉酮系等。另外,为了形成金属样、珍珠样,可以含有铝鳞片;珍珠颜料。另外,也可以含有染料。

作为光稳定剂、紫外线吸收剂,例如、受阻胺化合物、苯并三唑系、二苯甲酮系、水杨酸盐系等对赋予、改善聚丙烯系树脂组合物和其成型体的耐气候性、耐久性等是有效的,对耐气候变色性的进一步改善是有效的。

对于具体例,作为受阻胺化合物,可以举出琥珀酸二甲酯与1-(2-羟基乙基)-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶的稠合物;聚〔〔6-(1,1,3,3-四甲基丁基)亚氨基-1,3,5-三嗪-2,4-二基〕〔(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基〕六亚甲基〔(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基〕〕;四(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)1,2,3,4-丁烷四甲酸盐;四(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)1,2,3,4-丁烷四甲酸盐;双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯;双-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基癸二酸酯等,作为苯并三唑系,可以举出2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑;2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑等,作为二苯甲酮系,可以举出2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮;2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮等,作为水杨酸盐系,可以举出4-叔丁基苯基水杨酸盐;3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯甲酸-2,4-二叔丁基苯酯等。

此处,并用前述光稳定剂与紫外线吸收剂的方法的耐气候性、耐久性、耐气候变色性等改善效果大而优选。

作为抗氧化剂,例如酚系、磷系、硫系的抗氧化剂等对赋予、改善聚丙烯系树脂组合物和其成型体的、耐热稳定性、加工稳定性、耐热老化性等是有效的。

另外,作为抗静电剂,例如非离子系、阳离子系等的抗静电剂对赋予、改善聚丙烯系树脂组合物和其成型体的抗静电性是有效的。

作为烯烃系弹性体,例如可以举出乙烯·丙烯共聚物弹性体(EPR)、乙烯·丁烯共聚物弹性体(EBR)、乙烯·己烯共聚物弹性体(EHR)、乙烯·辛烯共聚物弹性体(EOR)等乙烯·α-烯烃共聚物弹性体;乙烯·丙烯·乙叉基降冰片烯共聚物、乙烯·丙烯·丁二烯共聚物、乙烯·丙烯·异戊二烯共聚物等乙烯·α-烯烃·二烯三元共聚物弹性体、苯乙烯·丁二烯·苯乙烯三嵌段共聚物弹性体(SBS)等。

另外,作为苯乙烯系弹性体,例如可以举出苯乙烯·异戊二烯·苯乙烯三嵌段共聚物弹性体(SIS)、苯乙烯-乙烯·丁烯共聚物弹性体(SEB)、苯乙烯-乙烯·丙烯共聚物弹性体(SEP)、苯乙烯-乙烯·丁烯-苯乙烯共聚物弹性体(SEBS)、苯乙烯-乙烯·丁烯-乙烯共聚物弹性体(SEBC)、氢化苯乙烯·丁二烯弹性体(HSBR)、苯乙烯-乙烯·丙烯-苯乙烯共聚物弹性体(SEPS)、苯乙烯-乙烯·乙烯·丙烯-苯乙烯共聚物弹性体(SEEPS)、苯乙烯-丁二烯·丁烯-苯乙烯共聚物弹性体(SBBS)、部分氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物弹性体、部分氢化苯乙烯-异戊二烯·丁二烯-苯乙烯共聚物弹性体等苯乙烯系弹性体、进而乙烯-乙烯·丁烯-乙烯共聚物弹性体(CEBC)等氢化聚合物系弹性体等。

其中,如果使用乙烯·辛烯共聚物弹性体(EOR)和/或乙烯·丁烯共聚物弹性体(EBR),则本发明的聚丙烯系树脂组合物、其成型体中,出于容易赋予适度的柔软性等、且趋于耐冲击性优异等的方面是优选的。

<电池壳体的结构>

本发明的电池壳体的厚度没有特别限制,优选0.5mm以上、更优选1.0mm以上、进一步优选2.0mm以上。如果为上述下限值以上,则出于成型性、机械强度、遮焰性的方面,优选。另外,该电池壳体的厚度优选10mm以下,进一步优选8mm以下,特别优选6mm以下。如果为上述上限值以下,则出于容易符合设置的空间的大小、轻量化、成型性的方面,优选。

<电池壳体的制造方法>

作为本发明的电池壳体的制造方法,可以使用各种方法,但出于生产率的方面,优选压制成型。压制成型时,优选事先制作由本发明的纤维增强树脂形成的可冲压成型片材,重叠多张,进行压制成型。以高耐热纤维在片整体上容易流动的方式,优选包含高耐热纤维的可冲压成型片材从两侧夹持于其他可冲压成型片材。重叠多种包含高耐热纤维的可冲压成型片材的情况下,优选以尽量成为中心的方式进行重叠。

(可冲压成型片材的制造)

可冲压成型片材优选适合地使热塑性树脂组合物浸渗于由纤维形成的垫而制造。作为浸渗的方法,有如下方法:在无机纤维垫等纤维垫上涂布热塑性树脂组合物的方法;事先制作热塑性树脂组合物的片,将该片层叠于纤维垫并加热、熔融,进行浸渗的方法等。

本发明中,从可冲压成型片材的表面平滑性的观点出发,优选将热塑性树脂片层叠于纤维垫,并加热、熔融的方法。特别是,以纤维垫成为2个热塑性树脂片之间的方式进行层叠,之后,将该层叠体加热和加压,然后进行冷却固化,从而可以得到。

<<热塑性树脂组合物>>

作为热塑性树脂组合物,除前述纤维之外,还包含热塑性树脂、任意的添加剂等。作为制造方法,可以使用以往公知的方法,可以通过将上述成分配混并混合、熔融混炼而制造。

混合使用滚筒、V型混合器、螺带式混合机等混合器而进行,熔融混炼使用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、班伯里密炼机、辊混合机、布拉本德塑性计、捏合机等设备进行熔融混炼并造粒。

(纤维垫)

作为可冲压成型片材的制造方法中使用的纤维的形态,没有特别限制,可以使用各形态者,优选形成为垫状乃至片状。

更具体而言,本发明中,优选使用由以氧化铝纤维为代表的高耐热性纤维形成的垫(以下,记作“高耐热性纤维垫”),除此之外,优选使用由玻璃纤维形成的垫(以下,记作“玻璃纤维垫”)。

该纤维垫的单位面积质量(每单位面积的质量)没有特别限制,可以根据用途而适宜确定,优选300g/m

本发明的纤维垫的厚度没有特别限制,优选4mm以上、更优选5mm以上、进一步优选6mm以上。另外,该纤维垫的厚度优选40mm以下、进一步优选35mm以下、特别优选30mm以下。

对于纤维垫的每单位面积的单位面积质量、厚度,将构成该纤维垫的纤维集成体在折叠装置中层叠时,调整每单位面积的纤维量,从而可以设为上述的范围。另外,本发明中的纤维垫可以为粘接多个纤维垫的构成,也可以为单一的构成,出于操作性、粘接界面中的剥离强度的方面,优选单一的构成。

(玻璃纤维垫)

作为本发明中使用的玻璃纤维垫的形态,可以举出由短纤维玻璃棉经加工而得到的毡和毛毯、将连续玻璃纤维经加工而得到的短切纤维垫、连续玻璃纤维的旋涡(螺旋状)垫、单向合丝垫(日文原文:一方向引き揃えマット)等。其中,如果使用对连续玻璃纤维的旋涡(螺旋状)垫经针刺而得到的玻璃纤维垫,则可冲压成型片材的强度、和耐冲击性优异,而特别优选。

(高耐热性纤维垫)

本发明的高耐热性纤维垫是由高耐热性纤维构成、且实施了针刺处理的垫。因此,该垫具有由针刺处理形成的针痕。即,如果实施将钩所附带的针刺穿高耐热纤维集成体的针刺处理,则针刺穿了的部位中,至少一部分的纤维由针而沿大致厚度方向延伸存在。由此,在高耐热纤维垫的表面形成针痕。另一方面,将存在于经针刺处理的高耐热纤维垫的内部的、沿大致厚度方向形成的高耐热纤维的束称为纵向丝条。

将存在于高耐热纤维垫的内部的、纵向丝条中、具有特定直径和长度的纵向丝条作为有效纵向丝条。具体而言,进行剥离试验时,将每单位面积(50mm×50mm)中的、自剥离两面(一个剥离面和另一个剥离面)突出的全部纵向丝条中、直径为100μm以上且突出长度为2mm以上的纵向丝条作为有效纵向丝条。针刺处理是为了根据纵向丝条的形成调整氧化铝纤维垫的体积密度、剥离强度、面压(高温循环后的面压)、排斥力的耐久性(高温循环后面压保持率)而进行的。即,有效纵向丝条是指,在高耐热纤维垫的内部,存在于大致厚度方向的纵向丝条中、具有能作为纵向丝条发挥功能的直径和长度者。另外,有效纵向丝条的体积是指,自剥离面突出的区域的体积。

本发明中,优选使用氧化铝纤维垫。

将热塑性树脂片层叠于纤维垫并加热、熔融的方法中,只要根据热塑性树脂的种类而选定适当的条件即可。以下,对于使用聚丙烯时的适合的条件进行记载。

加热温度优选170~300℃。加热温度如果为170℃以上,则聚丙烯系树脂的流动性充分,可以使聚丙烯组合物充分浸渗于纤维垫,得到适合的可冲压成型片材。另一方面,加热温度如果为300℃以下,则聚丙烯组合物不会劣化。

进而,作为加压压力,优选0.1~1MPa。加压压力如果为0.1MPa以上,则可以使聚丙烯组合物充分浸渗于纤维垫,得到适合的可冲压成型片材。另一方面,通过设为1MPa以下,从而聚丙烯组合物流动,不产生飞边。

另外,作为冷却时的温度,只要为聚丙烯组合物中的热塑性树脂的凝固点以下就没有特别限制,冷却温度如果为80℃以下,则取出得到的可冲压成型片材时不会变形。从以上的观点出发,冷却温度优选室温~80℃。

作为将上述层叠体进行加热和加压、冷却得到可冲压成型片材的方法,有如下方法:在加热装置所附带的模具内对层叠体进行压制成型的方法;和,使层叠体通过加热装置所附带的2对辊之间进行加热和加压的层压加工等,层压加工能进行连续生产,因此,生产率良好,特别优选。

<可冲压成型片材的厚度>

本发明的可冲压成型片材的厚度通常为1~10mm、优选2~5mm。该可冲压成型片材的厚度如果为1mm以上,则容易制造可冲压成型片材,另一方面,可冲压成型片材的厚度如果为10mm以下,则对可冲压成型片材由冲压成型等进行加工时,无需长时间的预加热,得到良好的成型加工性。

<热固性树脂>

构成本发明的纤维增强树脂的树脂没有特别限定,可以设为热固性树脂。作为热固性树脂,没有特别限制,可以举出乙烯基聚氨酯树脂、不饱和聚酯树脂、丙烯酸类树脂、环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、呋喃树脂等。另外,这些热固性树脂可以单独使用,也可以并用2种以上。这些中,出于树脂的物性、通用性、成本等的方面,优选乙烯基聚氨酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂。

本发明中,可以将上述热固性树脂与前述纤维复合化作为纤维增强复合材料使用。作为纤维增强复合材料,使用包含连续纤维的增强纤维基材中浸渗有热固性树脂组合物的预浸料;包含短纤维的增强纤维基材中浸渗有热固性树脂组合物的片状成型料(SMC)等。

作为纤维增强复合材料成型品的制造方法,广泛使用了将纤维增强复合材料进行压缩成型的方法。

<<热固性树脂的含量>>

本发明的电池壳体中的热固性树脂的含量优选20~80质量%。热固性树脂的含量如果为20质量%以上,则成型加工性变得充分,电池壳体的成型变得容易。另一方面,如果为80质量%以下,则无机纤维的含量变得充分,可以得到充分的遮焰性。从以上的观点出发,电池壳体中的热固性树脂的含量优选35~70质量%、更优选40~60质量%。

<基于热固性树脂的电池壳体的制造方法>

作为使用热固性树脂的本发明的电池壳体的制造方法,可以使用各种方法,但出于生产率的方面,优选压制成型。压制成型时,使用:包含上述连续纤维的增强纤维基材中浸渗有热固性树脂组合物的预浸料;包含短纤维的增强纤维基材中浸渗有热固性树脂组合物的片状成型料(SMC)等。

[结构体]

本发明的结构体具有电池壳体、和电池单元。对于本发明的电池壳体,如上述中详述。

作为本发明中的结构体,优选电池,作为电池,没有特别限定。例如可以举出锂离子电池、镍/氢电池、锂/硫电池、镍/镉电池、镍/铁电池、镍/锌电池、钠/硫电池、铅蓄电池、空气电池等二次电池。其中,优选锂离子电池,本发明的电池壳体特别适合用于抑制锂离子电池的热失控。即,本发明的电池壳体优选锂离子电池的电池壳体。

另外,本发明的结构体中,电池壳体中,优选无机纤维B的垫层配置于电池单元侧。通过采用这种方案,在可以阶段性抑制电池的热失控、具体地可以由无机纤维B抑制热失控时产生的爆炸波、可以由高耐热纤维A抑制高温火焰的方面是有利的。

[电动移动体]

本发明中的电动移动体是指,将电力作为能源运行的车辆、船舶、飞机等运输设备。需要说明的是,关于车辆,除电动汽车(EV)之外还包含混合动力汽车。

具有上述本发明的电池壳体、和电池单元的电池等的结构体的安全性高,可以延长行进距离,因此,作为使用提高了能量密度的电池组件的电动移动体用是非常有用的。作为电动汽车用是特别有用的。

实施例

以下,用实施例对本发明详细进行说明,但本发明不限定于这些实施例。

(评价方法)

遮焰性的评价

对于各实施例和比较例中制备的可冲压成型片材,以使火焰在同一处接触的方式,以可冲压成型片材150mm×150mm露出的状态进行固定。用

◎(Excellent):火焰不贯通,火焰接触面的背面温度低于350℃。

〇(Good):火焰不贯通,但火焰接触面的背面温度为350℃以上。

×(Bad):火焰贯通。

(使用的材料)

1.聚丙烯系树脂(A成分)

日本聚丙烯株式会社制、“Novatec PP”(熔体流动速率:60g/10分钟)

2.阻燃剂

磷系阻燃剂组合物(株式会社ADEKA制、ADK STAB FP-2200、相对于磷系阻燃剂组合物的总质量,含有焦磷酸哌嗪50~60质量%、焦磷酸三聚氰胺35~45质量%、氧化锌3~6质量%)

3.分散剂

α-烯烃·马来酸酐共聚物(三菱化学株式会社制、DIACARNA 30M、重均分子量7800)。

4.玻璃纤维垫

使用对由粗纱连续的玻璃纤维(纤维直径23μm)制造的旋涡(螺旋状)垫(单位面积质量880g/m

5.氧化铝纤维垫

使用由市售的结晶氧化铝纤维(三菱化学株式会社制“MAFTEC”(注册商标))制造的垫(单位面积重量900g/m

制备例1(聚丙烯系树脂组合物的制备)

将上述聚丙烯系树脂、阻燃剂、和分散剂以表1所示的比例进行熔融混炼(230℃),制备聚丙烯系树脂组合物(以下,记作“PP组合物1”)的粒料。

实施例1

以下,参照图2的同时进行说明。

在挤出机中放入制备例1中造粒而成的PP组合物1的粒料并熔融后,挤出成片状并成型,且将挤出后的片状PP(图2的21、21’和21”)与玻璃纤维垫23与氧化铝纤维垫22以分别成为表1的a、b的质量比的方式,使PP为最外层,向之间供给玻璃纤维垫23和氧化铝纤维垫22并层叠,接着,用层压机边施加0.3MPa的压力,边以230℃加热和加压4分钟,接着,进行冷却固化,从而得到可冲压成型片材(厚度;3.8mm)。

壳体盖的成型

使用前述中得到的可冲压成型片材a2张、可冲压成型片材b1张,使b由a以从两侧夹持的方式进行重叠,在远红外加热炉(设定温度270-300℃)中以材料温度成为210℃的方式进行预加热4分钟。

接着,在设置有模具的压制机中边施加150kg/cm

实施例2

实施例1的可冲压成型片材的制作方法中,如表1中记载的c、d变更树脂组合物中的聚丙烯树脂、阻燃剂、和分散剂的含量,使d由c以从两侧夹持的方式进行重叠,变更为表2中记载的质量比,成型为壳体盖,除此之外,与实施例1同样地得到成型体(厚度;3.0mm)。将根据上述方法评价的结果示于表2。

实施例3

实施例1的可冲压成型片材的制作方法中,使树脂组合物不含有阻燃剂和分散剂,如表1中记载的c、e变更玻璃纤维和氧化铝纤维的含量,使e由c以从两侧夹持的方式进行重叠,变更为表2中记载的质量比,成型为壳体盖,除此之外,与实施例1同样地得到成型体(厚度;3.0mm)。将根据上述方法评价的结果示于表1。

比较例1

实施例1中,在混炼机中以表1的f的比例混炼粒料与短切碳纤维,使用得到的复合物形成片状,此外,不使用氧化铝纤维垫,除此之外,与实施例1同样地得到可冲压成型片材。之后,重叠f3张,变更为表2中记载的质量比,成型为壳体盖,除此之外,与实施例1同样地得到成型体(厚度;3.0mm)。将根据上述方法评价的结果示于表2。

[表1]

表1

[表2]

表2

*分散剂比率为相对于阻燃剂100质量份的分散剂的含量(质量份)。

如此,可知,包含高耐热纤维的本发明的电池壳体的遮焰性优异。另外,本发明的电池壳体的主成分为树脂,因此,为轻量。

产业上的可利用性

本发明的电池壳体的遮焰性优异、且树脂为主成分,因此,加工性优异。而且为轻量,因此,使用了本发明的电池壳体的结构体作为电动移动体是有用的。

附图标记说明

10 结构体(电池)

11 电池组件

12 电池组

13 电池壳体

20 可冲压成型片材

21 聚丙烯片

21’ 聚丙烯片

21” 聚丙烯片

22 玻璃纤维垫

23 氧化铝纤维垫

相关技术
  • 电池壳体和用于制造电池壳体的方法
  • 具有小厚度的下壳体的电池组以及包括该电池组的膝上型计算机
  • 用于牵引电池的电池壳体
  • 电池壳体,有该电池壳体的电池,制造该电池壳体的片状元件和制造该电池壳体的方法
  • 电池壳体,具有这种电池壳体的电池,用于制造这种电池壳体的片状元件以及用于制造这种电池壳体的方法
技术分类

06120116489110