本發(fā)明涉及電池用緩沖材料和電池。
背景技術:
1、在汽車、摩托車、船舶、家庭用燃料電池等中,有效利用將單電池(電池單元)層疊而成的電池組(電池模塊)。作為蓄電用二次電池,除了已經(jīng)廣泛銷售的鋰離子電池之外,還存在因不利用電解液而不發(fā)生電池單元之間的液體接界的全固態(tài)電池、與鋰離子電池相比異常發(fā)電的風險更小的雙極型鎳氫電池、鉛蓄電池等。
2、這些二次電池在充放電時反復發(fā)生膨脹/收縮。因近來的充電量、壽命的提高而導致充放電時的膨脹/收縮的程度變大,膨脹/收縮的反復次數(shù)也變多。為了實現(xiàn)電池性能的穩(wěn)定和長壽命化,需要適度保持所層疊的單電池之間的推擠壓力(由各單電池的膨脹導致的壓力以及由來自其它單電池的反作用力的推擠導致的壓力,以下也簡稱為“壓力”)。例如需要的是:在膨脹時,不對各單電池施加過度的壓力,另外,在收縮時,施加將各單電池適度固定/保持這一程度的壓力。
3、例如,專利文獻1中提出了一種防火片,其具有一對防火材料和其間配置的彈性構件。該防災片的緩沖性通過由橡膠片等構成的彈性構件來獲得。但是,平板形狀的橡膠片的緩沖性不充分。這是因為其無法追隨于由電池的膨脹/收縮導致的變形。因而,專利文獻2中,作為對單電池之間施加適當壓力的緩沖材料,提出了一種凹凸形狀的橡膠片。圖16是表示以往的電池模塊用緩沖材料的立體圖。如圖16所示那樣,專利文獻1的電池模塊用緩沖材料200呈現(xiàn)在片的外周具有較厚的輪圈201且將橡膠成型為凹凸形狀202而得到的片。
4、現(xiàn)有技術文獻
5、專利文獻
6、專利文獻1:日本特開2022-117936號公報
7、專利文獻2:日本特開2022-119556號公報
技術實現(xiàn)思路
1、發(fā)明要解決的問題
2、在專利文獻2中公開的橡膠片的情況下,橡膠片的凹凸部因由充放電導致的膨脹/收縮而反復變形。橡膠片的凹凸部因反復變形和電池放熱而加劇劣化。尤其是,應力集中至凸部從基部突起的角部分,容易產(chǎn)生龜裂。若產(chǎn)生龜裂,則緩沖性變差,在收縮時無法施加對于各單電池的固定/保持而言充分的壓力。該問題在隨著電池的長壽命化而反復膨脹/收縮變多時尤為顯著。并且,已劣化的緩沖材料無法發(fā)揮出原本的功能,在收縮時無法實現(xiàn)各單電池的穩(wěn)定保持。
3、因而,本發(fā)明的目的之一在于,提供能夠穩(wěn)定發(fā)揮出作為緩沖材料的功能的電池用緩沖材料和使用其的電池。
4、用于解決問題的方案
5、本發(fā)明人等為了達成上述目的而進行了深入研究,結果得到下述見解。
6、對于緩沖材料,要求在單電池的膨脹時充分壓縮、在單電池的收縮時充分復原。由此,在單電池的膨脹時和收縮時,能夠對單電池持續(xù)施加適當?shù)膲毫Α?/p>
7、此處,在單電池的膨脹時的壓縮需要較大的力的緩沖材料的情況下,會阻礙各單電池的膨脹,使電池性能發(fā)生劣化。因此,對于緩沖材料,要求即便壓力小也會充分收縮。關于這一點,如果使用比較柔軟的橡膠(例如包含大量孔隙的橡膠)或者為設置有凹凸的緩沖材料,則容易滿足該要求。但是,使用橡膠片得到的緩沖材料在單電池膨脹時容易沿著與壓縮方向(圖14的左右方向)垂直的方向(圖14的上下方向)發(fā)生變形,因此,不易對單電池施加適當?shù)膲毫ΑA硗?,柔軟的橡膠片的緩沖材料容易劣化,因反復使用而導致單電池收縮時的復原變得不充分。即,這種緩沖材料難以穩(wěn)定發(fā)揮出作為緩沖材料的功能。
8、因而,本發(fā)明人等針對在纖維材料中浸滲有橡膠的緩沖材料進行了研究。即,纖維材料包含大量孔隙,原本具有一定程度的緩沖性。并且,在纖維材料中浸滲有橡膠的復合體具備適度的孔隙,與使用橡膠片得到的緩沖材料相比,容易在小壓力下發(fā)生收縮(即緩沖性優(yōu)異)。并且,這種緩沖材料存在有纖維材料,因此,能夠抑制緩沖材料朝向與壓縮方向(圖14的左右方向)垂直的方向(圖14的上下方向)發(fā)生的變形。因此,能夠對單電池施加適當?shù)膲毫?。另外,浸滲至纖維材料中的橡膠能夠抑制破損,其結果,與橡膠單獨的緩沖材料相比,耐久性優(yōu)異。即,這種緩沖材料能夠穩(wěn)定發(fā)揮出作為緩沖材料的功能。
9、本發(fā)明人等獲得這種見解,完成了本發(fā)明。
10、本發(fā)明的一個方面的電池用緩沖材料的特征在于,其包含基材與橡膠的復合體,所述基材由纖維材料形成,所述橡膠浸滲至該基材,所述復合體的內(nèi)部存在孔隙。
11、本發(fā)明的一個方面的電池用緩沖材料的特征在于,基材為紙、織造布或非織造布,纖維材料包含選自玻璃、巖棉、碳、陶瓷、金屬、聚苯并唑、聚酯、聚酰胺中的1種以上的材料。在使用織造布的情況下,構成紗可列舉出單紗、合捻紗、膨體紗等。
12、本發(fā)明的一個方面的電池用緩沖材料的特征在于,其包含分散存在于復合體中的離散泡孔。
13、本發(fā)明的一個方面的電池用緩沖材料的特征在于,橡膠包含選自氟橡膠、epm(二元乙丙橡膠:ethylene?propylene?copolymer)、epdm(三元乙丙橡膠:ethylene?propylenediene?copolymer)、氫化丁腈橡膠、有機硅橡膠、丙烯酸酯橡膠、乙烯丙烯酸酯橡膠和丁基橡膠中的1種以上的材料。
14、本發(fā)明的一個方面的電池的特征在于,其組裝有將上述各種特征加以組合而成的電池用緩沖材料。
15、發(fā)明的效果
16、根據(jù)本發(fā)明,可提供能夠穩(wěn)定發(fā)揮出作為緩沖材料的功能的電池用緩沖材料和使用其得到的電池。
1.一種電池用緩沖材料,其包含基材與橡膠的復合體,所述基材由纖維材料形成,所述橡膠浸滲至所述基材,
2.根據(jù)權利要求1所述的電池用緩沖材料,其中,所述基材為紙、織造布或非織造布,
3.根據(jù)權利要求1所述的電池用緩沖材料,其中,所述孔隙包含分散存在于所述復合體中的離散泡孔。
4.根據(jù)權利要求1所述的電池用緩沖材料,其中,所述橡膠包含選自氟橡膠、epm、epdm、氫化丁腈橡膠、有機硅橡膠、丙烯酸酯橡膠、乙烯丙烯酸酯橡膠和丁基橡膠中的1種以上材料。
5.一種電池,其使用權利要求1~4中任一項所述的電池用緩沖材料。