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JP7617548B2 - Battery pack - Google Patents
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JP7617548B2 - Battery pack - Google Patents

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Description

本発明は、電池パックに関する。 The present invention relates to a battery pack.

近年、電子機器の多様化にともない高容量、高電圧、高出力で、かつ、高い安全性を有する電池や電池パックが求められている。特にパソコン等に使用されるリチウムイオン電池において、強い要請がある。 In recent years, with the diversification of electronic devices, there is a demand for batteries and battery packs that have high capacity, high voltage, high output, and are highly safe. There is a particularly strong demand for lithium-ion batteries used in personal computers, etc.

一般的に、電池パックに使用されるリチウムイオン電池は、熱暴走が起こった場合、電池内の可燃性ガスが電池パック内に充満し発火することで、電池パックの筐体が延焼することが危惧されている。特許文献1に記載の電池パックでは、互いに平行な姿勢で配置された複数の円筒型電池の間に、曲面状の側面を持つスペーサを配置し、異常発熱時における断熱効果を図る構成となっている。 In general, there is a concern that in the case of lithium-ion batteries used in battery packs, if thermal runaway occurs, flammable gases in the batteries will fill the battery pack and ignite, causing the fire to spread to the battery pack's housing. In the battery pack described in Patent Document 1, a spacer with curved sides is placed between multiple cylindrical batteries arranged in parallel to each other, and this is configured to provide insulation in the event of abnormal heat generation.

特開2008-140629号公報JP 2008-140629 A

しかしながら、上述した特許文献1の電池パックのスペーサでは、電池から放出された熱は断熱されるが、電池から放出された可燃性ガスが引火することを防ぐことは困難である。 However, while the spacer in the battery pack of Patent Document 1 mentioned above insulates against heat released from the battery, it is difficult to prevent flammable gas released from the battery from igniting.

本発明は、上述した課題を解決するもので、電池から放出された可燃性ガスの引火を抑制する電池パックを提供することを目的とする。 The present invention aims to solve the above-mentioned problems by providing a battery pack that suppresses the ignition of flammable gas released from the battery.

前記目的を達成するために、本発明における電池パックは、電池と、電池の周囲に配置され、通気性を有する断熱層と、断熱層を覆う放熱層と、を備え、放熱層には、断熱層と外部とを連通する第1の孔部が形成されている。 To achieve the above object, the battery pack of the present invention comprises a battery, a breathable insulating layer disposed around the battery, and a heat dissipation layer covering the insulating layer, and the heat dissipation layer has a first hole formed therein that connects the insulating layer to the outside.

本発明の電池パックによれば、電池から放出された可燃性ガスの引火を抑制することができる。 The battery pack of the present invention can prevent ignition of flammable gas released from the battery.

本発明の実施の形態に係る電池パックの断面図1 is a cross-sectional view of a battery pack according to an embodiment of the present invention; 図1に示す断熱層を構成するシリカエアロゲルの模式図Schematic diagram of silica aerogel constituting the thermal insulation layer shown in Figure 1 図1に示す断熱層の透気抵抗度を示す図FIG. 2 is a diagram showing the air permeability resistance of the heat insulating layer shown in FIG. 1 . 断熱層の製造方法を示すフローチャートFlowchart showing the method for manufacturing the thermal insulation layer

以下に、本発明の実施の形態に係る電池パック1について、図面を参照しながら説明する。図1は、電池パック1の断面図である。 The following describes a battery pack 1 according to an embodiment of the present invention with reference to the drawings. Figure 1 is a cross-sectional view of the battery pack 1.

<電池パック1の構成>
電池パック1は、複数(本実施の形態では2個)の電池100、断熱層200、放熱層300および筐体400を備えている。
<Configuration of battery pack 1>
The battery pack 1 includes a plurality of batteries 100 (two in this embodiment), a heat insulating layer 200 , a heat dissipation layer 300 , and a housing 400 .

電池は、二次電池であり、具体的には、リチウムイオン電池である。なお、電池は、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池でもよい。電池は、円筒状に形成されている。複数の電池100は、互いに平行となるように配列されている。 The battery is a secondary battery, specifically a lithium ion battery. The battery may be a nickel-metal hydride battery or a nickel-cadmium battery. The battery is formed in a cylindrical shape. The multiple batteries 100 are arranged in parallel to each other.

断熱層200は、電池100の周囲に配置され断熱性を有するものである。断熱層200は、電池100の外周面に接触するように形成されている。断熱層200は、断面矩形状に形成されている。断熱層200は、通気性を有する(詳細は後述する)。 The insulating layer 200 is disposed around the battery 100 and has insulating properties. The insulating layer 200 is formed so as to be in contact with the outer peripheral surface of the battery 100. The insulating layer 200 is formed with a rectangular cross section. The insulating layer 200 has air permeability (details will be described later).

また、断熱層200は、シリカエアロゲル201によって構成されている(図2)。シリカエアロゲル201は、1nm程度の径をもつシリカ1次粒子202が集合して形成された10nm前後の径を持つシリカ2次粒子203の集合体である。シリカエアロゲル201の構造は、シリカ2次粒子203によって形成される10~60nm程度の空隙204をもつ多孔質構造である。 The insulating layer 200 is composed of silica aerogel 201 (Figure 2). Silica aerogel 201 is an aggregate of silica secondary particles 203 with a diameter of about 10 nm, which are formed by the aggregation of silica primary particles 202 with a diameter of about 1 nm. The structure of silica aerogel 201 is a porous structure with voids 204 of about 10 to 60 nm formed by the silica secondary particles 203.

シリカエアロゲル201は、水ガラスやテトラメトキシシランなどの金属アルコキシドをゲル原料としている。シリカエアロゲル201は、水やアルコールなどの溶媒と必要に応じて触媒を混合することで、溶媒中でゲル原料と反応させ湿潤ゲルが得られ、内部の溶媒を乾燥させることにより形成される(詳細は後述する)。 Silica aerogel 201 uses water glass or metal alkoxides such as tetramethoxysilane as the gel raw material. Silica aerogel 201 is formed by mixing a solvent such as water or alcohol with a catalyst as necessary, causing the gel raw material to react in the solvent to obtain a wet gel, and then drying the internal solvent (details will be described later).

また、断熱層200は、ガラス繊維205を有している。ガラス繊維205に代えて、難燃処理を施した酸化アクリル、グラスウール、ガラスペーパーなどの無機系繊維を用いてもよい。 The heat insulating layer 200 also contains glass fibers 205. Instead of the glass fibers 205, inorganic fibers such as flame-retardant oxidized acrylic, glass wool, and glass paper may be used.

放熱層300は、断熱層200の外表面を覆うものである。放熱層300は、グラファイトが用いられてシート状に形成されたものである。グラファイトは難燃かつ軽量で熱伝導特性が比較的よい。 The heat dissipation layer 300 covers the outer surface of the insulation layer 200. The heat dissipation layer 300 is made of graphite and formed into a sheet shape. Graphite is flame-retardant, lightweight, and has relatively good thermal conductivity.

放熱層300の熱伝導率は、700W/m・k以上である。放熱層300の熱伝導率は、具体的には、銅の約2倍から5倍(700~1950W/m・k)である。放熱層300の厚みは10μmから100μmの間である。放熱層300の密度は、銅の密度の約1/10から1/4の間である。このように、放熱層300は、比較的軽量に形成されている。なお、放熱層300には、比較的軽量で、熱伝導特性が比較的よいアルミニウムなどの金属材料などを用いてもよい。 The thermal conductivity of the heat dissipation layer 300 is 700 W/m·k or more. The thermal conductivity of the heat dissipation layer 300 is, specifically, about two to five times that of copper (700 to 1950 W/m·k). The thickness of the heat dissipation layer 300 is between 10 μm and 100 μm. The density of the heat dissipation layer 300 is between about 1/10 and 1/4 of the density of copper. In this way, the heat dissipation layer 300 is formed to be relatively lightweight. Note that the heat dissipation layer 300 may be made of a metal material such as aluminum, which is relatively lightweight and has relatively good thermal conductivity.

また、放熱層300には、複数の第1の孔部301が形成されている(詳細は後述する)。 In addition, a plurality of first holes 301 are formed in the heat dissipation layer 300 (details will be described later).

筐体400は、放熱層300の外表面を覆うものである。筐体400は、熱可塑性樹脂によって形成される。筐体400には、複数の第2の孔部401が形成されている(詳細は後述する)。 The housing 400 covers the outer surface of the heat dissipation layer 300. The housing 400 is made of a thermoplastic resin. The housing 400 has a plurality of second holes 401 formed therein (described in detail below).

<第1の孔部301および第2の孔部401について>
第1の孔部301および第2の孔部401は、電池100から可燃性ガスが放出された場合に、可燃性ガスを外部に放出するものである。可燃性ガスは、空気より軽いガスであり、例えば、ジエチルカーボネート、アルケン、エチレンである。放熱層300に形成された第1の孔部301は、断熱層200と外部とを連通するものである。第1の孔部301は、第2の孔部401を介して、断熱層200と外部とを連通する。
<Regarding the First Hole 301 and the Second Hole 401>
The first hole 301 and the second hole 401 are for discharging the flammable gas to the outside when the flammable gas is discharged from the battery 100. The flammable gas is a gas that is lighter than air, such as diethyl carbonate, an alkene, or ethylene. The first hole 301 formed in the heat dissipation layer 300 communicates the heat insulating layer 200 with the outside. The first hole 301 communicates the heat insulating layer 200 with the outside via the second hole 401.

筐体400に形成された第2の孔部401は、断熱層200と外部とを第1の孔部301を介して連通するものである。電池100から放出された可燃性ガスは、断熱層200、第1の孔部301、および、第2の孔部401、を通って外部に放出される。 The second hole 401 formed in the housing 400 connects the insulating layer 200 to the outside via the first hole 301. The flammable gas released from the battery 100 passes through the insulating layer 200, the first hole 301, and the second hole 401 and is released to the outside.

各孔部301,401は、電池パック1が通常使用されている姿勢である場合に、複数の電池100それぞれの上方に配置されている。電池パック1が通常使用されている姿勢とは、電池パック1が装着された機器が通常使用されている状態における電池パック1の姿勢である。 Each hole 301, 401 is located above each of the multiple batteries 100 when the battery pack 1 is in a position in which it is normally used. The position in which the battery pack 1 is normally used is the position of the battery pack 1 when the device in which the battery pack 1 is attached is in normal use.

各孔部301,401は、具体的には、電池パック1が通常使用されている姿勢である場合において、複数の電池100それぞれの直上に形成されている(図1)。また、各孔部301,401の内径は、可燃性ガスの放出の観点から、シリカ2次粒子203の大きさに相当するである60nm以上が望ましい。また、各孔部301,401の内径は、筐体400の強度の観点から、1mm以下が望ましい。 Specifically, each hole 301, 401 is formed directly above each of the multiple batteries 100 when the battery pack 1 is in a position in which it is normally used (FIG. 1). From the viewpoint of preventing the release of flammable gas, the inner diameter of each hole 301, 401 is preferably 60 nm or more, which corresponds to the size of the secondary silica particles 203. From the viewpoint of the strength of the housing 400, the inner diameter of each hole 301, 401 is preferably 1 mm or less.

また、各孔部301,401の個数は、電池パック1に収納される電池100の個数以上に設定されている。本実施の形態においては、第1の孔部301と第2の孔部401とは、同じ大きさに形成され、重なるように配置されている。なお、第1の孔部301と第2の孔部401とは、重ならないように配置されてもよいし、異なる大きさでもよい。第1の孔部301と第2の孔部401とが重ならないように配置されている場合、放熱層300と筐体400との間には、第1の孔部301と第2の孔部401とを、可燃性ガスを通過可能に接続するスキマ(不図示)が形成される。また、第1の孔部301と第2の孔部401とが重なっている場合は、このスキマが不要となるため、電池パック1の小型化を図ることができる。 The number of holes 301, 401 is set to be equal to or greater than the number of batteries 100 stored in the battery pack 1. In this embodiment, the first hole 301 and the second hole 401 are formed to have the same size and are arranged to overlap. The first hole 301 and the second hole 401 may be arranged not to overlap, or may be different sizes. When the first hole 301 and the second hole 401 are arranged not to overlap, a gap (not shown) is formed between the heat dissipation layer 300 and the housing 400 that connects the first hole 301 and the second hole 401 to allow flammable gas to pass through. When the first hole 301 and the second hole 401 overlap, this gap is unnecessary, and the battery pack 1 can be made smaller.

<断熱層200の透気度特性>
次に、断熱層200の通気性を示す透気度特性について説明する。断熱層200の透気度特性を把握するために用いられる透気抵抗度計(ガーレー式デンソメーター)にて透気抵抗度を測定した結果を図3に示す。透気抵抗度は、空気100mlが断熱層200と同じ多孔質構造の所定のテストピースを通過する時間である。透気抵抗度は、40sec/mm以上、かつ、1200sec/mm以下であることが望ましい。透気抵抗度が40sec/mmより短いと、断熱性能が低くなる(すなわち、熱伝導率(mW/mk)が高くなる)ためである。一方、透気抵抗度が1200sec/mmより長い場合は、断熱性は良いが可燃性ガスの流動が抑制されるため、可燃性ガスの外部への放出が困難となることや、電池パック1内の圧力が高くなることによりシリカ2次粒子203が破壊される恐れがある。
<Air permeability characteristics of the insulating layer 200>
Next, the air permeability characteristic indicating the air permeability of the insulating layer 200 will be described. FIG. 3 shows the results of measuring the air permeability resistance using an air permeability meter (Gurley densometer) used to grasp the air permeability characteristic of the insulating layer 200. The air permeability resistance is the time it takes for 100 ml of air to pass through a predetermined test piece having the same porous structure as the insulating layer 200. The air permeability resistance is preferably 40 sec/mm or more and 1200 sec/mm or less. If the air permeability resistance is shorter than 40 sec/mm, the insulating performance is reduced (i.e., the thermal conductivity (mW/mk) is high). On the other hand, if the air permeability resistance is longer than 1200 sec/mm, the insulating property is good but the flow of the flammable gas is suppressed, making it difficult to release the flammable gas to the outside, and the silica secondary particles 203 may be destroyed due to the high pressure inside the battery pack 1.

<断熱層200の製造方法>
次に、断熱層200の製造方法の一例について、図4に示すフローチャートを用いて説明する。断熱層200の製造には、ガラス繊維205で作成されたシートが用いられる。このシートは、繊維線径が平均3μm、繊維長さが約6mmのガラス繊維205が用いられ、湿式法にて作成される。
<Method of manufacturing the heat insulating layer 200>
Next, an example of a manufacturing method of the insulating layer 200 will be described with reference to the flow chart shown in Fig. 4. A sheet made of glass fibers 205 is used to manufacture the insulating layer 200. This sheet uses glass fibers 205 with an average fiber diameter of 3 µm and a fiber length of approximately 6 mm, and is manufactured by a wet method.

はじめに、含浸工程(S1)において、ガラス繊維205で作成されたシートを、電池100の形状に合わせた型枠に入れる。さらに、この型枠にゾル液を入れて、ガラス繊維205で作成されたシートをゾル液に含浸させる。ゾル液は、高モル珪酸ソーダ(珪酸水溶液、Si濃度14%)に触媒として濃塩酸(12N)を1.4wt%添加し攪拌することにより調合されたものである。 First, in the impregnation step (S1), a sheet made of glass fiber 205 is placed in a form that matches the shape of the battery 100. A sol liquid is then poured into the form, and the sheet made of glass fiber 205 is impregnated with the sol liquid. The sol liquid is prepared by adding 1.4 wt% of concentrated hydrochloric acid (12N) as a catalyst to high molar sodium silicate (aqueous silicic acid solution, Si concentration 14%) and stirring.

続けて、ゲル化行程(S2)において、ガラス繊維205のシートをゾル液によって含浸させた状態にて、室温23℃で約20分間放置し、ゾル液をゲル化させる。このとき、ゲル化の短時間化を図るために、ゾル液の温度が約50℃~130℃となるように、ゾル液を加熱してもよい。 Next, in the gelling step (S2), the sheet of glass fiber 205 impregnated with the sol liquid is left at room temperature of 23°C for about 20 minutes to gel the sol liquid. At this time, in order to shorten the gelling time, the sol liquid may be heated so that the temperature of the sol liquid is about 50°C to 130°C.

さらに、養生工程(S3)において、ゲル化行程(S2)で生成されたゲルを別の容器に移し、ゲルの乾燥防止のために容器内に純水を注ぐ。この容器を80℃の恒温槽に12時間入れて、シラノールの脱水縮合反応を促進する。これにより、シリカ粒子が成長し、多孔質構造が形成され、電池100の形状に合ったシート状のゲル(以下、ゲルシートと記載する。)が形成される。 Furthermore, in the curing step (S3), the gel produced in the gelling step (S2) is transferred to another container, and pure water is poured into the container to prevent the gel from drying out. This container is placed in a thermostatic chamber at 80°C for 12 hours to promote the dehydration condensation reaction of silanol. This causes the silica particles to grow, forming a porous structure, and forming a sheet-like gel (hereinafter referred to as a gel sheet) that matches the shape of the battery 100.

続けて、疎水化工程(S4)において、規定度が6~12Nの塩酸にゲルシートを浸漬した後、室温23℃で1時間放置する。これにより、ゲルシートの中に塩酸が取り込まれる。さらに、ゲルシートを、例えばシリル化剤であるオクタメチルトリシロキサンと2-プロパノール(IPA)の混合液に浸漬させて、55℃の恒温槽に入れて2時間反応させる。トリメチルシロキサン結合が形成され始めると、ゲルシートから塩酸が排出され、上層がトリシロキサン、下層が塩酸水に2液分離する。 Next, in the hydrophobization step (S4), the gel sheet is immersed in hydrochloric acid with a normality of 6 to 12 N and then left for one hour at room temperature of 23°C. This allows the hydrochloric acid to be absorbed into the gel sheet. The gel sheet is then immersed in a mixture of, for example, octamethyltrisiloxane, a silylating agent, and 2-propanol (IPA), and placed in a thermostatic chamber at 55°C for reaction for two hours. When trimethylsiloxane bonds begin to form, the hydrochloric acid is expelled from the gel sheet, and the gel sheet is separated into two liquids: an upper layer of trisiloxane and a lower layer of hydrochloric acid water.

さらに、乾燥工程(S5)において、ゲルシートを150℃の恒温槽に移して2時間乾燥させることにより、ガラス繊維205を含み、シリカエアロゲル201によって形成されるナノサイズの多孔質構造の断熱層200を形成することが出来る。 Furthermore, in the drying process (S5), the gel sheet is transferred to a thermostatic chamber at 150°C and dried for 2 hours, thereby forming a nano-sized porous insulating layer 200 that contains glass fibers 205 and is formed by silica aerogel 201.

<放熱層300の製造方法>
次に、放熱層300の製造方法について説明する。放熱層300は、ポリイミドフィルムを原材料として用いて、炭素化工程およびグラファイト化工程によって製造される。
<Method of Manufacturing Heat Dissipation Layer 300>
Next, a description will be given of a method for manufacturing the heat dissipation layer 300. The heat dissipation layer 300 is manufactured by using a polyimide film as a raw material through a carbonization process and a graphitization process.

炭素化工程では、ポリイミドフィルムを不活性ガス等の雰囲気において、室温から、1200℃~1500℃の範囲内に設定された焼成温度まで、1℃/分~10℃/分の間で設定された一定の昇温速度で昇温させる。さらに、焼成温度を30分~2時間保持する。これにより、ポリイミドフィルムを炭素化した炭素化されたシートが形成される。 In the carbonization process, the polyimide film is heated in an inert gas atmosphere from room temperature to a baking temperature set within the range of 1200°C to 1500°C at a constant heating rate set between 1°C/min to 10°C/min. The baking temperature is then maintained for 30 minutes to 2 hours. This results in a carbonized sheet being formed by carbonizing the polyimide film.

続けて、グラファイト化工程では、炭素化工程によって形成されたシートを、真空や不活性ガス等の非酸化性雰囲気中で、室温から、2400℃~3500℃の範囲内に設定された焼成温度まで、1℃/分~10℃/分の間で設定された昇温速度で昇温させる。さらに、焼成温度で30分~2時間保持して焼成する。これにより、グラファイト化されたシートが製造される。 In the graphitization process, the sheet formed in the carbonization process is heated in a non-oxidizing atmosphere such as vacuum or inert gas from room temperature to a firing temperature set within the range of 2400°C to 3500°C at a heating rate set between 1°C/min to 10°C/min. The sheet is then held at the firing temperature for 30 minutes to 2 hours for firing. This produces a graphitized sheet.

このグラファイト化工程によって形成されたシートに対して、第1の孔部301を打抜きによって形成することにより、放熱層300が製造される。 The sheet formed by this graphitization process is punched to form the first hole 301, thereby producing the heat dissipation layer 300.

<電池パック1の製造方法>
次に、電池パック1の製造方法について説明する。はじめに、電池100を断熱層200に収納する。続けて、断熱層200の外表面全体を放熱層300にて覆い、各孔部301,401の向きを考慮して、筐体400に収納する。
<Manufacturing method of battery pack 1>
Next, a method for manufacturing the battery pack 1 will be described. First, the battery 100 is housed in the insulating layer 200. Next, the entire outer surface of the insulating layer 200 is covered with the heat dissipation layer 300, and the battery pack 1 is housed in the housing 400 while taking into consideration the orientation of the holes 301, 401.

<実施の形態の効果>
上述した電池パック1によれば、電池100が熱暴走して、電池100から熱や可燃性ガスが放出された場合においても、電池100から放出された熱は、断熱層200で断熱される。また、電池100から放出された可燃性ガスは、上述した断熱層200の透気度特性によって、断熱層200をゆっくりと通過し、各孔部301,401から外部に放出される。よって、可燃性ガスは、外部に一気に放出されない。したがって、可燃性ガスの大気中の濃度を抑制することができるため、可燃性ガスの引火を抑制することができる。
<Effects of the embodiment>
According to the battery pack 1 described above, even if the battery 100 experiences thermal runaway and releases heat and flammable gas from the battery 100, the heat released from the battery 100 is insulated by the insulating layer 200. In addition, the flammable gas released from the battery 100 passes through the insulating layer 200 slowly due to the air permeability characteristics of the insulating layer 200 described above, and is released to the outside from each of the holes 301, 401. Therefore, the flammable gas is not released to the outside all at once. Therefore, the concentration of the flammable gas in the atmosphere can be suppressed, and therefore ignition of the flammable gas can be suppressed.

なお、仮に、筐体400内にて発火した場合においては、上述したように熱伝導特性が良好なグラファイトによって形成された放熱層300が、熱を放熱層300の全体に広げる。これにより、発火した部位のみが高温になることを抑制することができる。 If a fire breaks out inside the housing 400, the heat dissipation layer 300, which is made of graphite, which has good thermal conductivity as described above, spreads the heat throughout the heat dissipation layer 300. This makes it possible to prevent only the ignited area from becoming too hot.

また、第1の孔部301が複数形成されているため、可燃性ガスが発生している電池100の箇所と第1の孔部301との距離を比較的短くするように、第1の孔部301を配置ことができる。よって、可燃性ガスが筐体400から外部に放出することを早期に開始することができる。したがって、可燃性ガスが筐体400内に比較的長時間留まることを抑制することができる。 In addition, since multiple first holes 301 are formed, the first holes 301 can be arranged so that the distance between the part of the battery 100 where flammable gas is generated and the first holes 301 is relatively short. This allows the flammable gas to begin being released from the housing 400 to the outside at an early stage. This prevents the flammable gas from remaining in the housing 400 for a relatively long period of time.

本発明の電池パックは、車載機器、情報機器、携帯電話、ディスプレイなどの製品へ広く利用可能である。 The battery pack of the present invention can be widely used in products such as in-vehicle devices, information devices, mobile phones, and displays.

1 電池パック
100 電池
200 断熱層
201 シリカエアロゲル
202 シリカ1次粒子
203 シリカ2次粒子
204 空隙
205 ガラス繊維
300 放熱層
301 第1の孔部
400 筐体
401 第2の孔部
REFERENCE SIGNS LIST 1 Battery pack 100 Battery 200 Heat insulating layer 201 Silica aerogel 202 Silica primary particles 203 Silica secondary particles 204 Void 205 Glass fiber 300 Heat dissipation layer 301 First hole 400 Housing 401 Second hole

Claims (6)

電池と、
前記電池の周囲に配置されて前記電池を覆う、通気性を有する多孔質構造の断熱層と、
前記断熱層を覆う放熱層と、を備えた電池パックであって、
前記放熱層には、前記断熱層と外部とを連通する第1の孔部が形成され、前記電池から放出されたガスが前記断熱層と前記第1の孔部とを通って前記電池パックの外部に放出されるように構成されており、
前記断熱層の透気抵抗度は40sec/mm以上かつ1200sec/mm以下である、電池パック。
Batteries and
a heat insulating layer having a porous structure and having air permeability, the heat insulating layer being disposed around the battery and covering the battery;
A battery pack comprising: a heat dissipation layer covering the heat insulating layer,
a first hole portion that communicates the heat-insulating layer with the outside is formed in the heat-dissipating layer, and a gas released from the battery is released to the outside of the battery pack through the heat-insulating layer and the first hole portion;
The battery pack, wherein the heat insulating layer has an air resistance of 40 sec/mm or more and 1200 sec/mm or less.
前記断熱層は、シリカエアロゲルを用いて形成される、
請求項1記載の電池パック。
The heat insulating layer is formed using silica aerogel.
The battery pack according to claim 1.
前記放熱層は、グラファイトを用いてシート状に形成され、
前記放熱層の熱伝導率は、700W/m・k以上である、請求項1または2記載の電池パック。
The heat dissipation layer is formed in a sheet shape using graphite,
3. The battery pack in accordance with claim 1, wherein the heat dissipation layer has a thermal conductivity of 700 W/m·k or more.
前記第1の孔部は、前記電池の上方に形成されている、請求項1から3の何れか1項に記載の電池パック。 The battery pack according to any one of claims 1 to 3, wherein the first hole is formed above the battery. 前記放熱層には、前記第1の孔部が複数形成されている、請求項1から4の何れか1項に記載の電池パック。 The battery pack according to any one of claims 1 to 4, wherein the heat dissipation layer has a plurality of the first holes formed therein. 前記放熱層を覆うように形成され、前記断熱層と外部とを前記第1の孔部を介して連通する第2の孔部を有している筐体をさらに備えている、請求項1から5の何れか1項に記載の電池パック。

The battery pack according to claim 1 , further comprising a housing formed to cover the heat dissipation layer and having a second hole portion that connects the insulating layer to the outside via the first hole portion.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2025516610A (en) * 2022-11-08 2025-05-30 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司 Heat-resistant protective material and battery
WO2025170163A1 (en) * 2024-02-07 2025-08-14 엘지전자 주식회사 Light output device for scalp care including thin film-type heat dissipation sheet

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010062093A (en) 2008-09-05 2010-03-18 Panasonic Corp Battery pack
US20110293997A1 (en) 2010-05-25 2011-12-01 Steven Tartaglia Battery pack thermal protection from heat sterilization
JP2015153476A (en) 2014-02-10 2015-08-24 三菱電機株式会社 battery pack storage case
WO2016092839A1 (en) 2014-12-10 2016-06-16 パナソニックIpマネジメント株式会社 Battery
JP2018045919A (en) 2016-09-15 2018-03-22 三洋電機株式会社 Battery pack
CN209675455U (en) 2019-04-19 2019-11-22 湖北中钒储能科技有限公司 A kind of energy-accumulating power station energy-storage battery mould group management

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010062093A (en) 2008-09-05 2010-03-18 Panasonic Corp Battery pack
US20110293997A1 (en) 2010-05-25 2011-12-01 Steven Tartaglia Battery pack thermal protection from heat sterilization
JP2015153476A (en) 2014-02-10 2015-08-24 三菱電機株式会社 battery pack storage case
WO2016092839A1 (en) 2014-12-10 2016-06-16 パナソニックIpマネジメント株式会社 Battery
JP2018045919A (en) 2016-09-15 2018-03-22 三洋電機株式会社 Battery pack
CN209675455U (en) 2019-04-19 2019-11-22 湖北中钒储能科技有限公司 A kind of energy-accumulating power station energy-storage battery mould group management

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