(57)【要約】【課題】電池が過熱したときでも電池の保持が維持される電池ホルダーを提供する。【解決手段】電池ホルダー１０は、焼結性シリコーンゴム組成物で板状に形成され、その一方側の面に開口した有底の孔で構成された電池を外嵌め保持するための電池保持部１１を有するとともに、その底面部に孔１１ａが形成されている。焼結性シリコーンゴム組成物は、オルガノポリシロキサンと、それに分散した粉状シリカ及び粉状の層状珪酸塩とを含有する。焼結性シリコーンゴム組成物における粉状シリカの含有量が、オルガノポリシロキサン１００質量部に対して１０質量部以上１００質量部以下である。焼結性シリコーンゴム組成物における層状珪酸塩の含有量が、オルガノポリシロキサン１００質量部に対して１０質量部以上１５０質量部以下であり、且つ粉状シリカの含有量よりも多い。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結性シリコーンゴム組成物で板状に形成され、その一方側の面に開口した有底の孔で構成された電池を外嵌め保持するための電池保持部を有するとともに、前記電池保持部の底面部に孔が形成された電池ホルダーであって、
前記焼結性シリコーンゴム組成物は、オルガノポリシロキサンと、前記オルガノポリシロキサンに分散した粉状シリカ及び粉状の層状珪酸塩と、を含有し、
前記焼結性シリコーンゴム組成物における前記粉状シリカの含有量は、前記オルガノポリシロキサン１００質量部に対して１０質量部以上１００質量部以下であり、
前記焼結性シリコーンゴム組成物における前記層状珪酸塩の含有量は、前記オルガノポリシロキサン１００質量部に対して１０質量部以上１５０質量部以下であり、且つ前記粉状シリカの含有量よりも多い電池ホルダー。
【請求項２】
請求項１に記載された電池ホルダーの前記電池保持部に電池が外嵌め保持された電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池を外嵌め保持する電池保持部を有する電池ホルダー及びそれを用いた電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
種々の機器の電源として、電池を電池ホルダーで保持した電池モジュールが広く用いられている。そして、例えば、特許文献１には、かかる電池モジュールの電池ホルダーを、電気絶縁性を有する樹脂で形成することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１８５２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
樹脂製の電池ホルダーで保持された電池が過熱して電池ホルダーが溶融すると、電池の保持が解かれて倒れ、その被害が周辺に拡散することが懸念される。特に、隣接する他の電池が存在するような場合、過熱して倒れた電池が隣接する他の電池に接触し、それによって発熱、発火、或いは爆発を誘発する虞がある。
【０００５】
本発明の課題は、電池が過熱したときでも電池の保持が維持される電池ホルダーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、焼結性シリコーンゴム組成物で板状に形成され、その一方側の面に開口した有底の孔で構成された電池を外嵌め保持するための電池保持部を有するとともに、前記電池保持部の底面部に孔が形成された電池ホルダーであって、前記焼結性シリコーンゴム組成物は、オルガノポリシロキサンと、前記オルガノポリシロキサンに分散した粉状シリカ及び粉状の層状珪酸塩とを含有し、前記焼結性シリコーンゴム組成物における前記粉状シリカの含有量は、前記オルガノポリシロキサン１００質量部に対して１０質量部以上１００質量部以下であり、前記焼結性シリコーンゴム組成物における前記層状珪酸塩の含有量は、前記オルガノポリシロキサン１００質量部に対して１０質量部以上１５０質量部以下であり、且つ前記粉状シリカの含有量よりも多い。
【０００７】
本発明は、本発明の電池ホルダーの前記電池保持部に電池が外嵌め保持された電池モジュールである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電池ホルダーによれば、焼結性シリコーンゴム組成物で形成されているので、保持した電池が過熱しても、焼結性シリコーンゴム組成物の焼結が進行し、そのためホルダー形状が崩れず、電池の保持を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】実施形態１に係る電池ホルダーの斜視図である。
【図１Ｂ】実施形態１に係る電池ホルダーの平面図である。
【図１Ｃ】図１ＢにおけるIC-IC断面図である。
【図２】実施形態１に係る電池ホルダーを用いた電池モジュールの斜視図である。
【図３Ａ】実施形態２に係る電池ホルダーの斜視図である。
【図３Ｂ】実施形態２に係る電池ホルダーの平面図である。
【図３Ｃ】図３ＢにおけるIIIC-IIIC断面図である。
【図４】実施形態２に係る電池ホルダーを用いた電池モジュールの斜視図である。
【図５Ａ】その他の実施形態に係る電池ホルダーの斜視図である。
【図５Ｂ】その他の実施形態に係る電池ホルダーを用いた電池モジュールの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態について詳細に説明する。
【００１１】
（実施形態１）
図１Ａ〜Ｃは、実施形態１に係る電池ホルダー１０を示す。
【００１２】
実施形態１に係る電池ホルダー１０は、平面視が正六角形の板状に形成されており、その一方側の面に開口した有底円筒孔で構成された電池保持部１１を有する。電池保持部１１は、その内径が保持対象の円柱状の電池Ｂの外径と同一又はそれよりも僅かに小さく形成されており、その円柱状の電池Ｂの一端部を外嵌め保持するように構成されている。電池保持部１１の底面部の中央には丸孔１１ａが形成されており、その丸孔１１ａを介して電池Ｂの電極接続がなされるように構成されている。
【００１３】
電池ホルダー１０の各部の肉厚は、電池Ｂの放熱性の観点から、好ましくは０．３ｍｍ以上であり、また、後述の焼結後の電池Ｂの保持性の観点から、好ましくは３ｍｍ以下である。電池保持部１１の深さは、電池Ｂの保持性の観点から、好ましくは０．２ｍｍ以上であり、また、電池Ｂの放熱性の観点から、好ましくは電池Ｂの長さの１／３以下、定量的には、好ましくは１０ｍｍ以下である。
【００１４】
実施形態１に係る電池ホルダー１０は、架橋した焼結性シリコーンゴム組成物で形成されている。ここで、本出願における「焼結性シリコーンゴム組成物」とは、連続的又は断続的に高温度で加熱されたとき、或いは、一時に燃焼されたとき、セラミックのように固まって焼結される性質を有するシリコーンゴム組成物である。
【００１５】
実施形態１に係る電池ホルダー１０によれば、焼結性シリコーンゴム組成物で形成されているので、保持した電池Ｂが過熱しても、焼結性シリコーンゴム組成物の焼結が進行し、そのためホルダー形状が崩れず、電池Ｂの保持を維持することができる。したがって、仮に電池Ｂが過熱して燃焼するようなことがあっても、その被害が周辺に拡散するのを抑制することができる。
【００１６】
実施形態１に係る電池ホルダー１０を形成するシリコーンゴム組成物は、電池Ｂが過熱或いは燃焼したときの電池Ｂの保持性を高める観点から、熱膨張性を有することが好ましい。
【００１７】
実施形態１に係る電池ホルダー１０を形成するシリコーンゴム組成物は、オルガノポリシロキサンと、そのオルガノポリシロキサンに分散した粉状シリカ及び粉状の層状珪酸塩とを含有することが好ましい。
【００１８】
オルガノポリシロキサンとしては、例えば、平均単位式：ＲａＳｉＯ（４−ａ）／２（式中、Ｒは、炭化水素基又はハロゲン化アルキル基である。ａは、１．９５以上２．０５以下である。）で示されるものが挙げられる。炭化水素基のＲとしては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基などのアルキル基；ビニル基、アリル基などのアルケニル基；シクロヘキシルなどのシクロアルキル基；β−フェニルエチル基などのアラルキル基；フェニル基、トリル基などのアリール基等が挙げられる。ハロゲン化アルキル基のＲとしては、例えば、３，３，３-トリフロロプロピル基、３-クロロプロピル基等が挙げられる。オルガノポリシロキサンは、分子中のケイ素原子に結合した水素原子の位置において、有機過酸化物及び／又は白金系触媒を硬化剤として、分子間が架橋している場合、分子中に少なく２個のケイ素原子に結合するアルケニル基を有することが好ましい。そのアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、プロペニル基、ヘキセニル基等が挙げられる。オルガノポリシロキサンの分子は、直鎖状であっても、分岐鎖を有するものであっても、いずれでもよい。
【００１９】
粉状シリカとしては、例えば、ヒュームドシリカなどの乾式法シリカ、沈澱シリカなどの湿式法シリカが挙げられる。また、粉状シリカとしては、乾式法シリカや湿式法シリカの表面が、オルガノクロロシラン、オルガノアルコキシシラン、ヘキサオルガノジシラザン、オルガノシロキサンオリゴマー等で疎水化処理されたものが挙げられる。粉状シリカは、これらのうちの１種又は２種以上を含むことが好ましく、焼結性を高めて電池Ｂの保持を維持する観点から、疎水化処理された乾式法シリカを含むことがより好ましい。粉状シリカのＪＩＳＫ６４３０：２００８の多点窒素吸着法（ＢＥＴ法）により測定される比表面積は、５０ｍ２／ｇ以上であることが好ましい。レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置で測定される粉状シリカの一次メジアン径は、１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。シリコーンゴム組成物における粉状シリカの含有量は、焼結性を高めて電池Ｂの保持を維持する観点から、オルガノポリシロキサン１００質量部に対して、１０質量部以上１００質量部以下であることが好ましい。
【００２０】
層状珪酸塩としては、例えば、マイカ、モンモリロナイト、スメクタイト、イライト、セピオライト、アレルバルダイト、アメサイト、ヘクトライト、タルク、フルオロへクトライト、サポナイト、バイデライト、ノントロナイト、ステベンサイト、ベントナイト、バーミキュライト、フルオロバーミキュライト、ハロイサイト等が挙げられる。層状珪酸塩は、これらのうちの１種又は２種以上を含むことが好ましく、焼結性を高めて電池Ｂの保持を維持する観点から、マイカを含むことがより好ましい。マイカとしては、例えば、白雲母、黒雲母、金雲母等が挙げられる。レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置で測定される層状珪酸塩のメジアン径は、１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。層状珪酸塩のメジアン径は、粉状シリカの一次メジアン径よりも大きいことが好ましい。シリコーンゴム組成物における層状珪酸塩の含有量は、焼結性を高めて電池Ｂの保持を維持する観点から、オルガノポリシロキサン１００質量部に対して、１０質量部以上１５０質量部以下であることが好ましい。シリコーンゴム組成物における層状珪酸塩の含有量は、焼結性を高めて電池Ｂの保持を維持する観点から、粉状シリカの含有量よりも多いことが好ましい。
【００２１】
実施形態１に係る電池ホルダー１０を形成するシリコーンゴム組成物は、その他に、石英フィラー、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムなどの金属水酸化物の難燃剤等を含有していてもよい。また、シリコーンゴム組成物は、オルガノポリシロキサンの硬化剤として機能した有機過酸化物や白金系触媒を含有していてもよい。
【００２２】
実施形態１に係る電池ホルダー１０は、硬化剤を含む液状の未架橋シリコーンゴム組成物を金型のキャビティに注入し、それに所定温度で所定時間の加熱処理を施し、オルガノポリシロキサンの分子間を架橋させて硬化させることにより製造することができる。加熱処理は、低温及び短時間の一次処理と、高温及び長時間の二次処理とに分けて行うことが好ましい。一次処理の処理温度は例えば１００℃以上１５０℃以下であり、処理時間は例えば５分以上１５分以下である。二次処理の処理温度は例えば１５０℃以上２５０℃以下であり、処理時間は例えば３時間以上５時間以下である。
【００２３】
図２は、実施形態１に係る電池ホルダー１０を用いた電池モジュールＭを示す。
【００２４】
この電池モジュールＭでは、実施例１に係る電池ホルダー１０の電池保持部１１に、円柱状の電池Ｂの一端部が外嵌め保持されているとともに、別の実施例耐１に係る電池ホルダー１０の電池保持部１１に、電池Ｂの他端部が外嵌め保持されて構成されている。ここで、電池Ｂとしては、例えば、フッ化黒鉛リチウム電池、二酸化マンガンリチウム電池などのリチウム一次電池；アルカリ二次電池、リチウムイオン二次電池などの二次電池等が挙げられる。なお、実施形態１に係る電池ホルダー１０による電池Ｂの過熱時における電池Ｂの保持性の作用効果は、電池Ｂが発熱の激しいリチウムイオン二次電池の場合、特に顕著に得ることができる。
【００２５】
この電池モジュールＭによれば、実施形態１に係る電池ホルダー１０が焼結性シリコーンゴム組成物で形成されているので、電池Ｂが過熱しても、焼結性シリコーンゴム組成物の焼結が進行し、そのためホルダー形状が崩れず、電池Ｂの保持を維持することができる。したがって、仮に電池Ｂが過熱して燃焼するようなことがあっても、その被害が周辺に拡散するのを抑制することができる。
【００２６】
（実施形態２）
図３Ａ〜Ｃは、実施形態２に係る電池ホルダー１０を示す。なお、実施形態１と同一名称の部分は、実施形態１と同一符号で示す。
【００２７】
実施形態２に係る電池ホルダー１０は、実施形態１に係る電池ホルダー１０を複数集め（図では６個）、それらの辺同士を結合させて二次元的に拡げて一体化させた平面視がハニカム形状に形成されている。六角形ユニット数は、例えば２個以上３０個以下である。各六角形ユニットは、有底円筒孔で構成された電池保持部１１を有し、電池保持部１１の底面部の中央には丸孔１１ａが形成されている。相互に隣接する電池保持部１１間の肉厚は、電池Ｂの放熱性の観点から、好ましくは０．３ｍｍ以上であり、また、焼結後の電池Ｂの保持性の観点から、好ましくは３ｍｍ以下である。
【００２８】
図４は、実施形態２に係る電池ホルダー１０を用いた電池モジュールＭを示す。
【００２９】
この電池モジュールＭでは、実施例２に係る電池ホルダー１０の複数の電池保持部１１のそれぞれに、円柱状の電池Ｂの一端部が外嵌め保持されているとともに、別の実施例耐２に係る電池ホルダー１０の対応する電池保持部１１に、電池Ｂの他端部が外嵌め保持されて構成されている。
【００３０】
この電池モジュールＭによれば、いずれかの電池Ｂが過熱しても、実施形態２に係る電池ホルダー１０により電池Ｂの保持が維持されるので、過熱して倒れた電池Ｂが隣接する他の電池Ｂに接触し、それによって発熱、発火、或いは爆発を誘発するといった事態が起こるのを抑えることができる。その他の材料構成及び作用効果は実施形態１と同一である。
【００３１】
（その他の実施形態）
上記実施形態１及び２では、電池Ｂの長さ方向の両端部のそれぞれに電池ホルダー１０を設けて電池モジュールＭを構成するものとしたが、特にこれに限定されるものではなく、図５Ａに示すように、電池ホルダー１０の電池保持部１１を円筒孔で構成し、図５Ｂに示すように、その電池保持部１１に電池Ｂを貫通させ、電池Ｂの長さ方向の中間部に電池ホルダー１０を設けて電池モジュールＭを構成するものであってもよい。
【００３２】
上記実施形態１及び２では、電池Ｂの長さ方向の両端部のそれぞれに電池ホルダー１０を設けて電池モジュールＭを構成したが、特にこれに限定されるものではなく、電池Ｂの長さ方向の一端部のみに電池ホルダー１０を設け、他端部を自由端として、又は、他端部を他の保持手段で保持して電池モジュールＭを構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、電池を外嵌め保持する電池保持部を有する電池ホルダー及びそれを用いた電池モジュールの技術分野について有用である。
【符号の説明】
【００３４】
Ｂ  電池
Ｍ  電池モジュール
１０  電池ホルダー
１１  電池保持部
１１ａ  丸孔
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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