CN108701880B - 复合片以及使用该复合片的电池组 - Google Patents

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Abstract

复合片(11)具备：热传导片(12)；第1绝缘片(13)，覆盖热传导片(12)的一面；和第2绝缘片(14)，覆盖热传导片(12)的另一面，在与第1绝缘片(13)之间将热传导片(12)密封，热传导片(12)具有第1贯通孔(15)，复合片(11)具有绝缘层叠部(18)，该绝缘层叠部(18)是第1绝缘片(13)与第2绝缘片(14)层叠而成的，将第1贯通孔(15)的内壁面(17)密封，绝缘层叠部(18)在第1贯通孔(15)的内侧，具有孔径比第1贯通孔(15)的孔径小的第2贯通孔(16)。

Description

复合片以及使用该复合片的电池组
技术领域
本公开涉及复合片以及使用该复合片的电池组。
背景技术
随着电子设备的高性能化、小型化，用于电子设备的电子部件的发热量增大，为了其散热，使用石墨片等的热传导部件。
此外，在各种设备搭载锂离子二次电池，其电流容量也变大。若锂离子二次电池的电流容量变大、被使用的电流也增大，则其发热量也变大，为了其散热，使用石墨片等的热传导部件。
另外，作为与本申请有关的在先技术文献信息，例如已知专利文献1。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2015-71727号公报
发明内容
本公开的一方式所涉及的复合片具备：热传导片；第1绝缘片，覆盖热传导片的一面；和第2绝缘片，覆盖热传导片的另一面，在与第1绝缘片之间将热传导片密封。热传导片具有第1贯通孔。复合片具有绝缘层叠部，该绝缘层叠部是第1绝缘片与第2绝缘片层叠而成的，将第1贯通孔的内壁面密封。绝缘层叠部在第1贯通孔的内侧，具有孔径比第1贯通孔的孔径小的第2贯通孔。
在本公开的一方式所涉及的复合片中，在贴合于需要散热或者热传导的对象设备时，难以形成空气积存，能够实现优良的热传导性。
附图说明
图1A是实施方式中的复合片的俯视图。
图1B是图1A所示的复合片的1B-1B线处的剖视图。
图1C是将图1B所示的复合片的主要部分1C放大表示的剖视图。
图2A是对实施方式中的复合片的制造方法进行说明的图。
图2B是对实施方式中的复合片的制造方法进行说明的图。
图2C是对实施方式中的复合片的制造方法进行说明的图。
图3A是实施方式中的电池组的剖视图。
图3B是构成图3A所示的电池组的复合片的剖视图。
图3C是图3A所示的电池组的分解立体图。
具体实施方式
以下，参照附图来对实施方式具体地进行说明。
(实施方式)
[1.复合片的结构]
首先，参照图1A～图1C来对实施方式中的复合片11进行说明。
图1A是实施方式中的复合片11的俯视图。图1B是图1A所示的复合片11的1B-1B线处的剖视图。图1C是将图1B所示的复合片11的主要部分1C放大表示的剖视图。另外，在图1A中，通过虚线来表示被配置于复合片11的内部的热传导片12。
如图1A～图1C所示，复合片11具有：热传导片12、覆盖热传导片12的一面12a的第1绝缘片13、和覆盖热传导片12的另一面12b的第2绝缘片14。
第1绝缘片13以及第2绝缘片14的尺寸比热传导片12大，在热传导片12的外周边的外侧相互粘接，将热传导片12密封。如图1C所示，热传导片12具有一个以上的第1贯通孔15，在一个以上的第1贯通孔15的内侧，分别形成第1绝缘片13与第2绝缘片14被层叠的绝缘层叠部18。绝缘层叠部18将一个以上的第1贯通孔15的内壁面17密封。在绝缘层叠部18，设置第2贯通孔16(孔径D2)，其分别设置于一个以上的第1贯通孔15的内侧，孔径比一个以上的第1贯通孔15的孔径D1小。在实施方式中，绝缘层叠部18将多个第1贯通孔15的内壁面17密封。在绝缘层叠部18，设置第2贯通孔16(孔径D2)，其分别设置于多个第1贯通孔15的内侧，孔径比多个第1贯通孔15的孔径D1小。
复合片11例如与发热装置、低温装置等外部装置(未图示)紧贴或者粘接设置，作为承担来自外部装置的散热、向外部装置的供热的热传导部件而被使用。复合片11为了与外部装置之间进行良好的热传导，与作为对象的外部装置的外表面粘接使用的情况较多。
[2.复合片的制造方法]
接下来，参照图2A～图2C来对实施方式中的复合片11的制造方法进行说明。图2A～图2C是对实施方式中的复合片11的制造方法进行说明的图。
首先，如图2A所示，通过对聚酰亚胺膜进行热分解，石墨化后，进行鞣制从而得到由柔软的石墨片形成的热传导片12。
接下来，如图2B所示，通过基于模具的冲压或者激光加工，从而在热传导片12形成第1贯通孔15。
接下来，如图2C所示，使热传导片12的一面12a与第1绝缘片13贴合，使另一面12b与第2绝缘片14贴合。这里，如上述的图1C所示，在第1贯通孔15的内侧，形成第1绝缘片13与第2绝缘片14相互层叠并粘接的绝缘层叠部18，将第1贯通孔15的内壁面17密封。
接下来，如上述的图1C所示，在第1贯通孔15的内侧的绝缘层叠部18，通过激光加工，形成孔径比第1贯通孔15的孔径D1小的针孔尺寸的第2贯通孔16。由此，制作图1A所示的复合片11。
另外，作为结构部件，第1绝缘片13以及第2绝缘片14最好包含热可塑性树脂。由此，第2贯通孔16的周围的第1绝缘片13以及第2绝缘片14通过激光加工，暂时熔融后进行熔合，因此能够将第1贯通孔15的内壁面17良好地密封。此外，激光加工能够形成孔径非常小的第2贯通孔16。第1贯通孔15以及第2贯通孔16为了抑制热传导，其孔径越小越优选。为了减小第1贯通孔15以及第2贯通孔16的孔径，作为第1贯通孔15以及第2贯通孔16的形成方法，优选激光加工。
[3.复合片的效果等]
以往，在将复合片与外部装置粘接或者紧贴时，若复合片与外部装置之间产生空气积存，则热传导特性降低，由于散热不足或者供热不足可能在外部装置产生热量上的不良。此外，若空气积存由于热量而膨胀，则热传导特性进一步降低。此外，若空气积存由于热量而膨胀，则也可能向外部装置施加压力，产生机械性的不良。
与此相对地，在实施方式中的复合片11中，在与外部装置粘接或者紧贴时，复合片11与外部装置之间的空气从第2贯通孔16排出。由此，能够抑制在复合片11与外部装置之间产生空气积存，能够实现优良的热传导特性。其结果，能够抑制在外部装置产生热量上的不良或者机械性的不良。
一般地，在将热传导部件与作为对象的装置粘接或者紧贴来使用的情况下，接触面积越大，空气积存越容易产生，空气积存的尺寸也存在变大的趋势。
与此相对地，在实施方式中的复合片11中，由于能够通过第2贯通孔16来排出空气，因此在复合片11与外部装置之间难以产生空气积存，在复合片11与外部装置的接触面积较大的情况下特别有效。
另外，作为热传导片12，例如也可以使用厚度约50μm的石墨片。石墨片的热传导特性优良，其片的面方向的热传导率约为1300W/m·K。在石墨片中，片的面方向的热传导率比厚度方向高，热传导性存在各向异性。在复合片11中，通过使用石墨片作为热传导片12，热传导特性变得良好，特别优选。
可能从石墨片产生具有导电性的石墨粉末，石墨粉末可能附着于周围的电子电路基板并引起短路等不良。因此，使用尺寸比石墨片大的第1绝缘片13和第2绝缘片14来夹着石墨片，在石墨片的外周边的外侧进行密封。由此，能够防止石墨粉末从石墨片的外周端面的飞散，抑制在周围的电子电路基板产生不良。
第1贯通孔15的孔径D1约为3mm，第2贯通孔16的孔径D2约为0.3mm。
随着第1贯通孔15的尺寸变大，复合片11的热传导特性降低。因此，第1贯通孔15的大小是能够形成第2贯通孔16并且能够由绝缘层叠部18密封第1贯通孔15的内壁面17的尺寸即可。这里，绝缘层叠部18进行密封以使得从第1贯通孔15的内壁面17产生的石墨粉末不会飞散到复合片11的外部。另外，绝缘层叠部18需要将内壁面17密封，但绝缘层叠部18不是必须与内壁面17粘接。
第1贯通孔15的孔径D1最好为1.0mm以上，由此，能够通过绝缘层叠部18来良好地密封第1贯通孔15的内壁面17。此外，第1贯通孔15的孔径D1最好为3mm以下，由此能够抑制热传导特性的降低。
第2贯通孔16的孔径D2是空气能够穿过的尺寸即可，因此也可以非常小，例如可以是针孔的尺寸。随着第2贯通孔16的孔径D2变大，复合片11的热传导特性降低。因此，第2贯通孔16的孔径D2最好为0.5mm以下，由此能够抑制热传导特性的降低。
在复合片11中，由于热传导片12的外周边以及第1贯通孔15的内壁面17被密封为热传导片12不露出，因此能够防止导电粉末(例如石墨粉末)从热传导片12飞散，能够抑制导电粉末所导致的不良。
第1绝缘片13具有：由绝缘膜形成的基底层13a、和在其一面层叠的粘合层13b。基底层13a由厚度约10μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯的绝缘膜形成。粘合层13b由厚度约10μm的丙烯酸类粘合剂形成。第1绝缘片13经由粘合层13b，贴合于热传导片12以及第2绝缘片14。
第2绝缘片14具有：由绝缘膜形成的基底层14a、和在与热传导片12对置的第1面14d的一侧层叠的粘合层14b。第2绝缘片14还具有在与第1面14d相反的一侧的第2面14e的一侧层叠的粘合层14c。基底层14a由厚度约10μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯的绝缘膜形成。粘合层14b以及粘合层14c由厚度约10μm的丙烯酸类粘合剂形成。第2绝缘片14经由粘合层14b，贴合于热传导片12以及第1绝缘片13。
在第1贯通孔15的内侧，第1绝缘片13和第2绝缘片14经由粘合层13b和粘合层14b来相互粘接并形成绝缘层叠部18，将第1贯通孔15的内壁面17密封。
第2绝缘片14具有在向复合片11的外部露出的第2面14e的一侧层叠的粘合层14c。复合片11能够经由粘合层14c来贴合于外部装置，因此将复合片11贴合于外部装置时的作业效率提高。此外，通过经由粘合层14c来将复合片11贴合于外部装置，能够进一步提高复合片11与外部装置之间的热传导特性。
另外，作为热传导片12，除了石墨片，例如也能够使用金膜、银膜、铝膜或者铜膜等热传导率高的部件。
复合片11具有：端部21、接近于端部21的第1区域22、和距离端部21比第1区域22远的第2区域23。
复合片11在第2区域23，具有每单位面积的第2贯通孔16的数量多的高密度区域25。在将复合片11贴合于外部装置时，第2区域23的每单位面积的第2贯通孔16的数量较多，从而抑制空气积存的产生的效果较高，热传导特性优良。
复合片11在第1区域22，具有每单位面积的第2贯通孔16的数量较少的低密度区域24。在将复合片11贴合于外部装置时，即使第1区域22的每单位面积的第2贯通孔16的数量较少也容易排出空气，能够抑制空气积存的产生。在复合片11中，具有第2贯通孔16的位置的热传导性比没有第2贯通孔16的位置低。由于第1区域22的每单位面积的第2贯通孔16的数量较少，因此热传导特性优良。
复合片11的第1区域22的每单位面积的第2贯通孔16的数量比第2区域23的每单位面积的第2贯通孔16的数量少。通过该结构，复合片11能够有效地抑制空气积存的产生，并且能够实现优良的热传导特性。
[4.电池组的结构]
接下来，参照图3A～图3C来对使用了实施方式中的复合片11的电池组进行说明。图3A是实施方式中的电池组51的剖视图。图3B是构成电池组51的复合片11的剖视图。图3C是图3A所示的电池组51的分解立体图。
如图3A以及图3C所示，电池组51在金属制的壳体52中，配置并固定多个电池单元53。在各电池单元53的外表面54贴合复合片11。电池单元53是方型锂离子电池，一对端子电极55被设置于上表面。如图3A～图3C所示，复合片11从电池单元53的一个侧面，经由底面，贴合到另一个侧面。通过这样贴合，能够减小电池单元53内的温度分布，并且热量能够从底面经由复合片11来脱离到壳体52，因此能够抑制电池单元53的温度上升。
在复合片11中，由石墨片形成的热传导片12具有多个第1贯通孔15。多个第1贯通孔15各自的内壁面17被绝缘层叠部18密封。在第1贯通孔15的内侧的绝缘层叠部18分别设置针孔尺寸的第2贯通孔16。通过这样构成，即使是较大的电池单元53，也能够抑制在电池单元53与复合片11之间产生空气积存，能够良好地散热。
[5.电池组的效果等]
一般地，内置多个电池单元的锂离子二次电池在各个电池单元内的温度差大的情况下，或者电池单元间的温度差大的情况下，电池单元容易劣化。此外，一般地，锂离子二次电池的电流容量变大，流过的电流量越多，发热量也越增大，由于温度上升，电池单元容易劣化。
与此相对地，在实施方式中的电池组51中，通过复合片11具有第2贯通孔16，从而在电池单元53与复合片11之间难以产生空气积存，能够实现优良的均热性和散热性。即，电池组51能够减小各个电池单元53中的局部的温度差，并且能够减小电池单元53间的温度差，进一步地，能够抑制各个电池单元53的温度上升。由此，能够抑制各个电池单元53的劣化，电池组51具有优良的可靠性，能够实现长寿命。
另外，在电池单元53是方型锂离子电池的情况下，接近于一对端子电极55的区域的发热量最容易变大。因此，使接近于电池单元53的一对端子电极55的区域中每单位面积的第2贯通孔16的数量比远离电池单元53的一对端子电极55的区域中每单位面积的第2贯通孔16的数量少。通过这样，能够更加减小电池单元53内的温度分布，能够使电池组51更加长寿命化。
以上，基于上述实施方式对一个或者多个方式所涉及的复合片以及电池组进行了说明，但本发明并不限定于该实施方式。只要不脱离本发明的主旨，对本实施方式实施了本领域技术人员想到的各种变形而得到的形态、将不同实施方式或者变形例中的结构要素组合而构建的形态也可以包含于一个或者多个方式的范围内。
产业上的可利用性
本公开能够应用于例如用于对电池组进行散热的复合片等。
-符号说明-
11 复合片
12 热传导片
12a、12b 面
13 第1绝缘片
14 第2绝缘片
15 第1贯通孔
16 第2贯通孔
17 内壁面
18 绝缘层叠部
14c 粘合层
14d 第1面
14e 第2面
21 端部
22 第1区域
23 第2区域
24 低密度区域
25 高密度区域
51 电池组
52 壳体
53 电池单元
54 外面
55 端子电极

Claims (8)

1.一种复合片，具备：
热传导片；
第1绝缘片，具有第1基底层和设置在所述第1基底层上的第1粘合层，所述第1基底层被贴附为覆盖所述热传导片的一面；和
第2绝缘片，具有第2基底层和设置在所述第2基底层上的第2粘合层，所述第2基底层被贴附为覆盖所述热传导片的另一面，并且所述第2绝缘片在与所述第1绝缘片之间将所述热传导片密封，其中，
所述热传导片具有一个以上的第1贯通孔，
所述复合片具有一个以上的绝缘层叠部，所述一个以上的绝缘层叠部是在所述一个以上的第1贯通孔的内侧所述第1绝缘片与所述第2绝缘片经由所述第1粘合层与所述第2粘合层被粘接而成的，且分别将所述一个以上的第1贯通孔的内壁面密封，
所述一个以上的绝缘层叠部具有一个以上的第2贯通孔，所述一个以上的第2贯通孔分别被设置于所述一个以上的第1贯通孔的内侧并且孔径比所述第1贯通孔的孔径小。
2.根据权利要求1所述的复合片，其中，
所述热传导片是石墨片。
3.根据权利要求1所述的复合片，其中，
所述第2绝缘片还具有在与所述热传导片对置的第1面的相反的一侧的第2面设置的第3粘合层。
4.根据权利要求1所述的复合片，其中，
所述一个以上的第1贯通孔的孔径为3mm以下。
5.根据权利要求1所述的复合片，其中，
所述一个以上的第2贯通孔的孔径为0.5mm以下。
6.根据权利要求1所述的复合片，其中，
所述复合片具有：端部、第1区域、和距离所述端部比所述第1区域远的第2区域，
所述第1区域的每单位面积的所述一个以上的第2贯通孔的数量比所述第2区域的每单位面积的所述一个以上的第2贯通孔的数量少。
7.一种电池组，具备：
壳体；
被配置于所述壳体的内部的电池单元；和
被贴合于所述电池单元的外表面的权利要求1所述的复合片。
8.根据权利要求7所述的电池组，其中，
所述电池单元具有一对端子电极，
在所述复合片的第1区域所配置的所述一个以上的第2贯通孔的每单位面积的数量比在所述复合片的第2区域所配置的所述一个以上的第2贯通孔的每单位面积的数量少，所述第2区域距离所述一对端子电极比所述第1区域远。
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