JPH10188922A - 電気自動車搭載用電池ケース - Google Patents

電気自動車搭載用電池ケース

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JPH10188922A
JPH10188922A JP8346852A JP34685296A JPH10188922A JP H10188922 A JPH10188922 A JP H10188922A JP 8346852 A JP8346852 A JP 8346852A JP 34685296 A JP34685296 A JP 34685296A JP H10188922 A JPH10188922 A JP H10188922A
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JP
Japan
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battery case
coating layer
glass frit
softening point
inorganic glass
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8346852A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsumasa Anami
克全 阿波
Tomokuni Makino
智訓 牧野
Yasuharu Maeda
靖治 前田
Kenji Koshiishi
謙二 輿石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐熱性,絶縁性,耐摩耗性,塗膜剥離強度,
塗膜硬度に優れた電気自動車搭載用電池ケースを提供す
る。 【解決手段】 この電気自動車搭載用電池ケースは、中
心線平均粗さRa で0.5〜3μmの表面粗さをもつオ
ーステナイト系ステンレス鋼板1の片面に、ステンレス
鋼よりも熱膨張係数が小さいガラスフリットを低温焼成
することにより、厚み30〜80μmの無機質ガラスコ
ーティング層2を形成している。ガラスフリットとして
は、軟化点の上限が490℃のSiO2 −Na2 O系ガ
ラスフリットや軟化点の上限が420℃のPbO系ガラ
スフリットが使用される。 【効果】 諸特性に優れた無機質ガラスコーティング層
2が低温焼成で形成されるため、変形量3が小さく、目
標形状の電池ケースが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性,絶縁性,耐摩
耗性,塗膜剥離強度,塗膜硬度等に優れたコーティング
層が形成されている電気自動車搭載用電池ケースに関す
る。
【0002】
【従来の技術】環境問題に対する一つの解決策として、
環境への負荷が小さい電気自動車が注目されており、そ
の開発が積極的に進められている。電気自動車に搭載さ
れる電池は、省スペースを図るため、円筒形状以外に扁
平角型状のもの等が組電池として検討されている。電池
の配置は、デッドスペースを少なくするため、ボンネッ
ト内に定められることが多い。しかし、ボンネット内
は、自動車を長時間運転したときに高温となる。このと
きの高温によって電池ケースに被覆した樹脂が溶融崩壊
し短絡を生じると、電子制御機構を搭載した自動車にあ
っては暴走の危険がある。また、走行中の振動や衝撃も
電池ケースの絶縁性に悪影響を及ぼす。たとえば、組電
池内の電池が相互に摺動し、摩耗し易い電池角部等の絶
縁が破壊され、或いは外部からの衝撃によって電池ケー
スが大きく変形し、絶縁皮膜が剥離すると、事故の原因
となる短絡が発生する虞れがある。
【0003】このような使用環境から、電気自動車に搭
載される電池ケースは、絶縁皮膜の耐摩耗性,耐衝撃性
に優れていることが要求される。特に電気自動車用電池
としてリチウム(Li)イオン二次電池が使用される場
合、過充電や過電流による発熱,過放電による電解液の
分解等の問題から、電池ケースに要求される性能が更に
過酷になる。これらの要求に適応させる手段として、絶
縁抵抗を持続させるため電池ケースを耐熱性樹脂等で被
覆する方法が知られている。たとえば、シリコーン系樹
脂やエポキシ系樹脂を単独で、或いはこれらの樹脂に酸
化物等の無機化合物を分散させたコーティング剤を用
い、コーティング剤中に電池ケースを浸漬してケース外
部のみをコーティングした後、室内放置又は加熱により
コーティング層を硬化させている。電気自動車搭載用電
池の耐熱性,耐摩耗性,耐衝撃性は、耐熱性樹脂の被覆
によりある程度改善される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来法で得ら
れるコーティング層は、硬度が鉛筆硬度3H程度であ
り、摺動等の外部因子による摩耗で膜が消耗し、絶縁性
能の低下をきたす。また、室温でコーティング剤を硬化
させる場合に非常に長い硬化時間を必要とするため、生
産性が悪い。しかも、硬化した膜は、硬度や強度に劣り
がちである。更に、加熱硬化させる場合、加熱による粘
性低下で樹脂の液ダレが発生して金属面が露出し、所定
の絶縁性能が得られないこともある。本発明は、このよ
うな問題を解消すべく案出されたものであり、樹脂被覆
に替えて無機質ガラスコーティング層を形成することに
より、耐熱性,絶縁性,耐摩耗性,塗膜剥離強度,塗膜
硬度の全てにおいて優れた特性を呈する電気自動車搭載
用電池ケースを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の電気自動車搭載
用電池ケースは、その目的を達成するため、中心線平均
粗さRa で0.5〜3μmの表面粗さをもつオーステナ
イト系ステンレス鋼板の片面に、ステンレス鋼よりも小
さい熱膨張係数をもつガラスフリットの低温焼成によ
り、厚み30〜80μmの無機質ガラスコーティング層
が形成されていることを特徴とする。本発明に従った無
機質ガラスコーティング層は低温焼成型であり、軟化点
の上限がそれぞれ490℃及び420℃のSiO2 −N
2 O系ガラスフリットやPbO系ガラスフリットが使
用される。
【0006】
【実施の形態】無機質ガラスコーティングが施される基
板には、SUS304等のオーステナイト系ステンレス
鋼が使用される。基板に対する無機質ガラスコーティン
グ層の密着性を向上させるため、ショットブラスト等に
よって基板の表面粗さを中心線平均粗さRa で0.5〜
3μmに調整する。中心線平均粗さRa が0.5μm未
満では粗面化が不十分となり、密着性不良が発生する。
しかし、中心線平均粗さRa が3μmを超えるようにな
ると、コーティング層の表面粗さが影響を受け、絶縁性
が低下する虞れがある。表面粗さを調整した基板に、基
板よりも小さな熱膨張係数をもつガラスフリットを使用
して厚み30〜80μmの無機質ガラスコーティング層
を形成する。ガラスフリットの熱膨張係数が基板の熱膨
張係数よりも大きいと、冷却過程でコーティング層にク
ラックが発生する。コーティング層の厚みは、十分な隠
蔽作用及び密着性を確保する上から30〜80μmの範
囲に調整される。厚みが30μmに満たないコーティン
グ層では隠蔽性が劣り、基板が透けて見える欠陥が生じ
易い。逆に80μmを超える厚みでは密着性が低下し、
衝撃等でコーティング層が欠け落ち易くなり、絶縁性や
外観品質に悪影響を及ぼす。
【0007】本発明で使用するガラスフリットとして
は、低温焼成で無機質ガラスコーティング層を形成させ
るために、軟化点の上限が490℃のSiO2 −Na2
O系ガラスフリット,軟化点の上限が420℃のPbO
系ガラスフリット等がある。SiO2 −Na2 O系ガラ
スフリットは、たとえばSiO2 :41重量%,Na2
OとK2 Oとの合計量:30重量%,TiO2 :20重
量%,ZnO:6重量%,V25 :3重量%の組成を
もつ。PbO系ガラスフリットは、たとえばPbO:5
5重量%,Na2 OとK2 Oとの合計量:15重量%,
SiO2 :13重量%,B23 :12重量%,Bi2
3 :5重量%の組成をもつ。
【0008】このようなガラスフリットは、500〜5
70℃の低温焼成で無機質ガラスコーティング層とな
る。低温焼成であるため、基板に塗布したガラスフリッ
トを焼成して無機質ガラスコーティング層を形成して
も、熱歪みによる変形が極めて小さい。たとえば、図1
に示すように、板厚0.525mmで100mm×10
0mmの基板1の片面にフリットを塗布し、厚み50μ
mの無機質ガラスコーティング層2を形成するとき、テ
ーパゲージで測定される変形量3(たわみ量)は0.5
mm以下に止まる。これに対し、SUS304用フリッ
トとして通常使用されている軟化点590℃のSiO2
系ガラスで無機質ガラスコーティング層2を形成すると
き、800〜850℃と高い焼成温度が必要である。そ
のため、図2に示すように、熱歪みによる約4.5mm
と変形量3が大きくなり、電気自動車搭載用電池ケース
として必要な形状を維持できなくなる。
【0009】基板1に形成された無機質ガラスコーティ
ング層は、従来の樹脂被覆層に比較して耐熱性,絶縁
性,耐摩耗性が格段に優れている。また、塗膜剥離強度
も450〜600kgf/cm2 であり、塗膜硬度もモ
ース硬度で3〜6と樹脂被覆層に比較して格段に優れて
いる。しかも、前述したようにコーティング層形成時に
加熱によって基板が変形することも少ない。このような
ことから、電気自動車搭載用電池ケースの耐熱絶縁皮膜
として優れた性能を発揮する。
【0010】
【実施例】
実施例1:BA仕上げした板厚0.525mmのSUS
304ステンレス鋼板から、100mm×100mmの
試験片を切り出した。試験片の表面粗さをショットブラ
ストにより中心線平均粗さRa で1.5μmに調整した
後、アルカリ液で洗浄した。他方、表1に組成を示した
ガラスフリットA:100重量部に添加剤としてTiO
2 顔料15重量部,水ガラス12重量部及び水45ml
を混合撹拌し、スリップ状のコーティング剤を調製し
た。洗浄後の試験片にコーティング剤をスプレー塗布
し、570℃で焼成することにより、厚み50μmの無
機質ガラスコーティング層を形成した。
【0011】
【0012】実施例2:表2に組成を示したガラスフリ
ットB:100重量部に添加剤としてCoO顔料2重量
部,水ガラス10重量部及び水33を混合撹拌し、スリ
ップ状のコーティング剤を調製した。このコーティング
剤を実施例1と同様に試験片にスプレー塗布し、500
℃で焼成することにより、厚み50μmの無機質ガラス
コーティング層を形成した。
【0013】
【0014】比較例1:シリコーン樹脂(SR−117
東芝シリコーン株式会社製)70重量部,溶融石英粉
末(USG−5A 東芝セラミックス株式会社製)20
重量部,チタニアゾル(CS−C 石原産業株式会社
製)10重量部を混合して調製したコーティング剤を使
用した。このコーティング剤を実施例1と同じ試験片に
厚み20μmでスプレー塗布し、80℃で30分乾燥し
た後、150℃で1時間加熱固化した。
【0015】比較例2:エチルシリケート(TEOS
アデカ株式会社製)80重量部,雲母(MK100 コ
ープケミカル株式会社製)20重量部,アルミナゾル2
00(日産化学株式会社製)0.1部を混合し、有機溶
剤イソプロパノールで粘度を調整したコーティング剤を
使用した。このコーティング剤を実施例1と同じ試験片
に厚み20μmでスプレー塗布し、比較例1と同じ条件
下で焼き付けた。実施例1,2及び比較例1,2でコー
ティング層が形成された各試験片の特性を次のように調
査した。
【0016】[耐熱性] 直火1000℃で1分加熱
し、発煙,ひび割れ,剥離の有無を観察した。 [絶縁抵抗] JIS K6911に規定されている熱
硬化性プラスチックの一般試験方法に準拠し、500V
の電圧を印加したときの体積抵抗値を測定した。 [塗膜剥離強度] JIS K6829に規定されてい
る自動車接着剤試験方法に準拠し、基板と塗膜との密着
強度を剪断引張りで測定した。 [表面硬度] 種々のモース硬度をもつ鉱石で塗膜表面
を引っ掻き、疵発生の有無を調査した。 [耐衝撃性] JIS R4301に規定されている鋼
球落下試験に準拠し、直径36.5mm,質量約200
gの鋼球を高さ50cmの位置から試験片のコーティン
グ面に自然落下させ、塗膜剥離の有無を調査した。 [エリクセン試験] コーティング面を3mm押し込ん
で基板を変形させ、塗膜の剥離状態を観察した。 [耐摩耗試験] 1kgの荷重を加えてコーティング面
をフェルトで往復1000回擦るラビングテストによ
り、表面光沢の変化を調査した。
【0017】調査結果を示す表3にみられるように、本
発明に従ってコーティング層を形成した試験片では、耐
熱性,耐摩耗性,耐衝撃性,耐剥離性等の何れにおいて
も優れた特性が示された。また、絶縁抵抗も十分な値を
示した。これに対し、比較例の試験片は何れも耐熱性,
耐摩耗性が劣っていた。
【0018】
【0019】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の電気自
動車搭載用電池ケースは、表面粗さを調整したオーステ
ナイト系ステンレス鋼基板にガラスフリットを用いてコ
ーティング層を形成しているので、耐熱性,絶縁性,耐
摩耗性,塗膜剥離強度,塗膜硬度等に優れた無機質ガラ
スコーティング層が基板表面に設けられる。そのため、
過酷な環境で使用される電池ケースとして必要な特性を
もち、実使用時の経年変化による絶縁性の劣化が防止さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に従って無機質ガラスコーティング層
を基板表面に形成したときの熱歪み状態
【図2】 通常のSUS304用ガラスフリットを用い
て無機質ガラスコーティング層を基板表面に形成したと
きの熱歪み状態
【符号の説明】
1:基板 2:無機質ガラスコーティング層
3:変形量
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 輿石 謙二 千葉県市川市高谷新町7番1号 日新製鋼 株式会社技術研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中心線平均粗さRa で0.5〜3μmの
    表面粗さをもつオーステナイト系ステンレス鋼板の片面
    に、ステンレス鋼よりも小さい熱膨張係数をもつガラス
    フリットの低温焼成により、厚み30〜80μmの無機
    質ガラスコーティング層が形成されている電気自動車搭
    載用電池ケース。
  2. 【請求項2】 軟化点の上限が490℃のSiO2 −N
    2 O系ガラスフリット又は軟化点の上限が420℃の
    PbO系ガラスフリットで無機質ガラスコーティング層
    が形成されている請求項1記載の電気自動車搭載用電池
    ケース。
JP8346852A 1996-12-26 1996-12-26 電気自動車搭載用電池ケース Withdrawn JPH10188922A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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