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公開番号2025153747
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024056366
出願日2024-03-29
発明の名称熱伝達抑制シート及び組電池
出願人イビデン株式会社
代理人弁理士法人栄光事務所
主分類H01M 10/658 20140101AFI20251002BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】優れた断熱性を有し、熱伝達抑制シートに押圧力が与えられた場合でも、その押圧力を吸収することができ、これにより、粉落ちを抑制することができるとともに、優れた断熱性を維持することができる熱伝達抑制シート及びこの熱伝達抑制シートを有する組電池を提供する。
【解決手段】熱伝達抑制シート10は、断熱性粒子5と、有機繊維3と、を含有する。断熱性粒子5は、平均一次粒子径が0.1μm以上である大径無機粒子1と、シリカナノ粒子2と、を含む。また、熱伝達抑制シート10の厚さ方向に直交する主面10aの一部に、大径無機粒子1が偏在する第1領域11を有するとともに、主面10aの他の部分に、大径無機粒子1、シリカナノ粒子2、及び有機繊維3が分散する第2領域12を有する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
断熱性粒子と、有機繊維と、を含有する熱伝達抑制シートであって、
前記断熱性粒子は、平均一次粒子径が０．１μｍ以上である大径無機粒子と、シリカナノ粒子と、を含み、
厚さ方向に直交する主面の一部に、前記大径無機粒子が偏在する第１領域を有するとともに、
前記主面の他の部分に、前記大径無機粒子、前記シリカナノ粒子、及び前記有機繊維が分散する第２領域を有することを特徴とする、熱伝達抑制シート。
続きを表示（約 560 文字）【請求項２】
前記第２領域は、前記第１領域を構成する面に対して隆起した表面形状を有することを特徴とする、請求項１に記載の熱伝達抑制シート。
【請求項３】
前記大径無機粒子は、平均一次粒子径が５０μｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の熱伝達抑制シート。
【請求項４】
前記大径無機粒子は、金属酸化物及び金属炭化物から選択された少なくとも１種の粒子を含むことを特徴とする、請求項１に記載の熱伝達抑制シート。
【請求項５】
前記大径無機粒子は、チタニア、ジルコニア、ジルコン、チタン酸バリウム、酸化亜鉛、アルミナ及び炭化ケイ素から選択された少なくとも１種の粒子を含むことを特徴とする、請求項１に記載の熱伝達抑制シート。
【請求項６】
前記大径無機粒子は、チタニアを含むことを特徴とする、請求項１に記載の熱伝達抑制シート。
【請求項７】
前記シリカナノ粒子は、平均一次粒子径が１ｎｍ以上１００ｎｍ未満であることを特徴とする、請求項１に記載の熱伝達抑制シート。
【請求項８】
複数の電池セルと、請求項１～７のいずれか１項に記載の熱伝達抑制シートを有し、前記複数の電池セルが直列又は並列に接続された、組電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱伝達抑制シート及び該熱伝達抑制シートを有する組電池に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護の観点から電動モータで駆動する電気自動車又はハイブリッド車等の開発が盛んに進められている。この電気自動車又はハイブリッド車等には、駆動用電動モータの電源となるための、複数の電池セルが直列又は並列に接続された組電池が搭載されている。
【０００３】
また、この電池セルには、鉛蓄電池やニッケル水素電池等に比べて、高容量かつ高出力が可能なリチウムイオン二次電池が主に用いられている。そして、電池の内部短絡や過充電等が原因で、ある電池セルが急激に昇温し、その後も発熱を継続するような熱暴走を起こした場合、熱暴走を起こした電池セルからの熱が、隣接する他の電池セルに伝播することで、他の電池セルの熱暴走を引き起こすおそれがある。
【０００４】
上記のような熱暴走を起こした電池セルからの熱の伝播を抑制する方法として、電池セル間に断熱シートを介在させる方法が一般的に行われている。
例えば、特許文献１には、基材と無機粒子層とを含有する熱暴走抑制耐火シートが提案されている。上記熱暴走抑制耐火シートにおいて、基材はガラス繊維と湿熱接着性バインダ繊維とフィブリル化耐熱性繊維を含有し、無機粒子層が無機粒子と無機バインダを含有している。また、無機粒子層は、基材に含有される繊維の表面を被覆する被覆層と、基材表面の少なくとも片方の面に存在する断熱層とを有する。
【０００５】
特許文献１には、上記熱暴走抑制耐火シートは、被覆層である無機粒子層と遮蔽層である無機粒子層とが存在するため、シートの耐火性と断熱性の効果が得られることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２１－９６９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に記載の熱暴走抑制耐火シートは、湿熱接着性バインダ繊維を含有しているが、湿熱接着性バインダ繊維は、その接着性を発現させるために、製造時に湿潤状態にする必要がある。したがって、湿熱接着性バインダ繊維を使用する場合には、耐火シートは湿式抄造法により製造する必要がある。
【０００８】
しかし、断熱性能をより一層向上させることを目的として、熱伝導率が低い乾式シリカやシリカエアロゲルを使用する場合には、湿式抄造法により耐火シートを製造することができないという問題がある。これは、乾式シリカを含む材料を湿式抄造法によりシート状に成形すると、乾式シリカが水によって凝集し、熱伝導率が上昇するからである。また、一般的にシリカエアロゲルは、水中に分散させることが困難であるため、シリカエアロゲルを含む材料を湿式抄造法により成形すると、材料が均一に分散したシートを得ることができず、品質低下の原因になる。
【０００９】
一方、乾式シリカやシリカエアロゲル等の無機粒子を使用して、乾式成形法により断熱シートを製造すると、圧力や衝撃等により無機粒子の脱落（以下、粉落ちともいう。）が発生することがある。特に、近年の組電池においては、電池セルの容量がより一層向上しているため、充放電時の膨張率が上昇している。したがって、断熱シートを組電池の電池セル間に配置する場合に、断熱シート全体の強度が低いと、電池セルの充放電時等に電池セルの膨張により断熱シートが圧縮されて粉落ちが発生し、断熱性能が低下してしまう。
【００１０】
このように、より一層優れた断熱性を有し、外部からの圧縮による電池セルの性能の低下や粉落ちの発生を抑制することができ、これにより断熱性の低下を抑制することができる熱伝達抑制シートの検討が要求されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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