JP7082706B1 - 熱伝達抑制シート及び組電池 - Google Patents
熱伝達抑制シート及び組電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7082706B1 JP7082706B1 JP2021209896A JP2021209896A JP7082706B1 JP 7082706 B1 JP7082706 B1 JP 7082706B1 JP 2021209896 A JP2021209896 A JP 2021209896A JP 2021209896 A JP2021209896 A JP 2021209896A JP 7082706 B1 JP7082706 B1 JP 7082706B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fiber
- inorganic
- heat transfer
- inorganic fiber
- particles
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000001629 suppression Effects 0.000 title claims description 27
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 claims abstract description 185
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 94
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 claims abstract description 57
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 67
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims description 13
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000002788 crimping Methods 0.000 claims description 6
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 claims description 6
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 5
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 claims description 5
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011491 glass wool Substances 0.000 claims description 3
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 claims description 3
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011214 refractory ceramic Substances 0.000 claims description 3
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 3
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 abstract description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 abstract 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 31
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 20
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 13
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 12
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 3
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- UGZADUVQMDAIAO-UHFFFAOYSA-L zinc hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Zn+2] UGZADUVQMDAIAO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229910021511 zinc hydroxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229940007718 zinc hydroxide Drugs 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 2
- DNUARHPNFXVKEI-UHFFFAOYSA-K gallium(iii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Ga+3] DNUARHPNFXVKEI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- IVORCBKUUYGUOL-UHFFFAOYSA-N 1-ethynyl-2,4-dimethoxybenzene Chemical compound COC1=CC=C(C#C)C(OC)=C1 IVORCBKUUYGUOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FIPWRIJSWJWJAI-UHFFFAOYSA-N Butyl carbitol 6-propylpiperonyl ether Chemical compound C1=C(CCC)C(COCCOCCOCCCC)=CC2=C1OCO2 FIPWRIJSWJWJAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N O.O.O.[Al] Chemical compound O.O.O.[Al] MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000007580 dry-mixing Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 229910021513 gallium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- HDMKAUUMGFGBRJ-UHFFFAOYSA-N iron;dihydrate Chemical compound O.O.[Fe] HDMKAUUMGFGBRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- PMQJYWORJJEMQC-UHFFFAOYSA-N manganese;dihydrate Chemical compound O.O.[Mn] PMQJYWORJJEMQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/61—Types of temperature control
- H01M10/613—Cooling or keeping cold
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L59/00—Thermal insulation in general
- F16L59/02—Shape or form of insulating materials, with or without coverings integral with the insulating materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/61—Types of temperature control
- H01M10/617—Types of temperature control for achieving uniformity or desired distribution of temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
- H01M10/625—Vehicles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/651—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by parameters specified by a numeric value or mathematical formula, e.g. ratios, sizes or concentrations
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/653—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
- H01M10/6554—Rods or plates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
- H01M10/6554—Rods or plates
- H01M10/6555—Rods or plates arranged between the cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/658—Means for temperature control structurally associated with the cells by thermal insulation or shielding
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Algebra (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Cell Separators (AREA)
- Thermal Insulation (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
Description
さらに、上記熱伝達抑制シートは、エアロゲルが存在しない樹脂支柱とエアロゲルが存在する複合層とで断熱性が異なるため、シート内で断熱性や放熱性が均一となりにくい。そのため、電池セルから発生した熱の伝達も異なり、熱暴走が発生した場合、熱伝達抑制シートでの熱伝達の抑制ができないことがある。
一様に分散するとともにシートの主面に対して平行な一方向に配向されている第1の無機繊維と、
前記第1の無機繊維と交絡して3次元ウエッブ構造を形成する第2の無機繊維と、
を含む熱伝達抑制シート。
前記第2の無機繊維は、前記第1の無機繊維よりガラス転移点が高い非晶質の繊維、及び結晶質の繊維から選択される少なくとも1種からなる、[1]~[5]のいずれか1つに記載の熱伝達抑制シート。
[1]~[13]のいずれか1つに記載の熱伝達抑制シートを用いた、組電池。
本発明の熱伝達抑制シートは、
(1)一様に分散した無機粒子と、
(2)一様に分散するとともにシートの主面に対して平行な一方向に配向されている第1の無機繊維と、
(3)第1の無機繊維と交絡して3次元ウエッブ構造を形成する第2の無機繊維と、
を含む。
第1の無機繊維23は非晶質の繊維であり、第2の無機繊維24は、第1の無機繊維23よりガラス転移点が高い非晶質の繊維、及び結晶質の繊維から選択される少なくとも1種からなる繊維である。なお、結晶質の無機繊維の融点は通常非晶質の無機繊維のガラス転移点より高い。そのため、第1の無機繊維23は、高温にさらされると、その表面が第2の無機繊維24より先に軟化して、無機粒子21や第2の無機繊維24を結着するため、熱伝達抑制シート10の機械的強度を向上させることができる。
第2の無機繊維24は、上述のとおり、第1の無機繊維23よりガラス転移点が高い非晶質の繊維、及び結晶質の繊維から選択される少なくとも1種からなる繊維である。第2の無機繊維24としては、多くの結晶性の無機繊維を用いることができる。
本発明において、平均繊維径が太い(太径の)無機繊維は、熱伝達抑制シート10の機械的強度や保形性を向上させる効果を有する。第1の無機繊維23及び第2の無機繊維24のいずれか一方を太径にすることにより、上記効果を得ることができる。熱伝達抑制シート10には、外部からの衝撃が作用することがあるため、太径の無機繊維が含まれることにより耐衝撃性が高まる。外部からの衝撃としては、例えば電池セルの膨張による押圧力や、電池セルの発火による風圧などである。
なお、細径の無機繊維は、長くなりすぎると成形性や保形性が低下するため、繊維長は0.1mm以下であることが好ましい。
細径の無機繊維が樹枝状である場合に、その平均繊維径は、SEMによって幹部及び枝部の径を数点測定し、これらの平均値を算出することにより得ることができる。
捲縮度(%)=(繊維長さ-繊維末端間距離)/(繊維長さ)×100
ここで、繊維長さ、繊維末端間距離ともに電子顕微鏡写真上での測定値である。すなわち、2次元平面上へ投影された繊維長、繊維末端間距離であり、現実の値よりも短くなっている。この式に基づき、細径の無機繊維の捲縮度は10%以上が好ましく、30%以上がより好ましい。捲縮度が小さいと、無機粒子21の保持能力や、太径の無機繊維同士、太径の無機繊維との絡み合い(ネットワーク)が形成されにくくなる。
熱伝達抑制シート10は断熱性能に優れるほど好ましく、第1の無機繊維23及び第2の無機繊維24ともに熱伝導率が低いことが好ましい。しかし、第2の無機繊維24は、層状に配向している第1の無機繊維同士をつなぐ伝熱パスになるため、第1の無機繊維23よりも熱伝導率が高いことが好ましい。そのため、断熱性能を考慮して、第2の無機繊維24の熱伝導率は41[W/m・K]以下であることが好ましい。
無機粒子21の材質は特に限定されないが、酸化物粒子、炭化物粒子、窒化物粒子及び無機水和物粒子を用いることができる。中でも、酸化物粒子が好ましい。また、無機粒子21の形状及び大きさについても特に限定されないが、ナノ粒子、中空粒子及び多孔質粒子から選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、ナノ粒子を含むことがより好ましい。
無機粒子21として好ましい酸化物粒子は、屈折率が高く、光を乱反射させる効果が強いため、無機粒子21として酸化物粒子を使用すると、特に異常発熱などの高温度領域において放射伝熱を抑制することができる。具体的にはシリカ粒子、チタニア粒子、ジルコニア粒子、ジルコン粒子、チタン酸バリウム粒子、酸化亜鉛粒子及びアルミナ粒子が好ましい。特に、シリカ粒子は断熱性が高い成分であり、チタニア粒子は他の金属酸化物と比較して屈折率が高い成分であって、500℃以上の高温度領域において光を乱反射させ放射熱を遮る効果が高いため、酸化物粒子としてシリカ粒子及びチタニア粒子を用いることが最も好ましい。
酸化物粒子の粒子径は、放射熱を反射する効果に影響を与えることがあるため、平均一次粒子径を所定の範囲に限定すると、より一層高い断熱性を得ることができる。
本発明において、ナノ粒子とは、球形又は球形に近い平均一次粒子径が1μm未満のナノメートルオーダーの粒子を表す。ナノ粒子は低密度であるため伝導伝熱を抑制し、無機粒子としてナノ粒子を使用すると、更に空隙が細かく分散するため、対流伝熱を抑制する優れた断熱性を得ることができる。このため、通常の常温域の電池使用時において、隣接するナノ粒子間の熱の伝導を抑制することができる点で、ナノ粒子を使用することが好ましい。
ナノ粒子の平均一次粒子径を所定の範囲に限定すると、より一層高い断熱性を得ることができる。
無機粒子21として無機水和物粒子も好ましいが、この無機水和物粒子は、発熱体からの熱を受けて熱分解開始温度以上になると熱分解し、自身が持つ結晶水を放出して発熱体及びその周囲の温度を下げる、所謂「吸熱作用」を発現する。また、結晶水を放出した後は多孔質体となり、無数の空気孔により断熱作用を発現する。
2Al(OH)3→Al2O3+3H2O
無機粒子21の含有量は、熱伝達抑制シート10の全質量に対して、30質量%以上80質量%以下であることが好ましい。無機粒子21の含有量は、より好ましくは、40質量%以上70質量%以下であり、50質量%以上60質量%以下である。
また、第1の無機繊維23と第2の無機繊維24との合計含有量は、熱伝達抑制シート10の全質量に対して、5質量%以上30質量%以下であることが好ましい。第1の無機繊維23と第2の無機繊維24と合計含有量は、より好ましくは、10質量%以上25質量%以下であり、15質量%以上20質量%以下である。
このような含有量にすることにより、無機粒子21による吸熱・断熱効果、第1の無機繊維23による保形性や押圧力耐性、抗風圧性、第2の無機繊維24による伝熱パス作用や無機粒子21の保持能力がバランスよく発現される。
熱伝達抑制シート10には、必要に応じて、従来から熱伝達抑制シート10に配合されている他の配合材料を配合してもよい。例えば、有機繊維や有機バインダ等を配合することができる。これらはいずれも熱伝達抑制シート10の補強や成形性の向上を目的とする上で有用であり、熱伝達抑制シート10の全質量に対して合計量で、10質量%以下とすることが好ましい。
本実施形態において、熱伝達抑制シート10の厚さは特に限定されないが、0.05~6mmの範囲にあることが好ましい。熱伝達抑制シート10の厚さが0.05mm以上であると、充分な機械的強度を熱伝達抑制シート10に付与することができる。一方、熱伝達抑制シート10の厚さが6mm以下であると、良好な組付け性を得ることができる。
断熱性能を表す指標として、熱伝導率を挙げることができるが、本実施形態においては、熱伝導率は1(W/m・K)未満であることが好ましく、0.5(W/m・K)未満であることがより好ましく、0.2(W/m・K)未満であることがより好ましい。さらに、熱伝導率は0.1(W/m・K)未満であることがより好ましく、0.05(W/m・K)未満であることがより好ましく、0.02(W/m・K)未満であることが特に好ましい。なお、熱伝導率は、JIS R 2251に記載の「耐火物の熱伝導率の試験方法」に準拠して、測定することができる。
まず、無機粒子21、第1の無機繊維23及び他の配合材料を所定の割合で水に加え、混練機で混練することにより、ペーストを調製する。その後、得られたペーストを、押出成形機を用いてスリット状のノズルから押出して第1部材を得る。この第1部材は、シート状の湿潤物であり、第1の無機繊維23が一方向に配向し、繊維間に無機粒子21が保持されている。
図2に示すように、本実施形態に係る組電池100は、複数個の電池セル20a、20b、20cが並設され、直列又は並列に接続されて電池ケース30に格納されたものであり、電池セル20a、20b、20c間に、上記の熱伝達抑制シート10が介在されている。
10a、10b 主面
20,20b,20c 電池セル
21 無機粒子
23 第1の無機繊維
24 第2の無機繊維
30 電池ケース
100 組電池
Claims (14)
- 一様に分散した無機粒子と、
一様に分散するとともにシートの主面に対して平行な一方向に配向されている第1の無機繊維と、
前記第1の無機繊維と交絡して3次元ウエッブ構造を形成する第2の無機繊維と、
を含む熱伝達抑制シート。 - 前記第1の無機繊維の平均繊維径が、前記第2の無機繊維の平均繊維径よりも大きい、請求項1に記載の熱伝達抑制シート。
- 前記第1の無機繊維の平均繊維長が、前記第2の無機繊維の平均繊維長よりも大きい、請求項1又は2に記載の熱伝達抑制シート。
- 前記第1の無機繊維の捲縮度が、前記第2の無機繊維の捲縮度よりも小さい、請求項1~3のいずれか1項に記載の熱伝達抑制シート。
- 前記第1の無機繊維が線状又は針状であり、前記第2の無機繊維が樹枝状又は縮れ状である、請求項1~4のいずれか1項に記載の熱伝達抑制シート。
- 前記第1の無機繊維は非晶質の繊維であり、
前記第2の無機繊維は、前記第1の無機繊維よりガラス転移点が高い非晶質の繊維、及び結晶質の繊維から選択される少なくとも1種からなる、請求項1~5のいずれか1項に記載の熱伝達抑制シート。 - 前記第2の無機繊維の熱伝導率が41[W/m・K]以下である、請求項1~6のいずれか1項に記載の熱伝達抑制シート。
- 前記第1の無機繊維がガラス繊維、グラスウール、スラグウール、ロックウール、アルカリアースシリケート繊維及びリフラクトリーセラミック繊維から選択される少なくとも1種からなる繊維である、請求項1~7のいずれか1項に記載の熱伝達抑制シート。
- 前記第2の無機繊維がアルミナ繊維、ムライト繊維、アルミナシリケート繊維、鉱物系繊維及びジルコニア繊維から選択される少なくとも1種からなる繊維である、請求項1~8のいずれか1項に記載の熱伝達抑制シート。
- 前記無機粒子がシリカ粒子、チタニア粒子、ジルコニア粒子、ジルコン粒子、チタン酸バリウム粒子、酸化亜鉛粒子及びアルミナ粒子から選択される少なくとも1種からなる粒子である、請求項1~9のいずれか1項に記載の熱伝達抑制シート。
- 前記無機粒子の含有量は、熱伝達抑制シート全質量に対して、30質量%以上80質量%以下である、請求項1~10のいずれか1項に記載の熱伝達抑制シート。
- 前記無機粒子は、平均二次粒子径が1nm以上100nm以下である、請求項1~11のいずれか1項に記載の熱伝達抑制シート。
- 前記第1の無機繊維及び前記第2の無機繊維の合計含有量は、熱伝達抑制シート全質量に対して、5質量%以上30質量%以下である、請求項1~12のいずれか1項に記載の熱伝達抑制シート。
- 複数の電池セルを直列又は並列に接続した組電池において、
請求項1~13のいずれか1項に記載の熱伝達抑制シートを用いた、組電池。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021209896A JP7082706B1 (ja) | 2021-12-23 | 2021-12-23 | 熱伝達抑制シート及び組電池 |
JP2022087089A JP2023094513A (ja) | 2021-12-23 | 2022-05-27 | 熱伝達抑制シート及び組電池 |
PCT/JP2022/046979 WO2023120544A1 (ja) | 2021-12-23 | 2022-12-20 | 熱伝達抑制シート及び組電池 |
CN202211646363.3A CN116344998A (zh) | 2021-12-23 | 2022-12-21 | 热传递抑制片以及电池组 |
CN202223448363.0U CN219066951U (zh) | 2021-12-23 | 2022-12-21 | 热传递抑制片以及电池组 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021209896A JP7082706B1 (ja) | 2021-12-23 | 2021-12-23 | 熱伝達抑制シート及び組電池 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022087089A Division JP2023094513A (ja) | 2021-12-23 | 2022-05-27 | 熱伝達抑制シート及び組電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP7082706B1 true JP7082706B1 (ja) | 2022-06-08 |
JP2023094424A JP2023094424A (ja) | 2023-07-05 |
Family
ID=81940213
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021209896A Active JP7082706B1 (ja) | 2021-12-23 | 2021-12-23 | 熱伝達抑制シート及び組電池 |
JP2022087089A Pending JP2023094513A (ja) | 2021-12-23 | 2022-05-27 | 熱伝達抑制シート及び組電池 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022087089A Pending JP2023094513A (ja) | 2021-12-23 | 2022-05-27 | 熱伝達抑制シート及び組電池 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JP7082706B1 (ja) |
CN (2) | CN219066951U (ja) |
WO (1) | WO2023120544A1 (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5286786B2 (ja) | 2005-11-16 | 2013-09-11 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 二重鎖dna量の測定方法および測定用キット |
JP2019204637A (ja) | 2018-05-22 | 2019-11-28 | イビデン株式会社 | 組電池用熱伝達抑制シートおよび組電池 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3381269B2 (ja) * | 1992-04-07 | 2003-02-24 | 東芝モノフラックス株式会社 | 繊維質断熱材及びその製造方法 |
EP2982897B1 (en) * | 2013-04-05 | 2019-09-25 | Mitsubishi Electric Corporation | Vacuum heat-insulating material, thermal insulation tank provided with same, thermal insulator, and heat pump hot water heater |
JP6865344B2 (ja) | 2016-06-02 | 2021-04-28 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 断熱材とその断熱材を使用した機器 |
WO2020218216A1 (ja) * | 2019-04-23 | 2020-10-29 | 株式会社巴川製紙所 | 蓄熱ユニット |
JP7088892B2 (ja) * | 2019-10-11 | 2022-06-21 | イビデン株式会社 | 組電池用断熱シート及び組電池 |
-
2021
- 2021-12-23 JP JP2021209896A patent/JP7082706B1/ja active Active
-
2022
- 2022-05-27 JP JP2022087089A patent/JP2023094513A/ja active Pending
- 2022-12-20 WO PCT/JP2022/046979 patent/WO2023120544A1/ja unknown
- 2022-12-21 CN CN202223448363.0U patent/CN219066951U/zh active Active
- 2022-12-21 CN CN202211646363.3A patent/CN116344998A/zh active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5286786B2 (ja) | 2005-11-16 | 2013-09-11 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 二重鎖dna量の測定方法および測定用キット |
JP2019204637A (ja) | 2018-05-22 | 2019-11-28 | イビデン株式会社 | 組電池用熱伝達抑制シートおよび組電池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2023094424A (ja) | 2023-07-05 |
CN116344998A (zh) | 2023-06-27 |
JP2023094513A (ja) | 2023-07-05 |
CN219066951U (zh) | 2023-05-23 |
WO2023120544A1 (ja) | 2023-06-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7000625B1 (ja) | 熱伝達抑制シート及び組電池 | |
JP7111928B1 (ja) | 防炎シート、組電池及び電池パック | |
JP7000626B1 (ja) | 熱伝達抑制シート及び組電池 | |
WO2023127904A1 (ja) | 熱伝達抑制シート及び組電池 | |
JP7052139B1 (ja) | 熱伝達抑制シート及び組電池 | |
JP7082706B1 (ja) | 熱伝達抑制シート及び組電池 | |
WO2023127905A1 (ja) | 熱伝達抑制シート及び組電池 | |
JP7364739B2 (ja) | 熱伝達抑制シート及び組電池 | |
WO2023112972A1 (ja) | 熱伝達抑制シート及びその製造方法、並びに組電池 | |
WO2023120545A1 (ja) | 断熱シート及び組電池 | |
CN219513215U (zh) | 热传递抑制片以及电池组 | |
WO2023120340A1 (ja) | 熱伝達抑制シート及び組電池 | |
WO2023189975A1 (ja) | 防炎シート及びその製造方法、並びに電池パック | |
JP2023170065A (ja) | 防炎シート及びその製造方法、並びに電池モジュール | |
CN118402120A (en) | Heat transfer suppressing sheet and battery pack | |
JP2023092423A (ja) | 断熱シート及び組電池 | |
JP2023056748A (ja) | 熱伝達抑制シート、熱伝達抑制シートの製造方法及び組電池 | |
JP2023140103A (ja) | 防炎構造体及びその製造方法、並びに電池モジュール | |
JP2023146554A (ja) | 熱伝達抑制シート及び組電池 | |
JP2023090829A (ja) | 防炎シート、組電池及び電池パック |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220202 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20220202 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220329 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20220408 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220527 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7082706 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |