JP7436582B1 - 熱伝達抑制シート及び組電池 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた断熱性を有するとともに、粉落ちによる周囲への汚染を抑制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、無機粒子と、有機繊維と、を含む断熱材１１と、断熱材１１を内包する樹脂フィルム１２と、を有する。樹脂フィルム１２は複数の孔１３を有し、断熱材１１の厚さ方向に直交する第１面及び第２面側に配置された第１面側フィルム１２ａ及び第２面側フィルム１２ｂと、断熱材の厚さ方向に平行な端面側に配置された端面側フィルム１２ｃとにより構成されている。そして、第１面側フィルム１２ａ及び第２面側フィルム１２ｂの全面積に対する、第１面側フィルム１２ａ及び第２面側フィルム１２ｂにおける孔１３の面積率は、端面側フィルム１２ｃの全面積に対する端面側フィルム１２ｃにおける孔１３の面積率よりも大きい。【選択図】図１

Description

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。

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。

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。

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。

ところで、断熱シートを製造する場合のバインダとして、例えば、湿熱接着バインダ繊維が挙げられるが、湿熱接着バインダ繊維は、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、湿熱接着バインダ繊維を使用する場合には、断熱シートは湿式抄造法により製造する必要がある。

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、湿式抄造法により断熱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断熱シートを得ることができず、品質低下の原因になる。

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。

例えば、特許文献１には、無機繊維の繊維マトリックス、熱絶縁性無機粒子及びバインダを含む不織繊維質断熱材と、この断熱材を封止する有機封止層とを有する電池セル熱暴走バリアが開示されている。
上記特許文献１に記載の電池セル熱暴走バリアは、有機封止層内に閉じ込められた気体が高温に加熱された際に、例えば、断熱材の周縁部に形成された開口部から、気体が外部に排出されるように構成されている。

国際公開第２０２２／０２４０７６号

しかしながら、電池セルの熱暴走を防止する断熱材は、一般的に、電池セル間に配置された状態で電池ケース内に配置されるため、上記熱暴走バリアのように、断熱材の周縁部から気体が排出されると、この気体とともに無機粒子等が噴出し、電池ケース内を汚染してしまう。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、優れた断熱性を有するとともに、粉落ちによる周囲への汚染を抑制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ことを目的とする。

本発明の上記目的は、熱伝達抑制シートに係る下記［１］の構成により達成される。

［１］ 無機粒子と、有機繊維と、を含む断熱材と、
前記断熱材を内包する樹脂フィルムと、を有する熱伝達抑制シートであって、
前記樹脂フィルムは複数の孔を有し、前記断熱材の厚さ方向に直交する第１面及び第２面側に配置された第１面側フィルム及び第２面側フィルムと、前記断熱材の厚さ方向に平行な端面側に配置された端面側フィルムとにより構成され、
前記第１面側フィルム及び第２面側フィルム全面積に対する、前記第１面側フィルム及び第２面側フィルムにおける前記孔の面積率は、前記端面側フィルム全面積に対する前記端面側フィルムにおける前記孔の面積率よりも大きいことを特徴とする、熱伝達抑制シート。

また、熱伝達抑制シートに係る本発明の好ましい実施形態は、以下の［２］～［１０］に関する。

［２］ 前記端面側フィルムは、前記孔を有しないことを特徴とする、［１］に記載の熱伝達抑制シート。

［３］ 前記第１面側フィルム及び第２面側フィルムにおける前記孔の１つあたりの平均面積は、前記端面側フィルムにおける前記孔の１つあたりの平均面積よりも大きいことを特徴とする、［１］に記載の熱伝達抑制シート。

［４］ 前記端面側フィルムは、前記樹脂フィルム同士が融着した融着部を有することを特徴とする、［１］～［３］のいずれか１つに記載の熱伝達抑制シート。

［５］ 前記第１面側フィルム及び第２面側フィルムにおける前記孔は、楕円形状であることを特徴とする、［１］～［４］のいずれか１つに記載の熱伝達抑制シート。

［６］ 前記断熱材の第１面及び第２面は長方形の形状を有し、前記第１面側フィルム及び前記第２面側フィルムにおける前記孔は、前記断熱材の第１面及び第２面における長手方向に対して略同一の方向に長径を有する楕円形状であることを特徴とする、［５］に記載の熱伝達抑制シート。

［７］ 前記第１面側フィルム及び第２面側フィルムにおける前記孔は、前記断熱材の第１面及び第２面に直交する方向に略等間隔で複数配置されていることを特徴とする、［６］に記載の熱伝達抑制シート。

［８］ 前記複数の孔は前記断熱材の第１面及び第２面における長手方向及び前記長手方向に直交する方向に沿って配列されていることを特徴とする、［７］に記載の熱伝達抑制シート。

［９］ 前記断熱材は、複数の空隙部を有し、前記空隙部と前記樹脂フィルムの前記孔とが連通していることを特徴とする、［１］～［８］のいずれか１つに記載の熱伝達抑制シート。

［１０］ 前記断熱材の第１面と前記第１面側フィルムとの間、及び前記断熱材の第２面と前記第２面側フィルムとの間の少なくとも一方に、弾性シートを有することを特徴とする、［１］～［９］のいずれか１つに記載の熱伝達抑制シート。

また、本発明の上記目的は、組電池に係る下記［１１］の構成により達成される。

［１１］ 複数の電池セルと、［１］～［１０］のいずれか１つ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。

本発明の熱伝達抑制シートは、所定の材料を含む断熱材と、この断熱材を内包する樹脂フィルムと、を有するため、優れた断熱効果を得ることができるとともに、粉落ちを抑制することができる。また、厚さ方向に直交する第１面側フィルム及び第２面側フィルムにおける孔の面積率は、厚さ方向に平行な端面側フィルムにおける孔の面積率よりも大きいため、熱伝達抑制シートが加熱された際に、内部の空気は第１面側フィルム及び第２面側フィルムの孔から噴出されるため、内部の空気が端面側から噴出することによる周囲への汚染を抑制することができる。

本発明の組電池によれば、上記のように優れた断熱性及び粉落ち抑制効果を備えた熱伝達抑制シートを有するため、組電池における電池セルの熱暴走や、電池ケースの外側への炎の拡大を抑制することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る熱伝達抑制シートの構造を示す斜視図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係る熱伝達抑制シートを有する組電池を模式的に示す断面図である。 図３は、本発明の第２の実施形態に係る熱伝達抑制シートの構造を示す断面図である。

本発明者らは、上記課題を解決することができる熱伝達抑制シートについて、鋭意検討を行った。
その結果、熱伝達抑制シートが、断熱材と、断熱材を内包し、複数の孔を備える樹脂フィルムとを有するものとし、断熱材の厚さ方向に直交する主面側の孔の面積率を、断熱材の厚さ方向に平行な端面側の孔の面積率よりも大きくすることが効果的であることを見出した。

以下、本発明の実施形態に係る熱伝達抑制シート（断熱シート）及び組電池について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下で説明する実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変更して実施することができる。

［熱伝達抑制シート］
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る熱伝達抑制シートの構造を示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態に係る熱伝達抑制シート１０は、無機粒子と、有機繊維と、を含む断熱材１１と、断熱材１１を内包する樹脂フィルム１２とを有する。樹脂フィルム１２には、複数の楕円形状の孔１３が形成されている。また、樹脂フィルム１２は、断熱材１１の厚さ方向に直交する２主面、すなわち、第１面１１ａ及び第２面１１ｂをそれぞれ覆う第１面側フィルム１２ａ及び第２面側フィルム１２ｂと、断熱材１１の厚さ方向に平行な４端面１１ｃを覆う端面側フィルム１２ｃとにより構成されている。そして、第１面側フィルム１２ａ及び第２面側フィルム１２ｂにおける孔１３の面積率は、端面側フィルム１２ｃにおける孔１３の面積率よりも大きくなるように設計されている。

ここで、第１面側フィルム１２ａ及び第２面側フィルム１２ｂにおける孔１３の面積率とは、第１面側フィルム１２ａ及び第２面側フィルム１２ｂ全面積に対する、第１面側フィルム１２ａ及び第２面側フィルム１２ｂに形成された孔１３の面積の割合をいう。また、端面側フィルム１２ｃにおける孔１３の面積率とは、端面側フィルム１２ｃ全面積に対する、端面側フィルム１２ｃに形成された孔１３の面積の割合をいう。

なお、本実施形態においては、断熱材１１を平面状樹脂フィルムで包み、断熱材１１の端面１１ｃの近傍で樹脂フィルム１２同士を融着させ、融着部１４が形成されている。そして、樹脂フィルム１２が加熱されて収縮することにより、断熱材１１の第１面１１ａ、第２面１１ｂ及び端面１１ｃが樹脂フィルム１２で覆われ、断熱材１１の表面に密着された形態となっている。したがって、融着部１４は主に端面側フィルム１２ｃに形成されているため、融着部１４が形成された領域は厚みが増加しており、その結果、端面側フィルム１２ｃは、第１面側フィルム１２ａ及び第２面側フィルム１２ｂよりも高強度となっている。また、断熱材１１が平面状樹脂フィルムで包まれた状態において、断熱材１１の端面１１ｃに孔１３が存在していた場合であっても、融着部１４が形成されることにより、端面側フィルム１２ｃにおける孔１３の面積率は、第１面側フィルム１２ａ及び第２面側フィルム１２ｂにおける孔１３の面積率よりも減少する。

上記のように構成された熱伝達抑制シート１０を組電池に適用した場合の構成について、以下に具体的に説明する。図２は、本発明の実施形態に係る熱伝達抑制シートを有する組電池を模式的に示す断面図である。なお、図１に示す熱伝達抑制シート１０の詳細な構造については、図２では簡略化している。

組電池１００は、電池ケース３０と、電池ケース３０の内部に格納された複数の電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃと、電池セル２０ａと電池セル２０ｂとの間、及び電池セル２０ｂと電池セル２０ｃとの間に介在された熱伝達抑制シート１０と、を有する。複数の電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、不図示のバスバー等により、直列又は並列に接続されている。なお、電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、例えば、リチウムイオン二次電池が好適に用いられるが、特にこれに限定されず、その他の二次電池にも適用され得る。

このように構成された組電池１００に適用された第１の実施形態においては、断熱材１１が樹脂フィルムに内包されているため、熱伝達抑制シート１０を組電池１００に組み込む際に、粒子等の脱落を防止することができる。また、断熱材１１は、無機粒子と有機繊維とを含み、高い断熱性を有するため、熱暴走を起こした電池セルから、隣接する電池セルへの熱の伝播を抑制することができる。

さらに、例えば電池セル２０ａの温度が上昇した場合に、電池セル２０ａと電池セル２０ｂとの間に配置された断熱材１１の内部及び断熱材１１と樹脂フィルム１２との間等に含まれる空気が膨張し、樹脂フィルム１２の孔１３から空気が排出される。このとき、本実施形態においては、電池セル２０ａに接している第１面側フィルム１２ａ、及び電池セル２０ｂに接している第２面側フィルム１２ｂにおける孔１３の面積率は、端面側フィルム１２ｃにおける孔１３の面積率よりも大きい。したがって、第１面側フィルム１２ａ及び第２面側フィルム１２ｂから空気が排出されやすく、第１面側フィルム１２ａ及び第２面側フィルム１２ｂの孔１３を介して、電池セル２０ａ、電池セル２０ｂとの間の隙間から空気が緩やかに排出されるため、電池ケース３０内に粒子の汚染が広がることを抑制することができる。

第１面側フィルム１２ａ及び第２面側フィルム１２ｂの孔１３からより多くの空気を排出させるためには、端面側フィルム１２ｃの孔１３の面積率はできるだけ小さいことが好ましく、端面側フィルム１２ｃは、孔を有しないこと（すなわち、面積率０％）がより好ましい。また、端面側フィルム１２ｃが孔１３を有している場合であっても、第１面側フィルム１２ａ及び第２面側フィルム１２ｂにおける孔１３の１つあたりの平均面積は、端面側フィルム１２ｃにおける孔１３の１つあたりの平均面積よりも大きいことが好ましい。

端面側フィルム１２ｃの孔１３の面積率を、第１面側フィルム１２ａ及び第２面側フィルム１２ｂの孔１３の面積率よりも小さくする方法としては、熱伝達抑制シートの製造時に、第１面側フィルム１２ａ及び第２面側フィルム１２ｂに相当する領域のみに孔を形成する方法が挙げられる。その他に、第１面側フィルム１２ａ及び第２面側フィルム１２ｂに相当する領域の孔を、端面側フィルム１２ｃに相当する領域の孔よりも大きく形成する方法や、端面側フィルム１２ｃに樹脂フィルム同士を融着させた融着部１４を形成する方法が挙げられる。端面側フィルム１２ｃに融着部１４を形成することにより、第１面側フィルム１２ａ及び第２面側フィルム１２ｂの平滑性も確保することができる。ただし、製造時の条件等により、融着部１４の一部が第１面側フィルム１２ａ及び第２面側フィルム１２ｂに形成されることがあるが、融着部１４の大部分が端面側フィルム１２ｃに形成されていれば、孔の面積率を制御する効果や、第１面側フィルム１２ａ及び第２面側フィルム１２ｂの平滑性を確保する効果を得ることができる。

なお、例えば、電池セル２０ａと熱伝達抑制シート１０、及び電池セル２０ｂと熱伝達抑制シート１０とは、完全に密着して配置されているのではなく、互いに密着している領域とわずかに離隔している領域とが存在する。仮に、孔１３が、密着している領域によって完全に塞がれていると、その孔１３からは空気が排出されにくくなり、第１面側フィルム１２ａ及び第２面側フィルム１２ｂの孔１３の実質上の面積率が低下する。したがって、隣接する電池セルによって完全に孔１３が塞がれることを防止するために、孔１３の形状は一方に長く延びる楕円形状であることが好ましい。

さらに、断熱材１１の第１面１１ａ及び第２面１１ｂが長方形の形状である場合に、孔１３が、断熱材１１の第１面１１ａ及び第２面１１ｂにおける長手方向に対して略同一の方向に長径を有する楕円形状であると、隣り合う孔１３同士が近づきすぎて強度が低下し、樹脂フィルム１２に亀裂が発生することを抑制することができる。同様に、第１面側フィルム１２ａ及び第２面側フィルム１２ｂにおける孔１３が、断熱材１１の第１面１１ａ及び第２面１１ｂに略等間隔で複数配置されていると、隣り合う孔１３同士が近づきすぎて、樹脂フィルム１２に亀裂が発生することを抑制することができる。さらに、これらの複数の孔１３が、断熱材１１の第１面１１ａ及び第２面１１ｂにおける長手方向及び長手方向に直交する方向に沿って配列されていると、亀裂発生をより一層抑制することができる。

断熱材１１の好ましい構成成分及び構造等は後述するが、断熱材１１が複数の空隙部を有する場合に、この空隙部と樹脂フィルム１２の孔１３とが連通していると、断熱材１１内の空気が孔１３を介して排出されやすくなるため、好ましい。さらに、断熱材１１中に、無機粒子として無機水和物粒子が含まれていると、加熱によって熱分解して結晶水を放出した際に、空隙部を介して結晶水が樹脂フィルム１２の孔１３から排出されやすくなる。

＜第２の実施形態＞
上記第１の実施形態に係る熱伝達抑制シート１０は、断熱材１１と、断熱材１１の表面に密着する樹脂フィルム１２とを有するものであったが、本発明は、必要に応じて断熱材１１以外のものを有していてもよい。

図３は、本発明の第２の実施形態に係る熱伝達抑制シートの構造を示す断面図である。図３に示す第２の実施形態において、図１に示す第１の実施形態と同一物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略又は簡略化する。また、第２の実施形態は、図２に示す組電池１００に記載の熱伝達抑制シート１０に代えて使用することができるため、第２の実施形態に係る熱伝達抑制シートを組電池１００に適用したものとして、第２の実施形態についてその効果等を説明する。

第２の実施形態に係る熱伝達抑制シート１５は、断熱材１１と、断熱材１１の第１面１１ａ側及び第２面１１ｂ側に積層された弾性シート１６と、断熱材１１及び弾性シート１６を内包する樹脂フィルム１２とを有する。すなわち、断熱材１１の第１面１１ａと第１面側フィルム１２ａとの間に弾性シート１６が配置されているとともに、断熱材１１の第２面１１ｂと第２面側フィルム１２ｂとの間にも弾性シート１６が配置されている。なお、孔１３の面積率や形状等については、第１の実施形態と同様である。

このように構成された第２の実施形態に係る熱伝達抑制シート１５においても、第１の実施形態と同様に、断熱材１１等の外表面が樹脂フィルム１２で覆われているため、粒子等の脱落を防止することができる。また、熱伝達抑制シート１５を組電池１００に組み込む際に、断熱材１１と弾性シート１６との位置ずれを防止することができる。さらに、断熱材１１は高い断熱性を有するため、熱暴走を起こした電池セルから、隣接する電池セルへの熱の伝播を抑制することができる。

なお、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、充放電の際に電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃの内圧の上昇及び低下が繰り返された場合に、電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃに対して、ケースによる押圧及び緩和が繰り返され、電池の性能が低下する原因となる。
これに対して、本実施形態においては、断熱材１１の主面（第１面１１ａ及び第２面１１ｂ）側に弾性シート１６が配置されているため、電池セルが膨張した場合に応力を発生させることができ、電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃへの押圧力を緩和することができるため、電池の性能を維持することができる。

さらに、本実施形態においては、断熱材１１の主面側に弾性シート１６が配置されているため、断熱材１１の主面側からの粉落ちを著しく低減することができるとともに、断熱材１１の圧縮変形による断熱効果の低下を防止することができる。なお、このような構造とした場合に、最も粒子の脱落が発生する領域は、断熱材１１の端面１１ｃ側であるが、本実施形態においては、第１面側フィルム１２ａ及び第２面側フィルム１２ｂから空気が排出されやすいため、電池ケース３０の内部に粒子が噴出して汚染が広がることを、より一層抑制することができる。

なお、図３に示す第２の実施形態においては、断熱材１１の第１面１１ａ側及び第２面１１ｂ側の両方に弾性シート１６を配置したが、弾性シート１６は必ずしも断熱材１１の両側に配置する必要はない。すなわち、断熱材１１の第１面１１ａと第１面側フィルム１２ａとの間、及び断熱材１１の第２面１１ｂと第２面側フィルム１２ｂとの間の少なくとも一方に弾性シート１６を配置することによっても、電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃへの押圧力を緩和することができ、電池の性能を維持する効果を得ることができる。

以下、本実施形態に係る熱伝達抑制シート１０、１５を構成する材料について、詳細に説明する。

［断熱材］
＜有機繊維＞
有機繊維は、断熱材１１に柔軟性を与える効果を有するとともに、有機繊維が骨格を形成することにより、断熱材１１の強度を高める効果を有する。また、有機繊維の表面に無機粒子及び他の有機繊維が溶着されていると、シートの強度を向上させる効果及び形状を保持する効果をより一層向上させることができる。また、断熱材１１に適切な含有量で有機繊維が含まれていると、断熱材１１の内部に複数の空隙部が形成され、断熱材１１が加熱された際に、空気や水分を、空隙部を介して外部に放出することができる。

断熱材１１における有機繊維の材料として、単成分の有機繊維を使用することもできるが、芯鞘構造のバインダ繊維を使用することが好ましい。芯鞘構造のバインダ繊維は、繊維の長手方向に延びる芯部と、芯部の外周面を被覆するように形成された鞘部とを有するものである。この場合に、芯部は第１の有機材料からなり、鞘部は第２の有機材料からなり、第１の有機材料の融点は、第２の有機材料の融点よりも高いものとする。

（第１の有機材料）
本実施形態において、芯鞘構造のバインダ繊維を使用する場合に、芯部を構成する第１の有機材料は、芯部の外周面に存在する鞘部、すなわち第２の有機材料の融点よりも高いものであれば、特に限定されない。第１の有機材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン及びナイロンから選択された少なくとも１種が挙げられる。

（第２の有機材料）
第２の有機材料は、上記有機繊維を構成する第１の有機材料の融点よりも低いものであれば、特に限定されない。第２の有機材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン及びナイロンから選択された少なくとも１種が挙げられる。
なお、第２の有機材料の融点は、９０℃以上であることが好ましく、１００℃以上であることがより好ましい。また、第２の有機材料の融点は、１５０℃以下であることが好ましく、１３０℃以下であることがより好ましい。

（有機繊維の含有量）
本実施形態において、断熱材１１における有機繊維の含有量が適切に制御されていると、骨格の補強効果を十分に得ることができる。
有機繊維の含有量は、断熱材１１の全質量に対して５質量％以上であることが好ましく、１０質量％以上であることがより好ましい。また、有機繊維の含有量が多くなりすぎると、無機粒子の含有量が相対的に減少するため、所望の断熱性能を得るためには、有機繊維の含有量は、断熱材１１の全質量に対して２５質量％以下であることが好ましく、２０質量％以下であることがより好ましい。

（有機繊維の繊維長）
有機繊維の繊維長については特に限定されないが、成形性や加工性を確保する観点から、有機繊維の平均繊維長は１０ｍｍ以下とすることが好ましい。
一方、有機繊維を骨格として機能させ、熱伝達抑制シートの圧縮強度を確保する観点から、有機繊維の平均繊維長は０．５ｍｍ以上とすることが好ましい。

＜無機粒子＞
無機粒子として、単一の無機粒子を使用してもよいし、２種以上の無機粒子を組み合わせて使用してもよい。無機粒子の種類としては、熱伝達抑制効果の観点から、酸化物粒子、炭化物粒子、窒化物粒子及び無機水和物粒子から選択される少なくとも１種の無機材料からなる粒子を使用することが好ましく、酸化物粒子を使用することがより好ましい。また、形状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、具体的には、シリカナノ粒子、金属酸化物粒子、マイクロポーラス粒子や中空シリカ粒子等の無機バルーン、熱膨張性無機材料からなる粒子、含水多孔質体からなる粒子等を使用することもできる。

無機粒子の平均二次粒子径が０．０１μｍ以上であると、入手しやすく、製造コストの上昇を抑制することができる。また、２００μｍ以下であると、所望の断熱効果を得ることができる。したがって、無機粒子の平均二次粒子径は、０．０１μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、０．０５μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましい。

なお、２種以上の熱伝達抑制効果が互いに異なる無機粒子を併用すると、発熱体を多段に冷却することができ、吸熱作用をより広い温度範囲で発現できる。具体的には、大径粒子と小径粒子とを混合使用することが好ましい。例えば、一方の無機粒子として、ナノ粒子を使用する場合に、他方の無機粒子として、金属酸化物からなる無機粒子を含むことが好ましい。以下、小径の無機粒子を第１の無機粒子、大径の無機粒子を第２の無機粒子として、無機粒子についてさらに詳細に説明する。

＜第１の無機粒子＞
（酸化物粒子）
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、第１の無機粒子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輻射伝熱を抑制することができる。酸化物粒子としては、シリカ、チタニア、ジルコニア、ジルコン、チタン酸バリウム、酸化亜鉛及びアルミナから選択された少なくとも１種の粒子を使用することができる。すなわち、無機粒子として使用することができる上記酸化物粒子のうち、１種のみを使用してもよいし、２種以上の酸化物粒子を使用してもよい。特に、シリカは断熱性が高い成分であり、チタニア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輻射熱を遮る効果が高いため、酸化物粒子としてシリカ及びチタニアを用いることが最も好ましい。

（酸化物粒子の平均一次粒子径：０．００１μｍ以上５０μｍ以下）
酸化物粒子の粒子径は、輻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。
すなわち、酸化物粒子の平均一次粒子径が０．００１μｍ以上であると、加熱に寄与する光の波長よりも十分に大きく、光を効率よく乱反射させるため、５００℃以上の高温度領域において熱伝達抑制シート内における熱の輻射伝熱が抑制され、より一層断熱性を向上させることができる。
一方、酸化物粒子の平均一次粒子径が５０μｍ以下であると、圧縮されても粒子間の接点や数が増えず、伝導伝熱のパスを形成しにくいため、特に伝導伝熱が支配的な通常温度域の断熱性への影響を小さくすることができる。

なお、本発明において平均一次粒子径は、顕微鏡で粒子を観察し、標準スケールと比較し、任意の粒子１０個の平均をとることにより求めることができる。

（ナノ粒子）
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、第１の無機粒子としてナノ粒子を使用すると、さらに細かい空隙部が分散するため、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。
さらに、酸化物粒子として、平均一次粒子径が小さいナノ粒子を使用すると、電池セルの熱暴走に伴う膨張によって熱伝達抑制シートが圧縮され、内部の密度が上がった場合であっても、熱伝達抑制シートの伝導伝熱の上昇を抑制することができる。これは、ナノ粒子が静電気による反発力で粒子間に細かな空隙部ができやすく、かさ密度が低いため、クッション性があるように粒子が充填されるからであると考えられる。

なお、本発明において、第１の無機粒子としてナノ粒子を使用する場合に、上記ナノ粒子の定義に沿ったものであれば、材質について特に限定されない。例えば、シリカナノ粒子は、断熱性が高い材料であることに加えて、粒子同士の接点が小さいため、シリカナノ粒子により伝導される熱量は、粒子径が大きいシリカ粒子を使用した場合と比較して小さくなる。また、一般的に入手されるシリカナノ粒子は、かさ密度が０．１（ｇ／ｃｍ^３）程度であるため、例えば、熱伝達抑制シートの両側に配置された電池セルが熱膨張し、熱伝達抑制シートに対して大きな圧縮応力が加わった場合であっても、シリカナノ粒子同士の接点の大きさ（面積）や数が著しく大きくなることはなく、断熱性を維持することができる。したがって、ナノ粒子としてはシリカナノ粒子を使用することが好ましい。シリカナノ粒子としては、湿式シリカ、乾式シリカ及びエアロゲル等が挙げられるが、本実施形態に特に好適であるシリカナノ粒子について、以下に説明する。

一般的に、湿式シリカは粒子が凝集しているのに対し、乾式シリカは粒子を分散させることができる。３００℃以下の温度範囲において、熱の伝導は伝導伝熱が支配的であるため、粒子を分散させることができる乾式シリカの方が、湿式シリカと比較して、優れた断熱性能を得ることができる。
なお、本実施形態に係る熱伝達抑制シートは、材料を含む混合物を、乾式法によりシート状に加工する製造方法を用いることが好ましい。したがって、無機粒子としては、熱伝導率が低い乾式シリカ、シリカエアロゲル等を使用することが好ましい。

（ナノ粒子の平均一次粒子径：１ｎｍ以上１００ｎｍ以下）
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。
すなわち、ナノ粒子の平均一次粒子径を１ｎｍ以上１００ｎｍ以下とすると、特に５００℃未満の温度領域において、熱伝達抑制シート内における熱の対流伝熱及び伝導伝熱を抑制することができ、断熱性をより一層向上させることができる。また、圧縮応力が印加された場合であっても、ナノ粒子間に残った空隙部と、多くの粒子間の接点が伝導伝熱を抑制し、熱伝達抑制シートの断熱性を維持することができる。
なお、ナノ粒子の平均一次粒子径は、２ｎｍ以上であることがより好ましく、３ｎｍ以上であることが更に好ましい。一方、ナノ粒子の平均一次粒子径は、５０ｎｍ以下であることがより好ましく、１０ｎｍ以下であることが更に好ましい。

（無機水和物粒子）
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。
無機水和物の具体例として、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）_３）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）_２）、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）、水酸化亜鉛（Ｚｎ（ＯＨ）_２）、水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）_２）、水酸化マンガン（Ｍｎ（ＯＨ）_２）、水酸化ジルコニウム（Ｚｒ（ＯＨ）_２）、水酸化ガリウム（Ｇａ（ＯＨ）_３）等が挙げられる。

例えば、水酸化アルミニウムは約３５％の結晶水を有しており、下記式に示すように、熱分解して結晶水を放出して吸熱作用を発現する。そして、結晶水を放出した後は多孔質体であるアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）となり、断熱材として機能する。
２Ａｌ（ＯＨ）_３→Ａｌ_２Ｏ_３＋３Ｈ_２Ｏ

なお、上述のとおり、本実施形態に係る熱伝達抑制シート１０、１５は、例えば、電池セル間に介在されることが好適であるが、熱暴走を起こした電池セルでは、２００℃を超える温度に急上昇し、７００℃付近まで温度上昇を続ける。したがって、断熱材１１に含まれる無機粒子としては、熱分解開始温度が２００℃以上である無機水和物からなることが好ましい。
上記に挙げた無機水和物の熱分解開始温度は、水酸化アルミニウムは約２００℃、水酸化マグネシウムは約３３０℃、水酸化カルシウムは約５８０℃、水酸化亜鉛は約２００℃、水酸化鉄は約３５０℃、水酸化マンガンは約３００℃、水酸化ジルコニウムは約３００℃、水酸化ガリウムは約３００℃であり、いずれも熱暴走を起こした電池セルの急激な昇温の温度範囲とほぼ重なり、温度上昇を効率よく抑えることができることから、好ましい無機水和物であるといえる。

（無機水和物粒子の平均二次粒子径：０．０１μｍ以上２００μｍ以下）
また、第１の無機粒子として、無機水和物粒子を使用した場合に、その平均粒子径が大きすぎると、断熱材１１の中心付近にある第１の無機粒子（無機水和物）が、その熱分解温度に達するまでにある程度の時間を要するため、断熱材１１の中心付近の第１の無機粒子が熱分解しきれない場合がある。このため、無機水和物粒子の平均二次粒子径は、０．０１μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、０．０５μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましい。

（熱膨張性無機材料からなる粒子）
熱膨張性無機材料としては、バーミキュライト、ベントナイト、雲母、パーライト等を挙げることができる。

（含水多孔質体からなる粒子）
含水多孔質体の具体例としては、ゼオライト、カオリナイト、モンモリロナイト、酸性白土、珪藻土、湿式シリカ、乾式シリカ、エアロゲル、マイカ、バーミキュライト等が挙げられる。

（無機バルーン）
本発明に用いる断熱材は、第１の無機粒子として無機バルーンを含んでいてもよい。
無機バルーンが含まれると、５００℃未満の温度領域において、断熱材内における熱の対流伝熱又は伝導伝熱を抑制することができ、断熱材の断熱性をより一層向上させることができる。
無機バルーンとしては、シラスバルーン、シリカバルーン、フライアッシュバルーン、バーライトバルーン、及びガラスバルーンから選択された少なくとも１種を用いることができる。

（無機バルーンの含有量：断熱材全質量に対して６０質量％以下）
無機バルーンの含有量としては、断熱材全質量に対し、６０質量％以下が好ましい。

（無機バルーンの平均粒子径：１μｍ以上１００μｍ以下）
無機バルーンの平均粒子径としては、１μｍ以上１００μｍ以下が好ましい。

＜第２の無機粒子＞
熱伝達抑制シートに２種の無機粒子が含有されている場合に、第２の無機粒子は、第１の無機粒子と材質や粒子径等が異なっていれば特に限定されない。第２の無機粒子としては、酸化物粒子、炭化物粒子、窒化物粒子、無機水和物粒子、シリカナノ粒子、金属酸化物粒子、マイクロポーラス粒子や中空シリカ粒子等の無機バルーン、熱膨張性無機材料からなる粒子、含水多孔質体からなる粒子等を使用することができ、これらの詳細については、上述のとおりである。

なお、ナノ粒子は伝導伝熱が極めて小さいとともに、熱伝達抑制シートに圧縮応力が加わった場合であっても、優れた断熱性を維持することができる。また、チタニア等の金属酸化物粒子は、輻射熱を遮る効果が高い。さらに、大径の無機粒子と小径の無機粒子とを使用すると、大径の無機粒子同士の隙間に小径の無機粒子が入り込むことにより、より緻密な構造となり、熱伝達抑制効果を向上させることができる。したがって、上記第１の無機粒子として、例えばナノ粒子を使用した場合に、さらに、第２の無機粒子として、第１の無機粒子よりも大径である金属酸化物からなる粒子を、熱伝達抑制シートに含有させることが好ましい。
金属酸化物としては、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、酸化亜鉛、ジルコン、酸化ジルコニウム等を挙げることがでる。特に、酸化チタン（チタニア）は他の金属酸化物と比較して屈折率が高い成分であり、５００℃以上の高温度領域において光を乱反射させ輻射熱を遮る効果が高いため、チタニアを用いることが最も好ましい。

第１の無機粒子として、乾式シリカ粒子及びシリカエアロゲルから選択された少なくとも１種の粒子を使用し、第２の無機粒子として、チタニア、ジルコン、ジルコニア、炭化ケイ素、酸化亜鉛及びアルミナから選択された少なくとも１種の粒子を使用する場合に、３００℃以下の温度範囲内において、優れた断熱性能を得るためには、第１の無機粒子は、無機粒子全質量に対して、５０質量％以上であることが好ましく、６０質量％以上であることがより好ましく、７０質量％以上であることがさらに好ましい。また、第１の無機粒子は、無機粒子全質量に対して、９５質量％以下であることが好ましく、９０質量％以下であることがより好ましく、８０質量％以下であることがさらに好ましい。

一方、３００℃を超える温度範囲内において、優れた断熱性能を得るためには、第２の無機粒子は、無機粒子全質量に対して、５質量％以上であることが好ましく、１０質量％以上であることがより好ましく、２０質量％以上であることがさらに好ましい。また、第２の無機粒子は、無機粒子全質量に対して、５０質量％以下であることが好ましく、４０質量％以下であることがより好ましく、３０質量％以下であることがさらに好ましい。

（第２の無機粒子の平均一次粒子径）
金属酸化物からなる第２の無機粒子を熱伝達抑制シートに含有させる場合に、第２の無機粒子の平均一次粒子径は、１μｍ以上５０μｍ以下であると、５００℃以上の高温度領域で効率よく輻射伝熱を抑制することができる。第２の無機粒子の平均一次粒子径は、５μｍ以上３０μｍ以下であることが更に好ましく、１０μｍ以下であることが最も好ましい。

（無機粒子の含有量）
本実施形態において、断熱材１１中の無機粒子の合計の含有量が適切に制御されていると、断熱材１１の断熱性を十分に確保することができる。
無機粒子の合計の含有量は、断熱材１１の全質量に対して６０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましい。また、無機粒子の合計の含有量が多くなりすぎると、有機繊維の含有量が相対的に減少するため、骨格の補強効果及び無機粒子の保持効果を十分に得るためには、無機粒子の合計の含有量は、断熱材１１の全質量に対して９５質量％以下であることが好ましく、９０質量％以下であることがより好ましい。

なお、断熱材１１中の無機粒子の含有量は、例えば、断熱材１１を８００℃で加熱し、有機分を分解後、残部の質量を測定することにより、算出することができる。

本実施形態に係る断熱材１１には、上記有機繊維及び無機粒子の他に、上記第１の有機材料とは異なる有機材料により構成された有機繊維や、無機繊維等が含まれていてもよい。断熱材１１が無機繊維を含む場合に、本実施形態において含有されることが好ましい無機繊維について、以下に説明する。

＜無機繊維＞
無機繊維として、単一の無機繊維を使用してもよいし、２種以上の無機繊維を組み合わせて使用してもよい。無機繊維としては、例えば、シリカ繊維、アルミナ繊維、アルミナシリケート繊維、ジルコニア繊維、カーボンファイバ、ソルブルファイバ、リフラクトリーセラミック繊維、エアロゲル複合材、マグネシウムシリケート繊維、アルカリアースシリケート繊維、チタン酸カリウム繊維、炭化ケイ素繊維、チタン酸カリウムウィスカ繊維等のセラミックス系繊維、ガラス繊維、グラスウール、スラグウール等のガラス系繊維、ロックウール、バサルトファイバ、ウォラストナイト、ムライト繊維等の鉱物系繊維等が挙げられる。
これらの無機繊維は、耐熱性、強度、入手容易性などの点で好ましい。無機繊維のうち、取り扱い性の観点から、特にシリカ－アルミナ繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、ロックウール、アルカリアースシリケート繊維、ガラス繊維が好ましい。

無機繊維の断面形状は、特に限定されず、円形断面、平断面、中空断面、多角断面、芯断面などが挙げられる。中でも、中空断面、平断面又は多角断面を有する異形断面繊維は、断熱性が若干向上されるため好適に使用することができる。

無機繊維の平均繊維長の好ましい下限は０．１ｍｍであり、より好ましい下限は０．５ｍｍである。一方、無機繊維の平均繊維長の好ましい上限は５０ｍｍであり、より好ましい上限は１０ｍｍである。無機繊維の平均繊維長が０．１ｍｍ未満であると、無機繊維同士の絡み合いが生じにくく、断熱材１１の機械的強度が低下するおそれがある。一方、５０ｍｍを超えると、補強効果は得られるものの、無機繊維同士が緊密に絡み合うことができなったり、単一の無機繊維だけで丸まったりし、それにより断熱性の低下を招くおそれがある。

無機繊維の平均繊維径の好ましい下限は１μｍであり、より好ましい下限は２μｍであり、更に好ましい下限は３μｍである。一方、無機繊維の平均繊維径の好ましい上限は１５μｍであり、より好ましい上限は１０μｍである。無機繊維の平均繊維径が１μｍ未満であると、無機繊維自体の機械的強度が低下するおそれがある。また、人体の健康に対する影響の観点より、無機繊維の平均繊維径が３μｍ以上であることが好ましい。一方、無機繊維の平均繊維径が１５μｍより大きいと、無機繊維を媒体とする固体伝熱が増加して断熱性の低下を招くおそれがあり、また、熱伝達抑制シートの成形性及び強度が悪化するおそれがある。

（無機繊維の含有量）
本実施形態において、断熱材１１が無機繊維を含む場合に、無機繊維の含有量は、断熱材１１の全質量に対して３質量％以上１５質量％以下であることが好ましい。

また、無機繊維の含有量は、断熱材１１の全質量に対して、５質量％以上１０質量％以下であることがより好ましい。このような含有量にすることにより、無機繊維による保形性や押圧力耐性、抗風圧性や、無機粒子の保持能力がバランスよく発現される。また、無機繊維の含有量を適切に制御することにより、有機繊維及び無機繊維が互いに絡み合って３次元ネットワークを形成するため、無機粒子、及び後述する他の配合材料を保持する効果をより一層向上させることができる。

＜他の配合材料＞
（ホットメルトパウダー）
本実施形態においては、上記バインダ繊維、無機粒子の他に、混合物中にホットメルトパウダーを含有させてもよい。ホットメルトパウダーは、例えば上記第１の有機材料及び第２の有機材料とは異なる第３の有機材料を含有し、加熱により溶融する性質を有する粉体である。混合物中にホットメルトパウダーを含有させ、加熱することにより、ホットメルトパウダーは溶融し、その後冷却すると、周囲の無機粒子を含んだ状態で硬化する。したがって、断熱材１１の無機粒子の脱落をより一層抑制することができる。

ホットメルトパウダーとしては、種々の融点を有するものが挙げられるが、使用するバインダ繊維の芯部及び鞘部の融点を考慮して、適切な融点を有するホットメルトパウダーを選択すればよい。具体的に、ホットメルトパウダーを構成する成分である第３の有機材料は、上記有機繊維を構成する第１の有機材料の融点よりも低いものであれば、芯部を残して、鞘部及びホットメルトパウダーを溶融させるための加熱温度を設定することができる。例えば、ホットメルトパウダーの融点が、鞘部の融点以下であると、製造時の加熱温度は、芯部の融点と鞘部の融点との間で設定すればよいため、より一層容易に加熱温度を設定することができる。

一方、ホットメルトパウダーの融点が、芯部の融点と鞘部の融点との間となるように、使用するホットメルトパウダーの種類を選択することもできる。このような融点を有するホットメルトパウダーを使用すると、鞘部及びホットメルトパウダーがともに溶融した後、冷却されて硬化する際に、先に有機繊維（芯部）とその周囲の溶融した鞘部、及び無機粒子の隙間に存在するホットメルトパウダーが硬化する。その結果、有機繊維の位置を固定することができ、その後、溶融していた鞘部が有機繊維に溶着することにより、立体的な骨格が形成されやすくなる。したがって、シート全体の強度をより一層向上させることができる。

ホットメルトパウダーを構成する第３の有機材料の融点が、芯部を構成する第１の有機材料の融点よりも十分に低いと、加熱する工程における加熱温度の設定裕度を広げることができ、より一層所望の構造を得るための温度設定を容易にすることができる。例えば、第１の有機材料の融点は、第３の有機材料の融点よりも６０℃以上高いことが好ましく、７０℃以上高いことがより好ましく、８０℃以上高いことがさらに好ましい。

なお、ホットメルトパウダー（第３の有機材料）の融点は、８０℃以上であることが好ましく、９０℃以上であることがより好ましい。また、ホットメルトパウダー（第３の有機材料）の融点は、１８０℃以下であることが好ましく、１５０℃以下であることがより好ましい。ホットメルトパウダーを構成する成分としては、ポリエチレン、ポリエステル、ポリアミド、エチレン酢酸ビニル等が挙げられる。

（ホットメルトパウダーの含有量）
無機粒子の脱落を抑制するために、断熱材の材料中にホットメルトパウダーを含有させる場合に、その含有量は微量でも粉落ち抑制の効果を得ることができる。したがって、ホットメルトパウダーの含有量は、断熱材の材料全質量に対して０．５質量％以上であることが好ましく、１質量％以上であることがより好ましい。
一方、ホットメルトパウダーの含有量を増加させると、無機粒子等の含有量が相対的に減少するため、所望の断熱性能を得るためには、ホットメルトパウダーの含有量は、断熱材の材料全質量に対して５質量％以下であることが好ましく、４質量％以下であることがより好ましい。

断熱材１１の材料としてホットメルトパウダーを含む場合に、加熱する工程における加熱温度は、鞘部を構成する第２の有機材料の融点、及びホットメルトパウダーを構成する第３の有機材料の融点のいずれか高い方よりも１０℃以上高く設定することが好ましく、２０℃以上高く設定することがより好ましい。一方、加熱温度は、芯部を構成する第１の有機材料の融点よりも１０℃以上低く設定することが好ましく、２０℃以上低く設定することがより好ましい。このような加熱温度に設定することにより、強固な骨格を形成することができ、シートの強度をより一層向上させることができるとともに、無機粒子の脱落を防止することができる。

なお、本実施形態に係る熱伝達抑制シートが有する断熱材１１は、さらに、必要に応じて、他の結合材、着色剤等を含有させることができる。これらはいずれも断熱材１１の補強や成形性の向上等を目的とする上で有用であり、断熱材１１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。

［弾性シート］
本実施形態において、弾性シート１６としては、電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃの変形に対して柔軟に変形する弾性を有するシートを使用することができる。このような弾性シート１６としては、例えば、ゴム、エラストマー等を用いることができる。なお、ゴムとして、具体的には発泡シリコーン等が挙げられる。

＜弾性シートの厚さ＞
弾性シート１６の厚さは特に限定されないが、弾性シート１６についての上記効果を効果的に得るために、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることが好ましい。また、弾性シート１６の厚さ方向に直交する方向の面の形状及び大きさは、断熱材１１の第１面１１ａ及び第２面１１ｂと略同一であることが好ましい。

［樹脂フィルム］
樹脂フィルム１２は、少なくとも上記断熱材１１を内包するものであり、断熱材を構成する材料である粒子等の脱落を防止することができる。
樹脂フィルムを構成する材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、塩化ビニル、ナイロン、アクリル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニルスルフィド、ポリカーボネート及びアラミドから選択された少なくとも１種の樹脂を選択することができる。

なお、本実施形態において、断熱材１１や、断熱材１１及び弾性シート１６を樹脂フィルム１２で被覆する場合に、シュリンク包装を利用することが好ましい。したがって、シュリンク包装に好適な材料の樹脂フィルム１２を使用することがより好ましい。このような材料としては、ポリエチレン、ポリプロプレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、塩化ビニルが挙げられる。

＜樹脂フィルムの厚さ＞
本実施形態において、樹脂フィルム１２は、断熱材等の外表面に密着し、粒子等の脱落を防止する効果を有するため、適切な厚さを有することが好ましい。さらに、樹脂フィルム１２が、断熱材の形状に沿って少なくとも一部が密着した構成となるためには、樹脂フィルム１２は適切な可撓性を有することが好ましい。
樹脂フィルム１２の厚さが１ｍｍを超えると、断熱材の形状に追従させることが困難となり、ひびや割れが発生するおそれがある。したがって、樹脂フィルム１２の厚さは、１ｍｍ以下であることが好ましく、０．１ｍｍ以下であることがより好ましく、０．０５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
一方、樹脂フィルム１２の厚さの下限は特に限定されないが、電池セル等との摩擦により破れが発生しやすくなることを防止するために、０．００５ｍｍ以上であることが好ましく、０．０１ｍｍ以上であることがより好ましい。

＜樹脂フィルムに含まれる他の材料＞
また、樹脂フィルム１２は、電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃに接するため、難燃性を有することが好ましく、具体的には、無機物又は難燃材を含むことが好ましい。樹脂フィルム１２を構成する材料として、無機物としては、タルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化チタン、バーミキュライト、ゼオライト、合成シリカ、ジルコニア、ジルコン、チタン酸バリウム、酸化亜鉛、アルミナが挙げられ、難燃材としては、臭素系難燃剤、塩素系難燃剤、リン系難燃剤、ホウ系難燃剤、シリコーン系難燃剤及び、窒素含有化合物が挙げられる。

［熱伝達抑制シートの製造方法］
本実施形態に係る熱伝達抑制シート１５の製造方法の例について、以下に説明する。
例えば、芯鞘構造を有するバインダ繊維（図示せず）と無機粒子とを所定の割合でＶ型混合機などの混合機に投入し、混合物を作製する。
なお、上述のとおり、バインダ繊維としては、第１の有機材料からなる芯部と、第２の有機材料からなる鞘部とを有する芯鞘構造の繊維を使用することが好ましい。この場合に、第１の有機材料の融点は、第２の有機材料の融点よりも高いものとする。

その後、得られた混合物を所定の型内に投入し、プレス機等により加圧して、得られた成形体を加熱することにより、バインダ繊維の鞘部が溶融する。その後、加熱された成形体を冷却することにより、バインダ繊維同士が接触している領域において互いに溶着される。また、溶融していた鞘部を構成する第２の有機材料とバインダ繊維の周囲に存在していた無機粒子とが、バインダ繊維、すなわち有機繊維の表面に溶着される。これにより、シート状に加工された断熱材１１を得ることができる。

その後、予め準備していた１組の弾性シート１６の間に断熱材１１を挟み、弾性シート１６及び断熱材１１からなる積層体を平面状樹脂フィルムの上に載置し、例えば平面状樹脂フィルムを折り曲げて、積層体の上面にも平面状樹脂フィルムを被せる。その後、積層体の下面における平面状フィルムと、上面における平面状樹脂フィルムとを、積層体の周囲で加圧しつつ加熱し、融着部１４を形成する。その後、積層体の周囲における樹脂フィルムを加熱により収縮させて、積層体の外表面に樹脂フィルム１２を密着させる。なお、樹脂フィルムを収縮させる前の任意のタイミングで、樹脂フィルムにおける第１面側フィルム１２ａ及び第２面側フィルム１２ｂとなる領域に、複数の孔１３を形成しておく。上記のような工程により、熱伝達抑制シート１５を製造することができる。

なお、複数の楕円形状の孔１３は、予め楕円形状で形成しても、円形の孔１３を形成した後、樹脂フィルムを加熱収縮させることにより楕円形状に形成してもよい。樹脂フィルムを加熱収縮させることにより楕円形状にする場合に、積層体の一対の辺の長さと、この一対の辺に平行な方向の一対の融着部同士の長さ、又は融着部と平面状樹脂フィルムを折り曲げた辺との距離を調整する方法が利用できる。例えば、積層体の一対の辺に平行な方向の一対の融着部同士の長さを、積層体の一対の辺の長さに近づけると、樹脂フィルムが収縮しようとする力が強くなり、この一対の辺に直交する方向に長径を有する楕円形状の孔１３を形成することができる。

また、樹脂フィルム１２により、第１の実施形態における断熱材１１や、第２の実施形態における断熱材１１と弾性シート１６との積層体を内包させる方法については特に限定されず、上記のようにフィルムを収縮させるシュリンク包装の他、樹脂フィルムで断熱材１１や積層体を包んだのち、接着剤等により貼付する方法や、袋状のフィルムに断熱材１１や積層体を収容する方法等が挙げられる。いずれの方法を使用した場合であっても、第１面側フィルム１２ａ及び第２面側フィルム１２ｂにおける孔１３の面積率を、端面側フィルム１２ｃにおける孔１３の面積率よりも大きくすることが重要であり、端面側フィルム１２ｃに樹脂フィルム同士の接合部が存在することが好ましい。

［組電池］
本発明の実施形態に係る熱伝達抑制シート１０を適用した、蓄電装置の一例である組電池の例は、上記図２に例示したとおりである。ここで、組電池の構成及び効果について、図２を用いて具体的に説明する。
図２に示すように、組電池１００は、複数の電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃと、本実施形態に係る熱伝達抑制シートと、を有し、該複数の電池セルが直列又は並列に接続されたものである。
例えば、図２に示すように、本実施形態に係る熱伝達抑制シート１０は、電池セル２０ａと電池セル２０ｂとの間、及び電池セル２０ｂと電池セル２０ｃとの間に介在されている。さらに、電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び熱伝達抑制シート１０は、電池ケース３０に収容されている。
なお、熱伝達抑制シート１０については、上述したとおりである。

このように構成された組電池１００においては、ある電池セル２０ａが高温になった場合でも、電池セル２０ｂとの間には、熱伝達抑制効果を有する熱伝達抑制シート１０が存在しているため、電池セル２０ｂへの熱の伝播を抑制することができる。
また、本実施形態に係る熱伝達抑制シート１０は、断熱材１１が樹脂フィルム１２に内包されているため、各電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃの間に熱伝達抑制シート１０を組み込む際に、粉落ちを抑制する効果を得ることができ、作業性が向上する。また、これら電池セルが発熱し、熱伝達抑制シート１０における断熱材１１の温度が上昇した際に、断熱材１１の内部等の空気が、断熱材１１の端面側から勢いよく噴出することを防止することができるため、電池ケース３０内の汚染を抑制することができる。

なお、本実施形態の組電池１００は、図２に例示した組電池に限定されない。例えば、熱伝達抑制シート１０は、電池セル２０ａと電池セル２０ｂとの間、及び電池セル２０ｂと電池セル２０ｃとの間のみでなく、電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃと電池ケース３０との間に配置されたり、電池ケース３０の内面に貼り付けられるものであってもよい。

このように構成された組電池１００においては、ある電池セルが発火した場合に、電池ケース３０の外側に炎が広がることを抑制することができる。
例えば、本実施形態に係る組電池１００は、電気自動車（ＥＶ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）等に使用され、搭乗者の床下に配置されることがある。この場合に、仮に電池セルが発火しても、搭乗者の安全を確保することができる。
また、熱伝達抑制シート１０を、各電池セル間に介在させるだけでなく、電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃと電池ケース３０との間に配置することができるため、新たに防炎材等を作製する必要がなく、容易に低コストで安全な組電池１００を構成することができる。

１０，１５ 熱伝達抑制シート
１１ 断熱材
１２ 樹脂フィルム
１３ 孔
１４ 融着部
１６ 弾性シート
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ 電池セル
３０ 電池ケース
１００ 組電池

Claims (11)

1. 無機粒子と、有機繊維と、を含む断熱材と、
   前記断熱材を内包する樹脂フィルムと、を有する熱伝達抑制シートであって、
   前記樹脂フィルムは複数の孔を有し、前記断熱材の厚さ方向に直交する第１面及び第２面側に配置された第１面側フィルム及び第２面側フィルムと、前記断熱材の厚さ方向に平行な端面側に配置された端面側フィルムとにより構成され、
   前記第１面側フィルム及び第２面側フィルム全面積に対する、前記第１面側フィルム及び第２面側フィルムにおける前記孔の面積率は、前記端面側フィルム全面積に対する前記端面側フィルムにおける前記孔の面積率よりも大きいことを特徴とする、熱伝達抑制シート。
2. 前記端面側フィルムは、前記孔を有しないことを特徴とする、請求項１に記載の熱伝達抑制シート。
3. 前記第１面側フィルム及び第２面側フィルムにおける前記孔の１つあたりの平均面積は、前記端面側フィルムにおける前記孔の１つあたりの平均面積よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の熱伝達抑制シート。
4. 前記端面側フィルムは、前記樹脂フィルム同士が融着した融着部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。
5. 前記第１面側フィルム及び第２面側フィルムにおける前記孔は、楕円形状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。
6. 前記断熱材の第１面及び第２面は長方形の形状を有し、前記第１面側フィルム及び前記第２面側フィルムにおける前記孔は、前記断熱材の第１面及び第２面における長手方向に対して略同一の方向に長径を有する楕円形状であることを特徴とする、請求項５に記載の熱伝達抑制シート。
7. 前記第１面側フィルム及び第２面側フィルムにおける前記孔は、前記断熱材の第１面及び第２面に略等間隔で複数配置されていることを特徴とする、請求項６に記載の熱伝達抑制シート。
8. 前記複数の孔は前記断熱材の第１面及び第２面における長手方向及び前記長手方向に直交する方向に沿って配列されていることを特徴とする、請求項７に記載の熱伝達抑制シート。
9. 前記断熱材は、複数の空隙部を有し、前記空隙部と前記樹脂フィルムの前記孔とが連通してい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。
10. 前記断熱材の第１面と前記第１面側フィルムとの間、及び前記断熱材の第２面と前記第２面側フィルムとの間の少なくとも一方に、弾性シート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。
11. 複数の電池セルと、請求項１～１０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。

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