WO2023127905A1 - 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 PDF

Info

Publication number
WO2023127905A1
WO2023127905A1 PCT/JP2022/048318 JP2022048318W WO2023127905A1 WO 2023127905 A1 WO2023127905 A1 WO 2023127905A1 JP 2022048318 W JP2022048318 W JP 2022048318W WO 2023127905 A1 WO2023127905 A1 WO 2023127905A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
inorganic
particles
heat transfer
fibers
inorganic fibers
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/048318
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
将平 島田
直幸 神保
Original Assignee
イビデン株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2022077192A external-priority patent/JP7364739B2/ja
Application filed by イビデン株式会社 filed Critical イビデン株式会社
Publication of WO2023127905A1 publication Critical patent/WO2023127905A1/ja

Links

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
    • F16L59/04—Arrangements using dry fillers, e.g. using slag wool which is added to the object to be insulated by pouring, spreading, spraying or the like
    • 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
    • H01M10/62—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
    • H01M10/655—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

Definitions

  • the present invention relates to, for example, an assembled battery that serves as a power source for an electric motor that drives an electric vehicle or a hybrid vehicle, and a heat transfer suppressing sheet used in the assembled battery.
  • the electric vehicle, hybrid vehicle, or the like is equipped with an assembled battery in which a plurality of battery cells are connected in series or in parallel to serve as a power source for an electric drive motor.
  • Lithium-ion secondary batteries which have higher capacity and higher output than lead-acid batteries or nickel-metal hydride batteries, are mainly used for these battery cells.
  • thermal runaway occurs in one battery cell (i.e., in the case of "battery cell failure")
  • heat transfer to other adjacent battery cells may cause thermal runaway in other battery cells. be.
  • Patent Literature 1 describes a heat transfer suppressing sheet containing fibers and silica airgel.
  • Patent Document 2 describes a heat transfer suppressing sheet containing at least one of mineral powder and a flame retardant, and a matrix resin as an organic binder selected from thermosetting resins, thermoplastic elastomers, and rubbers. ing.
  • the particles having the heat transfer suppressing effect be held well (that is, the powder falling off is suppressed), and in Patent Document 1, silica airgel is held by fibers. is being done. At that time, an organic binder is widely used in order to improve the holding performance.
  • the present invention has been made in view of the above problems.
  • the object of the present invention is to further improve the strength, compression characteristics, etc. of the sheet, and to prevent deterioration of the shape retention, strength, compression characteristics, etc. of the sheet as a whole even if thermal runaway occurs in the battery cells.
  • the first inorganic fibers are amorphous fibers
  • the second inorganic fiber is a fiber made of at least one selected from alumina fiber, mullite fiber, alumina silicate fiber, carbon fiber, silicon carbide fiber, natural mineral fiber and zirconia fiber, [4 ] The heat transfer suppressing sheet according to any one of [9].
  • the inorganic particles constituting the particle component are uniformly dispersed,
  • the first inorganic fibers are uniformly dispersed and oriented in one direction parallel to the main surface of the sheet,
  • the heat transfer suppressing sheet according to any one of [4] to [12], wherein the second inorganic fibers are entangled with the first inorganic fibers to form a three-dimensional web structure.
  • the total content of the first inorganic fibers and the second inorganic fibers is 5% by mass or more and 30% by mass or less with respect to the total mass of the heat transfer suppressing sheet, [13] or [14] The heat transfer suppressing sheet according to .
  • the affinity between the two is high, and the dispersibility at the time of production is good.
  • uneven distribution in the sheet is eliminated, and the ability of the first inorganic fibers to retain the first inorganic particles is enhanced.
  • fiber components are entangled to form a three-dimensional network (also referred to as web structure or web structure). As a result, the shape retention, strength, compression properties, etc. of the sheet as a whole are further improved.
  • the first inorganic fibers and the first inorganic particles having a relatively low glass transition point vitrify (soften) and function as a binder.
  • the second inorganic fibers and the second inorganic particles having a relatively high glass transition point remain in the heat transfer suppressing sheet. Therefore, even when the battery cell undergoes thermal runaway, the sheet as a whole maintains its shape retention, strength, compression characteristics, and the like.
  • the heat transfer suppressing sheet described above is used in the assembled battery of the present invention. Therefore, the assembled battery of the present invention maintains stable operation, and even if thermal runaway of the battery cells occurs, damage can be minimized.
  • FIG. 1 is an SEM photograph of a cross section of the heat transfer suppressing sheet according to the first embodiment of the present invention immediately after production (during normal use).
  • FIG. 2 is an SEM photograph of a cross section of the heat transfer suppressing sheet according to the first embodiment of the present invention when heated to 800°C.
  • FIG. 3 is an SEM photograph of a cross section of the heat transfer suppressing sheet according to the first embodiment of the present invention when heated to 1000°C.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an assembled battery using the heat transfer suppressing sheet according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of a heat transfer suppression sheet according to a second embodiment of the present invention.
  • the heat transfer suppressing sheet according to the first embodiment of the present invention is including a fiber component and a particulate component,
  • the main component of the first inorganic fibers contained in the fiber component and the main component of the first inorganic particles contained in the particle component are of the same type, and
  • the content of the main component in the first inorganic particles is higher than the content of the main component in the first inorganic fibers.
  • the "main component” is a component that accounts for 50% by mass or more of all the components that make up one material.
  • the main component accounts for 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, even more preferably 80% by mass or more, and even more preferably 90% by mass or more.
  • the affinity between the two is high, the dispersibility at the time of production is good, and each is unevenly distributed in the obtained heat transfer suppressing sheet. will disappear. Therefore, the retention performance of the first inorganic particles by the first inorganic fibers is enhanced.
  • FIG. 1 is an SEM photograph of a cross section of the heat transfer suppressing sheet according to the first embodiment of the present invention immediately after production (during normal use).
  • the fiber component includes first inorganic fibers 1, and the particle component includes first inorganic particles 2.
  • the fiber component contains the second inorganic fibers 3 having a higher glass transition point than the first inorganic fibers 1 and the first inorganic particles 2 .
  • the particle component contains second inorganic particles 4 having a higher glass transition point than the first inorganic fibers 1 and the first inorganic particles 2 .
  • the organic binder 5 enters between the first inorganic fibers 1, the first inorganic particles 2, the second inorganic fibers 3 and the second inorganic particles 4 to bind them together.
  • the first inorganic fibers 1 contained in the fiber component are preferably amorphous fibers, and are preferably glass fibers, glass wool, slag wool, rock wool, alkaline earth silicate fibers, refractory ceramic fibers, basalt fibers, and soluble fibers. Each of these may be used alone, or a mixture of two or more of them may be used. Among them, inorganic fibers having a melting point of less than 700° C. are preferable, and many amorphous inorganic fibers can be used. In particular, fibers containing silica having excellent heat insulating properties as a main component are preferable, and glass fibers are more preferable because they are inexpensive, readily available, and excellent in handleability.
  • the primary component of the first inorganic particles 2 contained in the particle component is the same as that of the primary component of the first inorganic fiber 1 .
  • the first inorganic fibers 1 are preferably fibers containing silica as a main component
  • the first inorganic particles 2 are also preferably silica particles whose main component is the same kind of silica.
  • the silica content in the glass fiber is mixed with various materials for processing into fibers, and is lower than the silica content (silica purity) in the silica particles.
  • the small-diameter inorganic particles enter the gaps between the large-diameter inorganic particles, the structure becomes more dense, and the strength of the heat transfer suppressing sheet can be further improved.
  • the fiber component may contain second inorganic fibers 3 .
  • the second inorganic fibers 3 are composed of at least one selected from amorphous fibers having a higher glass transition point than the first inorganic fibers 1 and the first inorganic particles 2 and crystalline fibers.
  • the second inorganic fiber 3 preferably has a glass transition point of 1000° C. or higher, and many crystalline inorganic fibers can be used.
  • the melting point of crystalline inorganic fibers is generally higher than the glass transition point of amorphous inorganic fibers. Therefore, when the first inorganic fibers 1 and the first inorganic particles 2 are exposed to a high temperature, the surfaces of the first inorganic fibers 1 and the first inorganic particles 2 soften before the second inorganic fibers 3 do.
  • the second inorganic fibers 3 having a relatively high glass transition point remain in the sheet even when the first inorganic fibers 1 and the first inorganic particles 2 are softened and melted during thermal runaway of the battery cell.
  • the sheet shape can be maintained and can continue to exist between the battery cells. Therefore, the softened first inorganic fibers 1 bind second inorganic particles 4, second inorganic fibers 3, etc., which will be described later, and the mechanical strength of the heat transfer suppressing sheet 10 can be improved.
  • the second inorganic fibers 3 remain without being melted or softened even when exposed to high temperatures, the minute spaces between the second inorganic particles 4, and further the first inorganic fibers 1 and the first inorganic fibers If some of the inorganic particles 2 remain, a minute space between them is maintained, and the heat insulating effect of air is exhibited, and excellent heat transfer suppressing performance can be exhibited.
  • alumina fibers, mullite fibers, alumina silicate fibers, carbon fibers, silicon carbide fibers, natural mineral fibers such as wollastonite, and zirconia fibers can be suitably used. These fibers may be used either singly or in combination. Among them, if the melting point exceeds 1000° C., even if the thermal runaway of the battery cell occurs, the second inorganic fiber 3 will not melt or soften and can maintain its shape, so it is preferably used. can do.
  • the second inorganic fiber 3 is amorphous, it can be used as long as it has a glass transition point higher than that of the first inorganic fiber 1 .
  • a glass fiber having a glass transition point higher than that of the first inorganic fiber 1 may be used as the second inorganic fiber 3 .
  • the first inorganic fiber 1 has a lower glass transition point than the second inorganic fiber 3, and when exposed to high temperature, the first inorganic fiber 1 softens first.
  • the inorganic fibers 1 can bind the second inorganic particles 4 and the second inorganic fibers 3 .
  • the second inorganic fiber 3 is amorphous and its fiber diameter is smaller than the fiber diameter of the first inorganic fiber 1, the first inorganic fiber 1 and the second inorganic fiber 3 If the glass transition points of and are close to each other, the second inorganic fibers 3 may soften first.
  • the glass transition point of the second inorganic fibers 3 is preferably higher than the glass transition point of the first inorganic fibers 1 by 100° C. or more. , 300° C. or higher.
  • the particle component may contain second inorganic particles 4 having a higher glass transition point than the first inorganic fibers 1 and the first inorganic particles 2 .
  • the material of the second inorganic particles 4 is not particularly limited, oxide particles, carbide particles, nitride particles, and the like can be used. Among them, it is preferable to use oxide particles, and it is preferable that the glass transition point is 1000° C. or higher. Oxide particles have a high refractive index and a strong effect of diffusely reflecting light. Therefore, if oxide particles are used as the second inorganic particles 4, radiative heat transfer can be suppressed particularly in a high temperature range such as abnormal heat generation. can.
  • titania particles, zirconia particles, zircon particles, barium titanate particles, zinc oxide particles, alumina particles, and the like can be suitably used, and among them, titania particles are preferred.
  • Titania particles have a higher refractive index than other metal oxides, and are highly effective in blocking radiant heat by diffusely reflecting light in a high temperature range of 500° C. or higher. . That is, it is particularly preferable to use silica particles as the first inorganic particles 2 and titania particles as the second inorganic particles 4 .
  • each of these particles may be used alone or in combination.
  • the heating element can be cooled in multiple stages, and the endothermic action can be exhibited over a wider temperature range.
  • the particle diameter of the oxide particles may affect the effect of reflecting radiant heat. By limiting the average primary particle size to a predetermined range, even higher heat insulating properties can be obtained.
  • the average primary particle diameter of the oxide particles when the average primary particle diameter of the oxide particles is 0.001 ⁇ m or more, it is sufficiently larger than the wavelength of the light that contributes to heating, and the light is efficiently diffusely reflected. Radiative heat transfer of heat in is suppressed, and heat insulation can be further improved.
  • the average primary particle diameter of the oxide particles when the average primary particle diameter of the oxide particles is 50 ⁇ m or less, the number of contact points between particles does not increase even when compressed, and it is difficult to form paths for conductive heat transfer, so conductive heat transfer is particularly dominant. It is possible to reduce the influence on heat insulation in the normal temperature range.
  • the average primary particle size can be determined by observing particles under a microscope, comparing with a standard scale, and averaging 10 arbitrary particles. Nanoparticles will be discussed later.
  • FIG. 2 is an SEM photograph of a cross section of the heat transfer suppressing sheet according to the first embodiment of the present invention when heated to 800°C.
  • FIG. 3 is an SEM photograph of a cross section of the heat transfer suppressing sheet according to the first embodiment of the present invention when heated to 1000°C.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an assembled battery using the heat transfer suppressing sheet according to the first embodiment.
  • the heat transfer suppressing sheet 10 is used in an assembled battery 100, for example.
  • the assembled battery 100 has a plurality of battery cells 20a, 20b, and 20c arranged side by side, connected in series or in parallel, and housed in the battery case 30.
  • FIG. The heat transfer suppression sheet 10 can be interposed between the battery cells 20a, 20b, and 20c, for example.
  • the heat transfer suppression sheet When the battery cell undergoes thermal runaway (abnormality of the battery cell), the heat transfer suppression sheet is heated to a high temperature, and the organic binder 5 with a low melting point disappears (heat transfer suppression sheet after heating to 800 ° C. See FIG. 2), there is a risk that the shape retention, strength, compression characteristics, etc. of the sheet as a whole may be greatly reduced. Then, when the temperature further rises and exceeds the glass transition points of the first inorganic fibers 1 and the first inorganic particles 2, which have relatively low glass transition points, the first inorganic fibers 1 and the first inorganic particles 2 become glass. It softens (softens) into a film, functions as a binder in place of the lost organic binder 5, and contributes to the shape retention, strength, compression characteristics, etc. of the sheet as a whole.
  • the second inorganic fibers 3 and the second inorganic particles 4 with relatively high glass transition points remain in the heat transfer suppressing sheet (showing the heat transfer suppressing sheet after heating at 1000° C. See Figure 3).
  • the first inorganic fibers 1 and the first inorganic particles 2 are softened and deformed, and these become the second inorganic fibers 3 and the second inorganic particles. It spreads so as to fill the gaps between the particles 4 . Therefore, it is possible to maintain the shape retention, strength, compressive properties, etc. of the sheet as a whole.
  • minute spaces are maintained between the second inorganic fibers 3, between the second inorganic particles 4, and between the second inorganic fibers 3 and the second inorganic particles 4. A heat insulating effect is exhibited, and excellent heat transfer suppression performance is exhibited.
  • the first inorganic fibers and the second inorganic fibers preferably have the shapes shown below.
  • inorganic fibers with a large average fiber diameter have the effect of improving the mechanical strength and shape retention of the heat transfer suppressing sheet.
  • the heat transfer suppressing sheet may be subject to impact from the outside, impact resistance is enhanced by including large-diameter inorganic fibers.
  • the impact from the outside includes, for example, pressing force due to expansion of the battery cell, wind pressure due to ignition of the battery cell, and the like.
  • the large-diameter inorganic fibers are linear or needle-shaped.
  • the linear or needle-like fibers refer to fibers having a degree of crimp of less than 10%, preferably 5% or less, which will be described later.
  • the average fiber diameter of the large-diameter inorganic fibers is preferably 1 ⁇ m or more, more preferably 3 ⁇ m or more. more preferred.
  • the average fiber diameter is preferably 20 ⁇ m or less, more preferably 15 ⁇ m or less. preferable.
  • the fiber length is preferably 0.1 mm or more.
  • inorganic fibers with a small average fiber diameter have the effect of improving the retention of inorganic particles and increasing the flexibility of the heat transfer suppressing sheet 10 . Therefore, by reducing the diameter of the other of the first inorganic fibers and the second inorganic fibers, the above effect can be obtained.
  • the small-diameter inorganic fibers are easily deformable and have flexibility. Therefore, the fine inorganic fibers preferably have an average fiber diameter of less than 1 ⁇ m, more preferably 0.1 ⁇ m or less. However, if the fine-diameter inorganic fibers are too fine, they are likely to break, resulting in a decrease in the ability to retain the inorganic particles. In addition, the proportion of the fibers in the heat transfer suppressing sheet 10 that are entangled without retaining the inorganic particles increases, and in addition to the decrease in the ability to retain the inorganic particles, the moldability and shape retention are inferior. Become. Therefore, the average fiber diameter of the fine inorganic fibers is preferably 1 nm or more, more preferably 10 nm or more.
  • the fiber length is preferably 0.1 mm or less. Further, if the fine inorganic fibers are too short, the shape retention and mechanical strength are lowered, so the fiber length is preferably 1 ⁇ m or more.
  • the fine inorganic fibers are preferably dendritic or crimped.
  • the small-diameter inorganic fibers have such a shape, they are entangled with the large-diameter inorganic fibers and inorganic particles in the heat transfer suppressing sheet. Therefore, the ability to retain the inorganic particles is improved.
  • the heat transfer suppressing sheet is subjected to pressing force or wind pressure, the small diameter inorganic fibers are suppressed from sliding and moving. improves.
  • the dendritic structure is a two-dimensionally or three-dimensionally branched structure, such as a feather shape, a tetrapod shape, a radial shape, and a three-dimensional network shape.
  • the average fiber diameter can be obtained by measuring the diameters of the trunk and branch portions at several points by SEM and calculating the average value thereof.
  • the crimped shape is a structure in which the fibers are bent in various directions.
  • the degree of crimp is a structure in which the fibers are bent in various directions.
  • the degree of crimp of fine inorganic fibers is preferably 10% or more, more preferably 30% or more.
  • the degree of crimping is small, it becomes difficult to form entanglements (networks) between large-diameter inorganic fibers and between large-diameter inorganic fibers, as well as the ability to retain the first inorganic particles and the second inorganic particles.
  • the average fiber diameter of either one of the first inorganic fibers 1 and the second inorganic fibers 3 is larger than the average fiber diameter of the other. It is more preferable that the average fiber diameter of 1 is larger than the average fiber diameter of the second inorganic fibers 3 .
  • the average fiber diameter of the first inorganic fiber 1 is large, the first inorganic fiber 1 having a low glass transition point softens faster, and thus becomes hard as a film as the temperature rises.
  • the average fiber diameter of the second inorganic fibers 3 is small, the small-diameter second inorganic fibers 3 remain in the form of fibers even if the temperature rises. It can hold and prevent dust falling.
  • the average fiber length of the first inorganic fibers 1 when the average fiber diameter of the first inorganic fibers 1 is large and the average fiber length of the second inorganic fibers 3 is small, the average fiber length of the first inorganic fibers 1 The length is more preferably longer than the average fiber length of the second inorganic fibers 3, and the crimp degree of the first inorganic fibers 1 is more preferably smaller than the crimp degree of the second inorganic fibers 3. .
  • the first inorganic fiber 1 both a large-diameter linear or acicular inorganic fiber and a small-diameter dendritic or crimped inorganic fiber are used.
  • the inorganic fibers 3 when both a large-diameter linear or acicular inorganic fiber and a small-diameter dendritic or crimped inorganic fiber are used, the first inorganic particles 2 and It is most preferable because the holding effect of the second inorganic particles 4, the mechanical strength and the shape retention can be further enhanced.
  • the orientation length is extended, so the heat dissipation is further improved.
  • the second inorganic fibers 3 are dendritic or crimped, they are easily entangled with the first inorganic fibers 1, which is effective for heat transfer paths and shape retention.
  • first inorganic particles 2 and the second inorganic particles 4 preferably have the following shapes.
  • both the first inorganic particles 2 and the second inorganic particles 4 are not particularly limited, they preferably contain at least one selected from nanoparticles, hollow particles and porous particles. Further, when the average secondary particle diameter is 0.01 ⁇ m or more, it is easy to obtain, and it is possible to suppress an increase in manufacturing cost. Moreover, a desired heat insulation effect can be obtained as it is 200 micrometers or less. Therefore, the average secondary particle size of the first inorganic particles 2 and the second inorganic particles 4 is preferably 0.01 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, more preferably 0.05 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • nanoparticles refers to nanometer-order particles having an average primary particle diameter of less than 1 ⁇ m, which is spherical or nearly spherical. Since nanoparticles have a low density, they have the effect of suppressing conductive heat transfer. Therefore, when nanoparticles are used, the voids are dispersed even more finely, so excellent heat insulation that suppresses convective heat transfer can be obtained. Therefore, heat conduction between adjacent nanoparticles can be suppressed when the battery is normally used in the room temperature range.
  • the main Ingredients other than the ingredients are not particularly limited.
  • the average primary particle size of the nanoparticles is 1 nm or more and 100 nm or less, it is possible to suppress convective heat transfer and conductive heat transfer of heat in the heat transfer suppressing sheet, especially in a temperature range of less than 500 ° C., and heat insulation can be further improved. In addition, even when compressive stress is applied, the gaps remaining between the nanoparticles and contact points between many particles suppress conductive heat transfer, and the heat transfer suppressing sheet can maintain the heat insulation properties. .
  • the average primary particle size of the nanoparticles is more preferably 2 nm or more, and even more preferably 3 nm or more. On the other hand, the average primary particle size of the nanoparticles is more preferably 50 nm or less, even more preferably 10 nm or less.
  • the first inorganic particles 2 and the second inorganic particles 4 are oxide particles
  • using nanoparticles with a small average primary particle size as the oxide particles causes thermal runaway of the battery cell.
  • the heat transfer suppressing sheet 10 is compressed due to the expansion accompanying the heat transfer suppressing sheet 10 and the internal density is increased, an increase in conductive heat transfer of the heat transfer suppressing sheet 10 can be suppressed. This is probably because fine voids are likely to form between the nanoparticles due to the repulsive force of static electricity, and the particles are packed so as to have cushioning properties due to their low bulk density.
  • nanosilica particles in addition to being a material with high heat insulation, the contact points between particles are small, so the amount of heat conducted by nanosilica particles is compared to when silica particles with a large particle size are used. and become smaller.
  • nanosilica particles since generally available nanosilica particles have a bulk density of about 0.1 g/cm 3 , for example, the battery cells arranged on both sides of the heat transfer suppressing sheet thermally expand, On the other hand, even when a large compressive stress is applied, the size (area) and number of contact points between nanosilica particles do not significantly increase, and heat insulation can be maintained. Therefore, it is preferable to use nanosilica particles as the silica particles, which are the first inorganic particles. As nanosilica particles, wet silica, dry silica, airgel, and the like can be used.
  • titania has a high effect of blocking radiant heat
  • nanosilica particles have extremely small conductive heat transfer, and even when compressive stress is applied to the heat transfer suppressing sheet 10, excellent heat insulation can be maintained. Therefore, it is most preferable to use both titania particles and silica nanoparticles as the first inorganic particles 2 and the second inorganic particles 4 .
  • the content of the first inorganic particles 2 is preferably 25% by mass or more and 80% by mass or less with respect to the total mass of the heat transfer suppressing sheet 10.
  • the content is preferably 1% by mass or more and 30% by mass or less. 5 content or more.
  • the content of the organic binder 5 is preferably 5% by mass or more and less than 25% by mass in consideration of the binding performance.
  • the content of the first inorganic fibers 1 is preferably 3% by mass or more and 30% by mass or less, and more preferably 5% by mass or more and 15% by mass or less.
  • the content of the second inorganic fibers 3 is preferably 3% by mass or more and 30% by mass or less, and more preferably 5% by mass or more and 15% by mass or less.
  • the first inorganic fibers 1 and the second inorganic fibers 3 are entangled to form a three-dimensional network to hold the first inorganic particles 2 and the second inorganic particles 4 and other compounding materials described later. If the content is less than , such an effect cannot be sufficiently obtained.
  • thermoplastic particles different from the first inorganic particles 2 and the second inorganic particles 4 other inorganic particles different from the first inorganic fibers 1 and the second inorganic fibers 3
  • Materials such as fibers, organic fibers, and organic binders, which are conventionally used in heat transfer suppressing sheets, may be blended as needed. All of these are useful for the purpose of reinforcing the heat transfer suppressing sheet 10 and improving the formability thereof, and the total amount thereof with respect to the total mass of the heat transfer suppressing sheet 10 is preferably 10% by mass or less.
  • An airgel composite material or the like can be used as the inorganic fiber different from the first inorganic fiber and the second inorganic fiber.
  • Cellulose fibers and the like can be used as organic fibers.
  • These fibers may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
  • organic binder polymer aggregates and acrylic emulsions conventionally used for heat transfer suppression sheets can be used as appropriate.
  • inorganic particles mica, microporous particles, thermally expandable inorganic materials, aerogels and inorganic hydrate particles can be used.
  • thermally expandable inorganic materials include vermiculite, bentonite, mica, and perlite. Hollow polystyrene particles or the like can be used as the organic particles.
  • inorganic hydrate particles are preferred. Inorganic hydrate particles thermally decompose when they receive heat from a heating element and reach a thermal decomposition initiation temperature or higher, releasing their own water of crystallization to lower the temperature of the heating element and its surroundings, a so-called "endothermic effect". express. In addition, after the water of crystallization is released, it becomes a porous body and exhibits heat insulating properties due to its numerous air holes.
  • inorganic hydrates include aluminum hydroxide (Al(OH) 3 ), magnesium hydroxide (Mg(OH) 2 ), calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ), zinc hydroxide (Zn(OH) 2 ), iron hydroxide (Fe(OH) 2 ), manganese hydroxide (Mn(OH) 2 ), zirconium hydroxide (Zr(OH) 2 ), gallium hydroxide (Ga(OH) 3 ), and the like. .
  • aluminum hydroxide has about 35% water of crystallization, and as shown in the following formula, it is thermally decomposed to release water of crystallization to exhibit endothermic action. After releasing the water of crystallization, it becomes porous alumina (Al 2 O 3 ) and functions as a heat insulating material. 2Al (OH) 3 ⁇ Al2O3 + 3H2O
  • the assembled battery of the present invention preferably has the heat transfer suppressing sheet 10 interposed between the battery cells. Temperature continues to rise to around °C. Therefore, the inorganic particles are preferably composed of an inorganic hydrate having a thermal decomposition initiation temperature of 200° C. or higher.
  • the thermal decomposition initiation temperatures of the inorganic hydrates listed above are about 200° C. for aluminum hydroxide, about 330° C. for magnesium hydroxide, about 580° C. for calcium hydroxide, about 200° C. for zinc hydroxide, Iron oxide is about 350°C, manganese hydroxide is about 300°C, zirconium hydroxide is about 300°C, and gallium hydroxide is about 300°C. It can be said that it is a preferable inorganic hydrate because it almost overlaps with and can efficiently suppress the temperature rise.
  • the average secondary particle size of the inorganic hydrate particles is preferably 0.01 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, more preferably 0.05 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • water-containing porous material as the inorganic particles.
  • the water-containing porous material include zeolite, kaolinite, montmorillonite, acid clay, diatomaceous earth, wet silica, dry silica, aerogel, mica, vermiculite, and the like. It is also preferable to use a combination of a plurality of types of the above water-containing porous bodies. It is also preferable to provide a layer containing a large amount of the water-containing porous material on the surface in order to suppress the temperature rise.
  • the total amount of other compounding materials is preferably 10% by mass or less with respect to the total mass of the heat transfer suppressing sheet.
  • the heat transfer suppressing sheet 10 is manufactured by molding fiber components, particle components, and other compounding materials by a dry molding method or a wet molding method.
  • a dry molding method for example, a press molding method (dry press molding method) and an extrusion molding method (dry extrusion molding method) can be used.
  • the fibrous component, the particulate component and other compounding materials are introduced into a mixer, such as a V-type mixer, in predetermined proportions. After the materials put into the mixer are sufficiently mixed, the mixture is put into a predetermined mold and press-molded to obtain a heat transfer suppressing sheet. At the time of press molding, it may be heated as necessary.
  • the press pressure during press molding is preferably in the range of 0.98 MPa or more and 9.80 MPa or less. If the pressing pressure is less than 0.98 MPa, the obtained heat transfer suppressing sheet cannot maintain its strength and may collapse. On the other hand, if the pressing pressure exceeds 9.80 MPa, there is a risk that workability will be reduced due to excessive compression, or that solid heat transfer will increase due to an increase in bulk density, resulting in a reduction in heat insulating properties.
  • EVA ethylene-vinyl acetate copolymer
  • Any organic binder can be used without particular limitation.
  • a paste is prepared by adding a fiber component, a particle component and other compounding materials in a predetermined ratio to water and kneading the mixture with a kneader. Thereafter, the heat transfer suppressing sheet can be obtained by extruding the obtained paste through a slit-shaped nozzle using an extruder and drying it.
  • the dry extrusion molding method it is preferable to use methyl cellulose, water-soluble cellulose ether, etc. as the organic binder, but if it is an organic binder generally used when using the dry extrusion molding method, it is particularly limited. can be used without
  • a liquid mixture is prepared by adding a fiber component, a particle component and other compounding materials to water in a predetermined ratio, mixing them in water, and stirring them with a stirrer. After that, a wet sheet is produced by dehydrating the obtained mixed liquid through a mesh for filtration. After that, the heat transfer suppressing sheet can be obtained by heating and pressing the obtained wet sheet.
  • a through-drying process may be carried out in which hot air is passed through the wet sheet to dry the sheet. You can pressurize.
  • cationized starch or acrylic resin can be selected as the organic binder.
  • the heat transfer suppressing sheet 10 contains the second inorganic fibers
  • the first inorganic fibers and the second inorganic fibers are entangled to form a three-dimensional network.
  • a second embodiment having a three-dimensional network formed by inorganic fibers will be described with reference to the drawings.
  • a structure having a three-dimensional network is hereinafter referred to as a three-dimensional web structure.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of a heat transfer suppression sheet according to a second embodiment of the present invention.
  • the inorganic particles 21 constituting the particle component are uniformly dispersed
  • the first inorganic fibers 23 are uniformly dispersed and oriented in one direction parallel to the main surface of the sheet;
  • the second inorganic fibers 24 are entangled with the first inorganic fibers 23 to form a three-dimensional web structure.
  • the inorganic particles 21 contain a plurality of types of inorganic particles
  • one type selected from the plurality of types of inorganic particles can be used as the first inorganic particles 2 in the first embodiment. That is, also in the second embodiment, the main component of the inorganic particles 21 (first inorganic particles 2) constituting the particle component and the main component of the first inorganic fibers 23 are the same. Also, the content of the main component in the first inorganic particles is higher than the content of the main component in the first inorganic fibers 23 .
  • the first inorganic fibers 23 are oriented in layers in one direction parallel to the main surfaces 10a and 10b of the heat transfer suppressing sheet 32 . Also, the first inorganic fibers 23 are entangled with the second inorganic fibers 24 to form a three-dimensional web structure. At the same time, the inorganic particles 21 are uniformly spread and held in the spaces between the first inorganic fibers 23 and the second inorganic fibers 24 . The inorganic particles 21, the first inorganic fibers 23, and the second inorganic fibers 24 are all heat-resistant materials. In addition, since countless minute spaces are formed between particles, between particles and fibers, and between fibers, and the heat insulating effect of air is exhibited, the heat transfer suppressing performance is excellent.
  • oriented in one direction does not mean that all the first inorganic fibers 23 are oriented in that direction. should be strong.
  • it can be determined by visual confirmation that the first inorganic fibers 23 are oriented in a specific direction. It can be confirmed by increasing by 5% or more.
  • the inorganic particles 21 and the first inorganic fibers 23 “uniformly dispersed” means that the inorganic particles 21 and the first inorganic fibers 23 are not extremely unevenly distributed and are spread all over. show how it is.
  • the material, shape, average fiber diameter and average fiber length of the first inorganic fibers 23 and the second inorganic fibers 24 are the same as those of the first inorganic fibers 1 and the second inorganic fibers 3 in the first embodiment. be.
  • the material, shape, and particle size of the inorganic particles 21 are also the same as those of the first inorganic particles 2 and the second inorganic particles 4 in the first embodiment, and at least one inorganic particle among the inorganic particles 21 may correspond to the first inorganic particles 2 in the first embodiment.
  • the heat transfer suppression sheet 32 according to the second embodiment can be applied to the assembled battery shown in FIG. That is, the heat transfer suppression sheet 32 can be interposed between the battery cells 20a, 20b, 20c, for example.
  • the main component of at least one of the first inorganic fibers 23 and the inorganic particles 21 is the same, and the content of the main component in the inorganic particles is the same as the first inorganic particle. than the content of the main component in the inorganic fibers 23, the same effects as in the first embodiment can be obtained.
  • the first inorganic fibers 23 are uniformly dispersed while being oriented in one direction parallel to the main surface. The heat insulation and heat dissipation are excellent and uniform, and the heat generated from the battery cells can be effectively dissipated.
  • the first inorganic fibers 23 and the second inorganic fibers 24 are entangled to form a three-dimensional web structure, and the second inorganic fibers 24 connect the first inorganic fibers and the first inorganic fibers. It functions as a connecting heat transfer path. That is, the heat transferred in the thickness direction of the heat transfer suppressing sheet 32 by the second inorganic fibers 24 is transferred in the direction parallel to the main surface of the heat transfer suppressing sheet 32 by the first inorganic fibers 23 to be radiated. can be done. Furthermore, the three-dimensional web structure provides excellent strength.
  • the heat transfer suppressing sheet 32 in the second embodiment has excellent heat insulating performance, and that both the first inorganic fibers 23 and the second inorganic fibers 24 have low thermal conductivity.
  • the second inorganic fibers 24 preferably have a higher thermal conductivity than the first inorganic fibers 23 because they serve as heat transfer paths connecting the first inorganic fibers oriented in layers. Therefore, considering heat insulating performance, the thermal conductivity of the second inorganic fibers 24 is preferably 41 [W/m ⁇ K] or less.
  • the content of the inorganic particles 21 is preferably 30% by mass or more and 80% by mass or less with respect to the total mass of the heat transfer suppressing sheet 32 .
  • the content of the inorganic particles 21 is more preferably 40% by mass or more and 70% by mass or less, and 50% by mass or more and 60% by mass or less.
  • the total content of the first inorganic fibers 23 and the second inorganic fibers 24 is preferably 5% by mass or more and 30% by mass or less with respect to the total mass of the heat transfer suppressing sheet 32 .
  • the total content of the first inorganic fibers 23 and the second inorganic fibers 24 is more preferably 10% by mass or more and 25% by mass or less, and 15% by mass or more and 20% by mass or less.
  • ⁇ Method for Manufacturing Heat Transfer Suppressing Sheet According to Second Embodiment> As a method for manufacturing the heat transfer suppressing sheet according to the second embodiment, first, the inorganic particles 21, the first inorganic fibers 23, and other compounding materials are added to water at a predetermined ratio, and kneaded with a kneader, Prepare a paste. After that, the obtained paste is extruded through a slit-shaped nozzle using an extruder to obtain the first member.
  • the first member is a sheet-like wet material, in which the first inorganic fibers 23 are oriented in one direction and the inorganic particles 21 are held between the fibers.
  • the inorganic particles 21, the second inorganic fibers 24, and other compounding materials are dry-mixed at a predetermined ratio and press-molded to obtain the second member.
  • This second member is sheet-like, and the second inorganic fibers 24 are randomly present, and the inorganic particles 21 are held between the fibers.
  • the heat transfer suppressing sheet 32 is obtained by alternately laminating a plurality of the first members and the second members, press-molding the whole, and drying. During press molding, the second inorganic fibers 24 randomly present in the second member enter the wet first member and become entangled with the first inorganic fibers 23 . Then, by drying, such a state is maintained to form the heat transfer suppressing sheet 32 .
  • the thickness of the heat transfer suppressing sheet is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.05 to 6 mm.
  • the thickness of the heat transfer suppressing sheet is 0.05 mm or more, sufficient mechanical strength can be imparted to the heat transfer suppressing sheet.
  • the thickness of the heat transfer suppressing sheet is 6 mm or less, it is possible to obtain good assembling performance.
  • Thermal conductivity can be given as an index representing heat insulation performance.
  • the thermal conductivity of the heat transfer suppressing sheet is preferably less than 1 (W/m ⁇ K), and is preferably 0.1 (W/m ⁇ K) or less. It is more preferably less than 5 (W/m ⁇ K), more preferably less than 0.2 (W/m ⁇ K). Furthermore, the thermal conductivity is more preferably less than 0.1 (W/m ⁇ K), more preferably less than 0.05 (W/m ⁇ K), and more preferably less than 0.02 (W/m ⁇ K). K) is particularly preferred.
  • the thermal conductivity can be measured according to JIS R 2251 "Testing method for thermal conductivity of refractories".
  • the assembled battery 100 according to the first embodiment has a plurality of battery cells 20a, 20b, and 20c arranged side by side, connected in series or in parallel, and stored in a battery case 30.
  • the heat transfer suppressing sheet 10 is interposed between the battery cells 20a, 20b, and 20c.
  • the heat transfer suppressing sheet 10 is interposed between the battery cells 20a, 20b, and 20c. Instead, it may be arranged between the battery cells 20 a , 20 b , 20 c and the battery case 30 or attached to the inner surface of the battery case 30 .
  • heat transfer suppression sheet 10 is interposed between the battery cells 20a, 20b, and 20c in the assembled battery 100, heat transfer between the battery cells 20a, 20b, and 20c is prevented during normal use. can be suppressed.
  • the presence of the heat transfer suppression sheet 10 according to the present embodiment suppresses the heat transfer between the battery cells 20a, 20b, and 20c. can be suppressed. Therefore, a chain of thermal runaway can be prevented, and adverse effects on other battery cells can be minimized.
  • the heat transfer suppressing sheet 10 is interposed between the battery cells 20a, 20b, and 20c, directly attached to the inner bottom surface of the battery case 30, or attached to the ceiling surface or side wall of the battery case 30. You may arrange
  • the assembled battery according to the present embodiment is used in an electric vehicle (EV) or the like, and may be placed under the passenger's floor. In this case, even if the battery cell catches fire, the safety of the passenger can be ensured.
  • the heat transfer suppressing sheet interposed between each battery cell can also be placed between the battery cell and the battery case. A cost-effective and safe assembled battery can be constructed.
  • the heat transfer suppressing sheet according to each of the above embodiments can be easily bent depending on the selection of constituent components and thickness. Therefore, it is possible to adapt to any shape without being affected by the shape of the battery cell. Specifically, in addition to prismatic batteries, it can also be applied to cylindrical batteries, flat-plate batteries, and the like.
  • Glass fiber as the first inorganic fiber
  • nanosilica particles which are the first inorganic particles
  • acrylic resin as the organic binder
  • the glass fibers, which are the first inorganic fibers contain 60% by mass of silica
  • the nanosilica particles, which are the first inorganic particles contain 99% by mass of silica, both of which are mainly composed of silica.
  • first inorganic fibers (glass fibers) 1 and second inorganic fibers (alumina fibers) 3 are entangled to form a three-dimensional network, and first inorganic particles (nanosilica particles) 2 and It can be seen that the second inorganic particles (titania particles) 4 are retained.
  • organic binder (acrylic resin) 5 enters and binds these gaps, although they appear black in the figure.
  • the heat transfer suppression sheet was exposed to a high temperature of 800°C, and its cross section was photographed with an SEM.
  • the organic binder (acrylic resin) 5 disappears, and the first inorganic fiber (glass fiber) 1, the second inorganic fiber (alumina fiber) 3, and the first inorganic particles (nanosilica particles) are formed. 2 and second inorganic particles (titania particles) 4 remain.
  • FIG. 3 shows a SEM photograph of the cross section of the heat transfer suppressing sheet at 1000° C. with the temperature further increased. Even at this temperature, the second inorganic fibers (alumina fibers) 3 and the second inorganic particles (titania particles) 4 known to remain.
  • the heat transfer suppressing sheet has a high temperature of 1000 ° C., which is much higher than the glass transition point (Tg: 500-550 ° C.) of the first inorganic fiber (glass fiber) 1 and the first inorganic particles (nano silica particles) 2.
  • Tg glass transition point
  • the first inorganic fibers (glass fibers) 1 and the first inorganic particles (nanosilica particles) 2 are softened and deformed. It can be seen that It is considered that these spread so as to fill the gaps between the second inorganic fibers (alumina fibers) 3 and the second inorganic particles (titania particles) 4, thereby functioning as a binder.

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)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Thermal Insulation (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

繊維と粒子との分散性を良好にして繊維による粒子の保持性能をより高めることにより、熱伝達抑制シートに要求されている保形性や強度、圧縮特性などを更に向上させるとともに、電池セルが熱暴走を起こしたとしても、シート全体としての保形性や強度、圧縮特性などの低下を防ぐ。熱伝達抑制シートは、繊維成分と粒子成分とを含むとともに、繊維成分に含まれる第１の無機繊維（１）の主成分と、粒子成分に含まれる第１の無機粒子（２）の主成分とが同一種であり、かつ、第１の無機粒子（２）における主成分の含有量が第１の無機繊維（１）における主成分の含有量よりも多い。

Description

熱伝達抑制シート及び組電池
　本発明は、例えば、電気自動車又はハイブリッド車などを駆動する電動モータの電源となる組電池、並びに組電池に用いられる熱伝達抑制シートに関する。
　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など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などには、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などに比べて、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が、電池の内部短絡や過充電などが原因で１つの電池セルに熱暴走が生じた場合（すなわち「電池セルの異常時」の場合）、隣接する他の電池セルへ熱の伝播が起こることで、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ための技術として、電池セル間に熱伝達抑制シートを介在させることが行われている。例えば、特許文献１には、繊維とシリカエアロゲルとを含む熱伝達抑制シートが記載されている。また、特許文献２には、鉱物系粉体及び難燃剤の少なくとも一方と、熱硬化性樹脂や熱可塑性エラストマー、ゴムから選択される有機バインダとしてのマトリックス樹脂とを含む熱伝達抑制シートが記載されている。
日本国特開２０１７－２１５０１４号公報 日本国特開２０１８－２０６６０５号公報
　ここで、熱伝達抑制シートにおいては、熱伝達抑制効果を有する粒子を良好に保持すること（すなわち、粉落ちを抑制すること）が要求されており、特許文献１では、シリカエアロゲルを繊維で保持することが行われている。その際、保持性能を高めるために、有機バインダを用いることが広く行われている。
　熱伝達抑制シートの製造では、繊維と粒子とを含む水性スラリーを、濾過用のメッシュを介して脱水して得た湿潤シートを加熱・加圧することが広く行われている。その際、水性スラリー中での繊維と粒子との極性などが、両者の分散性に大きく影響する。また、有機バインダを含む場合には、有機バインダと繊維との親和性、有機バインダと粒子との親和性が、結着性に大きく影響する。その結果、得られる熱伝達抑制シートでは、繊維や粒子が偏在して粒子の保持性能が低下したり、シート全体の強度が低下する。
　また、電池セルが熱暴走を起こすと、セル温度は急激に上昇して１０００℃近くに達することもあるが、有機バインダを使用していると、熱暴走時の高温になった際に有機バインダが溶融、消失してシート全体としての保形性や強度、圧縮特性などが大きく低下してしまう。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、繊維と粒子との分散性を良好にして繊維による粒子の保持性能をより高めることにより、熱伝達抑制シートに要求されている保形性や強度、圧縮特性などを更に向上させるとともに、電池セルが熱暴走を起こしたとしても、シート全体としての保形性や強度、圧縮特性などの低下を防ぐことを目的とする。
　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］　繊維成分と粒子成分とを含むとともに、
　前記繊維成分に含まれる第１の無機繊維の主成分と、前記粒子成分に含まれる第１の無機粒子の主成分とが同一種であり、かつ、
　前記第１の無機粒子における前記主成分の含有量が前記第１の無機繊維における前記主成分の含有量よりも多い、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］～［１５］に関する。
［２］　前記主成分が、シリカである、［１］に記載の熱伝達抑制シート。
［３］　前記第１の無機繊維がガラス繊維であり、前記第１の無機粒子がシリカ粒子である、［１］又は［２］に記載の熱伝達抑制シート。
［４］　前記繊維成分が、前記第１の無機繊維及び前記第１の無機粒子よりもガラス転移点が高い第２の無機繊維を含む、［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、［４］に記載の熱伝達抑制シート。
［６］　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、［４］又は［５］に記載の熱伝達抑制シート。
［７］　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、［４］～［６］のいずれか１つに記載の熱伝達抑制シート。
［８］　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、［４］～［７］のいずれか１つに記載の熱伝達抑制シート。
［９］　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、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、［４］～［８］のいずれか１つに記載の熱伝達抑制シート。
［１０］　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、カーボン繊維、炭化ケイ素繊維、天然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、［４］～［９］のいずれか１つに記載の熱伝達抑制シート。
［１１］　前記粒子成分が、前記第１の無機繊維及び前記第１の無機粒子よりもガラス転移点が高い第２の無機粒子を含む、［１］～［１０］のいずれか１つに記載の熱伝達抑制シート。
［１２］　前記第２の無機粒子がチタニア粒子、ジルコニア粒子、ジルコン粒子及びチタン酸バリウム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、［１１］に記載の熱伝達抑制シート。
［１３］　前記粒子成分を構成する無機粒子は、一様に分散し、
　前記第１の無機繊維は、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おり、
　前記第２の無機繊維は、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している、［４］～［１２］のいずれか１つに記載の熱伝達抑制シート。
［１４］　前記第２の無機繊維の熱伝導率が４１［Ｗ／ｍ・Ｋ］以下である、［１３］に記載の熱伝達抑制シート。
［１５］　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、［１３］又は［１４］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［１６］の構成により達成される。
［１６］　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、
　［１］～［１５］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、第１の無機繊維の主成分と、第１の無機粒子の主成分とが同一種であるため、両者の親和性が高くなり、製造時の分散性が良好となり、シート中での偏在が無くなり、第１の無機繊維による第１の無機粒子の保持性能が高まる。また、繊維成分が絡み合って３次元ネットワーク（Ｗｅｂ構造又はウエッブ構造ともいう。）を形成する。その結果、シート全体としての保形性や強度、圧縮特性などが更に向上する。
　また好ましくは、第１の無機繊維及び第１の無機粒子よりもガラス転移点が高い第２の無機繊維及び第２の無機粒子を更に含有することにより、電池セルが熱暴走を起こしたとしても、ガラス転移点が比較的低い第１の無機繊維及び第１の無機粒子がガラス化（軟化）して結着剤として機能する。それとともに、ガラス転移点が比較的高い第２の無機繊維及び第２の無機粒子が熱伝達抑制シート内に残存する。そのため、電池セルが熱暴走を起こした場合でも、シート全体としての保形性や強度、圧縮特性などが維持される。
　本発明の組電池においては、上記の熱伝達抑制シートが用いられている。したがって、本発明の組電池は安定した動作が持続し、電池セルの熱暴走が起こっても、被害を最小限に抑制することができる。
図１は、本発明の第１実施形態に係る熱伝達抑制シートにおける、製造直後（通常使用時）における断面を撮影したＳＥＭ写真である。 図２は、本発明の第１実施形態に係る熱伝達抑制シートにおける、８００℃に加熱した時の断面を撮影したＳＥＭ写真である。 図３は、本発明の第１実施形態に係る熱伝達抑制シートにおける、１０００℃に加熱した時の断面を撮影したＳＥＭ写真である。 図４は、第１実施形態に係る熱伝達抑制シートを用いた組電池を模式的に示す断面図である。 図５は、本発明の第２実施形態に係る熱伝達抑制シートの構成を示す模式図である。
　以下、本発明の実施形態に係る熱伝達抑制シート及び組電池に関して、図面を参照しつつ詳細に説明する。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。
［１．熱伝達抑制シート］
〔第１実施形態〕
　本発明の第１実施形態に係る熱伝達抑制シートは、
　繊維成分と粒子成分とを含むとともに、
　上記繊維成分に含まれる第１の無機繊維の主成分と、上記粒子成分に含まれる第１の無機粒子の主成分とが同一種であり、かつ、
　上記第１の無機粒子における主成分の含有量が、上記第１の無機繊維における上記主成分の含有量よりも多い、ことを特徴とする。
　なお、本発明において「主成分」とは、一つの材料を構成する全成分の中で５０質量％以上を占める成分のことである。好ましくは、主成分は６０質量％以上、より好ましくは、７０質量％以上、更に好ましくは、８０質量％以上、より更に好ましくは、９０質量％以上を占める。
　第１の無機繊維及び第１の無機粒子の各主成分が同一種であるため、両者の親和性が高く、製造時の分散性が良好となり、得られる熱伝達抑制シート中でそれぞれが偏在することがなくなる。そのため、第１の無機繊維による第１の無機粒子の保持性能が高まる。
　以下、本発明の第１実施形態に係る熱伝達抑制シートについて、詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る熱伝達抑制シートにおける、製造直後（通常使用時）における断面を撮影したＳＥＭ写真である。
　図１に示すように、繊維成分は、第１の無機繊維１を含み、粒子成分は、第１の無機粒子２を含む。また、本実施形態において、繊維成分は、第１の無機繊維１及び第１の無機粒子２よりも、ガラス転移点が高い第２の無機繊維３を含有している。さらに、粒子成分は、第１の無機繊維１及び第１の無機粒子２よりも、ガラス転移点が高い第２の無機粒子４を含有している。さらにまた、第１の無機繊維１、第１の無機粒子２、第２の無機繊維３及び第２の無機粒子４の間に、有機バインダ５が入り込んでこれらを結着している。
（第１の無機繊維）
　繊維成分に含まれる第１の無機繊維１は非晶質の繊維が好ましく、ガラス繊維やグラスウール、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、リフラクトリーセラミック繊維、バサルトファイバ、ソルブルファイバを好適に用いることができ、これらはそれぞれ単独でも、複数種を混合して使用してもよい。中でも、融点が７００℃未満である無機繊維が好ましく、多くの非晶質の無機繊維を用いることができる。特に、主成分として、優れた断熱性を有するシリカを含む繊維であることが好ましく、安価で、入手も容易で、取扱い性等に優れることから、ガラス繊維がより好ましい。
（第１の無機粒子）
　粒子成分に含まれる第１の無機粒子２は、その主成分が第１の無機繊維１の主成分と同一種である。上記したように、第１の無機繊維１としては主成分としてシリカを含む繊維が好ましいことから、第１の無機粒子２も、主成分が同一種のシリカであるシリカ粒子が好ましい。また、ガラス繊維中のシリカ含有量は、繊維状に加工するために種々の材料が混入しており、シリカ粒子中のシリカ含有量（シリカ純度）よりも低くなる。
　また、大径粒子と小径粒子とを混合使用することも好ましい。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と、より緻密な構造となり、熱伝達抑制シートの強度をより向上させることができる。
（第２の無機繊維）
　繊維成分は、第２の無機繊維３を含んでいてもよい。第２の無機繊維３は、第１の無機繊維１及び第１の無機粒子２よりも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。第２の無機繊維３としては、ガラス転移点が１０００℃以上であることが好ましく、多くの結晶性の無機繊維を用いることができる。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１及び第１の無機粒子２は、高温にさらされると、その表面が第２の無機繊維３より先に軟化する。
　一方、ガラス転移点が比較的高い第２の無機繊維３は、電池セルの熱暴走時において、第１の無機繊維１及び第１の無機粒子２が軟化、溶融しても、シート内に残存してシート形状を維持し、電池セル間に存在し続けることができる。したがって、軟化した第１の無機繊維１が、後述する第２の無機粒子４、第２の無機繊維３等を結着し、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。また、高温にさらされても第２の無機繊維３が溶融又は軟化せず残存するため、第２の無機粒子４との間の微小な空間、更には第１の無機繊維１や第１の無機粒子２の中で残存しているものがあると、これらとの間の微小な空間が維持され、空気による断熱効果が発揮され、優れた熱伝達抑制性能を示すことができる。
　第２の無機繊維３として、具体的には、アルミナ繊維、ムライト繊維、アルミナシリケート繊維、カーボン繊維、炭化ケイ素繊維、ウォラストナイト等の天然鉱物系繊維、ジルコニア繊維を好適に用いることができる。また、これらの繊維はそれぞれ単独でも、複数種を組みわせてもよい。中でも、融点が１０００℃を超えるものであると、電池セルの熱暴走が発生しても、第２の無機繊維３は溶融又は軟化せず、その形状を維持することができるため、好適に使用することができる。
　第２の無機繊維３が非晶質である場合であっても、第１の無機繊維１よりもガラス転移点が高い繊維であれば、使用することができる。例えば、第１の無機繊維１よりガラス転移点が高いガラス繊維を第２の無機繊維３として用いてもよい。
　なお、上記のとおり、第１の無機繊維１は第２の無機繊維３よりもガラス転移点が低く、高温にさらされたときに、第１の無機繊維１が先に軟化するため、第１の無機繊維１で第２の無機粒子４及び第２の無機繊維３を結着することができる。しかし、例えば、第２の無機繊維３が非晶質であって、その繊維径が第１の無機繊維１の繊維径よりも細い場合に、第１の無機繊維１と第２の無機繊維３とのガラス転移点が接近していると、第２の無機繊維３が先に軟化するおそれがある。したがって、第２の無機繊維３が非晶質の繊維である場合に、第２の無機繊維３のガラス転移点は、第１の無機繊維１のガラス転移点よりも１００℃以上高いことが好ましく、３００℃以上高いことがより好ましい。
（第２の無機粒子）
　粒子成分は、第１の無機繊維１及び第１の無機粒子２よりも、ガラス転移点が高い第２の無機粒子４を含有してもよい。第２の無機粒子４の材質は特に限定されないが、酸化物粒子、炭化物粒子、窒化物粒子等を用いることができる。中でも、酸化物粒子を使用することが好ましく、ガラス転移点が１０００℃以上であることが好ましい。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、第２の無機粒子４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、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、アルミナ粒子等を好適に用いることができ、中でも、チタニア粒子が好ましい。チタニア粒子は他の金属酸化物と比較して屈折率が高く、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、熱伝達抑制シートの耐熱性を高める上で好ましい。すなわち、第１の無機粒子２としてシリカ粒子を使用し、第２の無機粒子４としてチタニア粒子を使用することが特に好ましい。
　また、これらの粒子はそれぞれ単独でも、複数種を組みわせてもよい。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。なお、複数種を組みわせる場合は、第１の無機粒子と同様に、大径粒子と小径粒子とを混合使用することも好ましく、大径の無機粒子同士の隙間に小径の無機粒子が入り込んで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とともに、強度が高まる。
　第１の無機粒子２及び第２の無機粒子４のいずれか一方又は両方が酸化物粒子である場合に、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。
　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シート内における熱の放射伝熱が抑制され、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。
　２種以上の酸化物粒子を使用する場合に、大径粒子と小径粒子（ナノ粒子）とを混合使用することも好ましく、この場合の大径粒子の平均一次粒子径は、１μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましく、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。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。ナノ粒子については後述する。
　なお、第２の無機繊維及び第２の無機粒子は、より高温での対応性のために、ガラス転移点がより高いものほど好ましい。
　第２の無機繊維３及び第２の無機粒子４を含有することにより得られる効果について、図１～図４を用いて以下に説明する。図２は、本発明の第１実施形態に係る熱伝達抑制シートにおける、８００℃に加熱した時の断面を撮影したＳＥＭ写真である。図３は、本発明の第１実施形態に係る熱伝達抑制シートにおける、１０００℃に加熱した時の断面を撮影したＳＥＭ写真である。図４は、第１実施形態に係る熱伝達抑制シートを用いた組電池を模式的に示す断面図である。
　図４に示すように、本実施形態に係る熱伝達抑制シート１０は、例えば、組電池１００に使用される。具体的な構成として、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る。そして、熱伝達抑制シート１０は、例えば、電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ間に介在させることができる。
　電池セルが熱暴走を起こすと（電池セルの異常時）、熱伝達抑制シートは高温度に加熱され、まず、融点の低い有機バインダ５が消失し（８００℃加熱後の熱伝達抑制シートを示す図２を参照）、シート全体としての保形性や強度、圧縮特性などが大きく低下するおそれがある。そして、更に温度が高まり、ガラス転移点が比較的低い第１の無機繊維１や第１の無機粒子２のガラス転移点を超えると、第１の無機繊維１や第１の無機粒子２がガラス化（軟化）して膜状となり、消失した有機バインダ５に代替して結着剤として機能して、シート全体としての保形性や強度、圧縮特性などに寄与する。
　その後、温度が高まっても、ガラス転移点が比較的高い第２の無機繊維３及び第２の無機粒子４は、熱伝達抑制シート中に残存する（１０００℃加熱後の熱伝達抑制シートを示す図３を参照）。また、図３のＡ部やＢ部で示されるように、第１の無機繊維１及び第１の無機粒子２は、軟化して変形し、これらは第２の無機繊維３及び第２の無機粒子４の隙間を埋めるように広がる。したがって、シート全体としての保形性や強度、圧縮特性などを維持することができる。それとともに、第２の無機繊維３間、第２の無機粒子４間、並びに第２の無機繊維３と第２の無機粒子４との間の微小な空間が維持され、これら空間において、空気による断熱効果が発揮されて、優れた熱伝達抑制性能を呈する。
（第１の無機繊維と第２の無機繊維の形状）
　第１の無機繊維と第２の無機繊維は、下記に示す形状が好ましい。
　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１及び第２の無機繊維３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。
　また、機械的強度や保形性を更に向上させるためには、太径の無機繊維は、線状又は針状であることが特に好ましい。なお、線状又は針状の繊維とは、後述の捲縮度が例えば１０％未満、好ましくは５％以下である繊維をいう。
　より具体的には、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ためには、太径の無機繊維の平均繊維径は１μｍ以上であることが好ましく、３μｍ以上であることがより好ましい。ただし、太径の無機繊維が太すぎると、熱伝達抑制シートへの成形性、加工性が低下するおそれがあるため、平均繊維径は２０μｍ以下であることが好ましく、１５μｍ以下であることがより好ましい。
　また、太径の無機繊維は長すぎても成形性や加工性が低下するおそれがあるため、繊維長を１００ｍｍ以下とすることが好ましい。さらに、太径の無機繊維は短すぎても保形性や機械的強度が低下するため、繊維長を０．１ｍｍ以上とすることが好ましい。
　一方、平均繊維径が細い（細径の）無機繊維は、無機粒子の保持性を向上させるとともに、熱伝達抑制シート１０の柔軟性を高める効果を有する。したがって、第１の無機繊維及び第２の無機繊維のうち、他方を細径にすることにより、上記効果を得ることができる。
　より具体的には、無機粒子の保持性を向上させるためには、細径の無機繊維は変形が容易で、柔軟性を有することが好ましい。したがって、細径の無機繊維は、平均繊維径が１μｍ未満であることが好ましく、０．１μｍ以下であることがより好ましい。ただし、細径の無機繊維が細すぎると破断しやすく、無機粒子の保持能力が低下する。また、無機粒子を保持せずに繊維が絡み合ったままで熱伝達抑制シート１０中に存在する割合が多くなり、無機粒子の保持能力の低下に加えて、成形性や保形性にも劣るようになる。そのため、細径の無機繊維の平均繊維径は１ｎｍ以上が好ましく、１０ｎｍ以上がより好ましい。
　また、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。さらに、細径の無機繊維は短すぎても形状保持性や機械的強度が低下するため、繊維長を１μｍ以上とすることが好ましい。
　さらに、細径の無機繊維は、樹枝状又は縮れ状であることが好ましい。細径の無機繊維がこのような形状であると、熱伝達抑制シートにおいて、太径の無機繊維や無機粒子と絡み合う。そのため、無機粒子の保持能力が向上する。また、熱伝達抑制シートが押圧力や風圧を受けた際に、細径の無機繊維が滑って移動することが抑制され、このことにより、特に外部からの押圧力や衝撃に抗する機械的強度が向上する。
　なお、樹枝状とは、２次元的または３次元的に枝分かれした構造であり、例えば羽毛状、テトラポット形状、放射線状、立体網目状である。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。
　また、縮れ状とは、繊維が様々な方向に屈曲した構造である。縮れ形態を定量化する方法の一つとして、電子顕微鏡写真からその捲縮度を算出することが知られており、例えば下記式から算出することができる。
　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、第１の無機粒子や第２の無機粒子の保持能力や、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。
　上述のとおり、第１の無機繊維１及び第２の無機繊維３のいずれか一方の平均繊維径が、他方の平均繊維径よりも大きいことが好ましいが、本発明においては、第１の無機繊維１の平均繊維径が、第２の無機繊維３の平均繊維径よりも大きいことがより好ましい。第１の無機繊維１の平均繊維径が太径であると、ガラス転移点が低い第１の無機繊維１の方が早く軟化するため、温度の上昇に伴って膜状となって硬くなる。一方、第２の無機繊維３の平均繊維径が細径であると、温度が上昇しても細径の第２の無機繊維３が繊維の形状で残存するため、熱伝達抑制シートの構造を保持し、粉落ちを防止することができる。
　また、本発明においては、第１の無機繊維１の平均繊維径が太径であり、第２の無機繊維３の平均繊維長が細径である場合に、第１の無機繊維１の平均繊維長は、第２の無機繊維３の平均繊維長よりも大きいことがより好ましく、第１の無機繊維１の捲縮度は、第２の無機繊維３の捲縮度よりも小さいことがより好ましい。
　なお、第１の無機繊維１として、太径であって線状又は針状の無機繊維と、細径であって樹枝状又は縮れ状の無機繊維との両方が使用されており、第２の無機繊維３として、太径であって線状又は針状の無機繊維と、細径であって樹枝状又は縮れ状の無機繊維との両方が使用されていると、第１の無機粒子２及び第２の無機粒子４の保持効果、機械的強度及び保形性をより一層高めることができるため、最も好ましい。
　また、第１の無機繊維１の平均繊維長が第２の無機繊維３よりも大きいことにより、配向長さが伸びるため放熱性がより高まる。更には、第２の無機繊維３が樹枝状又は縮れ状であるため第１の無機繊維１との交絡が容易であり、伝熱パスや形状保持に効果的となる。
（第１の無機粒子及び第２の無機粒子の形状）
　また、第１の無機粒子２及び第２の無機粒子４は、下記の形状であることが好ましい。
　第１の無機粒子２及び第２の無機粒子４とも、その形状及び大きさについて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い。また、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、第１の無機粒子２及び第２の無機粒子４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。
　熱伝達抑制シート１０中の粒子成分のうち、少なくとも１種の粒子成分として、ナノ粒子を含むことがより好ましい。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する効果を有する。したがって、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。なお、例えば第１の無機粒子２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って、第１の無機繊維１と同一の主成分を有するものであれば、主成分以外の成分について特に限定されない。
　また、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。
　第１の無機粒子２及び第２の無機粒子４のいずれか一方又は両方が酸化物粒子である場合に、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１０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１０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。
　ナノ粒子として、例えばナノシリカ粒子は、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、ナノシリカ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ナノシリカ粒子は、かさ密度が０．１ｇ／ｃｍ３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、ナノシリカ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、第１の無機粒子であるシリカ粒子としてナノシリカ粒子を使用することが好ましい。ナノシリカ粒子としては、湿式シリカ、乾式シリカ及びエアロゲル等を使用することができる。
　上述のとおり、チタニアは放射熱を遮る効果が高く、ナノシリカ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１０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ため、第１の無機粒子２、第２の無機粒子４として、チタニア粒子及びシリカナノ粒子の両方を使用することが最も好ましい。
（熱伝達抑制シートにおける第１の無機繊維、第１の無機粒子、第２の無機繊維及び第２の無機粒子の含有量）
　第１実施形態において、それぞれ熱伝達抑制シート１０の全質量に対して、第１の無機粒子２の含有量は２５質量％以上８０質量％以下であることが好ましく、第２の無機粒子４の含有量は１質量％以上３０質量％以下であることが好ましいが、上記したように、第１の無機繊維１及び第１の無機粒子２は有機バインダが消失した際に代替するため、有機バインダ５の含有量以上であることが好ましい。なお、有機バインダ５の含有量は、結着性能を考慮すると、５質量％以上２５質量％未満であることが好ましい。
　また、第１の無機繊維１の含有量は３質量％以上３０質量％以下であることが好ましく、５質量％以上１５質量％以下であることがより好ましい。第２の無機繊維３の含有量は３質量％以上３０質量％以下であることが好ましく、５質量％以上１５質量％以下であることがより好ましい。第１の無機繊維１及び第２の無機繊維３は絡み合って３次元ネットワークを形成して第１の無機粒子２及び第２の無機粒子４、後述される他の配合材料を保持するため、上記の含有量未満ではこのような効果が充分に得られない。
（その他の配合材料）
　本発明の熱伝達抑制シートには、第１の無機粒子２及び第２の無機粒子４とは異なる他の無機粒子、第１の無機繊維１及び第２の無機繊維３とは異なる他の無機繊維、有機繊維、有機バインダなど、従来から熱伝達抑制シートに配合されている材料を、必要に応じて配合してもよい。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の全質量に対する合計量で、１０質量％以下とすることが好ましい。
　第１の無機繊維及び第２の無機繊維とは異なる無機繊維としては、エアロゲル複合材等を使用することができる。
　有機繊維としては、セルロースファイバ等を使用することができる。
　なお、これらの繊維については、それぞれ単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
　有機バインダとしては、熱伝達抑制シートに従来から用いられている高分子凝集材やアクリルエマルジョンなどを、適宜用いることができる。
　他の無機粒子としては、マイカ、マイクロポーラス粒子、熱膨張性無機材料、エアロゲル及び無機水和物粒子を使用することができる。なお、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。また、有機粒子としては、中空ポリスチレン粒子等を使用することができる。
　中でも、無機水和物粒子が好ましい。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、いわゆる「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（Ａｌ２Ｏ３）となり、断熱材として機能する。
　２Ａｌ（ＯＨ）３→Ａｌ２Ｏ３＋３Ｈ２Ｏ
　なお、後述するように本発明の組電池では、好ましくは電池セル間に介在された熱伝達抑制シート１０を有するが、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、無機粒子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。
　なお、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。
　また、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、熱伝達抑制シートの中心付近にある無機水和物粒子が、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、熱伝達抑制シートの中心付近の無機水和物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。
　さらに、無機粒子として含水多孔質体を含むことも好ましい。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。
　上記含水多孔質体を複数種類組み合わせて用いることも好ましい。また上記含水多孔質体をより多く含む層を表面に設けることも、温度上昇の抑制のために好ましい。
　また、その他の配合材料は、熱伝達抑制シート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。
＜第１実施形態に係る熱伝達抑制シートの製造方法＞
　第１実施形態において、熱伝達抑制シート１０は、繊維成分及び粒子成分、更には他の配合材料を、乾式成形法又は湿式成形法により型成形して製造される。乾式成形法については、例えばプレス成形法（乾式プレス成形法）及び押出成形法（乾式押出成形法）を使用することができる。
（乾式プレス成形法を用いた製造方法）
　乾式プレス成形法では、繊維成分、粒子成分及び他の配合材料を所定の割合でＶ型混合機等の混合機に投入する。そして、混合機に投入された材料を充分に混合した後、この混合物を所定の型内に投入し、プレス成形することにより、熱伝達抑制シートを得ることができる。プレス成形時に、必要に応じて加熱してもよい。
　なお、プレス成形時のプレス圧は、０．９８ＭＰａ以上９．８０ＭＰａ以下の範囲であることが好ましい。プレス圧が０．９８ＭＰａ未満であると、得られる熱伝達抑制シートにおいて、強度を保つことができずに崩れてしまうおそれがある。一方、プレス圧が９．８０ＭＰａを超えると、過度の圧縮によって加工性が低下したり、かさ密度が高くなるため固体伝熱が増加し、断熱性が低下するおそれがある。
　また、乾式プレス成形法を用いる場合には、有機バインダとして、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ：Ｅｔｈｙｌｅｎｅ－Ｖｉｎｙｌａｃｅｔａｔｅ　ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）を使用することが好ましいが、乾式プレス成形法を用いる場合に一般的に使用される有機バインダであれば、特に限定されずに使用することができる。
（乾式押出成形法を用いた製造方法）
　乾式押出成形法では、繊維成分、粒子成分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、更に乾燥させることにより、熱伝達抑制シートを得ることができる。乾式押出成形法を用いる場合には、有機バインダとしてメチルセルロース及び水溶性セルロースエーテル等を使用することが好ましいが、乾式押出成形法を用いる場合に一般的に使用される有機バインダであれば、特に限定されずに使用することができる。
（湿式成形法を用いた製造方法）
　湿式成形法では、繊維成分、粒子成分及び他の配合材料を所定の割合で水に加え、水中で混合し、撹拌機で撹拌することにより、混合液を調製する。その後、濾過用のメッシュを介して、得られた混合液を脱水することにより、湿潤シートを作製する。その後、得られた湿潤シートを加熱するとともに加圧することにより、熱伝達抑制シートを得ることができる。
　なお、加熱及び加圧工程の前に、湿潤シートに熱風を通気させて、シートを乾燥する通気乾燥処理を実施してもよいが、この通気乾燥処理を実施せず、湿潤した状態で加熱及び加圧してもよい。また、湿式成形法を用いる場合には、有機バインダとして、カチオン化デンプンやアクリル樹脂を選択することができる。
　上述のとおり、熱伝達抑制シート１０が、第２の無機繊維を含む場合に、第１の無機繊維と第２の無機繊維とが絡み合って３次元ネットワークを形成していることが好ましい。無機繊維同士により形成された３次元ネットワークを有する第２実施形態について、図面を参照して説明する。以下、３次元ネットワークを有する構造を、３次元ウエッブ構造という。
〔第２実施形態〕
　図５は、本発明の第２実施形態に係る熱伝達抑制シートの構成を示す模式図である。
　第２実施形態に係る熱伝達抑制シート３２において、
（１）上記粒子成分を構成する無機粒子２１は、一様に分散し、
（２）上記第１の無機繊維２３は、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おり、
（３）上記第２の無機繊維２４は、上記第１の無機繊維２３と交絡して３次元ウエッブ構造を形成している。
　なお、上記無機粒子２１が複数の種類の無機粒子を含む場合に、複数種の無機粒子から選択された１種を、上記第１実施形態における第１の無機粒子２とすることができる。すなわち、第２実施形態においても、粒子成分を構成する無機粒子２１（第１の無機粒子２）の主成分と、上記第１の無機繊維２３の主成分とは同一種である。また、第１の無機粒子における主成分の含有量の方が、第１の無機繊維２３の主成分の含有量よりも多い。
　図５に示すように、本実施形態においては、熱伝達抑制シート３２の主面１０ａ，１０ｂに対して平行な一方向に、第１の無機繊維２３が層状に配向している。また、第１の無機繊維２３が、第２の無機繊維２４と交絡して３次元ウエッブ構造を形成している。それとともに、第１の無機繊維２３及び第２の無機繊維２４との間の空間に、無機粒子２１が一様に広がって保持されている。無機粒子２１、第１の無機繊維２３及び第２の無機繊維２４は、いずれも耐熱性の材料である。また、粒子間、粒子と繊維との間、繊維間に微小な空間が無数に形成され、空気による断熱効果も発揮されるため、熱伝達抑制性能に優れる。
　なお、本発明において、「一方向に配向している」とは、第１の無機繊維２３がすべてその方向に向いている必要はなく、特定の一方向に第１の無機繊維２３が並ぶ傾向が強ければよい。また、第１の無機繊維２３が特定の方向に配向していることは、目視による確認で判断できるが、繊維の判別が難しい場合には、当該方向の曲げ強度を測定し、他の方向より５％以上大きくなっていることで確認することができる。
　また、本発明において、無機粒子２１及び第１の無機繊維２３が「一様に分散する」とは、無機粒子２１や第１の無機繊維２３が極端に偏在することなく、全体的に広がっている様子を示す。
　第１の無機繊維２３及び第２の無機繊維２４の材質、形状、平均繊維径並びに平均繊維長については、上記第１実施形態における第１の無機繊維１及び第２の無機繊維３と同様である。また、無機粒子２１の材質、形状及び粒子径についても、上記第１実施形態における第１の無機粒子２及び第２の無機粒子４と同様であり、無機粒子２１のうち少なくとも１種の無機粒子が、上記第１実施形態における第１の無機粒子２に相当するものであればよい。
　第２実施形態に係る熱伝達抑制シート３２は、図４に示す組電池に適用することができる。すなわち、熱伝達抑制シート３２は、例えば、電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ間に介在させることができる。
　このように構成された第２実施形態においても、第１の無機繊維２３と無機粒子２１の少なくとも１種の無機粒子の主成分が同一種であり、無機粒子における主成分の含有量が第１の無機繊維２３における主成分の含有量よりも多いため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態においては、熱伝達抑制シート３２の内部で、第１の無機繊維２３が主面に対して平行な一方向に配向しながら一様に分散しているので、シート内での断熱性や放熱性が優れるとともに均一となり、電池セルからの発熱を効果的に放熱できる。そのため、電池セルが熱暴走を起こした場合でも、隣り合う電池セルへの熱を遮断して連鎖を防ぐことができる。また、第１の無機繊維２３と第２の無機繊維２４とが交絡して３次元ウエッブ構造を形成するとともに、第２の無機繊維２４が、第１の無機繊維と第１の無機繊維とをつなぐ伝熱パスとして機能する。すなわち、第２の無機繊維２４により熱伝達抑制シート３２の厚さ方向に伝えられた熱が、第１の無機繊維２３により熱伝達抑制シート３２の主面に平行な方向に伝わり、放熱することができる。さらに、３次元ウエッブ構造になることによって強度的に優れたものとなる。
（第１の無機繊維及び第２の無機繊維の熱伝導率）
　第２実施形態における熱伝達抑制シート３２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、第１の無機繊維及び第２の無機繊維の各含有量）
　無機粒子２１の含有量は、熱伝達抑制シート３２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３２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。
＜第２実施形態に係る熱伝達抑制シートの製造方法＞
　第２実施形態に係る熱伝達抑制シートの製造方法としては、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。
　また、無機粒子２１、第２の無機繊維２４及び他の配合材料を所定の割合で乾式混合し、プレス成形することで、第２部材を得る。この第２部材は、シート状で、第２の無機繊維２４がランダムに存在し、繊維間に無機粒子２１が保持されている。
　そして、第１部材と第２部材とを複数、交互に積層して全体をプレス成形し、乾燥することで熱伝達抑制シート３２が得られる。プレス成形の際に、第２部材中にランダムに存在している第２の無機繊維２４が、湿潤状態にある第１部材に入り込んで、第１の無機繊維２３と絡み合う。そして、乾燥することにより、このような状態が維持されて熱伝達抑制シート３２となる。
（熱伝達抑制シートの厚さ）
　上記各実施形態において、熱伝達抑制シート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に付与することができる。一方、熱伝達抑制シートの厚さが６ｍｍ以下であると、良好な組付け性を得ることができる。
（熱伝達抑制シートの断熱性能）
　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、上記各実施形態においては、熱伝達抑制シートの熱伝導率は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。
［３．組電池］
　組電池の構成は、上記図４における第１実施形態で例示したとおりである。ここで、本発明の第１実施形態に係る熱伝達抑制シート１０を用いた組電池の構成及び効果について、図４を用いて具体的に説明する。
　図４に示すように、第１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。なお、図４では、電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ間に、上記の熱伝達抑制シート１０が介在されているが、熱伝達抑制シート１０は必ずしも電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ間に介在される必要はなく、例えば、電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃと電池ケース３０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。
　このような組電池１００では、各電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃの間に、熱伝達抑制シート１０が介在されているため、通常使用時において、各電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ間の熱の伝播を抑制することができる。
　一方、電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃのいずれかが熱暴走を起こした場合でも、本実施形態に係る熱伝達抑制シート１０が存在することにより、電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ間の熱の伝播を抑制することができる。したがって、熱暴走の連鎖を阻止することができ、他の電池セルへの悪影響を最小限に抑えることができる。
　また、図示は省略するが、熱伝達抑制シート１０は、電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃの間に介在する他、電池ケース３０の内底面に直接付設したり、電池ケース３０の天井面や側壁と電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃとの間の空間に配設してもよい。したがって、高い汎用性が得られるとともに、隣接する電池セル間で熱が伝播することによる熱暴走の連鎖を防止する効果を有するのみでなく、ある電池セルが発火した場合に、電池ケースの外側に炎が広がることを抑制することもできる。
　例えば、本実施形態に係る組電池は、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。この場合に、各電池セル間に介在させる熱伝達抑制シートを、電池セルと電池ケースとの間にも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を構成することができる。
　さらに、上記各実施形態に係る熱伝達抑制シートにおいて、構成成分や厚さの選択によっては、容易に屈曲可能なものとなる。したがって、電池セルの形状に影響されず、どのような形状のものにも対応させることができる。具体的には、角型電池の他、円筒形電池、平板型電池等にも適用することができる。
　第１の無機繊維として「ガラス繊維」、第１の無機粒子として「ナノシリカ粒子」、第２の無機繊維として「アルミナ繊維」、第２の無機粒子として「チタニア粒子」、有機バインダとして「アクリル樹脂」を用いた。第１の無機繊維であるガラス繊維は、シリカを６０質量％、第１の無機粒子であるナノシリカ粒子は、シリカを９９質量％含んでおり、共に主成分がシリカである。また、配合比（質量％）は、ガラス繊維：ナノシリカ粒子：アルミナ繊維：チタニア粒子：アクリル樹脂＝１０：５５：１０：１５：１０とした。
　そして、これらを水に加え、水中で混合し、撹拌機で撹拌することにより、混合液を調製した。その後、濾過用のメッシュを介して、得られた混合液を脱水することにより、湿潤シートを作製した。その後、得られた湿潤シートを加熱するとともに加圧することにより、熱伝達抑制シートを得た。
　製造直後（通常使用時）の熱伝達抑制シートの断面をＳＥＭにて撮影した。図１に示すように、第１の無機繊維（ガラス繊維）１と第２の無機繊維（アルミナ繊維）３とが絡み合って３次元ネットワークを形成し、第１の無機粒子（ナノシリカ粒子）２と第２の無機粒子（チタニア粒子）４とが保持されていることがわかる。また、これらの隙間には、図中では黒く見えているが、有機バインダ（アクリル樹脂）５が入り込んで結着していることがわかる。
　続いて、電池セルの熱暴走時を想定して、熱伝達抑制シートを８００℃の高温に晒し、その断面をＳＥＭにて撮影した。図２に示すように、有機バインダ（アクリル樹脂）５が消失して、第１の無機繊維（ガラス繊維）１、第２の無機繊維（アルミナ繊維）３、第１の無機粒子（ナノシリカ粒子）２及び第２の無機粒子（チタニア粒子）４が残存していることがわかる。
　更に昇温し、１０００℃における熱伝達抑制シートの断面のＳＥＭ写真を図３に示すが、この温度においても第２の無機繊維（アルミナ繊維）３及び第２の無機粒子（チタニア粒子）４が残存していることがわかる。
　ただし、熱伝達抑制シートは、第１の無機繊維（ガラス繊維）１及び第１の無機粒子（ナノシリカ粒子）２のガラス転移点（Ｔｇ：５００－５５０℃）よりもはるかに高い１０００℃の高温に晒されていることから、図３のＡ部やＢ部で示されるように、第１の無機繊維（ガラス繊維）１及び第１の無機粒子（ナノシリカ粒子）２は、軟化して変形していることがわかる。そして、これらは第２の無機繊維（アルミナ繊維）３及び第２の無機粒子（チタニア粒子）４の隙間を埋めるように広がることで、結着剤として機能していると考えられる。
　以上、各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
　なお、本出願は、２０２１年１２月２８日出願の日本特許出願（特願２０２１－２１４８１４）及び２０２２年５月９日出願の日本特許出願（特願２０２２－０７７１９２）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。
１，２３　第１の無機繊維
２　　　第１の無機粒子
３，２４　第２の無機繊維
４　　　第２の無機粒子
５　　　有機バインダ
１０，３２　熱伝達抑制シート
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ　電池セル
２１　　無機粒子
３０　　電池ケース
１００　組電池

Claims (9)

  1. 　繊維成分と粒子成分とを含むとともに、
    　前記繊維成分に含まれる第１の無機繊維の主成分と、前記粒子成分に含まれる第１の無機粒子の主成分とが同一種であり、かつ、
    　前記第１の無機粒子における前記主成分の含有量が前記第１の無機繊維における前記主成分の含有量よりも多い、熱伝達抑制シート。
  2. 　前記主成分が、シリカである、請求項１に記載の熱伝達抑制シート。
  3. 　前記第１の無機繊維がガラス繊維であり、前記第１の無機粒子がシリカ粒子である、請求項１に記載の熱伝達抑制シート。
  4. 　前記粒子成分を構成する無機粒子は、一様に分散し、
    　前記第１の無機繊維は、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おり、
    　さらに、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している第２の無機繊維を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の熱伝達抑制シート。
  5. 　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４に記載の熱伝達抑制シート。
  6. 　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５に記載の熱伝達抑制シート。
  7. 　前記粒子成分が、前記第１の無機繊維及び前記第１の無機粒子よりもガラス転移点が高い第２の無機粒子を含む、請求項１に記載の熱伝達抑制シート。
  8. 　前記第２の無機粒子がチタニア粒子、ジルコニア粒子、ジルコン粒子及びチタン酸バリウム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７に記載の熱伝達抑制シート。
  9. 　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１～８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。
PCT/JP2022/048318 2021-12-28 2022-12-27 熱伝達抑制シート及び組電池 WO2023127905A1 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-214814 2021-12-28
JP2021214814 2021-12-28
JP2022-077192 2022-05-09
JP2022077192A JP7364739B2 (ja) 2021-12-28 2022-05-09 熱伝達抑制シート及び組電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023127905A1 true WO2023127905A1 (ja) 2023-07-06

Family

ID=86911778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/048318 WO2023127905A1 (ja) 2021-12-28 2022-12-27 熱伝達抑制シート及び組電池

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2023098612A (ja)
CN (1) CN116365088A (ja)
WO (1) WO2023127905A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JP2021064510A (ja) * 2019-10-11 2021-04-22 イビデン株式会社 組電池用断熱シート及び組電池
JP2022024233A (ja) * 2020-07-10 2022-02-09 イビデン株式会社 熱伝達抑制シート及び組電池

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JP2021064510A (ja) * 2019-10-11 2021-04-22 イビデン株式会社 組電池用断熱シート及び組電池
JP2022024233A (ja) * 2020-07-10 2022-02-09 イビデン株式会社 熱伝達抑制シート及び組電池

Also Published As

Publication number Publication date
CN116365088A (zh) 2023-06-30
JP2023098612A (ja) 2023-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7000625B1 (ja) 熱伝達抑制シート及び組電池
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
WO2023145883A1 (ja) 防炎構造体及びその製造方法、並びに電池モジュール
JP7052139B1 (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
JP2023020832A (ja) 断熱シート、断熱シートの製造方法及び組電池
JP7364739B2 (ja) 熱伝達抑制シート及び組電池
CN219513215U (zh) 热传递抑制片以及电池组
WO2023120545A1 (ja) 断熱シート及び組電池
JP7082706B1 (ja) 熱伝達抑制シート及び組電池
JP2023092423A (ja) 断熱シート及び組電池
WO2023112972A1 (ja) 熱伝達抑制シート及びその製造方法、並びに組電池
WO2023007790A1 (ja) 断熱シート、断熱シートの製造方法及び組電池
WO2023229042A1 (ja) 熱伝達抑制シート及び組電池
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

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22916127

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1