CN114424386A - 电池组用绝热片和电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供电池组用绝热片以及将电池组用绝热片夹设在电池单体之间而成的电池组，该电池组用绝热片中，绝热片的形状保持性良好，并且即使在施加振动、压力的情况下，也能够维持优异的绝热性。本发明的绝热片(10)是将2个以上的电池单体串联或并联连接而成的电池组中的夹设在上述电池单体之间的电池组用绝热片，其包含：含有二氧化硅纳米颗粒的第1绝热材料(21)；以及含有包含二氧化硅成分且具有弯曲面的板状颗粒的第2绝热材料(22)。

Description

电池组用绝热片和电池组
技术领域
本发明涉及夹设在电池组的电池单体之间的电池组用绝热片、以及将电池组用绝热片夹设在电池单体之间而成的电池组。
背景技术
一直以来，为了抑制从放热体向其他物体的热传递，采用了靠近放热体、或者至少一部分与放热体接触而进行使用的绝热片。
另外，近年来，与铅蓄电池、镍氢电池等相比能够实现高容量和高输出的锂离子二次电池的需求增加，不仅被用于移动电话、个人电脑、小型电子设备的小容量的二次电池，而且还被用于汽车、备用电源等大容量的二次电池。特别是在汽车领域中，从环境保护的方面出发，积极进行了利用电动机驱动的电动汽车或混合动力车等的开发。该电动汽车或混合动力车等中搭载有用作驱动用电动机的电源的2个以上的电池单体串联或并联连接而成的电池组。
但是，锂离子二次电池在充放电时可能会由于化学反应而产生热，由此会发生电池的不良状况等。例如，在引起某一电池单体急剧升温、其后还会持续放热这样的热失控的情况下，来自发生了热失控的电池单体的热会传递至相邻的其他电池单体，从而可能会引起其他电池单体的热失控。
在上述这样的电池组的领域中，为了抑制由发生了热失控的电池单体向相邻的电池单体的热传递、防止由于热失控的连锁而引起的电池的延烧和爆炸等不良状况，提出了夹设在电池单体之间的各种绝热材料。例如，专利文献1中提出了一种使用二氧化硅气凝胶的绝热材料的发明，该材料的热导率低(0.02W/mK)、为优异的材料。在为仅使用二氧化硅气凝胶的绝热材料时，2次颗粒彼此的结合力小、非常脆弱，因此若从外部施加应力，则二氧化硅气凝胶被破坏、特性劣化。为了弥补这样的二氧化硅气凝胶的缺点，在专利文献1中记载了一种具有包含纤维片和二氧化硅气凝胶的复合层、将上述纤维片折返进行层积而成的绝热材料。使用了上述绝热材料的电池单元即使在电池单体反复进行膨胀、收缩而对绝热材料施加了压缩应力的情况下，纤维片也能够吸收应力。其结果，能够抑制二氧化硅气凝胶的破坏，能够防止二氧化硅气凝胶所具有的绝热特性的降低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-204708号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，即使在使用上述记载的绝热材料的情况下，当从外部施加力时，作为多孔体的脆弱的二氧化硅气凝胶层也会被破坏，绝热性可能会降低。特别是在施加细微的振动的汽车等用途中，会发生共振等，脆弱的二氧化硅气凝胶一点一点地发生微细化而下落，上部的绝热性可能变得不充分。此外，由于二氧化硅气凝胶的下落，不能长期保持作为绝热片的形状。
本发明是鉴于上述状况而完成的，其目的在于提供电池组用绝热片、以及将电池组用绝热片夹设在电池单体之间而成的电池组，该电池组用绝热片的形状保持性良好，并且即使在施加振动或压力的情况下也能够维持优异的绝热性。
用于解决课题的手段
上述目的通过本发明的下述(1)的电池组用绝热片来实现。
(1)一种电池组用绝热片，其是将2个以上的电池单体串联或并联连接而成的电池组中的夹设在上述电池单体之间的电池组用绝热片，其中，该绝热片包含第1绝热材料和第2绝热材料，该第1绝热材料含有二氧化硅纳米颗粒，该第2绝热材料含有包含二氧化硅成分且具有弯曲面的板状颗粒。
另外，本发明的电池组用绝热片优选为下述(2)～(13)。
(2)如(1)所述的电池组用绝热片，其中，上述第2绝热材料沿着面方向取向。
(3)如(1)或(2)所述的电池组用绝热片，其中，相对于电池组用绝热片总质量，上述第1绝热材料的含量为10质量％以上60质量％以下。
(4)如(1)～(3)中任一项所述的电池组用绝热片，其中，上述第1绝热材料的平均粒径为1nm以上100nm以下。
(5)如(1)～(4)中任一项所述的电池组用绝热片，其中，上述板状颗粒为无机中空球的碎片。
(6)如(5)所述的电池组用绝热片，其中，上述无机中空球为选自火山灰中空球、二氧化硅中空球、飞灰中空球、珍珠岩中空球和玻璃中空球中的至少一种无机中空球。
(7)如(1)～(6)中任一项所述的电池组用绝热片，其中，上述第2绝热材料是平均颗粒长为0.1μm以上100μm以下的板状颗粒。
(8)如(1)～(7)中任一项所述的电池组用绝热片，其中，相对于电池组用绝热片总质量，上述第2绝热材料的含量为10质量％以上60质量％以下。
(9)如(1)～(8)中任一项所述的电池组用绝热片，其中，该绝热片进一步包含含有金属氧化物的第3绝热材料。
(10)如(9)所述的电池组用绝热片，其中，上述金属氧化物为选自二氧化钛、氧化锆、锆石、钛酸钡、氧化锌和氧化铝中的至少一种颗粒。
(11)如(9)或(10)所述的电池组用绝热片，其中，上述金属氧化物的平均粒径为0.1μm以上50μm以下。
(12)如(9)～(11)中任一项所述的电池组用绝热片，其中，相对于电池组用绝热片总质量，上述第3绝热材料的含量为5质量％以上40质量％以下。
(13)如(1)～(12)中任一项所述的电池组用绝热片，其中，
该绝热片包含含有选自无机纤维、粘结剂和耐热树脂中的至少一种的结合材料，
相对于电池组用绝热片总质量，上述结合材料的含量为10质量％以上60质量％以下。
上述目的通过本发明的下述(14)的电池组来实现。
(14)一种电池组，其中，2个以上的电池单体隔着(1)～(13)中任一项所述的电池组用绝热片进行配置，该2个以上的电池单体串联或并联连接。
发明的效果
根据本发明的电池组用绝热片，包含第1绝热材料和第2绝热材料，该第1绝热材料含有二氧化硅纳米颗粒，该第2绝热材料含有包含二氧化硅成分且具有弯曲面的板状颗粒。二氧化硅纳米颗粒的颗粒细小，因此具有堆积密度低、热导率低的特征。另外，本发明的电池组用绝热片的结构中，含有包含二氧化硅成分且具有弯曲面的板状颗粒的第2绝热材料承受外压来进行补强。因此能够提供下述的电池组用绝热片、以及将电池组用绝热片夹设在电池单体之间而成的电池组，该电池组绝热片的形状保持性良好，并且即使在由于电池的膨胀等而受到压缩时，也能够维持优异的绝热性。
附图说明
图1是示意性示出本发明的第1实施方式的电池组用绝热片中的热的传导状态的截面图。
图2是将本发明的第1实施方式的电池组用绝热片的一部分放大并示意性地示出的立体图。
图3是示出本发明的第1实施方式的电池组用绝热片的SEM观察结果的附图代用照片。
图4是更明确地示出图3中的第2绝热材料的示意图。
图5是示意性示出使用了图1～图4所示的电池组用绝热片的电池组的实施方式的截面图。
图6是示意性示出本发明的第2实施方式的电池组用绝热片的结构的截面图。
具体实施方式
本发明人为了提供电池组用绝热片的形状保持性良好、并且即使在施加压力的情况下也能够维持优异的绝热性的电池组用绝热片(下文中也记载为“绝热片”)而进行了深入研究。其结果发现了，通过使绝热片中包含第1绝热材料(其含有二氧化硅纳米颗粒)和第2绝热材料(其含有包含二氧化硅成分且具有弯曲面的板状颗粒)，能够使绝热片得到优异的形状保持性和绝热性。
在绝热片中作为第1绝热材料包含的二氧化硅纳米颗粒为微粒且接点数增多，因此是在广泛的温度区域具有抑制传导传热的优异的绝热性的成分。
另外，本发明人发现了，在绝热片中使用平均粒径小的二氧化硅纳米颗粒时，即使在由于该电池的膨胀等而使绝热片被压缩、使密度上升的情况下，也能够抑制绝热片的传导传热的上升。
可以认为其原因在于，由于二氧化硅纳米颗粒为绝缘体，因此在基于静电的排斥力的作用下，在颗粒间容易形成微细的空隙，颗粒按照堆积密度低、具有缓冲特性的方式进行填充。即，绝热片中包含平均粒径为1nm以上100nm以下的二氧化硅纳米颗粒时，即使施加压缩应力，二氧化硅纳米颗粒间的空隙以及大量颗粒间的接点也会抑制传导传热，能够维持绝热片的绝热性。
本发明人进一步发现，绝热片中包含的空隙部的大小会对绝热片的绝热性带来影响。即，在颗粒间形成的空隙部例如为数百纳米(数100nm)以上时，在空隙部容易发生对流、空气的流通，绝热片的绝热性可能会降低。
但是，可以认为在使用粒径小的二氧化硅纳米颗粒作为第1绝热材料的绝热片中，颗粒间的空隙部小、例如为数十纳米(数10nm)，不容易发生空隙部的空气移动，能够抑制对流传热的发生，能够更进一步提高绝热性。
需要说明的是，本发明中，通过二氧化硅纳米颗粒形成大量微细的空隙、增加颗粒间的接点数是重要的，因此二氧化硅纳米颗粒可以以一次颗粒、也可以以凝集的二次颗粒的形式含有。
使用仅包含第1绝热材料(二氧化硅纳米颗粒)的绝热材料的绝热片中，颗粒间的接点弱，因此可能不能充分得到作为片的形状保持性，但本发明中，由于绝热片含有包含具有弯曲面的板状颗粒的第2绝热材料，因此绝热片能够得到优异的形状保持性。
另外，本发明中，由于使用具有弯曲面的板状颗粒作为第2绝热材料，因此即使在2个以上的板状颗粒重叠的情况下，板状颗粒彼此在形成适度的圆顶状空隙部的同时进行点接触或相互靠近而分散在绝热材料片内部。因此，板状颗粒具有将二氧化硅纳米颗粒保持在上述圆顶状的空隙部中，使其不会由于振动等而下落这样的保持绝热片整体的形状的效果。
此外，二氧化硅纳米颗粒被填充在上述空隙部，可阻断空气的流动、抑制对流传热，能够得到优异的绝热性。
另外，假设在第2绝热材料为单纯的平面状的板状颗粒的情况下，其在绝热片中紧密地贴合，使热容易传递，而且不容易形成保持二氧化硅纳米颗粒的空隙，因此保持力降低，二氧化硅纳米颗粒容易由于振动等而脱落。本发明的绝热片中，由于第2绝热材料具有弯曲面，因此可保持形状，并且还可得到绝热性能。
此外，本发明中，即使在电池单体发生热膨胀、对绝热片施加压力的情况下，具有填充有第1绝热材料(二氧化硅纳米颗粒)的上述圆顶状空隙部的第2绝热材料也会发生挠曲同时对抗压力，因此能够防止维持绝热效果的第1绝热材料(二氧化硅纳米颗粒)的脱落。
另外，在第2绝热材料中具有二氧化硅成分。构成二氧化硅的硅为4价，可以认为其可以与2价氧结合而构成不规则的网络结构。因此在发生熔融时会变成粘性流体，容易通过介质流化床等方法容易地得到无机中空颗粒(无机中空球)，以其作为原料，能够容易地得到包含二氧化硅成分的弯曲的板状颗粒。
<电池组用绝热片的基本构成>
图1是示意性示出本发明的第1实施方式的电池组用绝热片中的热的传导状态的截面图。图2是将本发明的第1实施方式的电池组用绝热片的一部分放大并示意性地示出的立体图。另外，图3是示出本发明的第1实施方式的电池组用绝热片的SEM观察结果的附图代用照片。图4是更明确地示出图3中的第2绝热材料的示意图。此外，图5是示意性示出使用了图1～图4所示的电池组用绝热片的电池组的实施方式的截面图。
如图1～图4所示，绝热片10中包含：含有二氧化硅纳米颗粒的第1绝热材料21；以及含有包含二氧化硅成分且具有弯曲面的板状颗粒的第2绝热材料22。图3中将第2绝热材料22用粗框示出。需要说明的是，作为第1绝热材料21使用了平均粒径为1nm以上100nm以下的二氧化硅纳米颗粒。另外，第2绝热材料22是对平均粒径为1～100μm的无机中空球施加压力使其破碎而得到的碎片，其是平均颗粒长为0.1～100μm的具有弯曲面的板状颗粒。需要说明的是，第2绝热材料的外侧的弯曲面的曲率半径被认为相当于所使用的无机中空球的平均粒径的1/2。关于曲率半径的测定方法如下文所述。
作为该电池组用绝热片10的具体使用方式，如图5所示，2个以上的电池单体20隔着电池组用绝热片10进行配置，2个以上的电池单体20以相互串联或并联连接的状态(连接状态省略图示)被收纳在电池壳30中，构成电池组100。需要说明的是，电池单体20例如可以适当地使用锂离子二次电池，但并不特别限定于此，也可适用于其他二次电池。
在以下所示的说明中，假定了在绝热片10的一面10a侧存在有放热的电池单体20的情况。像这样构成的绝热片中，在电池单体20放热时，从绝热片10的一面10a侧入射的热的一部分如箭头15a所示以相互接触的或者中间隔着粘合剂等而相邻的第1绝热材料21为媒介向着绝热片10的另一面10b传导(固体传导)。此时使用具有绝热性的二氧化硅纳米颗粒作为第1绝热材料21、颗粒彼此的接点小，因此与使用粒径大的二氧化硅颗粒的情况相比，利用二氧化硅纳米颗粒传导的热量较小。因此，传热量随着接近绝热片10的另一面10b而降低。
另外，由于电池单体20的放热而产生的热的一部分有时如箭头15c所示以第1绝热材料21和第2绝热材料22为媒介进行传导。本实施方式中，作为第2绝热材料22使用了包含二氧化硅成分的无机中空球的碎片，其面方向的强度更强、可提高形状保持性，并且与第1绝热材料21同样具有绝热性，因此不容易在厚度方向进行热传递。因此，传热量随着接近绝热片10的另一面10b而降低。另外，由于第2绝热材料22含有具有弯曲面的板状颗粒，因此即使在第2绝热材料22彼此重叠的情况下，也可形成适度的空隙部，能够将绝热性高的第1绝热材料保持在空隙部、抑制热的传导。
此外，本实施方式中，在配置于绝热片10的两侧的电池单体20发生热膨胀、对绝热片10施加较大的压缩应力的情况下，具有填充有第1绝热材料(二氧化硅纳米颗粒)的上述圆顶状空隙部的第2绝热材料会发生挠曲同时对抗压力，并且不容易对绝热效果大的第1绝热材料施加较大的力，因此能够防止二氧化硅纳米颗粒的脱落。
根据以上所述，利用本发明，即使在某一电池单体20发生了热失控的情况下，也能够有效地抑制热向相邻的其他电池单体20的传递，因此能够抑制其他电池单体20发生热失控。
图6是示意性示出本发明的第2实施方式的电池组用绝热片的构成的俯视图。图6所示的第2实施方式中，对于与图1～图5所示的第1实施方式相同物附以相同符号，省略其详细的说明。绝热片40中包含：含有二氧化硅纳米颗粒的第1绝热材料21；以及含有包含二氧化硅成分且具有弯曲面的板状颗粒的第2绝热材料22，此外还包含：含有金属氧化物的第3绝热材料23。
在像这样构成的第2实施方式中，作为含有金属氧化物的第3绝热材料23，使用二氧化钛。金属氧化物是折射率高、使光漫反射的成分。当电池单体20放热、热的一部分通过辐射而从绝热片40的一面40a侧到达第3绝热材料23时，如箭头15d所示，被第3绝热材料23(二氧化钛)反射。因此，通过二氧化钛的存在，即使在特别是辐射的影响增大的500℃以上的高温区域，也能够抑制热向绝热片10的另一面40b的传递。
<电池组用绝热片的详细情况>
接着对构成电池组用绝热片10的第1绝热材料21和第2绝热材料22进行详细说明。
(第1绝热材料的种类)
本发明中，作为第1绝热材料21使用二氧化硅纳米颗粒。作为二氧化硅纳米颗粒，可以使用湿式二氧化硅、干式二氧化硅和气凝胶等。
另外，本发明中的二氧化硅纳米颗粒是球形或接近球形的平均粒径小于1μm的纳米数量级的二氧化硅的颗粒。
(第1绝热材料的平均粒径：1nm以上100nm以下)
如上所述，第1绝热材料21的粒径有时会对绝热片10的绝热性带来影响，因此将第1绝热材料21的平均粒径限定在规定的范围时，能够进一步得到更高的绝热性。即，第1绝热材料21的平均粒径为1nm以上100nm以下时，特别是在小于500℃的温度区域，能够抑制热在绝热片10内的对流传热和传导传热，能够更进一步提高绝热性。
第1绝热材料21的平均粒径更优选为2nm以上、进一步优选为3nm以上。另外，第1绝热材料21的平均粒径更优选为50nm以下、进一步优选为10nm以下。
需要说明的是，本发明中的平均粒径通过利用显微镜拍摄绝热片10，将任意10个颗粒的长径与标准刻度进行比较并取平均值而求出。另外，可以使用任何显微镜，可利用SEM、偏光显微镜等。
(第2绝热材料的种类)
本发明中，作为第2绝热材料22，使用包含二氧化硅成分且具有弯曲面的板状颗粒。如上所述，通过使第2绝热材料22具有这样的形状，可增强面方向的强度、提高形状保持性，并且不容易沿厚度方向进行热传递。另外，即使在对于绝热片10施加较大的压缩应力的情况下，具有填充有第1绝热材料21(二氧化硅纳米颗粒)的上述圆顶状空隙部的第2绝热材料22发生挠曲同时对抗压力，因此能够防止绝热效果大的第1绝热材料21(二氧化硅纳米颗粒)的脱落。作为第2绝热材料22，可以使用选自火山灰中空球、二氧化硅中空球、飞灰中空球、珍珠岩中空球和玻璃中空球中的至少一种中空球的碎片。
(第2绝热材料的取向)
如图5的绝热片10所示，第2绝热材料22优选沿绝热片10的面方向取向。由于第2绝热材料22为具有弯曲面的板状颗粒，因此在第2绝热材料22发生取向时，热传导、强度会形成各向异性。通过使第2绝热材料22沿面方向取向，绝热片10可抑制厚度方向的热传导，提高面方向的强度。需要说明的是，本申请说明书中，第2绝热材料22沿着绝热片10的面方向取向表示的是，不必全部的第2绝热材料22完全沿着同一方向进行排列，而是大部分的第2绝热材料22沿着大致同一方向进行排列。
第2绝热材料22的二氧化硅成分的含量没有特别限定，相对于第2绝热材料总质量例如优选为40质量％以上。由于二氧化硅构成不规则的网络结构，因此在熔融时形成粘性流体，第2绝热材料22的二氧化硅成分的含量为40质量％以上时，能够得到形状良好的弯曲面。另外，第2绝热材料22的二氧化硅成分的含量优选为90质量％以下。第2绝热材料22的二氧化硅成分的含量为90质量％以下时，容易以天然矿物作为原材料而获得。
需要说明的是，作为第2绝热材料22使用上述无机中空球的碎片的情况下，可以使用预先割碎成所期望的大小的无机中空球的碎片，也可以在绝热片10的制造时将无机中空球割碎成所期望的大小。这样，本发明中，可以使用低成本的无机中空球，并且能够在不对现有的制造装置进行变更的情况下来使用，因此能容易地以低成本制造出绝热性优异的绝热片10。
(第2绝热材料的平均颗粒长：0.1μm以上100μm以下)
第2绝热材料22为适当的大小时，能够充分得到由第2绝热材料22带来的上述效果，形成适度大小的空隙部。即，第2绝热材料22的平均颗粒长为0.1μm以上时，大量的第1绝热材料21填充到空隙中，在从外部施加压缩应力时，通过弯曲面发生变形而对抗压力，能够防止第1绝热材料21的脱落，因而优选。
另一方面，第2绝热材料22的平均颗粒长为100μm以下时，能够缩短一粒第2绝热材料22的颗粒传递热的距离，因此即使存在沿厚度方向取向的颗粒，也不会形成传导传热的通路，能够防止绝热性降低，因而优选。
需要说明的是，本发明中的平均颗粒长通过利用显微镜拍摄绝热片10，将任意10个颗粒的长径与标准刻度进行比较并取平均值而求出。需要说明的是，可以使用任何显微镜，可利用SEM、偏光显微镜等。
另外，第2绝热材料22的曲率半径优选为0.5～50μm。作为第2绝热材料22使用无机中空球的情况下，可认为其相当无机中空球的半径，可以得到所期望尺寸的第2绝热材料22。
第2绝热材料22的曲率半径的测定中，按照能够确认绝热片10的截面的方式进行树脂填埋，由显微镜的放大图像确定曲面的中心，与标准刻度进行比较，可以得到该曲率半径。显微镜的种类可以根据对象物适宜地选定，可以利用偏光显微镜、SEM等。
(第1绝热材料的含量：相对于绝热片总质量为10质量％以上60质量％以下)
本发明中，为了确保适度的绝热性，优选适当地调整第1绝热材料21的比例。第1绝热材料21的含量相对于绝热片总质量为10质量％以上时，由于第1绝热材料21本来就是对于传导传热、对流传热具有高绝热性的材料，因此能够得到绝热性高的绝热片10，因而优选。因此，第1绝热材料21的含量相对于绝热片总质量优选为10质量％以上、更优选为15质量％以上、进一步优选为20质量％以上。
另一方面，第1绝热材料21的含量相对于绝热片总质量为60质量％以下时，可使二氧化硅纳米颗粒被其他材料支撑，因而优选。因此，即使施加振动、压力、变形等，也能够更进一步防止二氧化硅纳米颗粒的下落。因此，第1绝热材料21的含量相对于绝热片总质量优选为60质量％以下、更优选为55质量％以下、进一步优选为50质量％以下。
(第2绝热材料的含量：相对于绝热片总质量为10质量％以上60质量％以下)
本发明中，为了确保适度的绝热性和形状保持性，优选适当地调整第2绝热材料22的比例。第2绝热材料22的含量相对于绝热片总质量为10质量％以上时，第2绝热材料22的具有弯曲面的板状颗粒将第1绝热材料21包在里面，能够保持即使施加振动、应力、变形也不会下落，因而优选。因此，第2绝热材料22的含量相对于绝热片总质量优选为10质量％以上、更优选为15质量％以上、进一步优选为20质量％以上。
另一方面，第2绝热材料22的含量相对于绝热片总质量为60质量％以下时，能够充分确保保持在空隙部分的其他绝热成分，能够阻断空气的流通、阻断基于对流传热的热传递，因而优选。因此，第2绝热材料22的含量相对于绝热片总质量优选为60质量％以下、更优选为55质量％以下、进一步优选为50质量％以下。
需要说明的是，电池组用绝热片10中，除了上述第1绝热材料21和第2绝热材料22以外，还可以包含含有金属氧化物的第3绝热材料23作为更进一步提高在500℃以上的高温区域的绝热效果的成分，也可以进一步包含如结合材料和着色剂等为了成型出绝热材料所需的成分。下面对其他成分也进行详细说明。
(第3绝热材料的种类)
本发明的绝热片10优选包含含有金属氧化物的第3绝热材料23。作为金属氧化物，可以使用二氧化钛、氧化锆、锆石、钛酸钡、氧化锌和氧化铝等。特别是二氧化钛是折射率高于其他金属氧化物的成分，在500℃以上的高温区域对光进行漫反射的效果高，因而最优选使用二氧化钛。
(第3绝热材料的平均粒径：0.1μm以上50μm以下)
由于第3绝热材料23的粒径可能会对反射热的效果带来影响，因此将第3绝热材料23的平均粒径限定在规定的范围时，能够进一步得到更高的绝热性。
即，第3绝热材料23的平均粒径为0.1μm以上时，该粒径充分大于在加热中起作用的光的波长，因此能够使光高效地漫反射。因此，本发明中的第3绝热材料23为优选的存在范围(质量比)时，可在500℃以上的高温区域抑制热在绝热片10内的辐射传热，能够更进一步提高绝热性。另一方面，第3绝热材料23的平均粒径为50μm以下时，即使进行压缩，颗粒间的接点或数量也不会增加，不容易形成传导传热的通路，特别能够减小在传导传热占主导的通常温度域中对绝热性的影响。
需要说明的是，第3绝热材料23的平均粒径更优选为1μm以上、进一步优选为5μm以上。另外，第3绝热材料23的平均粒径更优选为30μm以下、进一步优选为10μm以下。
(第3绝热材料的含量：相对于绝热片的总质量为5质量％以上40质量％以下)
本发明中，为了提高500℃以上的高温区域的绝热性，绝热片10优选包含第3绝热材料23，第3绝热材料23的添加量即使为少量，也能够得到抑制热的辐射传导的效果。另外，为了利用第1绝热材料21和第2绝热材料22得到抑制热的对流传热和传导传热的效果，优选增加第1绝热材料21和第2绝热材料22的添加量。如此，由于第3绝热材料23的质量比对于从通常温度到500℃以上的高温的区域的绝热性带来影响，因此在本发明中，在绝热片10中包含金属氧化物作为第3绝热材料23的情况下，优选适当地调整第3绝热材料23的质量比。
本发明的绝热片10中，第3绝热材料23的质量比优选相对于绝热片总质量为5质量％以上。可以认为，第3绝热材料23的含量相对于绝热片总质量为5质量％以上时，特别能够在500℃以上的辐射的影响增大的温度区域抑制辐射传热，可得到高绝热性。
另一方面，本发明的绝热片10中，第3绝热材料23的质量比优选相对于绝热片总质量为40质量％以下。第3绝热材料23的含量相对于绝热片总质量大于40质量％时，可能得不到由第1绝热材料21和第2绝热材料22带来的充分的效果，在低于500℃的温度区域难以抑制绝热片10内的热的对流传导或固体传导，绝热性可能会降低。
需要说明的是，电池组用绝热片10除了包含上述第1绝热材料21、第2绝热材料22、优选的第3绝热材料23以外，还可以进一步包含如结合材料和着色剂等为了成型出绝热材料所需的成分。下面对其他成分也进行详细说明。
(结合材料：相对于绝热片总质量为10质量％以上60质量％以下)
本发明的电池组用绝热片10即使不包含结合材料，也可通过烧结等而形成，但特别是在电池组用绝热片10包含二氧化硅纳米颗粒作为第1绝热材料21的情况下，为了保持作为绝热片10的形状，优选以适当的含量添加结合材料。本发明中的结合材料只要可维系以保持第1绝热材料21、第2绝热材料22即可，伴有粘接的粘结剂、将颗粒以物理方式缠绕的纤维、利用粘附力进行附着的耐热树脂等方式均可。
需要说明的是，作为粘结剂，可以使用有机粘结剂、无机粘结剂等。本发明中，对这些粘结剂的种类没有特别限制，作为有机粘结剂，可以使用高分子凝集材料和丙烯酸乳液等，作为无机粘结剂，可以使用例如硅溶胶、氧化铝溶胶、硫酸铝等。它们在除去水等溶剂时起到作为接合剂的功能。
作为纤维，可以利用有机纤维、无机纤维等。作为有机纤维没有特别限定，可以利用合成纤维、天然纤维、纸浆等。作为无机纤维没有特别限定，优选使用氧化铝纤维、二氧化硅-氧化铝纤维、二氧化硅纤维、玻璃纤维、玻璃棉和石棉等。
另一方面，由于结合材料含有热传导性高于第1绝热材料21和第2绝热材料22等的成分，因此在绝热片10内以不会发生对流传热的程度形成的空隙部中存在结合材料时，会对基于第1绝热材料21的对流传热和传导传热的抑制带来影响。因此，本发明的电池组用绝热片10中，结合材料的含量相对于绝热片总质量优选为60质量％以下、更优选为50质量％以下。另外，本发明的电池组用绝热片10中，结合材料的含量相对于绝热片总质量优选为10质量％以上、更优选为20质量％以上。
(无机纤维的平均纤维径：0.1μm以上20μm以下)
无机纤维为线状或针状的纤维，有助于提高绝热片10对抗来自电池单体20的压缩应力的机械强度和形状保持性。
为了得到这样的效果，在使用无机纤维作为结合材料的情况下，其平均纤维径优选为0.1μm以上、更优选为2μm以上。但是，若无机纤维过粗，则可能会降低成型为绝热片10的成型性、加工性，因此该平均纤维径优选为20μm以下、更优选为15μm以下。
(无机纤维的平均纤维长度：0.1mm以上20mm以下)
在使用无机纤维作为结合材料时，在成型为绝热片10后纤维彼此间适当地缠绕，能够得到充分的面压。
为了得到这样的效果，在使用无机纤维的情况下，其平均纤维长度优选为0.1mm以上、更优选为0.5mm以上。但是，若无机纤维的平均纤维长度过长，则在抄制工序中制备将无机纤维分散在水中而成的浆料溶液时，无机纤维彼此间的缠绕有时过强，成型为片状后无机纤维可能容易不均匀地集聚。
因此，无机纤维的平均纤维长度优选为20mm以下、更优选为10mm以下。
需要说明的是，关于无机纤维的纤维径和纤维长度，可以使用镊子，从成型后的片中以不使无机纤维断裂的方式抽取无机纤维，在显微镜下进行观察，通过与标准刻度进行比较来测定。无机纤维的平均纤维径和平均纤维长度由任意10根纤维的平均值来得到。
(绝热片的厚度：0.1mm以上30mm以下)
本发明的电池组用绝热片10的厚度没有特别限定，优选处于0.1mm以上30mm以下的范围。绝热片10的厚度为上述范围内时，能够得到充分的机械强度，并且能够容易地进行成型。
(电池组用绝热片的制造方法)
接着对本发明的电池组用绝热片的制造方法进行详细说明。
本实施方式的绝热片10可以将包含第1绝热材料21和第2绝热材料22的绝热片用材料通过湿式抄制法、干式成型法或湿式成型法进行模具成型来制造，也可以通过挤出成型法来制造。下面对于通过各成型法得到绝热片10的情况下的制造方法进行说明。
[基于湿式抄制法的绝热片的制造方法]
在湿式抄制法中，首先将第1绝热材料21和第2绝热材料22以及必要时的作为结合材料的无机纤维、有机纤维或有机粘结剂在水中混合，利用搅拌机进行搅拌，由此制备混合液。其后，将所得到的混合液倒入在底面形成有过滤用网的成型器中，借助网对混合液进行脱水，由此制作湿润片。其后，将所得到的湿润片加热并加压，由此可以得到绝热片10。另外，在过滤、加压的阶段第2绝热材料22沿面方向取向。需要说明的是，在加热和加压工序之前可以对湿润片实施通入热风而将片干燥的通气干燥处理，也可以不实施该通气干燥处理而以湿润的状态进行加热和加压。
[基于干式成型法的绝热片的制造方法]
在干式成型法中，首先将第1绝热材料21和第2粒绝热材料22以及必要时的作为结合材料的无机纤维、有机纤维或有机粘结剂以规定比例投入到V型混合机等混合机中。之后，将投入到混合机中的材料充分混合后，将混合物投入到特定模具内，进行压制，由此可以得到绝热片10。在压制时，可以根据需要进行加热。另外，在压制阶段第2绝热材料22沿面方向取向。
上述压制压力优选为0.98～9.80MPa的范围。若压制压力小于0.98MPa，则所得到的绝热片可能无法保持强度而发生溃散。另一方面，若压制压力大于9.80MPa，则会由于过度压缩而使加工性降低，进而会由于堆积密度增高而使固体传热增加，绝热性可能会降低。
[基于挤出成型法的绝热片的制造方法]
挤出成型法中，首先向第1绝热材料21和第2绝热材料22以及必要时的作为结合材料的无机纤维、有机纤维或有机粘结剂中加入水，利用混炼机进行混炼，由此制备糊料。之后将所得到的糊料使用挤出成型机由狭缝状喷嘴挤出，进一步进行干燥，由此可以得到绝热片10。作为有机粘结剂，优选使用甲基纤维素和水溶性纤维素醚等，在使用挤出成型法的情况下，只要是通常使用的有机粘结剂，就可以没有特别限定地使用。需要说明的是，在挤出成型法中，第2绝热材料22沿挤出方向取向。
需要说明的是，如上所述，在任一制造方法中，在使用无机中空球作为第2绝热材料22的情况下，均可使用预先割碎成所期望的大小的中空球的碎片，也可以在将上述材料与中空球一起进行混合搅拌时，通过调整搅拌的强度和时间等而将中空球割碎成所期望的大小。
<电池组>
如图5所例示，本发明的电池组100中，2个以上的电池单体20隔着上述的电池组用绝热片10进行配置，2个以上的电池单体20串联或并联连接。
以上参照附图对各种实施方式进行了说明，但本发明当然并不限于这些示例。本领域技术人员显然可想到权利要求书所记载的范围内的各种变更例或修正例，当然可以理解，这些也属于本发明的技术范围。另外，在不脱离发明宗旨的范围内，可将上述实施方式中的各构成要素任意地组合。
需要说明的是，本申请基于2019年9月19日提交的日本专利申请(日本特愿2019-170437)，将其内容以参考的形式援引到本申请中。
符号的说明
10、40 (电池组用)绝热片
10a、10b、40a、40b 面
20 电池单体
21 第1绝热材料
22 第2绝热材料
23 第3绝热材料
30 电池壳
100 电池组。

Claims (14)

1.一种电池组用绝热片，其是将2个以上的电池单体串联或并联连接而成的电池组中的夹设在所述电池单体之间的电池组用绝热片，其中，
该绝热片包含第1绝热材料和第2绝热材料，该第1绝热材料含有二氧化硅纳米颗粒，该第2绝热材料含有：包含二氧化硅成分且具有弯曲面的板状颗粒。
2.如权利要求1所述的电池组用绝热片，其中，所述第2绝热材料沿着面方向取向。
3.如权利要求1或2所述的电池组用绝热片，其中，相对于电池组用绝热片总质量，所述第1绝热材料的含量为10质量％以上60质量％以下。
4.如权利要求1～3中任一项所述的电池组用绝热片，其中，所述第1绝热材料的平均粒径为1nm以上100nm以下。
5.如权利要求1～4中任一项所述的电池组用绝热片，其中，所述板状颗粒为无机中空球的碎片。
6.如权利要求5所述的电池组用绝热片，其中，所述无机中空球为选自火山灰中空球、二氧化硅中空球、飞灰中空球、珍珠岩中空球和玻璃中空球中的至少一种无机中空球。
7.如权利要求1～6中任一项所述的电池组用绝热片，其中，所述第2绝热材料是平均颗粒长为0.1μm以上100μm以下的板状颗粒。
8.如权利要求1～7中任一项所述的电池组用绝热片，其中，相对于电池组用绝热片总质量，所述第2绝热材料的含量为10质量％以上60质量％以下。
9.如权利要求1～8中任一项所述的电池组用绝热片，其中，该绝热片进一步包含：含有金属氧化物的第3绝热材料。
10.如权利要求9所述的电池组用绝热片，其中，所述金属氧化物为选自二氧化钛、氧化锆、锆石、钛酸钡、氧化锌和氧化铝中的至少一种颗粒。
11.如权利要求9或10所述的电池组用绝热片，其中，所述金属氧化物的平均粒径为0.1μm以上50μm以下。
12.如权利要求9～11中任一项所述的电池组用绝热片，其中，相对于电池组用绝热片总质量，所述第3绝热材料的含量为5质量％以上40质量％以下。
13.如权利要求1～12中任一项所述的电池组用绝热片，其中，
该绝热片包含结合材料，该结合材料含有选自无机纤维、粘结剂和耐热树脂中的至少一种，
相对于绝热片总质量，所述结合材料的含量为10质量％以上60质量％以下。
14.一种电池组，其中，2个以上的电池单体隔着权利要求1～13中任一项所述的电池组用绝热片进行配置，该2个以上的电池单体串联或并联连接。
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