CN219066951U - 热传递抑制片以及电池组 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种热传递抑制片以及电池组。可得到均匀的绝热性、散热性，在电池单元热失控的情况下，在相邻的电池单元间阻断热，并且使电池单元的发热迅速地散热。热传递抑制片(10)包含：均匀地分散并且沿与片的主面(10a、10b)平行的一个方向取向的第一无机纤维(23)；与所述第一无机纤维(23)交织而形成3维网构造的第二无机纤维(24)；以及无机颗粒(21)，其均匀地分散在所述第一无机纤维与所述第二无机纤维之间的空间中。

Description

热传递抑制片以及电池组
技术领域
本实用新型涉及例如成为驱动电动汽车或混合动力车等的电动马达的电源的电池组、以及用于电池组的热传递抑制片。
背景技术
以往，为了抑制从发热体向其他物体的热传递，使用了接近发热体或使至少一部分与发热体接触来使用的热传递抑制片。
另外，近年来，与铅蓄电池、镍氢电池等相比，高容量且能够高输出的锂离子二次电池的需求增加，除了移动电话、个人计算机、小型电子设备的小容量的二次电池，还用于汽车、备用电源等大容量的二次电池。特别是，在汽车的领域中，从环境保护的观点出发，由电动马达驱动的电动汽车或混合动力车等的开发正在盛行。在该电动汽车或混合动力车等中，搭载有用于成为驱动用电动马达的电源的、将多个电池单元串联连接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有时会产生由化学反应引起的热，由此，会产生电池的不良情况。例如，在某个电池单元急剧升温而引起热失控的情况下，热会传播到相邻的其他电池单元，由此，可能引起其他电池单元的热失控。
在上述那样的电池组的领域中，为了抑制从发生了热失控的电池单元向相邻的电池单元的热的传播，防止基于热失控的连锁导致的电池的延烧以及爆炸的不良情况，提出了夹设于电池单元间的各种热传递抑制片。
例如，在专利文献1中记载了一种热传递抑制片，其包含复合层，其包含纤维和二氧化硅气凝胶；以及树脂支柱，其在所述复合层中沿厚度方向配置。根据这样的热传递抑制片，能够通过树脂支柱而分散施加于片的压缩应力，能够保持绝热特性。如果在电池单元间使用上述热传递抑制片，则能够利用树脂支柱分散施加于片中的二氧化硅气凝胶的压缩应力，能够长期保持电池单元间的绝热性。记载了内容：其结果为，能够抑制基于电池的单元间的热失控的延烧，能够提供安全的车载用电池，并且，如果使绝热性树脂支柱为多孔质的树脂，则能够抑制来自电池单元的热传导。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2017-215014号公报
实用新型内容
实用新型要解决的技术问题
然而，上述热传递抑制片的绝热性高，因此，若与电池单元紧密接触，则有时热会蓄积而促进电池单元的热失控。
并且，上述热传递抑制片因不存在气凝胶的树脂支柱和存在气凝胶的复合层而绝热性不同，因此，在片内很难使得绝热性、散热性均匀。因此，从电池单元产生的热的传递也不同，在产生热失控的情况下，有时无法抑制热传递抑制片中的热传递。
本实用新型是鉴于上述的状况而完成的，其目的在于提供一种能够得到均匀的绝热性、散热性，在电池单元热失控的情况下能够在相邻的电池单元间阻断热、并且使电池单元的发热迅速地散热的热传递抑制片，以及使热传递抑制片夹设于电池单元间的电池组。
用于解决技术问题的手段
本实用新型的上述目的通过热传递抑制片的下述结构[1]的结构来达成。
结构[1].一种热传递抑制片，其包含：
第一无机纤维，其均匀地分散并且沿与片的主面平行的一个方向取向；
第二无机纤维，其与所述第一无机纤维交织而形成3维网构造；以及
无机颗粒，其均匀地分散在所述第一无机纤维与所述第二无机纤维之间的空间中。
另外，热传递抑制片的本实用新型的优选的实施方式与以下的结构[2]～[13]相关。
结构[2].结构[1]的热传递抑制片，其特征在于，
所述第一无机纤维的平均纤维直径比所述第二无机纤维的平均纤维直径大。
结构[3].结构[1]或[2]的热传递抑制片，其特征在于，
所述第一无机纤维的平均纤维长度比所述第二无机纤维的平均纤维长度大。
结构[4].结构[1]或[2]的热传递抑制片，其特征在于，
所述第一无机纤维的卷曲度比所述第二无机纤维的卷曲度小。
结构[5].结构[1]或[2]的热传递抑制片，其特征在于，
所述第一无机纤维为线状或针状，所述第二无机纤维为树枝状或卷曲状。
结构[6].结构[1]或[2]的热传递抑制片，其特征在于，
所述第一无机纤维为玻璃纤维、玻璃棉、矿渣棉、岩棉、碱土硅酸盐纤维和耐火陶瓷纤维中的1种。
结构[7].结构[1]或[2]的热传递抑制片，其特征在于，
所述第二无机纤维为氧化铝纤维、莫来石纤维、硅酸铝纤维、天然矿物系纤维及氧化锆纤维中的1种。
结构[8].结构[1]或[2]的热传递抑制片，其特征在于，
所述无机颗粒为二氧化硅颗粒、二氧化钛颗粒、氧化锆颗粒、锆石颗粒、钛酸钡颗粒、氧化锌颗粒及氧化铝颗粒中的1种。
结构[9].结构[1]或[2]的热传递抑制片，其特征在于，
所述无机颗粒的平均二次粒径为1nm以上且100nm以下。
另外，本实用新型的上述目的通过电池组相关的下述结构[10]的结构来达成。
结构[10].一种电池组，其特征在于，通过将多个电池单元串联连接或并联连接而构成，所述电池组使用了结构[1]～[9]中任一项的热传递抑制片。
实用新型效果
根据本实用新型，在热传递抑制片的内部，第一无机纤维沿与主面平行的一个方向取向地分散，因此，片内的绝热性、散热性优异并且变得均匀，能够有效地对来自电池单元的发热进行散热。因此，即使在电池单元发生热失控的情况下，也能够阻断向相邻的电池单元的热而防止连锁。另外，第一无机纤维与第二无机纤维交织而形成3维网构造，并且第二无机纤维作为连接第一无机纤维与第一无机纤维的传热通路发挥功能，传热性进一步提高，并且通过成为3维网构造而强度优异。
在本实用新型的电池组中，使用了上述的热传递抑制片。因此，本实用新型的电池组持续稳定的动作，即使发生电池单元的热失控，也能够将损害抑制在最小限度。
附图说明
图1是表示本实用新型的实施方式的热传递抑制片的结构的示意图。
图2是示意性地表示本实施方式的电池组的剖视图。
标号说明
10：热传递抑制片；
10a、10b：主面；
20、20b、20c：电池单元；
21：无机颗粒；
23：第一无机纤维；
24：第二无机纤维；
30：电池壳体；
100：电池组。
具体实施方式
本申请发明人为了提供在电池单元热失控的情况下，在相邻的电池单元间阻断热，并且使电池单元的发热迅速散热的绝热性和散热性优异的热传递抑制片而进行了深入研究，结果显现：片所包含的无机纤维的取向是重要的。并且，在取向的第一无机纤维中，热容易传导，片内的绝热性、散热性优异并且均匀，能够有效地对来自电池单元的发热进行散热。另外发现：通过使第一无机纤维与第二无机纤维交织而形成3维网构造，从而第二无机纤维成为将取向的第一无机纤维彼此连接的传热通路，传热性进一步提高，并且通过3维网构造而强度优异。本实用新型是基于这样的见解而完成的。
以下，一边参照附图一边对本实用新型的实施方式的热传递抑制片及电池组进行详细说明。此外，本实用新型并不限定于以下说明的实施方式，在不脱离本实用新型的主旨的范围内，能够任意地变更而实施。
[1.传热抑制片]
本实用新型的热传递抑制片包含：
(1)均匀地分散的无机颗粒；
(2)均匀地分散并且沿与片的主面平行的一个方向取向的第一无机纤维；以及
(3)与第一无机纤维交织而形成3维网构造的第二无机纤维。
图1是表示本实用新型的实施方式的热传递抑制片10的结构的示意图。如图所示，第一无机纤维23呈层状地沿与热传递抑制片10的主面10a、10b平行的一个方向取向。另外，第一无机纤维23与第二无机纤维24交织而形成3维网构造。与此同时，在第一无机纤维23与第二无机纤维24之间的空间中，无机颗粒21均一地扩散而被保持。无机颗粒21、第一无机纤维23及第二无机纤维24均为耐热性的材料，并且，在颗粒间、颗粒与纤维之间、以及纤维间形成无数微小的空间，还发挥基于空气的绝热效果，因此，热传递抑制性能优异。
此外，在本实用新型中，“沿一个方向取向”是指，第一无机纤维23无需全部朝向该方向，只要第一无机纤维23沿特定的一方向排列的倾向强即可。另外，第一无机纤维23沿特定的方向取向能够通过基于目视的确认来判断，而在难以判别纤维的情况下，能够通过测定该方向的弯曲强度、比其他方向大20％以上来确认。
(第一无机纤维)
第一无机纤维23是非晶质的纤维，第二无机纤维24是由从晶质的纤维和玻璃化转变温度比第一无机纤维23高的非晶质的纤维中选择出的至少1种构成的纤维。此外，晶质的无机纤维的熔点通常比非晶质的无机纤维的玻璃化转变温度高。因此，第一无机纤维23暴露于高温时，其表面比第二无机纤维24先软化，将无机颗粒21、第二无机纤维24粘结，因此，能够提高热传递抑制片10的机械强度。
作为第一无机纤维23，可以适合地使用玻璃纤维、玻璃棉、矿渣棉、岩棉、碱土硅酸盐纤维及耐火陶瓷纤维，它们可以分别单独使用，也可以混合多种使用。其中，优选熔点低于700℃的无机纤维，能够使用很多非晶质的无机纤维。特别是，优选含有SiO2的纤维，从价格便宜、容易获得、处理性等优异的方面出发，更优选玻璃纤维。
(第二无机纤维)
如上所述，第二无机纤维24是由晶质的纤维和从玻璃化转变温度比第一无机纤维23高的非晶质的纤维中选择出的至少1种构成的纤维。作为第二无机纤维24，能够使用很多结晶性的无机纤维。
若第二无机纤维24由晶质的纤维构成，或玻璃化转变温度比第一无机纤维23高，则在暴露于高温时，即使第一无机纤维23软化，第二无机纤维24也不会熔融或软化。因此，即使在电池单元的热失控时也能够维持形状，能够持续存在于电池单元间。另外，若第二无机纤维24不熔融或不软化，则无机颗粒21与无机颗粒21之间、无机颗粒21与第一无机纤维23和第二无机纤维24之间、以及第一无机纤维23与第二无机纤维24之间的微小的空间得以维持，因此，能够发挥基于空气的绝热效果，能够保持优异的热传递抑制性能。
在第二无机纤维24为晶质的情况下，作为第二无机纤维24，能够适合地使用氧化铝纤维、莫来石纤维、硅酸铝纤维，作为上述以外的矿物系纤维，能够适合地使用硅灰石等天然矿物系纤维、氧化锆纤维，它们可以分别单独使用，也可以混合多种使用。其中，若熔点超过1000℃，则即使产生电池单元的热失控，第二无机纤维也不会熔融或软化，能够维持其形状，因此，能够适合地使用。
另外，即使是第二无机纤维24为非晶质的情况，只要是玻璃化转变温度比第一无机纤维23高的纤维，就能够使用。例如，也可以使用玻璃化转变温度比第一无机纤维23高的玻璃纤维作为第二无机纤维24。
此外，如上所述，第一无机纤维23的玻璃化转变温度比第二无机纤维24低，在暴露于高温时，第一无机纤维23先软化，因此，能够利用第一无机纤维23将无机颗粒21及第二无机纤维24粘结。但是，例如在第二无机纤维24为非晶质且其纤维直径比第一无机纤维23的纤维直径细的情况下，若第一无机纤维23与第二无机纤维24的玻璃化转变温度接近，则第二无机纤维24可能先软化。因此，在第二无机纤维24为非晶质的纤维的情况下，第二无机纤维24的玻璃化转变温度优选比第一无机纤维23的玻璃化转变温度高100℃以上，更优选高300℃以上。
(第一无机纤维和第二无机纤维的平均纤维直径、以及平均纤维长度)
在本实用新型中，平均纤维直径粗的(粗径的)无机纤维具有提高热传递抑制片10的机械强度、形状保持性的效果。通过使第一无机纤维23和第二无机纤维24中的任一方为粗径，能够得到上述效果。有时来自外部的冲击会作用于热传递抑制片10，因此，通过含有粗径的无机纤维来提高耐冲击性。作为来自外部的冲击，例如有成为基于电池单元的膨胀的挤压力、基于电池单元的起火的风压等。
另外，为了提高机械强度、形状保持性，粗径的无机纤维特别优选为线状或针状。此外，线状或针状的纤维是指后述的卷曲度例如小于10％，优选为5％以下的纤维。
更具体而言，为了提高热传递抑制片10的机械强度、形状保持性，粗径的无机纤维的平均纤维直径优选为1μm以上，更优选为3μm以上。但是，若粗径的无机纤维过粗，则形成热传递抑制片10的成型性、加工性可能降低，因此，平均纤维直径优选为20μm以下，更优选为15μm以下。另外，若粗径的无机纤维过长，成型性、加工性也可能降低，因此，优选将纤维长度设为100mm以下。并且，若粗径的无机纤维过短，则形状保持性、机械强度也降低，因此，优选将纤维长度设为0.1mm以上。
另一方面，平均纤维直径细的(细径的)无机纤维具有提高无机颗粒21的保持性、并且提高热传递抑制片10的柔软性的效果。因此，通过使第一无机纤维23和第二无机纤维24中的另一方为细径，能够得到上述效果。
更具体而言，为了提高无机颗粒21的保持性，优选细径的无机纤维容易变形且具有柔软性。因此，细径的无机纤维的平均纤维直径优选小于1μm，更优选为0.1μm以下。但是，若细径的无机纤维过细，则容易断裂，无机颗粒21的保持能力降低。另外，不保持无机颗粒21而纤维在交织的状态下存在于片中的比例变多，除了无机颗粒21的保持能力的降低以外，成型性、形状保持性也变差。因此，细径的无机纤维的平均纤维直径优选为1nm以上，更优选为10nm以上。
此外，若细径的无机纤维过长，则成型性、形状保持性降低，因此，纤维长度优选为0.1mm以下。并且，若细径的无机纤维过短，则形状保持性和机械强度降低，因此，纤维长度优选为1μm以上。
另外，细径的无机纤维优选为树枝状或卷曲状。若细径的无机纤维为这样的形状，则与粗径的无机纤维、无机颗粒21交织。因此，无机颗粒21的保持能力提高。另外，在热传递抑制片10受到挤压力、风压时，细径的无机纤维的滑动移动被抑制，由此，特别是抵抗来自外部的挤压力、冲击的机械强度提高。
此外，树枝状是指2维或3维地分支的构造，例如为羽毛状、四针状形状、放射线状、立体网状。
在细径的无机纤维为树枝状的情况下，其平均纤维直径能够通过利用SEM对干部和支部的径进行多点测定，计算它们的平均值而得到。
另外，卷曲状是指纤维向各个方向弯曲的构造。作为使卷曲形态定量化的方法之一，已知根据电子显微镜照片计算其卷曲度，例如能够根据下述式进行计算。
卷曲度(％)＝(纤维长度-纤维末端间距离)/(纤维长度)×100
在此，纤维长度、纤维末端间距离均为电子显微镜照片上的测定值。即，是向2维平面上投影的纤维长度、纤维末端间距离，比现实的值短。根据该式，细径的无机纤维的卷曲度优选为10％以上，更优选为30％以上。若卷曲度小，则难以形成无机颗粒21的保持能力、粗径的无机纤维彼此、与粗径的无机纤维的交织(网络)。
如上所述，优选的是，第一无机纤维23和所述第二无机纤维24中的任一方的平均纤维直径比另一方的平均纤维直径大，但在本实用新型中，更优选的是，第一无机纤维23的平均纤维直径比第二无机纤维24的平均纤维直径大。若第一无机纤维23的平均纤维直径为粗径，由于第一无机纤维23的玻璃化转变温度低，早期软化，因此，随着温度的上升而成为膜状而变硬。另一方面，若第二无机纤维24的平均纤维直径为细径，则即使温度上升，细径的第二无机纤维24也以纤维的形状残存，因此，能够保持热传递抑制片10的构造，能够防止掉粉。
此外，作为第一无机纤维23，使用粗径且线状或针状的无机纤维和细径且树枝状或卷曲状的无机纤维这两者，作为第二无机纤维24，若使用粗径且线状或针状的无机纤维和细径且树枝状或卷曲状的无机纤维这两者，则能够进一步提高无机颗粒21的保持效果、机械强度和形状保持性，因此，是最优选的。
另外，第一无机纤维23的平均纤维长度比第二无机纤维24大，由此，取向长度伸长，因此，散热性进一步提高。并且，第二无机纤维24为树枝状或卷曲状，因此，与第一无机纤维的交织容易，对传热通路、形状保持是有效的。
(第一无机纤维和第二无机纤维的热导率)
热传递抑制片10的绝热性能越优异越优选，优选的是第一无机纤维23及第二无机纤维24的热导率均较低。但是，第二无机纤维24成为将呈层状取向的第一无机纤维彼此连接的传热通路，因此，优选的是热导率比第一无机纤维23高。因此，考虑到绝热性能，第二无机纤维24的热导率优选为41[W/mK]以下。
(无机颗粒)
无机颗粒21的材质没有特别限定，能够使用氧化物颗粒、碳化物颗粒、氮化物颗粒和无机水合物颗粒。其中，优选氧化物颗粒。另外，无机颗粒21的形状和大小也没有特别限定，但优选包含从纳米颗粒、中空颗粒和多孔质颗粒中选择出的至少1种，更优选包含纳米颗粒。
无机颗粒21可以分别单独使用，也可以组合2种以上使用。若并用2种以上的热传递抑制效果互不相同的无机颗粒21，则能够多级地对发热体进行冷却，能够在更宽的温度范围内显现吸热作用。另外，无机颗粒21也优选混合使用大径颗粒和小径颗粒。若小径的无机颗粒进入大径的无机颗粒彼此的间隙，则成为更致密的构造，能够提高热传递抑制效果。
无机颗粒21的平均二次粒径为0.01μm以上时，容易获得，能够抑制制造成本的上升。另外，为200μm以下时，能够得到所期望的绝热效果。因此，无机颗粒21的平均二次粒径优选为0.01μm以上且200μm以下，更优选为0.05μm以上且100μm以下。
以下，对无机颗粒21进行详细说明。
(氧化物颗粒)
作为无机颗粒21优选的氧化物颗粒的折射率高，使光漫反射的效果强，因此，若使用氧化物颗粒作为无机颗粒21，则特别是在异常发热等高温度区域中能够抑制辐射传热。具体而言，优选二氧化硅颗粒、二氧化钛颗粒、氧化锆颗粒、锆石颗粒、钛酸钡颗粒、氧化锌颗粒和氧化铝颗粒。特别是，二氧化硅颗粒是绝热性高的成分，二氧化钛颗粒是与其他金属氧化物相比折射率高的成分，在500℃以上的高温度区域中使光漫反射而遮蔽辐射热的效果高，因此，最优选的是使用二氧化硅颗粒和二氧化钛颗粒作为氧化物颗粒。
(氧化物颗粒的平均一次粒径：0.001μm以上且50μm以下)
氧化物颗粒的粒径有时会对反射辐射热的效果造成影响，因此，若将平均一次粒径限定为规定的范围，则能够得到更高的绝热性。
即，氧化物颗粒的平均一次粒径为0.001μm以上时，与有助于加热的光的波长相比充分大，使光高效地漫反射，因此，在500℃以上的高温度区域中抑制了片内的热的辐射传热，能够进一步提高绝热性。另一方面，氧化物颗粒的平均一次粒径为50μm以下时，即使被压缩，颗粒间的触点、数量也不会增加，难以形成传导传热的通路，因此，特别是能够减小传导传热对支配性的通常温度区域的绝热性的影响。
在使用2种以上的氧化物颗粒的情况下，也优选混合使用大径颗粒和小径颗粒(纳米颗粒)，该情况下的大径颗粒的平均一次粒径更优选为1μm以上且50μm以下，进一步优选为5μm以上且30μm以下，最优选为10μm以下。此外，在本实用新型中，平均一次粒径能够通过用显微镜观察颗粒，与标准尺度进行比较，取任意10个颗粒的平均而求出。
(纳米颗粒)
在本实用新型中，纳米颗粒表示球形或接近球形的平均一次粒径小于1μm的纳米级的颗粒。纳米颗粒为低密度，因此，抑制了传导传热，若使用纳米颗粒作为无机颗粒，则空隙进一步细小地分散，因此，能够得到抑制对流传热的优异的绝热性。因此，在通常的常温区域的电池使用时，在能够抑制相邻的纳米颗粒间的热的传导的方面，优选使用纳米颗粒。
另外，在本实用新型中，优选的是，作为无机颗粒21选择的氧化物颗粒、碳化物颗粒、氮化物颗粒及无机水合物颗粒中的至少1种为纳米颗粒。并且，作为氧化物颗粒，若使用平均一次粒径小的纳米颗粒，则即使是因伴随电池单元的热失控的膨胀而使热传递抑制片10被压缩、内部的密度上升的情况，也能够抑制热传递抑制片10的传导传热的上升。其原因被认为在于，纳米颗粒因基于静电的斥力而容易在颗粒间形成细小的空隙，体积密度低，因此，颗粒以具有缓冲性的方式填充。
此外，在本实用新型中，在使用纳米颗粒作为无机颗粒21的情况下，只要符合上述纳米颗粒的定义，则材质没有特别限定。例如，二氧化硅纳米颗粒除了为绝热性高的材料之外，颗粒彼此的触点小，因此，通过二氧化硅纳米颗粒传导的热量与使用了粒径大的二氧化硅颗粒的情况相比变小。另外，一般获得的二氧化硅纳米颗粒的体积密度为0.1g/cm3左右，因此，例如即使是配置于热传递抑制片10的两侧的电池单元产生热膨胀、对热传递抑制片10施加了大的压缩应力的情况，二氧化硅纳米颗粒彼此的触点的大小(面积)、数量也不会显著变大，能够维持绝热性。因此，优选的是使用二氧化硅纳米颗粒作为纳米颗粒。能够使用湿式二氧化硅、干式二氧化硅和气凝胶等作为二氧化硅纳米颗粒。
如上所述，二氧化钛遮蔽辐射热的效果高，二氧化硅纳米颗粒的传导传热极小，并且即使是对热传递抑制片10施加了压缩应力的情况，也能够维持优异的绝热性，因此，最优选使用二氧化钛颗粒及二氧化硅纳米颗粒这两者作为无机颗粒21。
(纳米颗粒的平均一次粒径：1nm以上且100nm以下)
若将纳米颗粒的平均一次粒径限定为规定的范围，则能够得到更高的绝热性。
即，若将纳米颗粒的平均一次粒径设为1nm以上且100nm以下，则特别是在低于500℃的温度区域中，能够抑制热传递抑制片10的内部的热的对流传热及传导传热，能够进一步提高绝热性。另外，即使是施加了压缩应力的情况，残留在纳米颗粒间的空隙和多个颗粒间的触点也能够抑制传导传热，能够维持热传递抑制片10的绝热性。此外，纳米颗粒的平均一次粒径更优选为2nm以上，进一步优选为3nm以上。另一方面，纳米颗粒的平均一次粒径更优选为50nm以下，进一步优选为10nm以下。
(无机水合物颗粒)
作为无机颗粒21也优选无机水合物颗粒，该无机水合物颗粒受到来自发热体的热而达到热分解开始温度以上时进行热分解，释放自身具有的结晶水而降低发热体及其周围的温度，显现所谓“吸热作用”。另外，在释放结晶水后成为多孔质体，通过无数的空气孔显现绝热作用。
作为无机水合物的具体例，列举出氢氧化铝(Al(OH)3)、氢氧化镁(Mg(OH)2)、氢氧化钙(Ca(OH)2)、氢氧化锌(Zn(OH)2)、氢氧化铁(Fe(OH)2)、氢氧化锰(Mn(OH)2)、氢氧化锆(Zr(OH)2)、氢氧化镓(Ga(OH)3)等。
例如，氢氧化铝具有约35％的结晶水，如下述式所示，热分解而释放结晶水，显现吸热作用。并且，在释放结晶水后成为作为多孔质体的氧化铝(Al2O3)，作为绝热材料发挥功能。
2Al(OH)3→Al2O3+3H2O
此外，如后所述，在本实用新型的电池组中，具有夹设于电池单元间的热传递抑制片10，而在发生了热失控的电池单元中，急剧上升至超过200℃的温度，温度持续上升至700℃附近。因此，无机颗粒优选由热分解开始温度为200℃以上的无机水合物构成。
关于上述列举的无机水合物的热分解开始温度，氢氧化铝为约200℃，氢氧化镁为约330℃，氢氧化钙为约580℃，氢氧化锌为约200℃，氢氧化铁为约350℃，氢氧化锰为约300℃，氢氧化锆为约300℃，氢氧化镓为约300℃，均与发生热失控的电池单元的急剧升温的温度范围大致重叠，能够高效地抑制温度上升，因此，可以说是优选的无机水合物。
另外，在使用无机水合物颗粒作为无机颗粒21的情况下，若其平均粒径过大，则位于片内的中心附近的无机水合物达到其热分解温度需要一定程度的时间，因此，有时热传递抑制片10的中心附近的无机水合物颗粒无法完全热分解。因此，无机水合物颗粒的平均二次粒径优选为0.01μm以上且200μm以下，更优选为0.05μm以上且100μm以下。
(无机颗粒、第一无机纤维及第二无机纤维各自的含量)
无机颗粒21的含量相对于热传递抑制片10的总质量优选为30质量％以上且80质量％以下。无机颗粒21的含量更优选为40质量％以上且70质量％以下，进一步为50质量％以上且60质量％以下。
另外，第一无机纤维23与第二无机纤维24的合计含量相对于热传递抑制片10的总质量优选为5质量％以上且30质量％以下。第一无机纤维23与第二无机纤维24的合计含量更优选为10质量％以上且25质量％以下，进一步为15质量％以上且20质量％以下。
通过设为这样的含量，平衡良好地显现基于无机颗粒21的吸热/绝热效果、基于第一无机纤维23的形状保持性、挤压力耐性、抗风压性、基于第二无机纤维24的传热通路作用、以及无机颗粒21的保持能力。
(其它配合材料)
在热传递抑制片10中，根据需要，也可以配合以往在热传递抑制片10中配合的其他配合材料。例如，能够配合有机纤维、有机粘合剂等。这些均在以热传递抑制片10的加强、成型性的提高为目的的方面是有用的，相对于热传递抑制片10的总质量，这些配合材料以合计量优选设为10质量％以下。
(热传递抑制片的厚度)
在本实施方式中，热传递抑制片10的厚度没有特别限定，优选在0.05～6mm的范围内。热传递抑制片10的厚度为0.05mm以上时，能够对热传递抑制片10赋予充分的机械强度。另一方面，热传递抑制片10的厚度为6mm以下时，能够得到良好的组装性。
(热传递抑制片的绝热性能)
作为表示绝热性能的指标，能够列举出热导率，但在本实施方式中，热导率优选小于1(W/mK)，更优选小于0.5(W/mK)，进一步优选小于0.2(W/mK)。并且，热导率更优选小于0.1(W/mK)，更优选小于0.05(W/mK)，特别优选小于0.02(W/mK)。此外，热导率能够依据JISR 2251中记载的“耐火物的热导率的试验方法”进行测定。
[2.热传递抑制片的制造方法]
首先，将无机颗粒21、第一无机纤维23及其他配合材料以规定的比例加入水中，用混炼机进行混炼，由此，调制糊剂。然后，使用挤压成型机将得到的糊剂从缝状的嘴部挤出而得到第一部件。该第一部件是片状的湿润物，第一无机纤维23沿一个方向取向，在纤维间保持有无机颗粒21。
另外，将无机颗粒21、第二无机纤维24及其他配合材料以规定的比例进行干式混合，进行压制成型，由此，得到第二部件。该第二部件为片状，第二无机纤维24随机地存在，在纤维间保持有无机颗粒21。
并且，交替地层叠多个第一部件和第二部件，对整体进行压制成型，并进行干燥，由此，得到热传递抑制片10。在压制成型时，随机存在于第二部件中的第二无机纤维24进入处于湿润状态的第一部件，与第一无机纤维23交织。并且，通过进行干燥，维持这样的状态而成为热传递抑制片10。
[3.电池组]
如图2所示，关于本实施方式的电池组100，并列设置多个电池单元20a、20b、20c，串联连接或并联连接而收纳于电池壳体30中，在电池单元20a、20b、20c间夹设有上述的热传递抑制片10。
在这样的电池组100中，在各电池单元20a、20b、20c之间夹设有热传递抑制片10，因此，在通常使用时，能够抑制各电池单元20a、20b、20c间的热的传播。
另一方面，即使在电池单元20a、20b、20c中的任一个发生了热失控的情况下，因本实施方式的热传递抑制片10的存在，也能够抑制电池单元20a、20b、20c间的热的传播。因此，能够阻止热失控的连锁，能够将对其他电池单元的不良影响抑制在最小限度。
另外，虽然省略了图示，但热传递抑制片10除了夹设于电池单元20a、20b、20c之间以外，也可以直接附设于电池壳体30的内底面，或者配设于电池壳体30的顶面或侧壁与电池单元20a、20b、20c之间的空间中。因此，得到高的通用性，并且具有防止热在相邻的电池单元之间传播而引起的热失控的连锁的效果，不仅如此，在某个电池单元起火的情况下，还能够抑制火焰扩散到电池壳体的外侧。
并且，根据热传递抑制片的结构成分、厚度的选择的不同，热传递抑制片能够容易地弯曲。因此，能够不受电池单元的形状影响，应对任何形状的电池单元。具体而言，除了方型电池以外，也能够应用于圆筒形电池、平板型电池等。
例如，本实施方式的电池组有时用于电动汽车(EV：Electric Vehicle)等，配置于搭乘者的地板下。该情况下，假设即使电池单元起火，也能够确保搭乘者的安全。该情况下，能够将夹设于各电池单元间的热传递抑制片还配置在电池单元与电池壳体之间，因此，不需要重新制作防焰材料等，能够容易地构成低成本且安全的电池组。
以上，对各种实施方式进行了说明，但本实用新型当然并不限定于这样的例子。作为本领域技术人员，显然能够在申请文件所记载的范畴内想到各种变更例或修改例，应该了解的是这些当然也属于本实用新型的技术范围。另外，在不脱离实用新型的主旨的范围内，可以任意组合上述实施方式中的各构成要素。

Claims (10)

1.一种热传递抑制片，其特征在于，所述热传递抑制片包含：
第一无机纤维，其均匀地分散并且沿与片的主面平行的一个方向取向；
第二无机纤维，其与所述第一无机纤维交织而形成3维网构造；以及
无机颗粒，其均匀地分散在所述第一无机纤维与所述第二无机纤维之间的空间中。
2.根据权利要求1所述的热传递抑制片，其特征在于，
所述第一无机纤维的平均纤维直径比所述第二无机纤维的平均纤维直径大。
3.根据权利要求1或2所述的热传递抑制片，其特征在于，
所述第一无机纤维的平均纤维长度比所述第二无机纤维的平均纤维长度大。
4.根据权利要求1或2所述的热传递抑制片，其特征在于，
所述第一无机纤维的卷曲度比所述第二无机纤维的卷曲度小。
5.根据权利要求1或2所述的热传递抑制片，其特征在于，
所述第一无机纤维为线状或针状，所述第二无机纤维为树枝状或卷曲状。
6.根据权利要求1或2所述的热传递抑制片，其特征在于，
所述第一无机纤维为玻璃纤维、玻璃棉、矿渣棉、岩棉、碱土硅酸盐纤维和耐火陶瓷纤维中的1种。
7.根据权利要求1或2所述的热传递抑制片，其特征在于，
所述第二无机纤维为氧化铝纤维、莫来石纤维、硅酸铝纤维、天然矿物系纤维及氧化锆纤维中的1种。
8.根据权利要求1或2所述的热传递抑制片，其特征在于，
所述无机颗粒为二氧化硅颗粒、二氧化钛颗粒、氧化锆颗粒、锆石颗粒、钛酸钡颗粒、氧化锌颗粒及氧化铝颗粒中的1种。
9.根据权利要求1或2所述的热传递抑制片，其特征在于，
所述无机颗粒的平均二次粒径为1nm以上且100nm以下。
10.一种电池组，其特征在于，通过将多个电池单元串联连接或并联连接而构成，所述电池组使用了权利要求1～9中任一项所述的热传递抑制片。
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