CN219513215U - 热传递抑制片以及电池组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种热传递抑制片以及电池组。通过使纤维与颗粒的分散性良好而进一步提高基于纤维对颗粒的保持性能，从而进一步提高热传递抑制片所要求的形状保持性、强度和压缩特性等，并且即使电池单元发生热失控，也能够防止作为片整体的形状保持性、强度、以及压缩特性等的降低。热传递抑制片包含纤维成分和颗粒成分，并且纤维成分中包含的第一无机纤维与第二无机纤维交织而形成3维网络，所述颗粒成分中包含的第一无机颗粒分散保持于所述3维网络，所述第一无机纤维是玻璃纤维，所述第一无机颗粒是二氧化硅颗粒。

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

近年来，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构成的电池组。

在该电池单元中，主要使用与铅蓄电池、镍氢电池等相比能够具有高容量且具有高输出的锂离子二次电池，但在因电池的内部短路、过充电等而在1个电池单元中产生了热失控的情况下(即“电池单元异常时”的情况下)，会向相邻的其他电池单元发生热的传播，由此，可能引起其他电池单元的热失控。

作为用于抑制来自发生了上述那样的热失控的电池单元的热的传播的技术，使热传递抑制片夹设于电池单元间。例如，在专利文献1中记载了包含纤维和二氧化硅气凝胶的热传递抑制片。另外，在专利文献2中记载了一种热传递抑制片，其包含矿物系粉体和阻燃剂中的至少一方、以及从热固化性树脂、热塑性弹性体和橡胶中选择出的作为有机粘合剂的基体树脂。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2017-215014号公报

专利文献2：日本特开2018-206605号公报

实用新型内容

实用新型要解决的技术问题

在此，在热传递抑制片中，要求良好地保持具有热传递抑制效果的颗粒(即，抑制掉粉)，在专利文献1中，利用纤维来保持二氧化硅气凝胶。此时，为了提高保持性能，广泛使用有机粘合剂。

在热传递抑制片的制造中，广泛进行对将包含纤维和颗粒的水性浆料经由过滤用的网进行脱水而得的湿润片进行加热加压。此时，水性浆料中的纤维与颗粒的极性等对两者的分散性影响较大。另外，在包含有机粘合剂的情况下，有机粘合剂与纤维的亲和性、有机粘合剂与颗粒的亲和性对粘结性影响较大。其结果为，在得到的热传递抑制片中，纤维、颗粒不均匀而使得颗粒的保持性能降低，或片整体的强度降低。

另外，若电池单元发生热失控，则单元温度有时急剧上升而达到1000℃附近，但若使用了有机粘合剂，则在成为热失控时的高温时，有机粘合剂会熔融、消失，作为片整体的形状保持性、强度、和压缩特性等大幅降低。

本实用新型是鉴于上述技术问题而完成的，其目的在于，使纤维与颗粒的分散性良好而进一步提高基于纤维的对颗粒的保持性能，由此，进一步提高热传递抑制片所要求的形状保持性、强度、和压缩特性等，并且即使电池单元发生了热失控，也能防止作为片整体的形状保持性、强度、压缩特性等的降低。

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所涉及的下述结构[1]的结构来达成。

结构[1].一种热传递抑制片，其特征在于，

所述热传递抑制片包含纤维成分和颗粒成分，

并且所述纤维成分中包含的第一无机纤维与第二无机纤维交织而形成3维网络，

所述颗粒成分中包含的第一无机颗粒分散保持于所述3维网络，

所述第一无机纤维是玻璃纤维，

所述第一无机颗粒是二氧化硅颗粒。

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]～[9]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，

所述第二无机纤维为氧化铝纤维、莫来石纤维、硅酸铝纤维、碳纤维、碳化硅纤维、天然矿物系纤维及氧化锆纤维中的1种。

结构[7].结构[1]或[2]中任一项的热传递抑制片，其特征在于，

所述颗粒成分包含第二无机颗粒，所述第二无机颗粒为二氧化钛颗粒、氧化锆颗粒、锆石颗粒及钛酸钡颗粒中的1种。

结构[8].结构[1]或[2]的热传递抑制片，其特征在于，

构成所述颗粒成分的无机颗粒均匀地分散，

所述第一无机纤维均匀地分散并且沿与片的主面平行的一个方向取向，

所述第二无机纤维与所述第一无机纤维交织而形成3维网构造。

结构[9].结构[8]的热传递抑制片，其特征在于，

所述第二无机纤维的热导率为41W/mK以下。

另外，本实用新型的上述目的通过电池组涉及的下述结构[10]的结构来达成。

结构[10].一种电池组，其通过将多个电池单元串联连接或并联连接而形成，其特征在于，

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

关于本实用新型的热传递抑制片，第一无机纤维的主成分与第一无机颗粒的主成分为同一种类，因此，两者的亲和性变高，制造时的分散性变得良好，片中的不均匀消失，基于第一无机纤维的对第一无机颗粒的保持性能提高。另外，纤维成分交织而形成3维网络(也称为网构造)。其结果为，作为片整体的形状保持性、强度、和压缩特性等进一步提高。

另外，优选的是，通过进一步含有玻璃化转变温度比第一无机纤维和第一无机颗粒高的第二无机纤维和第二无机颗粒，即使电池单元发生了热失控，玻璃化转变温度比较低的第一无机纤维和第一无机颗粒也会玻璃化(软化)而作为结合剂发挥功能。与此同时，玻璃化转变温度比较高的第二无机纤维和第二无机颗粒残留在热传递抑制片内。因此，即使在电池单元发生了热失控的情况下，也能够维持作为片整体的形状保持性、强度、和压缩特性等。

在本实用新型的电池组中，使用上述的热传递抑制片。因此，本实用新型的电池组持续进行稳定的动作，即使发生了电池单元的热失控，也能够将损害抑制在最小限度。

附图说明

图1是示意性地表示使用第一实施方式的热传递抑制片的电池组的剖视图。

图2是表示本实用新型的第二实施方式的热传递抑制片的结构的示意图。

标号说明

23：第一无机纤维；

24：第二无机纤维；

10、32：热传递抑制片；

20a、20b、20c：电池单元；

21：无机颗粒；

30：电池壳体；

100：电池组。

具体实施方式

以下，参照附图，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，能够任意地进行变更来实施。

[1.热传递抑制片]

[第一实施方式]

本实用新型的第一实施方式的热传递抑制片的特征在于，

包含纤维成分和颗粒成分，并且所述纤维成分中包含的第一无机纤维的主成分与所述颗粒成分中包含的第一无机颗粒的主成分为同一种类，且所述第一无机颗粒中的主成分的含量比所述第一无机纤维中的所述主成分的含量多。

此外，在本实用新型中，“主成分”是指在构成一个材料的全部成分中占50质量％以上的成分。优选主成分占60质量％以上，更优选占70质量％以上，进一步优选占80质量％以上，更进一步优选占90质量％以上。

第一无机纤维和第一无机颗粒的各主成分为同一种，因此，两者的亲和性高，制造时的分散性良好，在得到的热传递抑制片中两者不会不均匀。因此，基于第一无机纤维的对第一无机颗粒的保持性能提高。

以下，对本实用新型的第一实施方式的热传递抑制片进行详细说明。

纤维成分包含第一无机纤维，颗粒成分包含第一无机颗粒。另外，在本实施方式中，纤维成分含有玻璃化转变温度比第一无机纤维和第一无机颗粒高的第二无机纤维。此外，颗粒成分含有玻璃化转变温度比第一无机纤维和第一无机颗粒高的第二无机颗粒。而且，有机粘合剂进入到第一无机纤维、第一无机颗粒、第二无机纤维和第二无机颗粒之间并将它们粘结。

(第一无机纤维)

纤维成分中包含的第一无机纤维优选为非晶质的纤维，能够适合地使用玻璃纤维、玻璃棉、矿渣棉、岩棉、碱土硅酸盐纤维、耐火陶瓷纤维、玄武岩纤维、可溶性纤维，它们可以各自单独使用，也可以混合多种来使用。其中，优选熔点小于700℃的无机纤维，能够使用很多非晶质的无机纤维。特别是，作为主成分优选是包含具有优异的绝热性的二氧化硅的纤维，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。

(第一无机颗粒)

颗粒成分中包含的第一无机颗粒的主成分与第一无机纤维的主成分为同一种。如上所述，作为第一无机纤维，优选作为主成分而包含二氧化硅的纤维，因此，第一无机颗粒也优选主成分为同一种的二氧化硅的二氧化硅颗粒。另外，关于玻璃纤维中的二氧化硅含量，由于加工成纤维状而混入有各种材料，比二氧化硅颗粒中的二氧化硅含量(二氧化硅纯度)低。

另外，还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，能够进一步提高热传递抑制片的强度。

(第二无机纤维)

纤维成分可以含有第二无机纤维。第二无机纤维由从晶质的纤维和玻璃化转变温度比第一无机纤维和第一无机颗粒高的非晶质的纤维中选择出的至少1种构成。作为第二无机纤维，玻璃化转变温度优选为1000℃以上，能够使用很多结晶性的无机纤维。另外，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，第一无机纤维和第一无机颗粒在暴露于高温时，其表面比第二无机纤维先软化。

另一方面，玻璃化转变温度比较高的第二无机纤维在电池单元的热失控时，即使第一无机纤维和第一无机颗粒软化、熔融，也能够残留在片内而维持片形状，能够持续存在于电池单元间。因此，软化的第一无机纤维将后述的第二无机颗粒、第二无机纤维等粘结，能够提高热传递抑制片10的机械强度。另外，即使暴露于高温，第二无机纤维也不会熔融或软化而是残留下来，因此若在与第二无机颗粒之间的微小空间，进而在第一无机纤维、第一无机颗粒中有残留，则与它们之间的微小空间得以维持，发挥了基于空气的绝热效果，表现出优异的热传递抑制性能。

作为第二无机纤维，具体而言，能够适合地使用氧化铝纤维、莫来石纤维、硅酸铝纤维、碳纤维、碳化硅纤维、硅灰石等天然矿物系纤维、氧化锆纤维。另外，这些纤维可以分别单独，也可以组合多种。其中，如果熔点超过1000℃，则即使发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，因此能够优选使用。

在第二无机纤维为非晶质的情况下，只要是玻璃化转变温度比第一无机纤维高的纤维，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高的玻璃纤维作为第二无机纤维。

另外，如上所述，第一无机纤维的玻璃化转变温度比第二无机纤维低，在暴露于高温时，第一无机纤维先软化，因此能够用第一无机纤维粘结第二无机颗粒及第二无机纤维。但是，例如，在第二无机纤维为非晶质、其纤维直径比第一无机纤维的纤维直径细的情况下，如果第一无机纤维和第二无机纤维的玻璃化转变温度接近，则第二无机纤维有可能先软化。因此，在第二无机纤维为非晶质的纤维的情况下，第二无机纤维的玻璃化转变温度优选比第一无机纤维的玻璃化转变温度高100℃以上，更优选高300℃以上。

(第二无机颗粒)

颗粒成分也可以含有玻璃化转变温度比第一无机纤维和第一无机颗粒高的第二无机颗粒。第二无机颗粒的材质没有特别限定，但是能够使用氧化物颗粒、碳化物颗粒、氮化物颗粒等。其中，优选使用氧化物颗粒，优选玻璃化转变温度为1000℃以上。氧化物颗粒折射率高、使光漫反射的效果强，因此，使用氧化物颗粒作为第二无机颗粒时，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，能够适合地使用二氧化钛颗粒、氧化锆颗粒、锆石颗粒、钛酸钡颗粒、氧化锌颗粒、氧化铝颗粒等，其中，优选二氧化钛颗粒。二氧化钛颗粒的折射率比其他金属氧化物高，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，在提高热传递抑制片的耐热性方面是优选的。即，特别优选使用二氧化硅颗粒作为第一无机颗粒，使用二氧化钛颗粒作为第二无机颗粒。

另外，这些颗粒可以分别单独使用，也可以组合多种。如果并用2种以上的热传递抑制效果相互不同的无机颗粒，则可以多级冷却发热体，可以在更大的温度范围内表现吸热作用。此外，在组合多种的情况下，与第一无机颗粒一样地，也优选混合使用大径颗粒和小径颗粒，小径的无机颗粒进入大径的无机颗粒彼此的间隙而成为更致密的结构，能够提供热传递抑制效果，并且强度提高。

在第一无机颗粒和第二无机颗粒中的任一方或双方为氧化物颗粒的情况下，氧化物颗粒的粒径有时会影响反射辐射热的效果，因此，当将平均一次粒径限定为规定的范围时，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℃以上的高温区域中片内的热的辐射传热得到抑制，可以进一步提高绝热性。另一方面，如果氧化物颗粒的平均一次粒径为50μm以下，则即使被压缩，颗粒间的触点和数量也不会增加，难以形成传导传热的通路，因此特别是能够减小对传导传热支配的通常温度区域的绝热性的影响。

当使用2种以上的氧化物颗粒时，也优选混合使用大径颗粒和小径颗粒(纳米颗粒)，此时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。另外，本实用新型中，平均一次粒径可以通过用显微镜观察颗粒，与标准尺度比较，取任意10个颗粒的平均值来求出。关于纳米颗粒将在后面叙述。

此外，为了更高温下的对应性，第二无机纤维和第二无机颗粒的玻璃化转变温度越高越优选。

以下，使用图1说明通过含有第二无机纤维及第二无机颗粒而得到的效果。图1是示意性地示出使用了第一实施方式的热传递抑制片的电池组的剖视图。

如图1所示，本实施方式的热传递抑制片10例如用于电池组100。作为具体结构，关于电池组100，是将多个电池单元20a、20b、20c并列设置，串联连接或并联连接后收纳在电池壳体30中。而且，热传递抑制片10例如能够夹设于电池单元20a、20b、20c之间。

若电池单元发生热失控(电池单元异常时)，则热传递抑制片被加热至高温度，首先，熔点低的有机粘合剂消失，作为片整体的形状保持性、强度、和压缩特性等可能大幅降低。并且，若温度进一步升高、超过玻璃化转变温度比较低的第一无机纤维、第一无机颗粒的玻璃化转变温度，则第一无机纤维、第一无机颗粒玻璃化(软化)而成为膜状，代替消失的有机粘合剂作为结合剂发挥功能，有助于作为片整体的形状保持性、强度和压缩特性等。

然后，即使温度升高，玻璃化转变温度比较高的第二无机纤维和第二无机颗粒也残留在热传递抑制片中。另外，第一无机纤维及第一无机颗粒软化变形，它们以填埋第二无机纤维及第二无机颗粒的间隙的方式扩散。因此，能够维持作为片整体的形状保持性、强度和压缩特性等。与此同时，第二无机纤维之间、第二无机颗粒之间、以及第二无机纤维与第二无机颗粒之间的微小的空间得以维持，在这些空间中，发挥基于空气的绝热效果，呈现优异的热传递抑制性能。

(第一无机纤维和第二无机纤维的形状)

第一无机纤维和第二无机纤维优选下述所示的形状。

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的机械强度、形状保持性的效果。通过使第一无机纤维和第二无机纤维中的任一方为粗径，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，因此，通过包含粗径的无机纤维，耐冲击性提高。作为来自外部的冲击例如是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，为了进一步提高机械强度、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的机械强度和形状保持性，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，则成型性、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和第二无机纤维中的另一方为细径，能够得到上述效果。

更具体而言，为了提高无机颗粒的保持性，优选的是，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，无机颗粒的保持能力降低。另外，不保持无机颗粒而以纤维交织的状态存在于热传递抑制片10中的比例变多，除了无机颗粒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。

另外，关于细径的无机纤维，若过长则成型性、形状保持性降低，因此，纤维长度优选为0.1mm以下。此外，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。

并且，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，则在热传递抑制片中，与粗径的无机纤维、无机颗粒交织。因此，无机颗粒的保持能力提高。另外，在热传递抑制片受到挤压力、风压时，细径的无机纤维的滑动移动得以抑制，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对干部和支部的直径进行多点测定，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。作为将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，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，则难以形成第一无机颗粒、第二无机颗粒的保持能力、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，第一无机纤维和第二无机纤维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，第一无机纤维的平均纤维直径比第二无机纤维的平均纤维直径大。若第一无机纤维的平均纤维直径为粗

径，则玻璃化转变温度低的第一无机纤维早期软化，因此，随着温度的上升而成为膜5状而变硬。另一方面，若第二无机纤维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也以纤维的形状残留，因此，能够保持热传递抑制片的构造，能够防止掉粉。

另外，在本实用新型中，在第一无机纤维的平均纤维直径为粗径、第二无机纤维的平均纤维直径为细径的情况下，第一无机纤维的平均纤维长度更优选比第二无机纤0维的平均纤维长度大，更优选第一无机纤维的卷曲度小于第二无机纤维的卷曲度。

此外，作为第一无机纤维，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，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时，此时，能够进一步提高第一无机颗粒和第二无机颗粒的保持效果、机械强度和形状保持性，因此，最优选。

5另外，通过使第一无机纤维的平均纤维长度比第二无机纤维大，取向长度伸长，

因此，散热性进一步提高。并且，第二无机纤维为树枝状或卷曲状，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。

(第一无机颗粒及第二无机颗粒的形状)

另外，第一无机颗粒及第二无机颗粒优选为下述形状。

0第一无机颗粒和第二无机颗粒的形状和大小均没有特别限定，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。另外，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，第一无机颗粒和第二无机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。

5作为热传递抑制片10中的颗粒成分中的至少1种颗粒成分，更优选包含纳米颗粒。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。由于纳米颗粒为低密度，因此具有抑制传导传热的效果。因此，若使用纳米颗粒，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，能够抑制相邻的纳米颗粒间的热的传导。另外，例如在使用纳米颗粒作为第一无机颗粒的情况下，只要符合上述纳米颗粒的定义，且具有与第一无机纤维相同的主成分，则对主成分以外的成分没有特别限定。

另外，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，将纳米颗粒的平均一次粒径设为1nm以上且100nm以下时，特别是在低于500℃的温度区域中，能够抑制热传递抑制片内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。

在第一无机颗粒和第二无机颗粒中任一方或两方为氧化物颗粒的情况下，如果使用平均一次粒径小的纳米颗粒作为氧化物颗粒，则即使由于伴随电池单元的热失控的膨胀而热传递抑制片10被压缩、内部的密度上升的情况下，也能够抑制热传递抑制片10的传导传热的上升。这是因为纳米颗粒在基于静电的斥力的作用下容易在颗粒之间形成细小的空隙，体积密度低，因此颗粒以具有缓冲性的方式被填充。

作为纳米颗粒，例如纳米二氧化硅颗粒除了是绝热性高的材料之外，颗粒彼此的触点也小，因此，通过纳米二氧化硅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，一般获得的纳米二氧化硅颗粒的体积密度为0.1g/cm³左右，因此，例如，即使是配置于热传递抑制片的两侧的电池单元热膨胀、对热传递抑制片施加了大的压缩应力的情况，纳米二氧化硅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，作为第一无机颗粒的二氧化硅颗粒，优选使用纳米二氧化硅颗粒。作为纳米二氧化硅颗粒，能够使用湿式二氧化硅、干式二氧化硅和气凝胶等。

如上所述，二氧化钛屏蔽辐射热的效果高，纳米二氧化硅颗粒的传导传热极小，并且即使在对热传递抑制片10施加了压缩应力的情况下，也能够维持优异的绝热性，因此，作为第一无机颗粒、第二无机颗粒，最好使用二氧化钛颗粒和二氧化硅纳米颗粒两者。

(热传递抑制片中的第一无机纤维、第一无机颗粒、第二无机纤维及第二无机颗粒的含量)

在第一实施方式中，分别相对于热传递抑制片10的总质量，第一无机颗粒的含量优选为25质量％以上且80质量％以下，第二无机颗粒的含量优选为1质量％以上且30质量％以下，但如上所述，第一无机纤维及第一无机颗粒在有机粘合剂消失时代替，因此，优选在有机粘合剂的含量以上。此外，若考虑粘结性能，则有机粘合剂的含量优选为5质量％以上且小于25质量％。

另外，第一无机纤维的含量优选为3质量％以上且30质量％以下，更优选为5质量％以上且15质量％以下。第二无机纤维的含量优选为3质量％以上且30质量％以下，更优选为5质量％以上且15质量％以下。第一无机纤维和第二无机纤维交织而形成3维网络，保持第一无机颗粒和第二无机颗粒、后述的其他混合材料，因此，小于上述含量时，无法充分得到这样的效果。

(其他配合材料)

在本实用新型的热传递抑制片中，可以根据需要配合与第一无机颗粒和第二无机颗粒不同的其它无机颗粒、与第一无机纤维和第二无机纤维不同的其它无机纤维、有机纤维、有机粘合剂等以往在热传递抑制片中配合的材料。它们都在以加强热传递抑制片10和提高成型性为目的方面是有用的，按照相对于热传递抑制片10的总质量的合计量，优选为10质量％以下。

作为与第一无机纤维及第二无机纤维不同的无机纤维，能够使用气凝胶复合材料等。

作为有机纤维，能够使用纤维素纤维等。

此外，这些纤维可以分别单独使用，也可以组合使用2种以上。

作为有机粘合剂，能够适当使用在热传递抑制片中以往使用的高分子凝集材料、丙烯酸乳液等。

作为其他无机颗粒，能够使用云母、微孔颗粒、热膨胀性无机材料、气凝胶和无机水合物颗粒。此外，作为热膨胀性无机材料，能够列举出蛭石、膨润土、云母、珍珠岩等。另外，作为有机颗粒，能够使用中空聚苯乙烯颗粒等。

其中，优选无机水合物颗粒。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，显现所谓的“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，优选具有夹设于电池单元间的热传递抑制片10，但在发生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。

此外，关于上述所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℃，均与引起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，在使用了无机水合物颗粒的情况下，若其平均粒径过大，则位于热传递抑制片的中心附近的无机水合物颗粒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。

此外，作为无机颗粒也优选含有含水多孔质体。作为含水多孔质体的具体例，可以举出沸石、高岭石、蒙脱石、酸性白土、硅藻土、湿式二氧化硅、干式二氧化硅、气凝胶、云母、蛭石等。

也优选将多种上述含水多孔质体组合使用。另外，为了抑制温度上升，也优选在表面设置含有更多上述含水多孔质体的层。

另外，其他配合材料相对于热传递抑制片的总质量按合计量优选为10质量％以下。

[第一实施方式的热传递抑制片的制造方法]

在第一实施方式中，热传递抑制片10通过利用干式成型法或湿式成型法将纤维成分和颗粒成分、以及其他配合材料进行模具成型而制造。关于干式成型法，例如可以使用压制成型法(干式压制成型法)和挤压成型法(干式挤压成型法)。

(使用了干式压制成型法的制造方法)

在干式压制成型法中，将纤维成分、颗粒成分及其他配合材料以规定的比例投入到V型混合机等混合机中。并且，将投入到混合机中的材料充分混合后，将该混合物投入到规定的模具内，进行压制成型，由此，能够得到热传递抑制片。在压制成型时，可以根据需要进行加热。

此外，压制成型时的压制压力优选为0.98MPa以上且9.80MPa以下的范围。若压制压力小于0.98MPa，则在得到的热传递抑制片中，可能无法保持强度而崩坏。另一方面，若压制压力超过9.80MPa，则可能因过度的压缩而使加工性降低，或因体积密度变高而使固体传热增加，使绝热性降低。

另外，在使用干式压制成型法的情况下，作为有机粘合剂，优选使用乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA：Ethylene-Vinylacetate copolymer)，但只要是在使用干式压制成型法的情况下一般使用的有机粘合剂，就能够没有特别限定地使用。

(使用了干式挤压成型法的制造方法)

在干式挤压成型法中，将纤维成分、颗粒成分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，进一步使其干燥，由此，能够得到热传递抑制片。在使用干式挤压成型法的情况下，作为有机粘合剂，优选使用甲基纤维素和水溶性纤维素醚等，但只要是在使用干式挤压成型法的情况下一般使用的有机粘合剂，就能够没有特别限定地使用。

(使用了湿式成型法的制造方法)

在湿式成型法中，将纤维成分、颗粒成分及其他配合材料以规定的比例加入水中，在水中混合，用搅拌机进行搅拌，由此，调制混合液。然后，经由过滤用的网将得到的混合液脱水，由此，制作湿润片。然后，通过对得到的湿润片进行加热并且进行加压，能够得到热传递抑制片。

此外，在加热及加压工序之前，可以实施使热风向湿润片通气而对片进行干燥的通气干燥处理，但也可以不实施该通气干燥处理，而在湿润的状态下进行加热及加压。另外，在使用湿式成型法的情况下，作为有机粘合剂，能够选择阳离子化淀粉、丙烯酸树脂。

如上所述，在热传递抑制片10含有第二无机纤维的情况下，优选第一无机纤维和第二无机纤维交织而形成3维网络。参照附图说明具有由无机纤维彼此形成的3维网络的第二实施方式。以下，将具有3维网络的结构称为3维网结构。

〔第二实施方式〕

图2是表示本实用新型第二实施方式的热传递抑制片的结构的示意图。

在第二实施方式热传递抑制片32中，

(1)、构成上述颗粒成分的无机颗粒21均匀地分散，

(2)、上述第一无机纤维23均匀地分散且沿与片的主面平行的一个方向取向，

(3)、上述第二无机纤维24与上述第一无机纤维23交织而形成3维网构造。

另外，在上述无机颗粒21含有多种无机颗粒的情况下，可以将从多种无机颗粒中选择的1种作为上述第一实施方式中的第一无机颗粒。即，在第二实施方式中，构成颗粒成分的无机颗粒21(第一无机颗粒)的主成分和上述第一无机纤维23的主成分也是同一种类。另外，第一无机颗粒中的主成分的含量比第一无机纤维23的主成分的含量多。

如图2所示，在本实施方式中，第一无机纤维23呈层状地沿与热传递抑制片32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维网结构。与此同时，无机颗粒21均匀地扩散并保持在第一无机纤维23和第二无机纤维24之间的空间中。无机颗粒21、第一无机纤维23及第二无机纤维24都是耐热性材料。另外，由于颗粒之间、颗粒与纤维之间、纤维之间形成了无数微小的空间，也发挥了基于空气的绝热效果，因此热传递抑制性能优异。

另外，在本实用新型中，"沿一个方向取向"是指，第一无机纤维23不需要全部朝向该方向，只要第一无机纤维23在特定的一个方向上排列的倾向强即可。另外，关于第一无机纤维23沿特定的方向取向，可以通过目视确认来判断，但在难以判别纤维的情况下，可以通过测定该方向的弯曲强度，并比其他方向大5％以上来进行确认。

另外，在本实用新型中，无机颗粒21及第一无机纤维23“均匀地分散”是指无机颗粒21和第一无机纤维23没有极端地偏置，而是整体扩散的情形。

关于第一无机纤维23及第二无机纤维24材质、形状、平均纤维直径及平均纤维长度，与上述第一实施方式中的第一无机纤维及第二无机纤维相同。另外，关于无机颗粒21的材质、形状以及粒径，也与上述第一实施方式中的第一无机颗粒及第二无机颗粒相同，无机颗粒21中的至少1种无机颗粒相当于上述第一实施方式中的第一无机颗粒即可。

第二实施方式的热传递抑制片32能够应用于图1所示的电池组。即，热传递抑制片32例如可以介于电池单元20a、20b、20c之间。

在这样构成的第二实施方式中，第一无机纤维23与无机颗粒21中的至少1种无机颗粒的主成分为同一种，无机颗粒中的主成分的含量比第一无机纤维23中的主成分的含量多，因此，也能够得到与上述第一实施方式同样的效果。另外，在本实施方式中，在热传递抑制片32的内部，第一无机纤维23沿与主面平行的一个方向取向且均匀地分散，因此片内的绝热性和散热性优异并且均匀，能够有效地散掉来自电池单元的发热。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量，防止连锁。另外，第一无机纤维23和第二无机纤维24交织而形成3维网构造，并且第二无机纤维24作为连接第一无机纤维和第一无机纤维的传热通路发挥作用。即，通过第二无机纤维24在热传递抑制片32的厚度方向上传递的热通过第一无机纤维23而在与热传递抑制片32的主面平行的方向传递，能够散热。并且，通过形成3维网构造，强度变得优异。

(第一无机纤维及第二无机纤维的热导率)

第二实施方式中的热传递抑制片32的绝热性能越优异越好，优选第一无机纤维23及第二无机纤维24的热导率都很低。但是，第二无机纤维24由于成为连接呈层状取向的第一无机纤维彼此的传热通路，所以优选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41W/mK以下。

(无机颗粒、第一无机纤维及第二无机纤维各自的含量)

相对于热传递抑制片32的总质量，无机颗粒21的含量优选为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，并且为50质量％以上且60质量％以下。

另外，第一无机纤维23和第二无机纤维24的合计含量相对于热传递抑制片32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和第二无机纤维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。

通过设定为这样的含量，均衡地表现出基于无机颗粒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的传热通路作用和对无机颗粒21的保持能力。

<第二实施方式的热传递抑制片的制造方法>

作为第二实施方式的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以及其他的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，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，在纤维之间保持有无机颗粒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干式混合，进行压制成型，从而得到第二部件。该第二部件为片状，第二无机纤维24随机存在，在纤维之间保持有无机颗粒21。

并且，将多个第一部件和第二部件交替层叠，对整体进行压制成型并进行干燥，从而得到热传递抑制片32。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中，与第一无机纤维23交织。然后，通过干燥，维持这样的状态，成为热传递抑制片32。

(热传递抑制片的厚度)

在上述各实施方式中，热传递抑制片的厚度没有特别限定，但优选在0.05～6mm的范围。如果热传递抑制片的厚度为0.05mm以上，则可以对热传递抑制片赋予足够的机械强度。另一方面，如果热传递抑制片的厚度为6mm以下，则可以得到良好的组装性。

(热传递抑制片的绝热性能)

作为表示绝热性能的指标，可以举出热导率，但在上述各实施方式中，热传递抑制片的热导率优选小于1W/mK，更优选小于0.5W/mK，进一步优选为小于0.2W/mK。此外，热导率更优选小于0.1W/mK，更优选小于0.05W/mK，特别优选小于0.02W/mK。另外，热导率可以按照JIS R 2251中记载的“耐火物的热导率的试验方法”来测定。

[3.电池组]

电池组的构成如上述图1的第一实施方式所例示的那样。在此，使用图1具体说明使用了本实用新型的第一实施方式的热传递抑制片10的电池组的结构及效果。

如图1所示，关于第一实施方式的电池组100，并列设置多个电池单元20a、20b、20c，它们串联或并联地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。此外，在图1中，在电池单元20a、20b、20c之间夹设有上述的热传递抑制片10，但热传递抑制片10并非必须夹设于电池单元20a、20b、20c之间，例如也可以配置于电池单元20a、20b、20c与电池壳体30之间，或者贴附于电池壳体30的内表面。

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，即使是电池单元20a、20b、20c中的任一个发生了热失控的情况，因存在本实施方式的热传递抑制片10，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，或配设于电池壳体30的顶面、侧壁与电池单元20a、20b、20c之间的空间。因此，除了得到较高的通用性，并且具有防止基于热在相邻的电池单元间传播的热失控连锁的效果以外，还能够在某个电池单元起火的情况下，抑制火焰扩散到电池壳体的外侧。

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。

并且，在上述各实施方式的热传递抑制片中，根据构成成分、厚度的选择的不同，而能够容易地弯曲。因此，不受电池单元的形状影响，能够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。

[实施例]

使用“玻璃纤维”作为第一无机纤维，使用“纳米二氧化硅颗粒”作为第一无机颗粒，使用“氧化铝纤维”作为第二无机纤维，使用“二氧化钛颗粒”作为第二无机颗粒，使用“丙烯酸树脂”作为有机粘合剂。作为第一无机纤维的玻璃纤维包含60质量％的二氧化硅，作为第一无机颗粒的纳米二氧化硅颗粒包含99质量％的二氧化硅，主成分均为二氧化硅。另外，配合比(质量％)为玻璃纤维：纳米二氧化硅颗粒：氧化铝纤维：二氧化钛颗粒：丙烯酸树脂＝10：55：10：15：10。

并且，将它们加入水中，在水中进行混合，用搅拌机进行搅拌，由此，调制混合液。然后，经由过滤用的网将得到的混合液脱水，由此，制作湿润片。然后，对得到的湿润片进行加热并进行加压，由此，得到热传递抑制片。

用SEM拍摄了刚刚制造之后(通常使用时)的热传递抑制片的截面得到的结果是，可知第一无机纤维(玻璃纤维)1和第二无机纤维(氧化铝纤维)3交织而形成3维网络，保持第一无机颗粒(纳米二氧化硅颗粒)2和第二无机颗粒(二氧化钛颗粒)4。另外，在这些间隙中，虽然在SEM照片中看起来黑，但可知存在有机粘合剂(丙烯酸树脂)5进入并粘结。

接着，设想电池单元的热失控时，将热传递抑制片暴露于800℃的高温，用SEM拍摄其截面后的结果是，可知有机粘合剂(丙烯酸树脂)5消失，第一无机纤维(玻璃纤维)1、第二无机纤维(氧化铝纤维)3、第一无机颗粒(纳米二氧化硅颗粒)2和第二无机颗粒(二氧化钛颗粒)4残留。

进一步升温，从1000℃时的热传递抑制片的截面的SEM照片可知：在该温度时第二无机纤维(氧化铝纤维)3和第二无机颗粒(二氧化钛颗粒)4也残留。

但是，热传递抑制片暴露于远比第一无机纤维(玻璃纤维)1和第一无机颗粒(纳米二氧化硅颗粒)2的玻璃化转变温度(Tg：500-550℃)高的1000℃的高温，因此，可知第一无机纤维(玻璃纤维)1和第一无机颗粒(纳米二氧化硅颗粒)2软化而变形。并且，认为它们以填埋第二无机纤维(氧化铝纤维)3和第二无机颗粒(二氧化钛颗粒)4的间隙的方式扩散，由此，作为结合剂发挥功能。

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纤维成分和颗粒成分，

并且所述纤维成分中包含的第一无机纤维与第二无机纤维交织而形成3维网络，

所述颗粒成分中包含的第一无机颗粒分散保持于所述3维网络，

所述第一无机纤维是玻璃纤维，

所述第一无机颗粒是二氧化硅颗粒。

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，

所述第二无机纤维为氧化铝纤维、莫来石纤维、硅酸铝纤维、碳纤维、碳化硅纤维、天然矿物系纤维及氧化锆纤维中的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，

所述颗粒成分包含第二无机颗粒，所述第二无机颗粒为二氧化钛颗粒、氧化锆颗粒、锆石颗粒及钛酸钡颗粒中的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，

构成所述颗粒成分的无机颗粒均匀地分散，

所述第一无机纤维均匀地分散并且沿与片的主面平行的一个方向取向，

所述第二无机纤维与所述第一无机纤维交织而形成3维网构造。

9.根据权利要求8所述的热传递抑制片，其特征在于，

所述第二无机纤维的热导率为41W/mK以下。

10.一种电池组，其通过将多个电池单元串联连接或并联连接而形成，其特征在于，

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。