JP2019147357A - 難燃断熱シートおよび蓄電モジュール - Google Patents

難燃断熱シートおよび蓄電モジュール Download PDF

Info

Publication number
JP2019147357A
JP2019147357A JP2018035044A JP2018035044A JP2019147357A JP 2019147357 A JP2019147357 A JP 2019147357A JP 2018035044 A JP2018035044 A JP 2018035044A JP 2018035044 A JP2018035044 A JP 2018035044A JP 2019147357 A JP2019147357 A JP 2019147357A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flame
layer
retardant
heat
flame retardant
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2018035044A
Other languages
English (en)
Inventor
剛史 安齋
Tsuyoshi Anzai
剛史 安齋
雄一 倉田
Yuichi Kurata
雄一 倉田
鉄也 荒添
Tetsuya Arasoe
鉄也 荒添
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lintec Corp
Original Assignee
Lintec Corp
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
Application filed by Lintec Corp filed Critical Lintec Corp
Priority to JP2018035044A priority Critical patent/JP2019147357A/ja
Publication of JP2019147357A publication Critical patent/JP2019147357A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

【課題】複数の蓄電ユニット間の熱伝搬を阻止し、かつ発火にも十分な耐性を有する、断熱性かつ難燃性の蓄電モジュール用の難燃断熱シートを提供する。【解決手段】本発明に係る難燃断熱シート10は、断熱層11と、最外層に配置された難燃フィルム層12,12’とを有する積層構造を含み、下記(1)〜(4)の何れかを満たす:(1)前記難燃フィルム層が前記断熱層と接する、(2)前記断熱層と前記難燃フィルム層との間に他の層を有し、他の層の全てが難燃性層からなる、(3)前記断熱層と前記難燃フィルム層との間に少なくとも1層に熱伝導層を含む、(4)最外層に配置された難燃フィルム層が端部において互いに接合された密封構造を形成する。【選択図】図1

Description

本発明は、難燃断熱シートに関し、さらに詳しくは蓄電モジュールにおける蓄電ユニット間の断熱に好ましく用いられる難燃断熱シートに関する。また、本発明は、該難燃断熱シートを含む蓄電モジュールに関する。
自動車、船舶、航空機、さらには通信機器、家庭用電化製品には、各種の蓄電モジュールが使用されている。蓄電モジュールとしては、リチウムイオン二次電池、ニッケル・水素電池、鉛蓄電池などの充放電可能な蓄電池が使用されている。
自動車、航空機では、軽量であり、エネルギー密度の高いリチウムイオン二次電池が汎用される傾向にある。リチウムイオン二次電池の潜在的な欠点として、その安全性が懸念されている。リチウムイオン二次電池では、急速あるいは過度に充電すると、正極側では電解液の酸化・結晶構造の破壊により発熱し、負極側では金属リチウムが析出する。金属リチウムの析出が続くと、析出した金属リチウムにより両極が直接繋がり、回路が短絡してしまう。この結果、電池を急激に劣化させるだけでなく、最悪の場合は熱暴走により破裂・発火することもある。また、電池内のセパレータの劣化や、電池の筐体の損傷、不純物の混入によって、同様の危険が発生することがある。したがって、二次電池には種々の安全対策が施されてはいるが、危険性を完全に解消するには至っていない。
自動車や航空機では、多量の電気エネルギーを得るため、多数の二次電池を組み合わせた蓄電モジュールが電源として搭載されることがある。しかし、電池の内のひとつでも熱暴走すると、発熱が周囲の電池にも伝搬し、多数の電池が同時に劣化し、必要とする電気エネルギーが得られなくなる。
上記問題を解決するため、特許文献1には、断熱材と弾性材とを有するセルバリアを、蓄電ユニット間に配置した蓄電装置が開示されている。
断熱材と難燃材との積層部材は、建材などの分野では汎用されている。特許文献2では、断熱基材層の片面または両面に不燃または難燃性シートを積層した断熱材が開示されている。この断熱材は、建物の床部等に設置されるものであり、厚みが大きく、省スペースが求められる自動車用等の蓄電モジュールには不適当である。また、特許文献3には、ポリマー層、難燃層、断熱層をこの順に積層してなる断熱性難燃ポリマー部材が開示されている。この構成では、断熱層の一方の面が露出した構成となり、発火に対する対策としては不十分となる。
また、電子機器内で局所的に生じる熱を拡散するために、断熱シートと熱伝導性シートとを組み合わせた放熱用の複合材も知られている(特許文献4〜8)。しかし、これらの複合材においては、発火に対する対策は施されていない。
特表2016−534518号公報 特許第5352068号 特開2012−111188号公報 特開2012−151196号公報 特開2015−88538号公報 特開2015−196332号公報 特開2015−216184号公報 特開2016−28880号公報
特許文献1に記載の断熱材と弾性材とを有するセルバリアを用いることで、蓄電ユニット間の熱伝搬は低減される。しかし、弾性材はゴムからなり、発火への対策としては、なお不十分であり、改善が求められる。すなわち、本発明の課題は、複数の蓄電ユニット間の熱伝搬を阻止し、かつ発火にも十分な耐性を有する、断熱性かつ難燃性の蓄電モジュール用の難燃断熱シートを提供することにある。
上記課題を解決する本発明は、以下の要旨を含む。
[1]断熱層と、最外層に配置された難燃フィルム層とを有する積層構造を含み、下記(1)〜(4)の何れかを満たす難燃断熱シート:
(1)前記難燃フィルム層が前記断熱層と接する、
(2)前記断熱層と前記難燃フィルム層との間に他の層を有し、他の層の全てが難燃性層からなる、
(3)前記断熱層と前記難燃フィルム層との間に少なくとも1層に熱伝導層を含む、
(4)最外層に配置された難燃フィルム層が端部において互いに接合された密封構造を形成する。
[2]難燃断熱シートが前記(2)を満たし、断熱層と、難燃フィルム層との間の他の層が難燃粘着剤層である[1]に記載の難燃断熱シート。
[3]断熱層に対する難燃フィルム層の粘着力が23℃において0.5N/25mm以上である[2]に記載の難燃断熱シート。
[4]難燃断熱シートが前記(3)を満たし、熱伝導層と、難燃フィルム層とが難燃粘着剤層を介して積層されている[1]に記載の難燃断熱シート。
[5]最外層に配置された難燃フィルム層の露出面の何れか一方、または両者に粘着剤層が設けられてなる[1]〜[4]の何れかに記載の難燃断熱シート。
[6]上記[1]〜[5]の何れかに記載の難燃断熱シートを含む蓄電モジュール。
[7]複数の蓄電ユニットと、該蓄電ユニット間に配置された[1]〜[5]の何れかに記載の難燃断熱シートとを含む蓄電モジュール。
本発明によれば、複数の蓄電ユニットを含む蓄電モジュールに装備され、一つの蓄電ユニットの発熱を他の蓄電ユニットに伝搬することを阻止しうる難燃断熱シートが提供される。また、本発明の難燃断熱シートは高い難燃性を有するため、一つの蓄電ユニットが発火しても、他の蓄電ユニットへの類焼を阻止できる。この結果、自動車や航空機などの特に高い安全性が要求される機器に搭載される蓄電モジュールの信頼性を向上できる。
第1の実施形態に係る難燃断熱シートの断面図を示す。 第2の実施形態に係る難燃断熱シートの断面図を示す。 第3の実施形態に係る難燃断熱シートの断面図を示す。 第4の実施形態に係る難燃断熱シートの断面図を示す。 第5の実施形態に係る難燃断熱シートの断面図を示す。 蓄電モジュールの概略構成を示す。 面熱源を用いた断熱性の評価に使用した装置の概略を示す。 点熱源を用いた断熱性の評価に使用した装置の概略を示す。
以下、本発明の難燃断熱シートおよびこれを含む蓄電モジュールについて、図面を参照しながらさらに具体的に説明する。なお、以下においては、同一または類似の部材については、同一の符号を付し、その説明を省略することがある。
本発明に係る難燃断熱シートは、断熱層と、最外層に配置された難燃フィルム層とを有する積層構造を含み、下記(1)〜(4)の何れかを満たす。
(1)前記難燃フィルム層が前記断熱層と接する。
(2)前記断熱層と前記難燃フィルム層との間に他の層を有し、他の層の全てが難燃性層からなる。
(3)前記断熱層と前記難燃フィルム層との間に少なくとも1層に熱伝導層を含む。
(4)最外層に配置された難燃フィルム層が端部において互いに接合された密封構造を形成する。
以下、それぞれの具体的実施形態について説明する。
[第1の実施形態に係る難燃断熱シート]
第1の実施形態に係る難燃断熱シートは、上記(1)の構成を満たす。図1に第1の実施形態に係る難燃断熱シート10の断面図を示す。すなわち、第1の実施形態に係る難燃断熱シート10は、断熱層11と、最外層に配置された難燃フィルム層12および12’とを有する積層構造を含み、断熱層11と、難燃フィルム12および12’の何れか一方または両方とは接している。断熱層11と、難燃フィルム12とは接している。断熱層11と難燃フィルム12’とは接していてもよく、後述する他の層21を介して積層されていてもよい。図1では、断熱層11と、難燃フィルム層12および12’とが接している態様を示している。
断熱層11は、必要な断熱性を有する限り特に制限はされないが、好ましくは熱伝導率が0.5W/m・K以下であり、さらに好ましくは0.1W/m・K以下であり、特に好ましくは0.05〜0.001W/m・Kの部材から構成される。また、断熱層11は耐熱性に優れることが好ましく、ガラス転移温度(Tg)は、好ましくは50℃以上、さらに好ましくは70℃以上であり、特に好ましくは90〜500℃の範囲にある。さらに、断熱層11は、150℃以下では融解しない部材からなることが好ましい。
断熱層11の厚みは、熱伝導率との関係から十分な断熱性を示す程度であれば良く、好ましくは30〜1000μm、さらに好ましくは50〜750μm、特に好ましくは70〜500μm程度であればよい。また、断熱層11は、単層であってもよく、同一若しくは異なる素材からなる複数の断熱材の積層体であってもよい。複数の断熱材の積層体の場合、断熱材をウェットラミネーションやドライラミネーション、熱溶融ラミネーション、溶融押出ラミネーション、共押出加工によって一体化してもよく、また接着剤や粘着剤により一体化した構造であってもよい。
何ら限定されるものではないが、上記の断熱層11の材質としては、多孔性のポリマーフィルム、不織布などが好ましく用いられる。多孔性ポリマーフィルムの気孔率は、断熱性と強度の両立の観点から、30〜95%であることが好ましい。また、その平均孔径は0.001〜10μmが好ましく、0.01〜1μmが特に好ましい。気孔率、平均孔径をともに上記範囲とすることで、力学的特性と断熱性がさらに良好となる。
気孔率はポリマーフィルムの見掛け密度(A)と真密度(B)とから下記の計算式を用いて算出される値である。
気孔率=(B−A)/B×100(%)
平均孔径は、多孔性フィルム断面のSEM(走査型電子顕微鏡)像を倍率5000〜20000倍で取得し、画像処理ソフトで解析をすることにより確認できる。多孔性フィルムの気孔は、連続気孔であっても、独立気孔であってもよい。
多孔性ポリマーフィルムとしては、たとえば特許第5944613号、特許第6084403号、特開2014−132057号公報等に記載の多孔性ポリイミドフィルムを用いてもよい。ポリイミドフィルムは耐熱性に優れ、断熱層11の材質としては好ましい。
また、多孔性ポリマーフィルムとしては、たとえば特開2017−117249号公報、特開2017−074794号公報、特開2015−098510号公報等に記載の多孔性ポリオレフィンフィルムを用いても良い。
さらに、国際特許公開WO2015/056650に開示されている、プラスチックフィルム上にポーラス構造を有するポリマー層が形成されたフィルムを断熱層11として用いても良い。また、多孔性ポリマーフィルムとしては、多孔性ポリフェニレンサルファイドを用いても良い。さらに上記の他にも、断熱材として使用される各種材料のシート状成形体を用いても良い。
断熱層11として使用しうる市販品としては、たとえばデックスペーパー(商品名、オゾンセーブ社製)、トーレペフ(商品名、東レ製)等が挙げられるが、これらの市販品には限定されない。
これらは、必要とされる断熱性や、耐熱性、厚み、加工性等を勘案して適宜に選択して用いればよい。
難燃フィルム層12および12’は、必要な難燃性を有する限り特に制限はされないが、好ましくはUL94規格に準ずる試験においてVTM2、VTM1若しくはVTM0に適合する難燃性を有する素材から構成され、さらに好ましくはVTM1若しくはVTM0に適合する素材であり、特に好ましくはVTM0に適合する素材から構成される。なお、本明細書において、「UL94規格に準ずる試験」とは、アンダーラボラトリーズ社発行のプラスチック材料の難燃性試験規格UL94の薄手材料垂直燃焼試験方法に準ずる試験を意味し、この試験において所定の評価基準を満足する難燃性のフィルムが好ましく用いられる。
また、難燃フィルム層12および12’は耐熱性に優れることが好ましく、ガラス転移温度(Tg)は、好ましくは70℃以上、さらに好ましくは100℃以上であり、特に好ましくは200℃以上であり、さらに好ましくはガラス転移温度を有しないことである。さらに、難燃フィルム層12および12’は、250℃以下では融解しない部材からなることが好ましく、融解温度を有しない部材であることがより好ましい。
難燃フィルム層12および12’の厚みは、特に限定はされないが、好ましくは5〜200μm、さらに好ましくは7.5〜150μm、特に好ましくは10〜100μm、最も好ましくは15〜50μm程度であればよい。また、難燃フィルム層12および12’は、単層であってもよく、同一若しくは異なる素材からなる複数の難燃材の積層体であってもよい。複数の難燃材の積層体の場合、複数の難燃材をウェットラミネーションやドライラミネーション、熱溶融ラミネーション、溶融押出ラミネーション、共押出加工によって一体化してもよく、また接着剤や粘着剤により一体化した構造であってもよい。
難燃フィルム層12および12’としては、樹脂単体で難燃性を有する樹脂からなるフィルム、難燃剤を含有させた樹脂組成物からなるフィルム、難燃性を有する樹脂又は難燃剤を含有させた樹脂組成物がシート状基材にコートされてなる複合フィルム、鉄、銅、銀、アルミニウム等の金属フォイル等が挙げられる。
樹脂単体で難燃性を有する樹脂としては、ポリエーテルイミド樹脂やポリフェニレンエーテルイミド樹脂等のポリイミド樹脂、ポリアラミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂等が挙げられる。
難燃剤を含有させた樹脂組成物からなるフィルムに用いられる樹脂としては、上記樹脂単体で難燃性を有する樹脂のほか、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、EVA樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリルブタジエン樹脂(ABS樹脂)、エポキシ樹脂、ポリスチレン−ポリカーボネートアロイ樹脂、ポリスチレン−ABSアロイ樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
難燃剤としては、リン系難燃剤、シリコーン系化合物、メラミン系化合物、ヒンダードアミン系化合物、グアニジン系化合物等の有機系難燃剤や、アンチモン系化合物、金属水酸化物等の無機系難燃剤が挙げられる。上記難燃剤は、単独で又は2種以上組み合わせて用いてもよい。
難燃性を有する樹脂又は難燃剤を含有させた樹脂組成物がシート状基材にコートされてなる複合フィルムに用いられるシート状基材としては、難燃性を有するもので無くても使用できる。
このようなシート状基材を構成する材料としては、上述の難燃性を有する樹脂の他に、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン、ポリウレタン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン(メタ)アクリル酸共重合体、ポリスチレン、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース等の樹脂や、上質紙、コート紙、グラシン紙等の紙基材、織布、不織布等が挙げられる。
上記難燃性フィルムのうち、難燃性の観点から、ポリイミド樹脂、ポリアラミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂からなるフィルム、若しくは、ポリイミド樹脂、ポリアラミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、及びポリエーテルエーテルケトン樹脂から選ばれる難燃性を有する樹脂が、前記シート状基材にコートされてなる複合フィルムを用いることが好ましい。
また、上記のうち、環境対応の観点から、ハロゲン系化合物を実質的に含有しない難燃フィルムが好ましく、いずれの難燃剤も実質的に含有しない難燃フィルムを用いることがより好ましい。
なお、難燃フィルムの全量に対するハロゲン系化合物の含有量は、好ましくは0.01質量%以下、より好ましくは0.001質量%以下、更に好ましくは0質量%である。また、難燃フィルムの全量に対する難燃剤の含有量は、好ましくは1質量%以下、より好ましくは0.1質量%以下、更に好ましくは0.01質量%以下である。
難燃フィルム層12および12’に使用し得る市販品としては、例えば、ルミラーZV10、ルミラーZV30、ルミラーZV70(商品名、ポリエチレンテレフタレートフィルムにポリイミド樹脂をコートしたフィルム、東レ株式会社製)、トレリナ(商品名、ポリフェニレンサルファイド樹脂フィルム、東レ株式会社製)、ミクトロン(商品名、ポリアラミド樹脂フィルム、東レ株式会社製)、カプトン(商品名、ポリイミド樹脂フィルム、東レ・デュポン株式会社製)、スペリオUT(商品名、ポリエーテルイミド系樹脂フィルム、三菱樹脂株式会社製)、ダイアラミー(商品名、難燃剤含有ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、三菱樹脂株式会社製)、ダイヤホイル(商品名、三菱樹脂株式会社製)等が挙げられる。
また、LAXRONポリカSDB−3(商品名、難燃剤含有ポリカーボネート樹脂フィルム、トキワ電気株式会社製)、サンロイドバリア(商品名、ポリフェニレンエーテル系樹脂フィルム、住友ベークライト株式会社製)、サンロイドエコシートポリカ(商品名、ノンハロゲン難燃剤含有ポリカーボネート樹脂フィルム、住友ベークライト株式会社製)、ウルテム(商品名、ポリエーテルイミド樹脂フィルム、旭硝子株式会社製)、レキサン(商品名、ポリカーボネート系樹脂シート、旭硝子株式会社製)、バロックス(商品名、ポリブチレンテレフタレート系樹脂フィルム、旭硝子株式会社製)、セフティーフィルム(商品名、ポリエチレン系樹脂フィルム、大井田工業株式会社製)等が挙げられるが、これらの市販品に限定されるわけではない。
上記の難燃フィルムは、一種以上の積層フィルムであってもよい。また、難燃フィルム層12および12’の素材および厚みは、同一であっても異なっていてもよい。
難燃断熱シート10の全厚は特に限定はされないが、ある程度の自立性を有し、また省スペースを実現する観点から、好ましくは50〜1010μm、さらに好ましくは75〜770μm、特に好ましくは100〜520μm程度であればよい。
断熱層11と難燃フィルム層12および/または12’と積層は、たとえばウェットラミネーションやドライラミネーション、熱溶融ラミネーション、溶融押出ラミネーション、共押出加工によって行われる。
第1の実施形態に係る難燃断熱シート10では、難燃フィルム層12および12’が最外層に配置されていれば、複数の断熱層11を含んでいても良く、断熱層と難燃フィルム層との積層構造が繰り返される構造であっても良い。
このような構造の第1の実施形態に係る難燃断熱シート10によれば、火炎に曝されても、断熱層が着火することはなく、高い難燃性および断熱性を示す。
[第2の実施形態に係る難燃断熱シート]
第2の実施形態に係る難燃断熱シートは、上記(2)の構成を満たす。図2に第2の実施形態に係る難燃断熱シート20の断面図を示す。すなわち、第2の実施形態に係る難燃断熱シート20は、断熱層11と、最外層に配置された難燃フィルム層12および12’とを有し、断熱層11と難燃フィルム層12との間、または断熱層11と難燃フィルム層12’との間、あるいはこの両者に他の層21を有する。図2では、断熱層11の両面に、難燃フィルム層12および12’が他の層21を介して積層されている態様を示している。断熱層および難燃フィルム層は、上記と同様である。他の層21は、難燃性を有する。難燃性の定義は前記と同様である。
他の層21は、接着剤層や粘着剤層、両面粘着シートであってもよく、PETなどの樹脂フィルムであってもよい。他の層21を設ける場合、その厚みは特に限定はされないが、好ましくは1〜100μm、さらに好ましくは5〜50μm程度であれば良い。
他の層21は、特に難燃粘着剤層であることが好ましい。以下では難燃粘着剤層21と記載することもある。
難燃粘着剤層21を構成する粘着剤は、必要な難燃性および粘着性を有する限り特に制限はされない。難燃性に関しては、好ましくはUL94規格に準ずる試験においてVTM2、VTM1若しくはVTM0に適合する難燃性を有する粘着剤から構成され、さらに好ましくはVTM1若しくはVTM0に適合する粘着剤であり、特に好ましくはVTM0に適合する粘着剤から構成される。また、粘着性に関しては、断熱層11に対する難燃フィルム層と難燃粘着剤層との積層体の粘着力が23℃において0.5N/25mm以上であり、好ましくは1.0N/25mm以上であり、特に好ましくは2.0〜10.0N/25mmである。なお、当該粘着力は、後述する実施例に記載の方法により測定される。難燃粘着剤層21を用いることで、断熱層11と難燃フィルム層12および12’とが火炎に曝されても剥離せずに、良好な断熱性、難燃性が維持される。
難燃粘着剤層21の厚みは、特に限定はされないが、難燃性および粘着性を発現する上では、好ましくは2〜50μm、さらに好ましくは4〜40μm、特に好ましくは6〜30μm程度であればよい。また、難燃粘着剤層21は、単層であってもよく、同一若しくは異なる粘着剤の積層体であってもよい。
難燃粘着剤層21を構成する粘着剤は、特に限定はされないが、たとえば再公表WO2014/069461、特許第4812907号に記載されている粘着剤が挙げられる。この粘着剤は、粘着性の主剤樹脂に難燃剤が配合されてなる。
粘着性の主剤樹脂としては、例えば、アクリル系重合体、ゴム系樹脂、ビニルアルキルエーテル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ウレタン系樹脂、スチレン−ジエンブロック共重合体系樹脂等が挙げられる。これらの中でも、粘着シートの粘着力の観点から、アクリル系重合体及びゴム系樹脂から選ばれる1種以上の樹脂が好ましく、アクリル系重合体がより好ましい。
難燃剤としては、ホスフィン酸塩系難燃剤、リン酸エステル系難燃剤等が好ましく挙げられ、リン酸エステル系難燃剤がより好ましい。リン酸エステル系難燃剤としては、窒素含有リン酸エステル系難燃剤、芳香族リン酸エステル系難燃剤が好ましく用いられる。リン酸エステル系難燃剤は、従来のハロゲン系難燃剤と異なり、燃焼時に人体に有毒なハロゲン系ガスが発生することがない。
窒素含有リン酸エステル系難燃剤としては、リン酸アンモニウムやポリリン酸アンモニウム等のリン酸アンモニウム系難燃剤が好ましく用いられる。リン酸アンモニウム系以外の窒素含有リン酸エステル系難燃剤としては、リン酸メラミン、リン酸ジメラミン、ピロリン酸メラミン、ポリリン酸メラミン、リン酸エステルアミド、リン酸グアニジン等が挙げられる。
芳香族リン酸エステル系難燃剤は、縮合型と、非縮合型と、に大別されるが、本発明では、どちらの型の芳香族リン酸エステルでも用いることができる。縮合型の芳香族リン酸エステル系難燃剤としては、1,3−フェニレンビス(ジキシレニルホスフェート)、ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)および1,3−フェニレンビス(ジフェニルホスフェート)等が挙げられる。
また、非縮合型の芳香族リン酸エステルとしては、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、クレジル2,6−キシレニルホスフェートおよび2−エチルヘキシルジフェニルホスフェート等が挙げられる。
これらのリン酸エステル系難燃剤は、1種単独、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
難燃粘着剤組成物中の難燃剤の含有量は、主剤樹脂100質量部に対して、5〜500質量部であり、好ましくは10〜250質量部、より好ましくは30〜150質量部である。
難燃断熱シート20の全厚は特に限定はされないが、ある程度の自立性を有し、また省スペースを実現する観点から、好ましくは50〜1010μm、さらに好ましくは75〜770μm、特に好ましくは100〜520μm程度であればよい。
第2の実施形態に係る難燃断熱シート20では、難燃フィルム層12および12’が最外層に配置されていれば、複数の断熱層11、複数の他の層21を含んでいても良く、断熱層と難燃フィルム層との積層構造、あるいは断熱層と他の層との積層構造が繰り返される構造であっても良い。
第2の実施形態における各構成層の好ましい態様は、前記第1の実施形態について説明したものと同様である。
[第3の実施形態に係る難燃断熱シート]
第3の実施形態に係る難燃断熱シートは、上記(3)の構成を満たす。図3に第3の実施形態に係る難燃断熱シート30の断面図を示す。すなわち、第3の実施形態に係る難燃断熱シート30は、断熱層11と、最外層に配置された難燃フィルム層12および12’とを有し、断熱層11と難燃フィルム層12との間、または断熱層11と難燃フィルム層12’との間、あるいはこの両者に熱伝導層31を有する。図3では、断熱層11の両面に、熱伝導層31が積層され、これらの上に難燃フィルム層12および12’が積層されている態様を示している。断熱層および難燃フィルム層は、上記と同様である。
熱伝導層31は、必要な熱伝導性を有する限り特に制限はされず、等方性若しくは異方性の熱伝導性であってもよい。好ましくは熱伝導率が50W/m・K以上であり、さらに好ましくは100W/m・K以上であり、特に好ましくは200〜4000W/m・Kの部材から構成される。なお、異方性熱伝導材料の場合には、少なくとも一方向の熱伝導率が上記範囲を満たすことが好ましく、面方向(層表面の延在する方向)の熱伝導率が上記範囲を満たすことがより好ましい。
熱伝導層31の厚みは、熱伝導率との関係から十分な熱伝導性を示す程度であれば良く、好ましくは5〜500μm、さらに好ましくは10〜400μm、特に好ましくは15〜300μm程度であればよい。また、熱伝導層31は、単層であってもよく、同一若しくは異なる素材からなる複数の熱伝導材の積層体であってもよい。この積層体は、接着剤や粘着剤により一体化した構造であってもよい。
何ら限定されるものではないが、上記の熱伝導層31の材質は、たとえばアルミニウム、銅、タングステンなどの金属系材料、グラファイトに代表されるカーボン系材料等の熱伝導性材料であってもよい。これらの材料は数種混合されていてもよい。熱伝導層31としては、例えば熱伝導性材料をシート状に圧延したもの、繊維状の熱伝導性材料を必要に応じて他の材料とともにシート状に成形したもの、熱伝導性材料をフィラーとして樹脂等の材料に混合したものをシート状に成形したもの等が挙げられる。
これら材料のうち、熱伝導率の観点からは、グラファイトをシート状に形成したグラファイトシートが好ましい。また、コスト、ハンドリング性、加工性を鑑みると、アルミニウム、銅、又はこれらの合金等をシート状に形成した金属シートであってもよい。
グラファイトシートは、面方向に熱伝導率が高い異方性熱伝導材料であり、熱伝導率が700〜1750W/m・K程度となる。金属シートは、等方性熱伝導材料であり、例えば、アルミニウムシートは、熱伝導率が226〜237W/m・K、銅シートは386〜402W/m・K程度となる。
さらに、熱伝導層31は、蓄電モジュールの筐体や、他のヒートシンクなどの放熱部材に連結されていてもよい。このような構成によれば、蓄電モジュール内の熱が外部に放散されるため、熱暴走の連鎖を防止できる。
熱伝導層31は、図3に示したように、断熱層11、難燃フィルム層12および12’と接するように積層されていてもよい。この場合、ウェットラミネーションやドライラミネーションによって各層を積層できる。また、図示はしないが、各層は、接着剤層や粘着剤層、両面粘着シートのような他の層を介して積層されていてもよい。
第3の実施形態に係る難燃断熱シート30では、熱伝導層31により熱が効率的に分散するため、難燃性が得られ易く、各層の接合に使用する粘着剤層や接着剤層は、難燃性のものでなくてもよいが、好ましくは前記した難燃性粘着剤が用いられる。
難燃性粘着剤により熱伝導層31を積層する場合、難燃性粘着剤層の厚みは特に限定はされないが、好ましくは1〜100μm、さらに好ましくは5〜50μm程度であれば良い。また、非難燃性の接着剤層や粘着剤層、両面粘着シートにより積層する場合には、過度に厚いと火炎に曝されると発火しやすいため、好ましくは0.5〜20μm、さらに好ましくは1〜10μm程度とする。
難燃断熱シート30の全厚は特に限定はされないが、ある程度の自立性を有し、また省スペースを実現する観点から、好ましくは50〜1050μm、さらに好ましくは100〜800μm、特に好ましくは120〜550μm程度であればよい。
第3の実施形態に係る難燃断熱シート30では、難燃フィルム層12および12’が最外層に配置されていれば、複数の断熱層11、複数の熱伝導層31を含んでいても良く、断熱層と難燃フィルム層との積層構造、断熱層と熱伝導層との積層構造、難燃フィルム層と熱伝導層との積層構造が繰り返される構造であっても良い。
第3の実施形態における各構成層の好ましい態様は、前記第1および第2の実施形態について説明したものと同様である。
[第4の実施形態に係る難燃断熱シート]
第4の実施形態に係る難燃断熱シートは、上記(4)の構成を満たす。図4に第4の実施形態に係る難燃断熱シート40の断面図を示す。すなわち、第4の実施形態に係る難燃断熱シート30は、断熱層11と、最外層に配置された難燃フィルム層12および12’とを有し、最外層に配置される難燃フィルム層12および12’を他の構成層よりもやや大きめに準備し、上面側の難燃フィルム層12と下面側の難燃フィルム層12’とを端部において接合し、接合部41によって密封構造とする。
難燃フィルム同士の接合は、上下の難燃フィルムを確実に接合できれば、その方法に限定はない。たとえば、上下のフィルムの熱融着や、接着剤層による接着、クリップやカシメなどの器具を用いた接合であってもよい。また、難燃フィルムの全端部を接合する必要はなく、部分的、断続的な接合であってもよい。さらに、予め袋状に成形した難燃フィルムに、断熱フィルムなどの各構成層を挿入し、袋状難燃フィルムの開口部を接合することで、同様の構造を実現できる。
上下面の難燃フィルムの端部を接合することで、パウチ構造が形成され、各構成層が密着して、ハンドリング性が向上する。また、この構成によれば、各構成層がパウチ構造に封入されるため、難燃フィルムによって断熱層11を確実に保護でき、断熱層の耐久性が向上する。また、各構成層間に接着剤層や粘着剤層を設ける必要もなく、各構成層の積層時にラミネーション等の操作を行う必要もなくなる。また、各構成層間に接着剤層や粘着剤層を設ける場合であっても、難燃性粘着剤である必要はなく、通常の可燃性の粘着剤を使用でき、その厚みを厚くしても良い。
なお、図4では、第1の実施形態において、上面側の難燃フィルム層12と下面側の難燃フィルム層12’とを端部において接合した状態を示した。第4の実施形態においても、第2の実施形態と同様に、難燃性粘着剤層等の他の層21を、断熱層と難燃フィルム層との間に介在させてもよい。また、第3の実施形態と同様に、熱伝導層31を、断熱層と難燃フィルム層との間に介在させてもよい。すなわち、難燃断熱シート10に代えて、難燃断熱シート20または30を用いても良い。
第4の実施形態における各構成層の好ましい態様は、前記第1〜第3の実施形態について説明したものと同様である。
[第5の実施形態に係る難燃断熱シート]
図5に第5の実施形態に係る難燃断熱シート50の断面図を示す。上記した第1〜第4の実施形態に係る難燃断熱シートでは、難燃フィルム層12および12’が最外層に配置される。第5の実施形態に係る難燃断熱シートでは、最外層に配置された難燃フィルム層12および12’の露出面の少なくとも一方に粘着剤層51が形成される。粘着剤層51を構成する粘着剤は感圧接着性を有する限り特に限定はされない。例えば、アクリル系重合体、ゴム系樹脂、ビニルアルキルエーテル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ウレタン系樹脂、スチレン−ジエンブロック共重合体系樹脂等が挙げられる。また、難燃断熱シートの難燃性を向上する観点から、好ましくは前述した難燃粘着剤から形成される。なお、図5では、第2の実施形態に係る難燃断熱シート20に粘着剤層51を形成した態様を示したが、難燃断熱シートは、第1〜第4の実施形態に係る難燃断熱シートの何れであってもよい。すなわち、難燃断熱シート20に代えて、難燃断熱シート10、30、40を用いても良い。
また、粘着剤層51の粘着力は、23℃において好ましくは2.0N/25mm以上であり、さらに好ましくは3.0N/25mm以上であり、特に好ましくは4.0〜20.0N/25mmである。なお、粘着剤層51の粘着力は、被着体である蓄電ユニットの表面に対する粘着力を意味する。
粘着剤層51の厚みは、特に限定はされないが、粘着性を発現する上では、好ましくは2〜50μm、さらに好ましくは4〜40μm、特に好ましくは6〜30μm程度であればよい。また、粘着剤層51は、単層であってもよく、同一若しくは異なる粘着剤の積層体であってもよい。
難燃断熱シートに粘着剤層51を設けることで、難燃断熱シートを蓄電ユニットなどに簡便に固定できる。
第5の実施形態における各構成層の好ましい態様は、前記第1〜第4の実施形態について説明したものと同様である。
[難燃断熱シート]
以上の構成よりなる本発明の難燃断熱シートは、すぐれた断熱性と難燃性を示す。難燃断熱シートの熱伝導率は、好ましくは0.4W/m・K以下であり、さらに好ましくは0.08W/m・K以下であり、特に好ましくは0.03〜0.001W/m・Kの範囲である。また、難燃断熱シートは、好ましくはUL94規格に準ずる試験においてV−2、V−1若しくはV−0に適合する難燃性を有し、さらに好ましくはV−1若しくはV−0に適合し、特に好ましくはV−0に適合する。
[蓄電モジュール]
本発明の難燃断熱シートは、蓄電モジュールに用いられ、リチウムイオン二次電池などの蓄電ユニット間に配置され、各蓄電ユニット間を断熱する。難燃断熱シートに粘着剤層51を設けると、蓄電ユニットの表面に難燃断熱シートが密着するため、車両などの振動が激しい環境下でも剥離せずに、確実に断熱が行える。さらに、粘着剤層51を難燃粘着剤により形成することで、発火にも十分な耐性を示し、信頼性の高い蓄電モジュールが得られる。
本発明に係る蓄電モジュール60の概略構成を図6に示す。蓄電モジュールとは、複数の蓄電ユニット61の集合体である。蓄電モジュール一1つ当たりの蓄電ユニット61の数は特に限定はされないが、通常は4〜50個程度の蓄電ユニットによって蓄電モジュールが構成される。各蓄電ユニットは電気的に接続されていてもよい。
蓄電ユニット61は、蓄電機能を有する限り限定はされない。蓄電ユニット61は、たとえば鉛蓄電池、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンポリマー二次電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・鉄蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、酸化銀・亜鉛蓄電池、レドックス・フロー電池、亜鉛・塩素電池、亜鉛・臭素電池、アルミニウム・空気電池、空気亜鉛電池、空気・鉄電池、ナトリウム・硫黄電池、リチウム・硫化鉄電池、およびこれらの組み合わせであってもよい。本発明では、軽量でありエネルギー密度が高く、自動車などに搭載され、高い安全性が求められるリチウムイオン二次電池から構成される蓄電モジュールが特に好ましい。
各蓄電ユニット61は、若干の隙間をあけて配列され、この隙間に本発明の難燃断熱シート62が配置される。難燃断熱シート62は、前記した実施形態のいずれであってもよく、その変形例であってもよい。蓄電ユニット61と難燃断熱シート62とは、密着するように配置され、好ましくは粘着剤層51、さらに好ましくは難燃粘着剤層を介して密着している。
蓄電ユニットの隙間に難燃断熱シートを装備することで、一つの蓄電ユニットの発熱が他の蓄電ユニットに伝搬することを阻止できる。また、本発明の難燃断熱シートは高い難燃性を有するため、一つの蓄電ユニットが発火しても、他の蓄電ユニットへの類焼を阻止できる。この結果、自動車や航空機などの特に高い安全性が要求される機器に搭載される蓄電モジュールの信頼性を向上できる。
以上、本発明の難燃断熱シートおよびこれを含む蓄電モジュールについて説明したが、本発明は、上記のものに限定されず、種々の変形例を含み得る。たとえば、難燃断熱シートは、上述の積層構造を含む限り、これらを複数含むものであってもよい。
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例または比較例において、粘着力、断熱性、熱伝導率、燃焼性、点熱源評価は以下のように行った。
[粘着力]
断熱層(断熱フィルム)の片面に、粘着剤層付の難燃フィルムを貼付した積層体を25mm×300mmの大きさに裁断した。裁断した積層体の断熱層の他面に、両面粘着テープを貼付し、固定台に固定した。
次に、固定台に固定した積層体の他方の難燃フィルムの断熱層に対する粘着力を、JIS Z0237:2009に基づき、引張り速度300mm/分、剥離角度180°の条件で、テンシロン万能引張試験機により測定した(単位:N/25mm)。
[断熱性]
図7に示した装置を用いて断熱性を評価した。実施例、比較例で作製した積層シート(難燃断熱シート)を90mm×110mmに裁断し、測定用サンプルを得た。測定用サンプルを、300℃のホットプレート上に載置し、その上に、ガラス板、熱電対、石膏ボード、重石(1kg)を置き、熱電対の温度を読み取った。
載置30秒後の熱電対の温度を読み取り、測定用サンプルを置かない場合(ガラス板を直接ホットプレート上に置いた場合)と対比し、以下の評価基準で評価した。
A:30秒後の到達温度が測定用サンプルを置かない場合よりも低い。
F:30秒後の到達温度が測定用サンプルを置かない場合と同じ。
[熱伝導率]
断熱層(断熱フィルム)の熱伝導率を、ai-Phase MoBile 1uを用いてTWA法にて測定した。
[燃焼性]
(難燃断熱シートの燃焼性)
実施例、比較例で作製した積層シート(難燃断熱シート)を、長さ125±5mm、幅13±0.5mmに裁断し、測定用サンプルを得た。ただし、比較例5では断熱フィルムのみとした。測定用サンプルを用いてアンダーラボラトリーズ社発行のプラスチック材料の難燃性試験規格UL94の薄手材料垂直燃焼試験方法に準ずる試験(UL94V試験)を行い、難燃性を判定した。具体的には、測定用サンプルをクランプに垂直に取り付け、長さ20mmの炎による10秒間接炎を2回行い、その燃焼挙動により、難燃性を判定した。判定基準を下表に示す。
また、同様にして、難燃フィルム層および粘着剤層の燃焼性をUL94VTM試験により評価した。この場合、接炎は3秒間で2回行う。判定基準はUL94V試験と同様である。規格に従い、UL94VTM試験の判定結果はVTM−0等と記載する。
Figure 2019147357
[点熱源評価]
図8に示した装置を用いて、点熱源での断熱性を評価した。実施例、比較例で作製した積層シート(難燃断熱シート)を90mm×110mmに裁断し、測定用サンプルを得た。測定用サンプルに、アルミフォイルを介して、300℃の半田ごてを押し当て、半田ごて直下の測定用サンプルの裏面の温度を熱電対で測定した。
半田ごてを押し当てて30秒後の熱電対の温度を読み取り、測定用サンプルを置かない場合(アルミフォイルのみの場合)と対比し、以下の評価基準で評価した。
S:30秒後の到達温度が測定用サンプルを置かない場合よりも100℃以上低い。
A:30秒後の到達温度が測定用サンプルを置かない場合よりも100℃未満低い。
F:30秒後の到達温度が測定用サンプルを置かない場合と同じ。
断熱層、難燃フィルム層、熱伝導層、粘着剤として以下を用いた。表中の略号とともに記載する。
[断熱層]
ポリスチレンユニット(分子量が72000)とポリイソプレンユニット(分子量が13000)とが結合してなるブロックコポリマー(Polymer source 株式会社製、P4014-PIp)をシクロペンタノン(東京化成工業社製)に溶解し、溶液濃度1質量%の溶液を調製した。調製した溶液をスピンコート法により、ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ:100μm)上に塗布し、厚さ150nmのブロックコポリマー層を形成した。次いで、トルエン/へキサン=70/30体積%の溶液を用いて、溶媒蒸気雰囲気下で、溶媒アニーリング処理を30分間行うことにより、ブロックコポリマー層にミクロ相分離構造を形成させた。
その後、オゾン照射装置(Samco社製、UV−Ozone dry stripper)を用いて、UVオゾン照射を30秒間行い、ブロックコポリマー層のイソプレンユニットの一部を選択的にエッチングし、ヘキサン溶媒で洗浄し、微細孔からなるポーラス構造を有するポリマー層を得ることで、厚さ100μmの断熱フィルムを作製した。得られた断熱フィルムにおける微細孔の平均孔径は20nmであり、熱伝導率は0.03W/m・Kであった。
[難燃フィルム層]
難燃PI:厚さ25μmのポリイミドフィルム(東レデュポン製、商品名:カプトン100H;Tgおよび融解温度は検出されず、燃焼性試験結果:VTM−
難燃PET:厚さ50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(三菱樹脂製、商品名:ダイヤホイルN300E50;ポリエチレンテレフタレートのTgは約80℃、融解温度は260℃、燃焼性試験結果:VTM−0)
また、下記のフィルム層(難燃性を有しない)も準備した。
通常PET:厚さ25μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ製、商品名::ルミラーT-61M、燃焼性試験結果:VTM−not)
[熱伝導層]
GS:厚さ25μmのグラファイトシート(カネカ製、商品名:グラフィニティー)
[粘着剤層]
難燃Si粘着剤:シリコーン粘着剤(東レダウ製、商品名:SD4580、燃焼性試験結果:VTM−0)
難燃アクリル粘着剤1:以下の粘着剤組成物(1)を調製した。
単量体成分として、n−ブチルアクリレート(BA)80質量部、及びアクリル酸(AAc)20質量部からなり、質量平均分子量(Mw)が65万のアクリル系共重合体(1)を含む酢酸エチル溶液(固形分濃度33質量%)の固形分100質量部に対して、1質量部のエポキシ系架橋剤(三菱ガス化学社製、商品名:テトラッドC)、難燃剤として30質量部の芳香族縮合リン酸エステル(大八化学(株)製、商品名:CR-741)および10質量部の窒素含有リン酸エステル(ADEKA製、商品名:FP2200) を添加し、酢酸エチルで希釈し、固形分濃度10質量%の粘着剤組成物(1)の溶液を調製した。
乾燥して得られる粘着剤層の燃焼性試験結果は、VTM−0であった。
難燃アクリル粘着剤2:以下の粘着剤組成物(2)を調製した。
単量体成分として、n−ブチルアクリレート(BA)68.5質量部、アクリル酸メチル(MA)2質量部、アクリロイルモルフォリン(ACMO)27質量部、ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)2質量部、ジメチルアミノエチルアクリレート(DMAEA)0.5質量部からなり、質量平均分子量(Mw)が65万のアクリル系共重合体(2)を含む酢酸エチル溶液(固形分濃度33質量%)の固形分100質量部に対して、架橋剤として2.67質量部のキシリレンジイソシアネート、難燃剤として110質量部の芳香族縮合リン酸エステル(大八化学(株)製、商品名:CR-741)を添加し、酢酸エチルで希釈し、固形分濃度10質量%の粘着剤組成物(2)の溶液を調製した。
乾燥して得られる粘着剤層の燃焼性試験結果は、VTM−0であった。
通常アクリル粘着剤:以下の粘着剤組成物(3)を調製した。
アクリル酸エステル重合体(BA/Vac/HEA/AAc=95.5/3/1/0.5、Mw:100万)100質量部、水添ロジンエステル(荒川化学工業(株)製、パインクリスタル KE−100、軟化点:100℃)25質量部、重合ロジンエステル(荒川化学工業(株)製、ペンセルD−135、軟化点:135℃)4質量部、石油系樹脂(三井化学(株)製、FTR6100、軟化点:95℃)24質量部を混合した。混合物の合計100質量部に対し、イソシアネート系架橋剤(東洋インキ社製 BHS8515)1.06質量部を混合し、粘着剤組成物(3)を得た。
乾燥して得られる粘着剤層の燃焼性試験結果は、VTM−notであった。
両面粘着シート:上記で得られた粘着剤組成物(3)を厚さ2μmのPETフィルム(東レ製、PET2F51L)の両面に塗布、乾燥し、各面それぞれに厚さ2μmの粘着剤層を有する両面粘着シートを得た。なお、上記粘着剤層の厚さは、JIS K7130に準拠し、定圧厚さ測定器(テクロック社製,製品名「PG−02」)を使用して測定した値である。
(実施例1)
難燃PIフィルムに、難燃Si粘着剤100質量部と白金触媒 (東レダウコーニング社製、商品名:SRX-212)0.83質量部との混合物を、塗布、乾燥し、厚み10μmの難燃Si粘着剤層を有する片面粘着テープ(1)を作製した。片面粘着テープ(1)を、断熱フィルムの両面に貼り合わせ、難燃PI/難燃Si粘着剤/断熱層/難燃Si粘着剤/難燃PIの構成を有する難燃断熱シートを作製した。
(実施例2)
難燃PIフィルムに、粘着剤組成物(1)を塗布、乾燥し、厚み20μmの難燃アクリル粘着剤層を有する片面粘着テープ(2)を作製した。片面粘着テープ(2)を、断熱フィルムの両面に貼り合わせ、難燃PI/難燃アクリル粘着剤1/断熱層/難燃アクリル粘着剤1/難燃PIの構成を有する難燃断熱シートを作製した。
(実施例3)
難燃PIフィルムに、粘着剤組成物(2)を塗布、乾燥し、厚み20μmの難燃アクリル粘着剤層を有する片面粘着テープ(3)を作製した。片面粘着テープ(3)を、断熱フィルムの両面に貼り合わせ、難燃PI/難燃アクリル粘着剤2/断熱層/難燃アクリル粘着剤2/難燃PIの構成を有する難燃断熱シートを作製した。
(実施例4)
難燃PIフィルムに代えて、難燃PETフィルムを用いた以外は、実施例2と同様にして、難燃PET/難燃アクリル粘着剤1/断熱層/難燃アクリル粘着剤1/難燃PETの構成を有する難燃断熱シートを作製した。
(実施例5)
実施例2で得た片面粘着テープ(2)を、断熱フィルムの片面に貼り合わせた。他面には両面粘着シートを貼り合わせ、さらに両面粘着シートの片面に熱伝導層としてGSを貼り合わせ、さらにGSに片面粘着テープ(2)を貼り合わせて、難燃PI/難燃アクリル粘着剤1/断熱層/両面粘着シート/GS/難燃アクリル粘着剤1/難燃PIの構成を有する難燃断熱シートを作製した。
(実施例6)
難燃PIフィルムに代えて、難燃PETフィルムを用いた以外は、実施例5と同様にして、難燃PET/難燃アクリル粘着剤1/断熱層/両面粘着シート/GS/難燃アクリル粘着剤1/難燃PETの構成を有する難燃断熱シートを作製した。
(比較例1)
通常PETフィルムの片面に、粘着剤組成物(3)を塗布、乾燥し、厚さ10μmの通常アクリル粘着剤層を有する片面粘着テープ(4)を得た。片面粘着テープ(4)を、断熱フィルムの両面に貼り合わせ、通常PET/通常アクリル粘着剤/断熱層/通常アクリル粘着剤/通常PETの構成を有する積層シートを作製した。
(比較例2)
通常PETフィルムに代えて、難燃PIフィルムを用いた以外は、比較例1と同様にして、難燃PI/通常アクリル粘着剤/断熱層/通常アクリル粘着剤/難燃PIの構成を有する積層シートを作製した。
(比較例3)
通常PETフィルムの片面に、粘着剤組成物(1)を塗布、乾燥し、厚さ20μmの難燃アクリル粘着剤層を有する片面粘着テープ(5)を作製した。片面粘着テープ(5)を、断熱フィルムの両面に貼り合わせ、通常PET/難燃アクリル粘着剤1/断熱層/難燃アクリル粘着剤1/通常PETの構成を有する積層シートを作製した。
(比較例4)
粘着剤組成物(3)に代えて、難燃Si粘着剤を用いた以外は、比較例1と同様にして、通常PET/難燃Si粘着剤/断熱層/難燃Si粘着剤/通常PETの構成を有する積層シートを作製した。
(比較例5)
断熱フィルムを単独で使用した。
(比較例6)
実施例2で得た片面粘着テープ(2)を互いに貼り合わせ、難燃PI/難燃アクリル粘着剤1/難燃PIの構成を有する積層シートを作製した。
得られた積層シート(難燃断熱シート)の構成を表2に示し、評価結果を表3に示す。
Figure 2019147357
Figure 2019147357
本発明の難燃断熱シートでは、断熱層が難燃フィルム層により挟持された構成を含むため、断熱性のみならず、難燃性にも優れる。このため、本発明の難燃断熱シートは、複数の蓄電ユニットを含む蓄電モジュールに好ましく装備され、一つの蓄電ユニットが熱暴走しても、発熱が他の蓄電ユニットに伝搬することを阻止できる。また、本発明の難燃断熱シートは高い難燃性を有するため、一つの蓄電ユニットが発火しても、他の蓄電ユニットへの類焼を阻止できる。この結果、自動車や航空機などの特に高い安全性が要求される機器に搭載される蓄電モジュールの信頼性を向上できる。
10:第1の実施形態に係る難燃断熱シート
11:断熱層
12:難燃フィルム層
12’:難燃フィルム層
20:第2の実施形態に係る難燃断熱シート
21:他の層(好ましくは難燃粘着剤層)
30:第3の実施形態に係る難燃断熱シート
31:熱伝導層
40:第4の実施形態に係る難燃断熱シート
41:接合部
50:第5の実施形態に係る難燃断熱シート
51:粘着剤層
60:蓄電モジュール
61:蓄電ユニット
62:難燃断熱シート

Claims (7)

  1. 断熱層と、最外層に配置された難燃フィルム層とを有する積層構造を含み、下記(1)〜(4)の何れかを満たす難燃断熱シート:
    (1)前記難燃フィルム層が前記断熱層と接する、
    (2)前記断熱層と前記難燃フィルム層との間に他の層を有し、他の層の全てが難燃性層からなる、
    (3)前記断熱層と前記難燃フィルム層との間に少なくとも1層に熱伝導層を含む、
    (4)最外層に配置された難燃フィルム層が端部において互いに接合された密封構造を形成する。
  2. 難燃断熱シートが前記(2)を満たし、断熱層と、難燃フィルム層との間の他の層が難燃粘着剤層である請求項1に記載の難燃断熱シート。
  3. 断熱層に対する難燃フィルム層の粘着力が23℃において0.5N/25mm以上である請求項2に記載の難燃断熱シート。
  4. 難燃断熱シートが前記(3)を満たし、熱伝導層と、難燃フィルム層とが難燃粘着剤層を介して積層されている請求項1に記載の難燃断熱シート。
  5. 最外層に配置された難燃フィルム層の露出面の何れか一方、または両者に粘着剤層が設けられてなる請求項1〜4の何れかに記載の難燃断熱シート。
  6. 請求項1〜5の何れかに記載の難燃断熱シートを含む蓄電モジュール。
  7. 複数の蓄電ユニットと、該蓄電ユニット間に配置された請求項1〜5の何れかに記載の難燃断熱シートとを含む蓄電モジュール。
JP2018035044A 2018-02-28 2018-02-28 難燃断熱シートおよび蓄電モジュール Pending JP2019147357A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018035044A JP2019147357A (ja) 2018-02-28 2018-02-28 難燃断熱シートおよび蓄電モジュール

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018035044A JP2019147357A (ja) 2018-02-28 2018-02-28 難燃断熱シートおよび蓄電モジュール

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2019147357A true JP2019147357A (ja) 2019-09-05

Family

ID=67849987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018035044A Pending JP2019147357A (ja) 2018-02-28 2018-02-28 難燃断熱シートおよび蓄電モジュール

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2019147357A (ja)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021070933A1 (ja) * 2019-10-11 2021-04-15 イビデン株式会社 組電池用断熱シート及び組電池
WO2021246451A1 (ja) * 2020-06-03 2021-12-09 積水化学工業株式会社 耐火シート及びバッテリー
WO2021251017A1 (ja) * 2020-06-12 2021-12-16 阿波製紙株式会社 断熱シート及びこれを備える電源装置
WO2021256093A1 (ja) * 2020-06-18 2021-12-23 阿波製紙株式会社 断熱シート及びこれを備える電源装置
WO2022147961A1 (zh) * 2021-01-11 2022-07-14 重庆金美新材料科技有限公司 一种导电薄膜、导电薄膜的制备方法及锂离子电池
WO2022158506A1 (ja) * 2021-01-22 2022-07-28 三洋電機株式会社 電池パック
JP2023501826A (ja) * 2020-09-14 2023-01-19 エルジー エナジー ソリューション リミテッド バッテリーモジュールの熱拡散防止構造を適用したバッテリーパック
DE102021212551B3 (de) 2021-11-08 2023-05-11 Volkswagen Aktiengesellschaft Hochvolt-Batterie und Kraftfahrzeug
WO2024032190A1 (zh) * 2022-08-12 2024-02-15 珠海冠宇电池股份有限公司 一种隔膜及包括该隔膜的电池

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005114014A (ja) * 2003-10-07 2005-04-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 真空断熱材及び真空断熱材を使用した機器
WO2010026732A1 (ja) * 2008-09-05 2010-03-11 パナソニック株式会社 電池パック
JP2012084347A (ja) * 2010-10-08 2012-04-26 Nitto Denko Corp 組電池装置
WO2013141242A1 (ja) * 2012-03-21 2013-09-26 新神戸電機株式会社 イオン液体を用いたリチウムイオン二次電池及びリチウムイオン二次電池モジュール並びにこれらの保温装置
JP2015007450A (ja) * 2013-06-25 2015-01-15 アキレス株式会社 2重に真空包装された真空断熱材

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005114014A (ja) * 2003-10-07 2005-04-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 真空断熱材及び真空断熱材を使用した機器
WO2010026732A1 (ja) * 2008-09-05 2010-03-11 パナソニック株式会社 電池パック
JP2012084347A (ja) * 2010-10-08 2012-04-26 Nitto Denko Corp 組電池装置
WO2013141242A1 (ja) * 2012-03-21 2013-09-26 新神戸電機株式会社 イオン液体を用いたリチウムイオン二次電池及びリチウムイオン二次電池モジュール並びにこれらの保温装置
JP2015007450A (ja) * 2013-06-25 2015-01-15 アキレス株式会社 2重に真空包装された真空断熱材

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114556669A (zh) * 2019-10-11 2022-05-27 揖斐电株式会社 电池组用绝热片和电池组
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
WO2021070933A1 (ja) * 2019-10-11 2021-04-15 イビデン株式会社 組電池用断熱シート及び組電池
JP7088892B2 (ja) 2019-10-11 2022-06-21 イビデン株式会社 組電池用断熱シート及び組電池
WO2021246451A1 (ja) * 2020-06-03 2021-12-09 積水化学工業株式会社 耐火シート及びバッテリー
WO2021251017A1 (ja) * 2020-06-12 2021-12-16 阿波製紙株式会社 断熱シート及びこれを備える電源装置
WO2021256093A1 (ja) * 2020-06-18 2021-12-23 阿波製紙株式会社 断熱シート及びこれを備える電源装置
JP2023501826A (ja) * 2020-09-14 2023-01-19 エルジー エナジー ソリューション リミテッド バッテリーモジュールの熱拡散防止構造を適用したバッテリーパック
JP7414990B2 (ja) 2020-09-14 2024-01-16 エルジー エナジー ソリューション リミテッド バッテリーモジュールの熱拡散防止構造を適用したバッテリーパック
WO2022147961A1 (zh) * 2021-01-11 2022-07-14 重庆金美新材料科技有限公司 一种导电薄膜、导电薄膜的制备方法及锂离子电池
JP2023512378A (ja) * 2021-01-11 2023-03-27 重慶金美新材料科技有限公司 導電性フィルム、導電性フィルムの製造方法及びリチウムイオン電池
JP7343697B2 (ja) 2021-01-11 2023-09-12 重慶金美新材料科技有限公司 導電性フィルム、導電性フィルムの製造方法
WO2022158506A1 (ja) * 2021-01-22 2022-07-28 三洋電機株式会社 電池パック
DE102021212551B3 (de) 2021-11-08 2023-05-11 Volkswagen Aktiengesellschaft Hochvolt-Batterie und Kraftfahrzeug
WO2024032190A1 (zh) * 2022-08-12 2024-02-15 珠海冠宇电池股份有限公司 一种隔膜及包括该隔膜的电池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2019147357A (ja) 難燃断熱シートおよび蓄電モジュール
US20200377690A1 (en) Fire-resistant resin composition, fire-resistant sheet, fire-resistant laminate, and battery
TW201945200A (zh) 耐火積層體及電池
JP5680371B2 (ja) 電池用粘着テープ
JP5157338B2 (ja) 扁平型電気化学セル金属端子部密封用接着性シート
JP5699314B2 (ja) フラットケーブル用被覆材およびそれを使用したフラットケーブル
KR101771769B1 (ko) 전기 절연성 수지 조성물, 및 적층 시트
KR102090254B1 (ko) 배터리 모듈 및 그 제조 방법
EP4064429A1 (en) Thermally expandable fireproof material for battery pack, fireproof sheet for battery pack, and on-vehicle battery pack
JP4494999B2 (ja) 難燃性粘着テープ
JP2020041121A (ja) 耐火樹脂組成物、耐火シート、耐火積層体、及びバッテリー
JP7168494B2 (ja) 耐火積層体及びバッテリー
JP2008024827A (ja) 難燃性粘着テープ
JP2013175341A (ja) 絶縁フィルム及びそれを用いたフラットケーブル
KR20210096723A (ko) 난연성 복합 패드, 그 제조 방법, 이러한 복합 패드를 포함하는 이차전지 모듈과 이차전지 팩
WO2011111616A1 (ja) フレキシブルフラットケーブル
JP7150643B2 (ja) 耐火積層体及びバッテリー
JP2021158025A (ja) 放熱シート、バッテリーセル、背面カバー材及び電子機器
JP3195600U (ja) 蓄電デバイス
US20210218099A1 (en) Battery module with improved stability
US20240120594A1 (en) Battery Cell Stack and Manufacturing Method Thereof
JP2012104545A (ja) 蓄電デバイス
JP2022035833A (ja) 電子機器
CN220191061U (zh) 一种发热结构及电加热产品
CN117222451A (zh) 灭火用层叠体、灭火用层叠体的制造方法以及电子部件

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201209

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210908

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210914

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211112

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220329

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220527

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20220913