JP2024065513A - Heat-insulating sheet and battery pack - Google Patents

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Misa NAGOYA
仁志 石澤
Hitoshi Ishizawa
真裕 川北
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Abstract

To provide a heat-insulating sheet that features superior heat insulation and winding processability, and a battery pack that includes the heat-insulating sheet.SOLUTION: A heat-insulating sheet includes inorganic fibers, diatomaceous earth, and sepiolite. The diatomaceous earth content is 30 mass% or more relative to the total amount of the inorganic fibers, diatomaceous earth and sepiolite. The total content of the diatomaceous earth and sepiolite is 50-90 mass% relative to the total amount of the inorganic fibers, diatomaceous earth and sepiolite.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、断熱シート、組電池に関する。 The present invention relates to a heat insulating sheet and a battery pack.

リチウムイオン電池等の高出力、高容量の充電池がモバイル機器、工具、自動車、鉄道、航空機等に広く用いられている。高出力、高容量の充電池では、損傷、内部の不純物によって短絡が生じると、内部エネルギーが熱として瞬間的に放出される。結果、電池の劣化が加速し、また、発火することもある。
例えば、自動車等の高容量の蓄電量を搭載する用途には、高電圧、高出力が求められる。そのため、多数の単電池が積層されるように隣接した単電池がパッキングされた組電池(バッテリーパックまたは集合体と呼ばれることもある。)が使用されることが多い。かかる組電池においては、1つの単電池の不具合が隣接する単電池に及ぶことが懸念される。
そこで、1つの単電池の不具合が隣接する単電池に及ぶことを防止するために、単電池間に不燃性の断熱シートを配置することが提案されている(例えば、特許文献1、2)。
High-power, high-capacity rechargeable batteries such as lithium-ion batteries are widely used in mobile devices, tools, automobiles, trains, aircraft, etc. When a high-power, high-capacity rechargeable battery is damaged or short-circuited due to internal impurities, the internal energy is instantly released as heat. As a result, the battery deteriorates faster and may even catch fire.
For example, high voltage and high output are required for applications such as automobiles that require a large amount of stored electricity. For this reason, assembled batteries (sometimes called battery packs or assemblies) in which adjacent cells are packed so that a large number of cells are stacked are often used. In such assembled batteries, there is a concern that a malfunction of one cell may affect adjacent cells.
In order to prevent a defect in one cell from affecting adjacent cells, it has been proposed to place a non-flammable heat insulating sheet between the cells (for example, Patent Documents 1 and 2).

国際公開第2020/129274号International Publication No. 2020/129274 特開2006-310274号公報JP 2006-310274 A

断熱シートには優れた断熱性に加えて、搬送時の便宜や生産性を考慮し、できるだけ小さい径で丸めて巻き取れること(巻き取り加工性)も求められる。
本発明は、断熱性および巻き取り加工性に優れる断熱シート;および前記断熱シートを備えた組電池を提供する。
In addition to excellent thermal insulation properties, heat insulating sheets are also required to be able to be rolled up into the smallest possible diameter (winding processability) in consideration of ease of transportation and productivity.
The present invention provides a heat insulating sheet having excellent heat insulating properties and winding processability; and a battery pack including the heat insulating sheet.

本発明者らは、断熱性および巻き取り加工性に優れ、また、単電池の発火や発熱による形状変化に追従できる形状追従性にも優れる難燃性の断熱シートを得るために、無機繊維、珪藻土およびセピオライトを含むスラリーを抄紙することを試みた。
ところが、これらを含むスラリーは塗膜形成能が高く、抄紙時には繊維間から水が抜けず、湿式ウェブの形成が困難となることがあった。また、該スラリーを抄紙した湿式ウェブから得られた断熱シートにあっては、シートの表面から粉が落ちることがあり、その表面強度が不充分であり、また、引張強度も不充分であった。シートから落ちた粉は、搬送時の作業性の低下の原因となり、また、生産設備に付着することで故障や不具合の原因となり得る。
そこで、本発明者らは無機繊維、珪藻土およびセピオライトの配合比を鋭意検討することで、これらの不具合を解決した上で、断熱性および巻き取り加工性に優れる断熱シートが得られることを見出し、本発明を完成させた。
The present inventors attempted to make paper from a slurry containing inorganic fibers, diatomaceous earth and sepiolite in order to obtain a flame-retardant insulating sheet that has excellent insulating properties and winding processability, and also has excellent shape conformability so that it can follow changes in shape due to ignition or heat generation of a single battery.
However, the slurries containing these have high film forming ability, and water does not escape between the fibers during papermaking, making it difficult to form a wet web. In addition, in the case of a heat insulating sheet obtained from a wet web made from the slurry, powder may fall off the surface of the sheet, and the surface strength and tensile strength are also insufficient. The powder falling off the sheet can cause a decrease in workability during transportation, and can also adhere to production equipment, causing breakdowns and malfunctions.
Therefore, the inventors carefully investigated the compounding ratio of inorganic fibers, diatomaceous earth and sepiolite, and discovered that it was possible to solve these problems and obtain an insulating sheet with excellent insulating properties and winding processability, thereby completing the present invention.

本発明は、下記の態様を有する。
[1]無機繊維と、珪藻土と、セピオライトとを含み;前記珪藻土の含有量が、前記無機繊維、前記珪藻土および前記セピオライトの総量に対して30質量%以上であり;前記珪藻土および前記セピオライトの合計含有量が、前記無機繊維、前記珪藻土および前記セピオライトの総量に対して50~90質量%である、断熱シート。
[2]前記セピオライトに対する前記珪藻土の質量比が、50/50以上である、[1]に記載の断熱シート。
[3]前記無機繊維の繊維径が、3~13μmである、[1]または[2]に記載の断熱シート。
[4]前記断熱シートを450℃で2時間加熱したときの熱質量減少率が、20質量%以下である、[1]~[3]のいずれかに記載の断熱シート。
[5]前記断熱シートの坪量が、20~500g/mであり、かつ、前記断熱シートの厚さが、0.05~3mmである、[1]~[4]のいずれかに記載の断熱シート。
[6]前記断熱シートの通気度が、50cc/cm/sec以下である、[1]~[5]のいずれかに記載の断熱シート。
[7]積層された複数の単電池と;前記複数の単電池の間に挿入された断熱シートと;を備え;前記断熱シートの少なくとも一つが、[1]~[6]のいずれかに記載の断熱シートである、組電池。
The present invention has the following aspects.
[1] A heat insulating sheet comprising inorganic fibers, diatomaceous earth, and sepiolite; a content of the diatomaceous earth is 30 mass% or more based on a total amount of the inorganic fibers, the diatomaceous earth, and the sepiolite; and a total content of the diatomaceous earth and the sepiolite is 50 to 90 mass% based on a total amount of the inorganic fibers, the diatomaceous earth, and the sepiolite.
[2] The heat insulating sheet according to [1], wherein the mass ratio of the diatomaceous earth to the sepiolite is 50/50 or more.
[3] The heat insulating sheet according to [1] or [2], wherein the inorganic fibers have a fiber diameter of 3 to 13 μm.
[4] The heat insulating sheet according to any one of [1] to [3], wherein the heat insulating sheet has a thermal mass reduction rate of 20 mass% or less when heated at 450°C for 2 hours.
[5] The heat insulating sheet according to any one of [1] to [4], wherein the basis weight of the heat insulating sheet is 20 to 500 g / m 2 and the thickness of the heat insulating sheet is 0.05 to 3 mm.
[6] The heat insulating sheet according to any one of [1] to [5], wherein the heat insulating sheet has an air permeability of 50 cc/cm 2 /sec or less.
[7] An assembled battery comprising: a plurality of stacked unit cells; and a heat insulating sheet inserted between the plurality of unit cells; and at least one of the heat insulating sheets is the heat insulating sheet according to any one of [1] to [6].

本発明によれば、断熱性および巻き取り加工性に優れる断熱シート;および前記断熱シートを備えた組電池が提供される。 The present invention provides an insulating sheet having excellent heat insulation properties and winding processability; and a battery pack including the insulating sheet.

組電池の一例を示す構成図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a configuration of a battery pack.

本明細書において、数値範囲を示す「~」は、その前後に記載された数値を下限値および上限値として含むことを意味する。
本明細書に開示の数値範囲の下限値および上限値は任意に組み合わせて新たな数値範囲とすることができる。
In this specification, the use of "to" indicating a range of values means that the values before and after it are included as the lower and upper limits.
The lower and upper limits of the numerical ranges disclosed in this specification can be combined in any manner to create new numerical ranges.

<断熱シート>
本発明の断熱シートは、無機繊維と珪藻土とセピオライトとを含む。
本発明の断熱シートは、発明の効果を損なわない範囲内であれば、無機繊維、珪藻土およびセピオライト以外の他の成分を任意成分としてさらに含んでもよい。
<Thermal insulation sheet>
The heat insulating sheet of the present invention contains inorganic fibers, diatomaceous earth, and sepiolite.
The heat insulating sheet of the present invention may further contain components other than inorganic fibers, diatomaceous earth and sepiolite as optional components within a range that does not impair the effects of the invention.

(無機繊維)
無機繊維としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、グラスウール、ロックウール、バサルト繊維等の溶融岩石繊維、アルミナ繊維等のセラミック繊維、炭化ケイ素繊維が挙げられる。なかでも、ガラス繊維、セラミック繊維が好ましい。安価であること、導電性を持たないこと、シートをカットするときのカット刃の損耗が少ないことからガラス繊維がさらに好ましい。
無機繊維は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(Inorganic fiber)
Examples of inorganic fibers include glass fibers, carbon fibers, fused rock fibers such as glass wool, rock wool, and basalt fibers, ceramic fibers such as alumina fibers, and silicon carbide fibers. Among these, glass fibers and ceramic fibers are preferred. Glass fibers are even more preferred because they are inexpensive, have no electrical conductivity, and cause less wear on the cutting blade when cutting the sheet.
The inorganic fibers may be used alone or in combination of two or more kinds.

ガラス繊維としては、一般的なEガラスに加えて、例えば、高強度のSガラス、耐酸性に優れるCガラスが挙げられる。コストの観点からは、安価なEガラスが好ましい。ガラス繊維の断面形状は特に限定されない。例えば、円形、扁平形が挙げられる。
無機繊維としてガラス繊維を使用する場合、ガラス繊維は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
As the glass fiber, in addition to the general E-glass, for example, high-strength S-glass and excellent acid resistance C-glass can be used. From the viewpoint of cost, inexpensive E-glass is preferable. The cross-sectional shape of the glass fiber is not particularly limited. For example, circular and flat shapes can be used.
When glass fibers are used as the inorganic fibers, one type of glass fiber may be used alone, or two or more types may be used in combination.

無機繊維の繊維径は3~13μmが好ましく、4~10μmがより好ましく、5~8μmがさらに好ましい。
無機繊維の繊維径が前記数値範囲内の下限値以上であると、繊維間の空隙を維持する力を確保しやすい。そのため、吸湿、吸水により、吸着水の毛細管力で繊維間の空隙がつぶれてしまうことを回避しやすい。また、単電池間の圧縮力によって、断熱シート全体の厚さが低下してしまうことも回避しやすい。したがって、厚さ低下による断熱性の低下を抑制できる。また、繊維間の接触点が増えて熱伝達率が上昇してしまうことを回避しやすい。繊維径は、100本の繊維の繊維長を顕微鏡観察により測定し、100本の平均値として算出される値である。
The fiber diameter of the inorganic fibers is preferably from 3 to 13 μm, more preferably from 4 to 10 μm, and even more preferably from 5 to 8 μm.
When the fiber diameter of the inorganic fiber is equal to or greater than the lower limit of the above-mentioned numerical range, it is easy to ensure the force to maintain the gaps between the fibers. Therefore, it is easy to avoid the gaps between the fibers being crushed by the capillary force of the adsorbed water due to moisture absorption and water absorption. In addition, it is easy to avoid the thickness of the entire insulation sheet being reduced by the compression force between the unit cells. Therefore, it is possible to suppress the reduction in insulation properties due to the reduction in thickness. In addition, it is easy to avoid the increase in the heat transfer coefficient due to the increase in the contact points between the fibers. The fiber diameter is a value calculated by measuring the fiber lengths of 100 fibers by microscopic observation and averaging the 100 fibers.

加えて、世界保健機関(WHO)によれば、「WHO吸入性繊維」とは、呼吸により体内に吸入され、肺まで到達する繊維状物質をいい、長さ5μm超、直径3μm未満、アスペクト比3超のものである。WHO吸入性繊維を使用すると、健康への影響が懸念され、使用上の制限もある。そのため、無機繊維の繊維径は3μm以上が望ましい。 In addition, according to the World Health Organization (WHO), "WHO respirable fibers" are fibrous substances that are inhaled into the body and reach the lungs, and have a length of more than 5 μm, a diameter of less than 3 μm, and an aspect ratio of more than 3. There are concerns about the impact of using WHO respirable fibers on health, and there are restrictions on their use. For this reason, it is desirable for inorganic fibers to have a fiber diameter of 3 μm or more.

無機繊維の繊維径が前記数値範囲内の上限値以下であると、無機繊維間の空隙が狭くなるため、空隙内の対流、気体の通過が起きにくくなり、断熱効果を得やすい。また無機繊維同士の接触点、交絡点を確保しやすいため、断熱シート全体の引っ張り強度が高まり、ハンドリングしやすくなる。また、皮膚刺激性が強くなりすぎず、また切断加工の際には毛羽立ち、粉落ちを抑制しやすい。また、繊維間の空隙が過度に大きくならないため、加熱された空気の通過や、空隙内の対流の発生も避けやすい。 When the fiber diameter of the inorganic fibers is equal to or less than the upper limit of the above numerical range, the gaps between the inorganic fibers become narrow, making it difficult for convection and gas to pass through the gaps, and it is easy to obtain a heat insulating effect. In addition, since it is easy to secure contact points and intertwining points between the inorganic fibers, the tensile strength of the entire insulation sheet increases and it becomes easier to handle. In addition, it does not become too irritating to the skin, and it is easy to suppress fluffing and powder falling during cutting processing. In addition, since the gaps between the fibers do not become excessively large, it is easy to prevent the passage of heated air and the occurrence of convection in the gaps.

無機繊維として、繊維径が3~13μmの無機繊維と、繊維径が13μm超の無機繊維を併用してもよい。
繊維径の異なる無機繊維を組み合わせて使用することにより、無機繊維間の空隙を狭くすることによる断熱効果向上効果および表面平滑化効果と、無機繊維同士の接触点、交絡点の確保による引っ張り強度向上効果を得ながら、断熱シートの厚さを確保し、繊維間の空隙を維持できる場合があり得る。
As the inorganic fibers, inorganic fibers having a fiber diameter of 3 to 13 μm and inorganic fibers having a fiber diameter of more than 13 μm may be used in combination.
By using a combination of inorganic fibers with different fiber diameters, it may be possible to obtain the effect of improving the insulation effect and smoothing the surface by narrowing the gaps between the inorganic fibers, and the effect of improving the tensile strength by ensuring contact points and intertwining points between the inorganic fibers, while ensuring the thickness of the insulation sheet and maintaining the gaps between the fibers.

無機繊維の繊維長は1~25mmが好ましく、3~20mmがより好ましく、5~15mmがさらに好ましい。
無機繊維の繊維長が前記数値範囲内の下限値以上であると、シート製造工程中の強度を確保しやすい。無機繊維の繊維長が前記数値範囲内の上限値以下であると、繊維の捩れによる結束の発生がなく、良好な地合い(厚さおよび繊維密度の均一性)を維持しやすい。
繊維長は、100本の繊維の繊維長を顕微鏡観察により測定し、100本の平均値として算出される値である。
The fiber length of the inorganic fibers is preferably from 1 to 25 mm, more preferably from 3 to 20 mm, and even more preferably from 5 to 15 mm.
When the fiber length of the inorganic fibers is equal to or greater than the lower limit of the above-mentioned range, strength during the sheet manufacturing process is easily ensured.When the fiber length of the inorganic fibers is equal to or less than the upper limit of the above-mentioned range, bundling due to fiber twisting does not occur, and good texture (uniformity of thickness and fiber density) is easily maintained.
The fiber length is a value obtained by measuring the fiber lengths of 100 fibers by microscopic observation and calculating the average value of the 100 fibers.

(珪藻土、セピオライト)
珪藻土は、ケイ藻が堆積したシリカを主成分とする多孔質性の天然物質である。珪藻土は国内外の産地を問わず、種々の産地のものが使用され得る。また、珪藻土は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(Diatomaceous earth, sepiolite)
Diatomaceous earth is a porous natural material composed mainly of silica formed by the accumulation of diatoms. Diatomaceous earth from various places of origin, both domestic and foreign, can be used. In addition, one type of diatomaceous earth may be used alone, or two or more types may be used in combination.

セピオライトは、天然に産出する粘土鉱物の一種である。セピオライトは独特の鎖状粒子構造を有する含水ケイ酸マグネシウムである。セピオライトは国内外の産地を問わず、種々の産地のものが使用され得る。また、セピオライトは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Sepiolite is a type of naturally occurring clay mineral. It is a hydrated magnesium silicate with a unique chain-like particle structure. Sepiolite from a variety of sources, both domestic and overseas, can be used. Sepiolite may be used alone or in combination of two or more types.

セピオライトのなかでも、β型セピオライトを選択して用いることが望ましい。セピオライトにはその成因の違いにより、α型セピオライトとβ型セピオライトがある。α型セピオライトは、高温高圧下における熱水作用を成因とする。α型セピオライトはその結晶化度が相対的に高く、長繊維で明瞭な繊維状形態を示す。α型セピオライトは山皮と呼ばれることもある。β型セピオライトは、浅海底や湖底での堆積作用を成因とする。β型セピオライトはその結晶化度が相対的に低い。β型セピオライトは、例えば、短繊維状、塊状または粘土状のいずれかの形態をとり得る。人体に対する安全上好ましくない結晶性シリカの含有量(不純物含有量)が比較的少ないことから、β型セピオライトがより好ましい。 Among sepiolite, it is preferable to select and use β-type sepiolite. Sepiolite is divided into α-type sepiolite and β-type sepiolite, depending on the origin of its formation. α-type sepiolite is formed by hydrothermal action under high temperature and pressure. α-type sepiolite has a relatively high degree of crystallinity and a clear fibrous form with long fibers. α-type sepiolite is also called mountain skin. β-type sepiolite is formed by depositional action on the bottom of shallow seas and lakes. β-type sepiolite has a relatively low degree of crystallinity. β-type sepiolite can take any of the following forms, for example: short fiber, clump, or clay. β-type sepiolite is more preferable because it contains a relatively small amount of crystalline silica (impurity content) that is unsafe for the human body.

β型のセピオライトのなかでも、結晶性シリカの含有量が少ない産地のセピオライトを選択して用いることが望ましい。結晶性シリカはシートの切断時に刃物の損耗を早めるため、結晶性シリカの含有量は少ない方が好ましい。 Among β-type sepiolite, it is preferable to select and use sepiolite from a place with a low crystalline silica content. Crystalline silica accelerates wear of the blade when cutting the sheet, so a low crystalline silica content is preferable.

結晶性シリカの含有量は、X線粉末回折法で、結晶性シリカのピーク強度を標準サンプルのピーク強度と比較することで定量できる。
断熱シートにおける結晶性シリカの含有量は1質量%以下が好ましく、0.5質量%以下がより好ましく、0.2質量%以下がさらに好ましい。
The content of crystalline silica can be quantified by X-ray powder diffraction method, by comparing the peak intensity of crystalline silica with the peak intensity of a standard sample.
The content of crystalline silica in the heat insulating sheet is preferably 1 mass % or less, more preferably 0.5 mass % or less, and even more preferably 0.2 mass % or less.

(任意成分)
任意成分としてバインダーをさらに含む断熱シートも有用である。バインダーは無機繊維間を結着するためのものである。バインダーとしては、結着性があり、耐熱性があり、電池、電極、配線に対する腐食性が少ないものが好適である。バインダーは無機バインダー(ただし、セピオライトおよび珪藻土を除く。)でも有機バインダーでもよい。
無機バインダーとしては、例えば、各種の無機セメント、各種のガラスが挙げられる。有機バインダーとしては、例えば、熱融着性樹脂パウダー、熱融着性樹脂繊維、樹脂エマルション、樹脂溶液、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂が挙げられる。
無機バインダー、有機バインダーは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(Optional ingredients)
A heat insulating sheet further containing a binder as an optional component is also useful. The binder is for binding the inorganic fibers. The binder is preferably one that has binding properties, heat resistance, and low corrosiveness to batteries, electrodes, and wiring. The binder may be an inorganic binder (excluding sepiolite and diatomaceous earth) or an organic binder.
Examples of inorganic binders include various inorganic cements and various glasses. Examples of organic binders include heat-fusible resin powders, heat-fusible resin fibers, resin emulsions, resin solutions, thermosetting resins, and thermoplastic resins.
The inorganic binder and the organic binder may be used alone or in combination of two or more kinds.

なかでも、添加量対比で結着性に優れ、発熱量が少ない点から、ポリビニルアルコール繊維(PVA繊維)が好適に用いられる。耐水性の観点からアクリル樹脂エマルション等も好適である。外側が低融点樹脂、内側が高融点樹脂である芯鞘タイプのバインダー繊維も好適である。芯鞘タイプのバインダー繊維の場合、バインダーの含有量は、芯部の樹脂と鞘部の樹脂の合計量として計算する。
また、溶融接着性はないが、微細にフィブリル化して交絡する能力が高いパラアラミド繊維、アラミドパルプ、結晶性ポリエステル、液晶性ポリエステル、木材由来パルプ、草由来パルプ等も有機バインダーとして使用され得る。
Among these, polyvinyl alcohol fibers (PVA fibers) are preferably used because they have excellent binding properties and low heat generation relative to the amount added. Acrylic resin emulsions and the like are also preferred from the viewpoint of water resistance. Core-sheath type binder fibers in which the outside is a low melting point resin and the inside is a high melting point resin are also preferred. In the case of core-sheath type binder fibers, the binder content is calculated as the total amount of the resin in the core and the resin in the sheath.
In addition, para-aramid fibers, aramid pulp, crystalline polyester, liquid crystal polyester, wood-derived pulp, grass-derived pulp, and the like, which have no melt adhesiveness but have a high ability to be finely fibrillated and entangled, can also be used as organic binders.

他の任意成分としては、例えば、セピオライト以外の粘土鉱物、珪藻土以外の填料(ただし、粘土鉱物を除く。)、分散剤、増粘剤、凝集剤、紙力向上剤、歩留まり向上剤が挙げられる。
他の成分は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Examples of other optional components include clay minerals other than sepiolite, fillers other than diatomaceous earth (excluding clay minerals), dispersants, thickeners, flocculants, paper strength improvers, and retention improvers.
The other components may be used alone or in combination of two or more.

セピオライト以外の粘土鉱物としては、例えば、カオリナイト、スメクタイト、モンモリロナイト、セリサイト、イライト、グローコナイト、クロライト、α型セピオライト、タルクが挙げられる。
珪藻土以外の填料としては、例えば、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、シリカエアロゾル、ヒュームドシリカ、タルク、プラスチックピグメント、中空ガラスビーズ、シラスバルーンが挙げられる。
Examples of clay minerals other than sepiolite include kaolinite, smectite, montmorillonite, sericite, illite, glauconite, chlorite, α-type sepiolite, and talc.
Examples of fillers other than diatomaceous earth include calcium silicate, calcium carbonate, silica aerosol, fumed silica, talc, plastic pigments, hollow glass beads, and shirasu balloons.

(配合比)
珪藻土の含有量は、無機繊維、珪藻土およびセピオライトの総量(以下、「総量(T)」と記す。)に対して30質量%以上であり、30~85質量%が好ましく、35~80質量%がより好ましく、40~70質量%がさらに好ましい。珪藻土の含有量が前記数値範囲内の下限値以上であると、断熱性および巻き取り加工性に優れる断熱シートが得られやすい。珪藻土の含有量が前記数値範囲内の上限値以下であると、表面強度および引張強度に優れる断熱シートが得られやすい。
(Mixing ratio)
The content of diatomaceous earth is 30% by mass or more, preferably 30 to 85% by mass, more preferably 35 to 80% by mass, and even more preferably 40 to 70% by mass, based on the total amount of inorganic fibers, diatomaceous earth, and sepiolite (hereinafter referred to as "total amount (T)"). When the content of diatomaceous earth is equal to or more than the lower limit of the aforementioned numerical range, a heat insulating sheet having excellent heat insulating properties and winding processability is likely to be obtained. When the content of diatomaceous earth is equal to or less than the upper limit of the aforementioned numerical range, a heat insulating sheet having excellent surface strength and tensile strength is likely to be obtained.

珪藻土およびセピオライトの合計含有量は総量(T)に対して50~90質量%であり、60~90質量%が好ましく、65~90質量%がより好ましく、70~85質量%がさらに好ましい。珪藻土およびセピオライトの合計含有量が前記数値範囲内の下限値以上であると、断熱性に優れる断熱シートが得られやすい。珪藻土およびセピオライトの合計含有量が前記数値範囲内の上限値以下であると、抄紙時に湿式ウェブを形成しやすい。 The total content of diatomaceous earth and sepiolite is 50 to 90% by mass, preferably 60 to 90% by mass, more preferably 65 to 90% by mass, and even more preferably 70 to 85% by mass, based on the total amount (T). When the total content of diatomaceous earth and sepiolite is equal to or greater than the lower limit of the aforementioned numerical range, a heat insulating sheet with excellent heat insulating properties is easily obtained. When the total content of diatomaceous earth and sepiolite is equal to or less than the upper limit of the aforementioned numerical range, a wet web is easily formed during papermaking.

セピオライトに対する珪藻土の質量比は50/50以上であり、50/50~90/10が好ましく、55/45~90/10がより好ましく、70/30~80/20がさらに好ましい。前記質量比が前記数値範囲内の下限値以上であると、断熱性、巻取り加工性に優れる断熱シートが得られやすい。前記質量比が前記数値範囲内の上限値以下であると、表面強度、引張強度に優れる断熱シートが得られやすい。 The mass ratio of diatomaceous earth to sepiolite is 50/50 or more, preferably 50/50 to 90/10, more preferably 55/45 to 90/10, and even more preferably 70/30 to 80/20. When the mass ratio is equal to or greater than the lower limit of the above numerical range, it is easy to obtain an insulating sheet with excellent heat insulation properties and winding processability. When the mass ratio is equal to or less than the upper limit of the above numerical range, it is easy to obtain an insulating sheet with excellent surface strength and tensile strength.

(断熱シートの組成)
無機繊維の割合は、断熱シートの全質量に対して5~50質量%が好ましく、10~40質量%がより好ましく、10~35質量%がさらに好ましい。無機繊維の割合が前記数値範囲内の下限値以上であると、抄紙時に湿式ウェブを形成しやすい。無機繊維の割合が前記数値範囲内の上限値以下であると、断熱性および巻取り加工性に優れる断熱シートが得られやすい。
(Composition of the heat insulating sheet)
The proportion of inorganic fibers is preferably 5 to 50 mass %, more preferably 10 to 40 mass %, and even more preferably 10 to 35 mass %, based on the total mass of the heat insulating sheet. When the proportion of inorganic fibers is equal to or greater than the lower limit of the above numerical range, a wet web is easily formed during papermaking. When the proportion of inorganic fibers is equal to or less than the upper limit of the above numerical range, a heat insulating sheet having excellent heat insulating properties and winding processability is easily obtained.

珪藻土の割合は、断熱シートの全質量に対して35~85質量%が好ましく、40~80質量%がより好ましく、45~75質量%がさらに好ましい。珪藻土の割合が前記数値範囲内の下限値以上であると、断熱性および巻き取り加工性に優れる断熱シートが得られやすい。珪藻土の割合が前記数値範囲内の上限値以下であると、表面強度および引張強度に優れる断熱シートが得られやすい。 The proportion of diatomaceous earth is preferably 35 to 85 mass% of the total mass of the insulating sheet, more preferably 40 to 80 mass%, and even more preferably 45 to 75 mass%. When the proportion of diatomaceous earth is equal to or greater than the lower limit of the above numerical range, an insulating sheet with excellent insulating properties and roll-up processability is likely to be obtained. When the proportion of diatomaceous earth is equal to or less than the upper limit of the above numerical range, an insulating sheet with excellent surface strength and tensile strength is likely to be obtained.

セピオライトの割合は、断熱シートの全質量に対して5~45質量%が好ましく、10~35質量%がより好ましく、15~25質量%がさらに好ましい。セピオライトの割合が前記数値範囲内の下限値以上であると、断熱性、表面強度および引張強度に優れる断熱シートが得られやすい。セピオライトの割合が前記数値範囲内の上限値以下であると、巻取り加工性に優れる断熱シートが得られやすく、抄紙時に湿式ウェブを形成しやすい。 The proportion of sepiolite is preferably 5 to 45% by mass, more preferably 10 to 35% by mass, and even more preferably 15 to 25% by mass, based on the total mass of the insulating sheet. When the proportion of sepiolite is equal to or greater than the lower limit of the aforementioned numerical range, an insulating sheet having excellent insulation properties, surface strength, and tensile strength is likely to be obtained. When the proportion of sepiolite is equal to or less than the upper limit of the aforementioned numerical range, an insulating sheet having excellent winding processability is likely to be obtained, and a wet web is easily formed during papermaking.

総量(T)は、断熱シートの全質量に対して90~100質量%が好ましく、93~100質量%がより好ましく、95~100質量%がさらに好ましい。総量(T)が前記数値範囲内の下限値以上であると、断熱性、耐熱性に優れる断熱シートが得られやすい。総量(T)が前記数値範囲内の上限値以下であると、断熱シートが他の成分を含む場合に他の成分による特性が発現しやすい。 The total amount (T) is preferably 90 to 100% by mass, more preferably 93 to 100% by mass, and even more preferably 95 to 100% by mass, based on the total mass of the heat insulating sheet. If the total amount (T) is equal to or greater than the lower limit of the aforementioned numerical range, a heat insulating sheet with excellent heat insulating properties and heat resistance is likely to be obtained. If the total amount (T) is equal to or less than the upper limit of the aforementioned numerical range, when the heat insulating sheet contains other components, the properties of the other components are likely to be expressed.

(断熱シートの性状)
断熱シートを450℃で2時間加熱したときの熱質量減少率は20質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましく、10質量%以下がさらに好ましい。該熱質量減少率が前記数値範囲内の上限値以下であると、断熱シートが耐熱性に優れ、単電池の発火による煙の発生量が少なく、また、熱劣化による形状や性質の変化が少なくなる。
熱質量減少量は耐熱性の観点から低いほどよく、その下限値は特に限定されないが、無機繊維を結着して断熱シートを得ることを考慮すると、例えば、0.1質量%程度であると考えられる。
断熱シートの熱質量減少率は、後述の実施例に記載の方法によって求められる値である。
(Properties of the heat insulating sheet)
The thermal mass reduction rate when the heat insulating sheet is heated for 2 hours at 450° C. is preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, and even more preferably 10% by mass or less. When the thermal mass reduction rate is equal to or less than the upper limit of the above-mentioned numerical range, the heat insulating sheet has excellent heat resistance, generates less smoke due to ignition of the unit cell, and undergoes less change in shape and properties due to thermal degradation.
From the viewpoint of heat resistance, the lower the thermal mass loss, the better. There is no particular limit to the lower limit, but considering that the insulating sheet is obtained by binding inorganic fibers, it is thought to be, for example, about 0.1 mass %.
The thermal mass reduction rate of the heat insulating sheet is a value determined by the method described in the examples below.

断熱シートの坪量は20~500g/mが好ましく、50~400g/mがより好ましく、80~350g/mがさらに好ましい。断熱シートの坪量が前記数値範囲内の下限値以上であると、断熱シートの断熱性が向上しやすい。断熱シートの坪量が前記数値範囲内の上限値以下であると、断熱シートの巻き取り加工性が向上しやすい。
断熱シートの坪量は、後述の実施例に記載の方法によって求められる。
The basis weight of the heat insulating sheet is preferably 20 to 500 g/ m2 , more preferably 50 to 400 g/ m2 , and even more preferably 80 to 350 g/ m2 . When the basis weight of the heat insulating sheet is equal to or greater than the lower limit of the above-mentioned numerical range, the heat insulating properties of the heat insulating sheet tend to be improved. When the basis weight of the heat insulating sheet is equal to or less than the upper limit of the above-mentioned numerical range, the winding processability of the heat insulating sheet tends to be improved.
The basis weight of the heat insulating sheet can be determined by the method described in the Examples below.

断熱シートの厚さは0.05~3.00mmが好ましく、0.07~2.50mmがより好ましく、0.10~2.00mmがさらに好ましい。断熱シートの厚さが前記数値範囲内の下限値以上であると、断熱シートの断熱性が向上しやすい。断熱シートの厚さが前記数値範囲内の上限値以下であると、断熱シート適用した組電池の薄型化を実現しやすい。
断熱シートの厚さは、後述の実施例に記載の方法によって求められる。
The thickness of the heat insulating sheet is preferably 0.05 to 3.00 mm, more preferably 0.07 to 2.50 mm, and even more preferably 0.10 to 2.00 mm. When the thickness of the heat insulating sheet is equal to or greater than the lower limit of the above-mentioned numerical range, the heat insulating property of the heat insulating sheet is likely to be improved. When the thickness of the heat insulating sheet is equal to or less than the upper limit of the above-mentioned numerical range, it is easy to realize a thin battery pack to which the heat insulating sheet is applied.
The thickness of the heat insulating sheet can be determined by the method described in the Examples below.

断熱シートの通気度は50cc/cm/sec以下が好ましく、40cc/cm/sec以下がより好ましく、20cc/cm/sec以下がさらに好ましい。断熱シートの通気度が前記上限値以下であると、断熱シートの遮熱性が向上しやすい。断熱シートの通気度は遮熱性の観点からは低いほどよい。その下限値は特に限定されないが、素材の形状に由来する物理限界と実用的な厚さを考慮すると、例えば、0.01cc/cm/sec程度であると考えられる。
断熱シートの通気度は、後述の実施例に記載の方法によって求められる値である。
The air permeability of the heat insulating sheet is preferably 50 cc/cm 2 /sec or less, more preferably 40 cc/cm 2 /sec or less, and even more preferably 20 cc/cm 2 /sec or less. When the air permeability of the heat insulating sheet is equal to or less than the upper limit, the heat insulating sheet is likely to have improved heat insulating properties. From the viewpoint of heat insulating properties, the lower the air permeability of the heat insulating sheet, the better. The lower limit is not particularly limited, but considering the physical limit derived from the shape of the material and the practical thickness, it is considered to be, for example, about 0.01 cc/cm 2 /sec.
The air permeability of the heat insulating sheet is a value determined by the method described in the Examples section below.

断熱シートの断熱温度Tは400℃以下が好ましく、395℃以下がより好ましい。断熱シートの断熱温度Tが前記数値範囲内の上限値以下であると、断熱シートが優れた断熱性を具備していると言える。断熱シートの断熱温度Tは低いほどよい。
断熱シートの断熱温度Tは、後述の実施例に記載の方法によって求められる値(T,T)である。
The insulation temperature T of the heat insulating sheet is preferably 400° C. or less, and more preferably 395° C. or less. When the insulation temperature T of the heat insulating sheet is equal to or less than the upper limit of the above numerical range, it can be said that the heat insulating sheet has excellent heat insulating properties. The lower the insulation temperature T of the heat insulating sheet, the better.
The insulation temperature T of the heat insulating sheet is a value (T 1 , T 2 ) determined by the method described in the Examples section below.

断熱シートの引張強度は10N/30mm以上が好ましく、15N/30mm以上がより好ましく、20N/30mm以上がさらに好ましい。断熱シートの灰分が前記下限値以上であると、断熱シートが優れた強度を具備していると言える。断熱シートの引張強度は高いほどよい。その上限値は特に限定されないが、素材に由来する物理限界と実用的な厚さを考慮すると、例えば、200N/30mm程度であると考えられる。
断熱シートの引張強度は、後述の実施例に記載の方法によって求められる値である。
The tensile strength of the heat insulating sheet is preferably 10N/30mm or more, more preferably 15N/30mm or more, and even more preferably 20N/30mm or more. If the ash content of the heat insulating sheet is equal to or more than the lower limit, it can be said that the heat insulating sheet has excellent strength. The higher the tensile strength of the heat insulating sheet, the better. The upper limit is not particularly limited, but considering the physical limit derived from the material and the practical thickness, it is considered to be, for example, about 200N/30mm.
The tensile strength of the heat insulating sheet is a value determined by the method described in the Examples section below.

(製法)
断熱シートは、例えば、無機繊維と珪藻土とセピオライトを少なくとも含むスラリーを抄紙して湿式ウェブを形成し、次いで湿式ウェブを乾燥することで製造できる。このように湿式法によって得られた断熱シートにおいては、珪藻土およびセピオライトを断熱シートに内添して含有させることができる。そのため、珪藻土およびセピオライトを無機繊維間の空隙や繊維表面に均一に分散させることができる。結果として、組電池に適用した際に発火や熱膨張による形状変化に断熱シートが追従でき、形状追従性にも優れる断熱シートが得られる。
(Production method)
The heat insulating sheet can be manufactured, for example, by forming a wet web by papermaking a slurry containing at least inorganic fibers, diatomaceous earth, and sepiolite, and then drying the wet web. In the heat insulating sheet obtained by the wet method, the diatomaceous earth and sepiolite can be incorporated into the heat insulating sheet. Therefore, the diatomaceous earth and sepiolite can be uniformly dispersed in the gaps between the inorganic fibers and on the fiber surfaces. As a result, the heat insulating sheet can follow the shape changes caused by ignition or thermal expansion when applied to a battery pack, and a heat insulating sheet with excellent shape followability can be obtained.

スラリーは必要に応じて任意成分をさらに含んでもよい。スラリーの任意成分としては、例えば、分散剤、保液剤、粘度調整剤、pH調整剤、充填剤が挙げられる。
スラリーが熱溶融タイプのバインダーを含む場合、サーマルボンド法により湿式ウェブにおける無機繊維を結合できる。スラリーが熱溶融タイプのバインダーを含まない場合、フィブリル化繊維の添加、微細繊維の添加、ニードルパンチ、ウォータジェットによる水流交絡などで、繊維間を交絡させることにより、湿式ウェブを形成できる。
The slurry may further contain optional components as required, such as a dispersant, a liquid retaining agent, a viscosity adjuster, a pH adjuster, and a filler.
When the slurry contains a heat-melting type binder, the inorganic fibers in the wet web can be bonded by a thermal bonding method.When the slurry does not contain a heat-melting type binder, the wet web can be formed by entangling the fibers by adding fibrillated fibers, adding fine fibers, needle punching, hydroentangling with a water jet, or the like.

スラリーを湿式抄紙する際には、種々の抄紙機を使用できる。抄紙機としては、例えば、円網抄紙機、傾斜型抄紙機、長網抄紙機、短網抄紙機が挙げられる。これら抄紙機の同種または異種を組み合わせて多層抄紙を行ってもよい。 When wet-processing the slurry into paper, various papermaking machines can be used. Examples of papermaking machines include cylinder papermaking machines, inclined papermaking machines, Fourdrinier papermaking machines, and short wire papermaking machines. Multi-layer papermaking can be performed by combining the same or different types of these papermaking machines.

(作用機序)
以上説明した本発明の断熱シートにおいては、珪藻土の含有量が総量(T)に対して30質量%以上である。そのため、断熱シートの巻き取り加工性が良くなる。
本発明の断熱シートにおいては、珪藻土の含有量が総量(T)に対して30質量%以上であり、かつ、珪藻土およびセピオライトの合計含有量が総量(T)に対して50質量%以上である。そのため、断熱シートの断熱性が良くなる。
本発明の断熱シートは、セピオライトを含む。そのため、断熱シートの表面強度、引張強度が良好となる。
(Mechanism of action)
In the heat insulating sheet of the present invention described above, the content of diatomaceous earth is 30 mass% or more relative to the total amount (T), which improves the winding processability of the heat insulating sheet.
In the heat insulating sheet of the present invention, the content of diatomaceous earth is 30% by mass or more with respect to the total amount (T), and the combined content of diatomaceous earth and sepiolite is 50% by mass or more with respect to the total amount (T), thereby improving the heat insulating properties of the heat insulating sheet.
The heat insulating sheet of the present invention contains sepiolite, which improves the surface strength and tensile strength of the heat insulating sheet.

<組電池>
本発明の断熱シートは、物体間の断熱が求められる種々の産業上の用途に適用され得る。例えば、本発明の断熱シートは組電池に好適に適用でき、組電池用の断熱シートとして好適に使用され得る。
組電池は、積層された複数の単電池と、複数の単電池の間に挿入された断熱シートとを備える。断熱シートの少なくとも一つが、上述した本発明の断熱シートである。
<Battery pack>
The heat insulating sheet of the present invention can be applied to various industrial applications requiring thermal insulation between objects. For example, the heat insulating sheet of the present invention can be suitably applied to a battery pack and can be suitably used as a heat insulating sheet for a battery pack.
The battery pack includes a plurality of stacked unit cells and a heat insulating sheet inserted between the unit cells, at least one of which is the heat insulating sheet of the present invention described above.

図1は一実施形態に係る組電池50の構成図である。図1に示すように組電池50においては、複数のラミネート形単電池20の各々の間に断熱シート10が挿入されている。また、最下層と最上層のラミネート形単電池20(最外層に積層されたラミネート形単電池20)の外側にも、断熱シート10が配置されている。組電池50は、金属の外装体等に収容され、バッテリーパックが形成される。 Figure 1 is a diagram showing the configuration of a battery pack 50 according to one embodiment. As shown in Figure 1, in the battery pack 50, a heat insulating sheet 10 is inserted between each of a plurality of laminated type cells 20. Heat insulating sheets 10 are also arranged on the outside of the bottom and top laminated type cells 20 (the laminated type cells 20 stacked in the outermost layer). The battery pack 50 is housed in a metal exterior body or the like to form a battery pack.

ラミネート形単電池20は、ラミネートフィルム内に電極群と電解液が収容されたものであればよく、種々のラミネート形単電池を採用できる。図1に示すように、正極タブ21と負極タブ22とがラミネートフィルム外に設けられている。
断熱シート10は、各ラミネート形単電池20の間を、面方向全体にわたって遮断するように挿入されているが、正極タブ21と負極タブ22とは、断熱シート10の外側まで導出されている。
The laminated type battery 20 may be any type of laminated type battery as long as an electrode group and an electrolyte are contained within a laminate film. As shown in Fig. 1, a positive electrode tab 21 and a negative electrode tab 22 are provided outside the laminated film.
The insulating sheet 10 is inserted between the laminated type cells 20 so as to insulate them from each other over the entire surface direction, but the positive electrode tab 21 and the negative electrode tab 22 are extended to the outside of the insulating sheet 10 .

組電池50においては、各ラミネート形単電池20の間に断熱シート10が挿入されている。そのため、1つのラミネート形単電池20に発熱等の不具合が生じても、その不具合が隣接するラミネート形単電池20に悪影響を及ぼすことを防止または遅延させることができる。
また、最下層または最上層のラミネート形単電池20に発熱等の不具合が生じても、その不具合が他のバッテリーパックに悪影響を及ぼすことを防止または遅延させることができる。
In the battery pack 50, a heat insulating sheet 10 is inserted between each of the laminated type cells 20. Therefore, even if a malfunction such as heat generation occurs in one of the laminated type cells 20, it is possible to prevent or delay the malfunction from adversely affecting the adjacent laminated type cells 20.
Furthermore, even if a malfunction such as heat generation occurs in the lowermost or uppermost laminated cell 20, it is possible to prevent or delay the malfunction from adversely affecting other battery packs.

組電池50においては説明の便宜上、単電池がラミネート形単電池20である態様としたが、単電池はラミネート形単電池に限定されない。単電池は、例えば金属ケースに電極群と電解液が収容されている単電池であってもよい。ただし、ラミネート形単電池は、熱の影響を受けやすい。そのため、本発明の効果をより活かす観点では、ラミネート形単電池が好ましい。 For ease of explanation, the battery pack 50 is described as having a laminated cell 20 as the cell, but the cell is not limited to a laminated cell. The cell may be, for example, a cell in which an electrode group and an electrolyte are housed in a metal case. However, laminated cells are susceptible to the effects of heat. Therefore, from the perspective of making the most of the effects of the present invention, laminated cells are preferred.

組電池50においては説明の便宜上、複数の断熱シートのすべてが本発明の断熱シートであるが、組電池の態様は図1に例示したものに限定されない。すなわち、組電池50のように複数の断熱シートのすべてが本発明の断熱シートであってもよく、複数の断熱シートの一部が本発明の断熱シート以外の他の断熱シートであってもよい。
ただし、本発明の断熱シートを用いた方が、比較的安価で作業性、断熱性に優れるという利点がある。
For ease of explanation, all of the multiple insulating sheets in the battery pack 50 are the insulating sheets of the present invention, but the form of the battery pack is not limited to that exemplified in Fig. 1. That is, all of the multiple insulating sheets may be the insulating sheets of the present invention as in the battery pack 50, or some of the multiple insulating sheets may be insulating sheets other than the insulating sheets of the present invention.
However, the use of the heat insulating sheet of the present invention has the advantages of being relatively inexpensive, easy to work with, and excellent in heat insulating properties.

各ラミネート形単電池20間には、複数枚重ねた断熱シートを挿入してもよい。複数枚を重ねる場合、本発明の断熱シートのみを重ねてもよいし、他の断熱シートのみを重ねてもよいし、本発明の断熱シートと他の断熱シートを重ねてもよい。
組電池50全体の厚さを抑制する観点からは、1枚の断熱シートのみを挿入することが好ましく、複数枚重ねる場合は、2枚の断熱シートを重ねることが好ましい。
A plurality of overlapping heat insulating sheets may be inserted between each of the laminated type cells 20. When a plurality of sheets are overlapped, only the heat insulating sheet of the present invention may be overlapped, only another heat insulating sheet may be overlapped, or the heat insulating sheet of the present invention and another heat insulating sheet may be overlapped.
From the viewpoint of reducing the overall thickness of the battery pack 50, it is preferable to insert only one heat insulating sheet, and when multiple heat insulating sheets are stacked, it is preferable to stack two heat insulating sheets.

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の記載に限定されない。 The present invention will be specifically described below using examples, but the present invention is not limited to the following description.

<原料>
各例で使用した原料を以下に示す。
(無機繊維)
・ガラス繊維:繊維径6μm、繊維長6mmのEガラス繊維
・セラミック繊維:繊維径3μm、繊維長6mmのセラミック繊維
<Ingredients>
The raw materials used in each example are shown below.
(Inorganic fiber)
Glass fiber: E-glass fiber with a fiber diameter of 6 μm and a fiber length of 6 mm Ceramic fiber: Ceramic fiber with a fiber diameter of 3 μm and a fiber length of 6 mm

(バインダー)
・芯鞘PET繊維:繊維径14μm、繊維長5mmの芯鞘熱融着ポリエステル繊維(帝人ファイバー社製、芯部の融点260℃、鞘部の接着温度110℃)
・PVA繊維:繊維径11μm、繊維長3mmのポリビニルアルコール繊維(クラレ社製、接着温度60℃)
(binder)
Core-sheath PET fiber: core-sheath heat-bonded polyester fiber with a fiber diameter of 14 μm and a fiber length of 5 mm (manufactured by Teijin Fibers Limited, melting point of the core 260° C., adhesion temperature of the sheath 110° C.)
PVA fiber: polyvinyl alcohol fiber with a fiber diameter of 11 μm and a fiber length of 3 mm (manufactured by Kuraray Co., Ltd., adhesion temperature 60° C.)

<実施例1>
表1に示す組成で厚みが500μmになるように坪量を調整し、サンプルを作製した。まず、Eガラス繊維、芯鞘PET繊維、PVA繊維を混合し、水に分散し、最終的に0.4質量%の繊維スラリーを得た。
別途、珪藻土、セピオライト混合物を水に分散し、対固形分比で1.8質量部の硫酸バンド、両イオン性ポリアクリルアミド樹脂系歩留まり向上剤(荒川化学工業社製)、対固形分比で0.6質量部のアアニオン性ポリアクリルアミド樹脂系高分子凝集剤(MTアクアポリマー社製)を順次添加攪拌し、最終的に0.4質量%の填料スラリーを得た。
上記の繊維スラリーと填料スラリーを混合撹拌した原料スラリーを手抄きシートマシンに投入し、湿式抄紙を行い、湿式ウェブを得た。その後湿式ウェブを吸引脱水した後、180℃の熱風乾燥機で湿式ウェブを乾燥し、断熱シート(25cm×25cm)を得た。
Example 1
A sample was prepared by adjusting the basis weight so that the thickness was 500 μm with the composition shown in Table 1. First, E-glass fiber, core-sheath PET fiber, and PVA fiber were mixed and dispersed in water to finally obtain a fiber slurry of 0.4 mass %.
Separately, a mixture of diatomaceous earth and sepiolite was dispersed in water, and 1.8 parts by mass (based on solids) of aluminum sulfate, an amphoteric polyacrylamide resin-based retention aid (manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd.), and 0.6 parts by mass (based on solids) of an anionic polyacrylamide resin-based polymer flocculant (manufactured by MT Aqua Polymer Co., Ltd.) were successively added and stirred to finally obtain a 0.4% by mass filler slurry.
The raw material slurry obtained by mixing and stirring the above-mentioned fiber slurry and filler slurry was fed into a hand-made sheet machine, and wet papermaking was carried out to obtain a wet web. The wet web was then dehydrated by suction and dried in a hot air dryer at 180° C. to obtain a heat insulating sheet (25 cm×25 cm).

<実施例2~7、比較例1~3>
スラリー組成、無機繊維の種類を表1、表2に示す通りに変更した以外は、実施例1と同じ手法、同条件によって各例の断熱シートを製造した。ただし、実施例3ではガラス繊維の代わりにセラミック繊維を使用した。また、比較例3のスラリー組成では、断熱シートが得られなかった。
<Examples 2 to 7, Comparative Examples 1 to 3>
Except for changing the slurry composition and the type of inorganic fiber as shown in Tables 1 and 2, the heat insulating sheets of each example were produced by the same method and under the same conditions as in Example 1. However, in Example 3, ceramic fiber was used instead of glass fiber. Also, with the slurry composition of Comparative Example 3, no heat insulating sheet was obtained.

<比較例4>
市販品のエアロゲル含侵ガラスペーパー(パナソニック社製、厚さ1000μm)を用意した。
<Comparative Example 4>
A commercially available aerogel-impregnated glass paper (manufactured by Panasonic, thickness 1000 μm) was prepared.

<測定法、評価法>
(坪量)
各例の断熱シートについて坪量をJIS P 8124:2011に規定の方法にしたがって測定した。
<Measurement and evaluation methods>
(grammage)
The basis weight of each example of the heat insulating sheet was measured in accordance with the method specified in JIS P 8124:2011.

(厚さ、密度)
各例の断熱シートについて厚さをJIS P 8118:1998に準拠し、加圧面同士の間の圧力を50kPaに設定して測定した。また、密度は、坪量を厚さで除した値とした。
(thickness, density)
The thickness of each heat insulating sheet was measured in accordance with JIS P 8118: 1998, with the pressure between the pressure surfaces set to 50 kPa. The density was calculated by dividing the basis weight by the thickness.

(通気度)
各例の断熱シートについて通気度をJIS L 1096:2010に規定のA法(フラジール形法)にしたがって測定した。
(Breathability)
The air permeability of each example of the heat insulating sheet was measured according to Method A (Fragile type method) specified in JIS L 1096:2010.

(巻き取り加工性)
巻き取り加工性は、巻付可能径に基づいて評価した。各例の断熱シートについて巻付可能径を以下の通り測定した。シートから、長さ200mm、幅30mmのサンプルを切り出し、これを直径の異なる筒に大直径から順に巻き付け、シート表面に割れ、折れ、しわが生じないように巻き取ることができる最小の巻取径を巻付可能径とした。巻付可能径を以下の基準で評価した。
A:巻付可能径が65mm未満である。
B:巻付可能径が65mm以上110mm以下である。
C:巻付可能径が110mm超である。
(Winding processability)
The winding processability was evaluated based on the windable diameter. The windable diameter of each example of the heat insulating sheet was measured as follows. A sample of 200 mm in length and 30 mm in width was cut out from the sheet, and the sample was wound around cylinders of different diameters, starting from the largest diameter. The minimum winding diameter that could be wound without cracking, folding, or wrinkling on the sheet surface was determined as the windable diameter. The windable diameter was evaluated according to the following criteria.
A: The winding diameter is less than 65 mm.
B: The winding diameter is 65 mm or more and 110 mm or less.
C: The winding diameter is more than 110 mm.

(表面強度)
表面強度は、粉落量に基づいて評価した。各例の断熱シートについて粉落量を以下の通り測定した。15mm幅のセロハンテープを50mm長切り出し、粘着面をシート表面に向けて乗せる。示指中指の二本を揃えて力を入れずにセロハンテープ上を3往復摩擦し、密着させる。セロハンテープをシートから剥がして黒画用紙に貼り、セロハンテープに接着した粉や繊維の状況を目視にて確認した。
(Surface strength)
The surface strength was evaluated based on the amount of powder that fell off. The amount of powder that fell off for each example of the heat insulating sheet was measured as follows. A 15 mm wide cellophane tape was cut out to a length of 50 mm, and the adhesive side was placed on the sheet surface. The index finger and middle finger were aligned and rubbed back and forth on the cellophane tape three times without applying force to make it adhere. The cellophane tape was peeled off from the sheet and pasted on black drawing paper, and the state of the powder and fibers attached to the cellophane tape was visually confirmed.

表面強度を以下の基準で評価した。
A:粉または繊維セロハンテープへの接着が殆ど認められない。
B:粉または繊維セロハンテープへの接着が少量認められるが許容範囲である。
C:粉または繊維セロハンテープへの接着が多量に認められる。
The surface strength was evaluated according to the following criteria.
A: Almost no adhesion to powder or fiber cellophane tape was observed.
B: A small amount of powder or fiber adhesion to the cellophane tape is observed, but is within the acceptable range.
C: A large amount of powder or fiber adhesion to the cellophane tape was observed.

(引張強度)
各例の断熱シートについて引張強度を以下の通り測定した。シートから長さ240mm、幅15mmのサンプルを切り出し、これをJIS P8113に準じた方法で、23℃、50%RH環境下で引張試験機(機種名:RTC-1210A、オリエンテック社製)に試験長さ180mmとなるようセットし、引張強度を測定した。
(Tensile strength)
The tensile strength of each heat insulating sheet was measured as follows: A sample 240 mm long and 15 mm wide was cut out from the sheet, and this was set in a tensile tester (model name: RTC-1210A, manufactured by Orientec Co., Ltd.) at 23°C and 50% RH so that the test length was 180 mm, and the tensile strength was measured according to a method in accordance with JIS P8113.

引張強度を以下の基準で評価した。
A:引張強度が15N/30mm以上である。
B:引張強度が10N/30mm以上15N/30mm未満である。
C:引張強度が10N/30mm未満である。
The tensile strength was evaluated according to the following criteria.
A: Tensile strength is 15 N/30 mm or more.
B: The tensile strength is 10 N/30 mm or more and less than 15 N/30 mm.
C: Tensile strength is less than 10 N/30 mm.

(熱質量減少率)
各例の断熱シートについて熱質量減少率を以下の通り測定した。サンプルを105℃で2時間乾燥し、デシケーター内で冷却後、絶乾重量を測定した。同じサンプルを450℃で2時間加熱し、デシケーター内で冷却後、加熱後重量を測定した。加熱後重量と絶乾重量の差から熱質量減少量を測定した。
(Thermal mass reduction rate)
The thermal mass loss rate of each example of the heat insulating sheet was measured as follows. The sample was dried at 105°C for 2 hours, cooled in a desiccator, and the bone dry weight was measured. The same sample was heated at 450°C for 2 hours, cooled in a desiccator, and the post-heating weight was measured. The thermal mass loss was measured from the difference between the post-heating weight and the bone dry weight.

(熱圧縮後500℃10分後温度T、500μm厚、1000μm厚)
断熱性は、熱圧縮後500℃10分後温度Tに基づいて評価した。各例の断熱シートについて、熱圧縮後500℃10分後温度Tを以下の通り測定した。シートから80mm×100mmのサンプルを切り出し、1枚、2枚重ね、3枚重ねのサンプルを得た。厚さを計測後、200℃ 2MPaにて15分間圧縮したのち、圧縮を保持したまま冷却した。圧縮したサンプルを500℃のホットプレートに乗せ、1kPaの圧力をかけつつ10分間保持した後、ホットプレートと触れていない面の温度を接触温度計にて計測した。1枚圧縮、2枚圧縮、3枚圧縮のサンプルに対しそれぞれ測定し、加熱圧縮前の厚さと10分後到達温度との回帰曲線を得た。この回帰曲線を用いて加熱圧縮前厚さ500μmに相当する500℃10分加熱後温度T、1000μmに相当する500℃10分加熱後温度Tを得た。
(Temperature T1 after 10 minutes at 500°C after heat compression, thickness of 500 μm, thickness of 1000 μm)
The heat insulation was evaluated based on the temperature T after 10 minutes at 500°C after thermal compression. For each example of the heat insulation sheet, the temperature T after 10 minutes at 500°C after thermal compression was measured as follows. A sample of 80 mm x 100 mm was cut out from the sheet to obtain a single-sheet, double-sheet, or triple-sheet sample. After measuring the thickness, the sample was compressed at 200°C and 2 MPa for 15 minutes, and then cooled while maintaining the compression. The compressed sample was placed on a hot plate at 500°C and maintained for 10 minutes while applying a pressure of 1 kPa, and the temperature of the surface not in contact with the hot plate was measured with a contact thermometer. Measurements were performed on the samples of single-sheet compression, double-sheet compression, and triple-sheet compression, respectively, to obtain a regression curve of the thickness before thermal compression and the temperature reached after 10 minutes. Using this regression curve, the temperature T1 after 10 minutes of heating at 500°C corresponding to a thickness of 500 μm before thermal compression and the temperature T2 after 10 minutes of heating at 500°C corresponding to a thickness of 1000 μm were obtained.

500μm相当のTを以下の基準で評価した。
A:Tが395℃未満である。
B:Tが395℃以上400℃未満である。
C:Tが400℃超である。
T1 equivalent to 500 μm was evaluated according to the following criteria.
A: T1 is less than 395°C.
B: T1 is 395°C or higher and lower than 400°C.
C: T1 is greater than 400°C.

1000μm相当のTを以下の基準で評価した。
A:Tが372℃未満である。
B:Tが372℃以上377℃未満である。
C:Tが377℃超である。
T2 equivalent to 1000 μm was evaluated according to the following criteria.
A: T2 is less than 372°C.
B: T2 is 372°C or higher and lower than 377°C.
C: T2 is greater than 377°C.

<結果>
各例の測定結果、評価結果を表1、2に示す。評価結果は各欄の括弧内にA,B,Cのいずれかで測定結果と併記して示した。
<Results>
The measurement results and evaluation results of each example are shown in Tables 1 and 2. The evaluation results are indicated in parentheses in each column with either A, B, or C along with the measurement results.

Figure 2024065513000001
Figure 2024065513000001

Figure 2024065513000002
Figure 2024065513000002

実施例1~7では、断熱性および巻き取り加工性に優れる断熱シートが得られた。対して、比較例1では巻き取り加工性が不充分であった。比較例2では巻き取り加工性、表面強度、引張強度および断熱性のいずれもが不十分であった。比較例3では、抄紙時における繊維間の結着が強く、水が湿式ウェブから抜けず、断熱シートが得られなかった。 In Examples 1 to 7, heat insulating sheets with excellent heat insulating properties and winding processability were obtained. In contrast, in Comparative Example 1, the winding processability was insufficient. In Comparative Example 2, the winding processability, surface strength, tensile strength, and heat insulating properties were all insufficient. In Comparative Example 3, the bonds between the fibers during papermaking were strong, and water could not escape from the wet web, so a heat insulating sheet could not be obtained.

本発明によれば、断熱性および巻き取り加工性に優れる断熱シート;および前記断熱シートを備えた組電池が提供される。 The present invention provides an insulating sheet having excellent heat insulation properties and winding processability; and a battery pack including the insulating sheet.

10…断熱シート、20…ラミネート形単電池、21…正極タブ、22…負極タブ、50…組電池。 10...insulating sheet, 20...laminated cell, 21...positive electrode tab, 22...negative electrode tab, 50...battery pack.

Claims (7)

無機繊維と、珪藻土と、セピオライトとを含み、
前記珪藻土の含有量が、前記無機繊維、前記珪藻土および前記セピオライトの総量に対して30質量%以上であり、
前記珪藻土および前記セピオライトの合計含有量が、前記無機繊維、前記珪藻土および前記セピオライトの総量に対して50~90質量%である、断熱シート。
Contains inorganic fibers, diatomaceous earth, and sepiolite;
The content of the diatomaceous earth is 30% by mass or more based on the total amount of the inorganic fibers, the diatomaceous earth, and the sepiolite;
The heat insulating sheet has a total content of the diatomaceous earth and the sepiolite of 50 to 90 mass% based on the total amount of the inorganic fibers, the diatomaceous earth and the sepiolite.
前記セピオライトに対する前記珪藻土の質量比が、50/50以上である、請求項1に記載の断熱シート。 The heat insulating sheet according to claim 1, wherein the mass ratio of the diatomaceous earth to the sepiolite is 50/50 or more. 前記無機繊維の繊維径が、3~13μmである、請求項1に記載の断熱シート。 The heat insulating sheet according to claim 1, wherein the inorganic fibers have a fiber diameter of 3 to 13 μm. 前記断熱シートを450℃で2時間加熱したときの熱質量減少率が、20質量%以下である、請求項1に記載の断熱シート。 The heat insulating sheet according to claim 1, wherein the thermal mass reduction rate when the heat insulating sheet is heated at 450°C for 2 hours is 20% by mass or less. 前記断熱シートの坪量が、20~500g/mであり、かつ、前記断熱シートの厚さが、0.05~3mmである、請求項1に記載の断熱シート。 The heat insulating sheet according to claim 1, wherein the basis weight of the heat insulating sheet is 20 to 500 g/ m2 and the thickness of the heat insulating sheet is 0.05 to 3 mm. 前記断熱シートの通気度が、50cc/cm/sec以下である、請求項1に記載の断熱シート。 The heat insulating sheet according to claim 1, wherein the heat insulating sheet has an air permeability of 50 cc/cm 2 /sec or less. 積層された複数の単電池と、
前記複数の単電池の間に挿入された断熱シートと、
を備え、
前記断熱シートの少なくとも一つが、請求項1~6のいずれか一項に記載の断熱シートである、組電池。
A plurality of stacked unit cells;
A heat insulating sheet is inserted between the plurality of unit cells;
Equipped with
A battery pack, wherein at least one of the heat insulating sheets is the heat insulating sheet according to any one of claims 1 to 6.
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