JP7048834B1 - Manufacturing method of heat insulating sheet for assembled battery and manufacturing method of assembled battery - Google Patents

Manufacturing method of heat insulating sheet for assembled battery and manufacturing method of assembled battery Download PDF

Info

Publication number
JP7048834B1
JP7048834B1 JP2022013722A JP2022013722A JP7048834B1 JP 7048834 B1 JP7048834 B1 JP 7048834B1 JP 2022013722 A JP2022013722 A JP 2022013722A JP 2022013722 A JP2022013722 A JP 2022013722A JP 7048834 B1 JP7048834 B1 JP 7048834B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat insulating
insulating sheet
particles
assembled battery
manufacturing
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.)
Active
Application number
JP2022013722A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022059622A (en
Inventor
寿 安藤
直己 高橋
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.)
Ibiden Co Ltd
Original Assignee
Ibiden Co Ltd
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
Priority claimed from JP2019154855A external-priority patent/JP7032360B2/en
Application filed by Ibiden Co Ltd filed Critical Ibiden Co Ltd
Priority to JP2022013722A priority Critical patent/JP7048834B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7048834B1 publication Critical patent/JP7048834B1/en
Publication of JP2022059622A publication Critical patent/JP2022059622A/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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

  • Thermal Insulation (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

【課題】電池の通常使用時における温度から500℃以上の高温までの広い温度領域において、優れた断熱性を得ることができ、好ましくは、断熱シートに対する圧縮応力が増加した場合であっても、優れた断熱性を維持することができる組電池用断熱シート、及び組電池用断熱シートを電池セル間に介在させた組電池を提供する。【解決手段】本発明の断熱シート10は、複数の電池セルを直列又は並列に接続した組電池における、前記電池セル間に介在される組電池用断熱シートであって、シリカナノ粒子で構成される第1粒子21と、金属酸化物からなる第2粒子22と、を含み、前記第1粒子の含有量は、前記第1粒子と第2粒子との合計質量に対して、60質量%以上95質量%以下である。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain excellent heat insulating property in a wide temperature range from a temperature in normal use of a battery to a high temperature of 500 ° C. or higher, and preferably even when the compressive stress on the heat insulating sheet increases. Provided are a heat insulating sheet for assembled batteries capable of maintaining excellent heat insulating properties, and an assembled battery in which a heat insulating sheet for assembled batteries is interposed between battery cells. A heat insulating sheet 10 of the present invention is a heat insulating sheet for an assembled battery interposed between the battery cells in an assembled battery in which a plurality of battery cells are connected in series or in parallel, and is composed of silica nanoparticles. The content of the first particles includes the first particles 21 and the second particles 22 made of a metal oxide, and the content of the first particles is 60% by mass or more and 95 with respect to the total mass of the first particles and the second particles. It is less than mass%. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、組電池の電池セル間に介在させる組電池用断熱シート、及び組電池用断熱シートを電池セル間に介在させた組電池に関する。 The present invention relates to a heat insulating sheet for assembled batteries interposed between battery cells of an assembled battery and an assembled battery in which a heat insulating sheet for assembled batteries is interposed between battery cells.

従来より、発熱体から他の物体への熱伝達を抑制するために、発熱体に近接させ、又は少なくとも一部を発熱体に接触させて用いる断熱シートが用いられている。 Conventionally, in order to suppress heat transfer from a heating element to another object, a heat insulating sheet used in close proximity to the heating element or at least partially in contact with the heating element has been used.

また、近年では、環境保護の観点から電動モータで駆動する電気自動車又はハイブリッド車等の開発が盛んに進められている。この電気自動車又はハイブリッド車等には、駆動用電動モータの電源となるための、複数の電池セルが直列又は並列に接続された組電池が搭載されている。 Further, in recent years, from the viewpoint of environmental protection, the development of electric vehicles or hybrid vehicles driven by electric motors has been actively promoted. This electric vehicle, hybrid vehicle, or the like is equipped with an assembled battery in which a plurality of battery cells are connected in series or in parallel to serve as a power source for a driving electric motor.

この電池セルには、鉛蓄電池やニッケル水素電池等に比べて、高容量かつ高出力が可能なリチウムイオン二次電池が主に用いられている。そして、高容量かつ高出力が可能な電池において、電池の内部短絡や過充電等が原因で、ある電池セルが急激に昇温し、その後も発熱を継続するような熱暴走を起こした場合、熱暴走を起こした電池セルからの熱が、隣接する他の電池セルに伝播することで、他の電池セルの熱暴走を引き起こすおそれがある。 As this battery cell, a lithium ion secondary battery capable of high capacity and high output as compared with a lead storage battery, a nickel hydrogen battery, or the like is mainly used. Then, in a battery capable of high capacity and high output, when a certain battery cell suddenly rises in temperature due to an internal short circuit or overcharge of the battery, and a thermal runaway occurs in which heat generation continues thereafter. The heat from the battery cell that caused the thermal runaway propagates to other adjacent battery cells, which may cause the thermal runaway of the other battery cells.

上記のような組電池の分野においても、熱暴走を起こした電池セルから隣接する電池セルへの熱の伝播を抑制し、熱暴走の連鎖を防ぐために、電池セル間に介在させる種々の断熱シートが提案されている。例えば、特許文献1では、隣り合う2つの蓄電素子の間に2枚の板材が対向して配置され、これらの板材の間に形成される空間が低熱伝導層として機能する蓄電装置が開示されている。なお、上記蓄電装置は、板材として例えば、マイカ片を集結し結合したダンマ材等が用いられている。 Also in the field of assembled batteries as described above, various heat insulating sheets interposed between battery cells in order to suppress heat propagation from a battery cell causing thermal runaway to an adjacent battery cell and prevent a chain of thermal runaway. Has been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a power storage device in which two plate materials are arranged facing each other between two adjacent power storage elements, and the space formed between these plate materials functions as a low thermal conductive layer. There is. In the power storage device, for example, a dammer material or the like in which mica pieces are collected and bonded is used as a plate material.

ところで、組電池では、個々の電池セルが充放電を繰り返すことにより熱膨張を引き起こしており、隣接する電池セル間には押圧力が繰り返し作用している。特許文献1に記載された熱伝達抑制シートは、低熱伝導層が空気層であるため、このような繰り返し作用する押圧力に対抗する機械的強度が十分とは言えない。 By the way, in an assembled battery, thermal expansion is caused by repeated charging and discharging of individual battery cells, and a pressing force repeatedly acts between adjacent battery cells. In the heat transfer suppressing sheet described in Patent Document 1, since the low thermal conductive layer is an air layer, it cannot be said that the mechanical strength against such repeatedly acting pressing force is sufficient.

また、熱暴走を起こした電池セルは大きく熱膨張するため、その際は、隣接する電池セルへの押圧力も過大となり、特許文献1に記載された蓄電装置では、熱暴走が起きた際の大きな押圧力によりダンマ材等からなる板材が破損することも懸念される。 Further, since the battery cell that caused the thermal runaway expands greatly, in that case, the pressing force on the adjacent battery cell becomes excessive, and in the power storage device described in Patent Document 1, when the thermal runaway occurs. There is also a concern that the plate material made of damma material or the like may be damaged by a large pressing force.

そこで、特許文献2には、隣り合う電池セル間に装着される断熱材として、繊維シートとナノサイズの多孔質構造を有するシリカエアロゲルとの複合層を有する断熱材が提案されている。上記断熱材を用いた電池ユニットは、電池セルの膨張、収縮が繰り返され、断熱材に対して圧縮応力が加わった場合でも、繊維シートが応力を吸収できる。その結果、シリカエアロゲルの破壊を抑制することができ、シリカエアロゲルが有する断熱特性の低下を防止することができる。 Therefore, Patent Document 2 proposes a heat insulating material having a composite layer of a fiber sheet and silica airgel having a nano-sized porous structure as a heat insulating material mounted between adjacent battery cells. In the battery unit using the heat insulating material, the fiber sheet can absorb the stress even when the battery cell repeatedly expands and contracts and compressive stress is applied to the heat insulating material. As a result, the destruction of the silica airgel can be suppressed, and the deterioration of the heat insulating properties of the silica airgel can be prevented.

特開2015-211013号公報JP-A-2015-210113 特開2018-204708号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-204708

しかしながら、上記特許文献2に記載された断熱材を使用した場合であっても、高温度領域における断熱性は十分に得られていないという問題点がある。電池セルが高温に達した場合に、断熱材が十分に機能していないと、複数のセルが熱膨張して、同じ電池ケース内に配置された断熱材はより一層圧縮され、断熱材の密度が大きく上昇することがある。その結果、断熱材の熱伝導率はさらに上昇し、所望の断熱性を維持することができなくなる。さらにまた、断熱材による断熱効果が低下すると、電池が異常発熱を引き起こした場合に、電池の類焼や爆発等の不具合を抑制することができなくなるおそれがある。したがって、特に、500℃以上の高温領域であっても、優れた断熱性を有する組電池用断熱シートの開発が要求されている。 However, even when the heat insulating material described in Patent Document 2 is used, there is a problem that the heat insulating property in a high temperature region is not sufficiently obtained. When the battery cells reach high temperatures, if the insulation is not functioning well, multiple cells will thermally expand and the insulation placed in the same battery case will be further compressed and the density of the insulation. May rise significantly. As a result, the thermal conductivity of the heat insulating material is further increased, and the desired heat insulating property cannot be maintained. Furthermore, if the heat insulating effect of the heat insulating material is reduced, it may not be possible to suppress problems such as burning and explosion of the battery when the battery causes abnormal heat generation. Therefore, in particular, there is a demand for the development of a heat insulating sheet for an assembled battery having excellent heat insulating properties even in a high temperature region of 500 ° C. or higher.

本発明は、上述した状況に鑑みてなされたものであり、電池の通常使用時における温度から500℃以上の高温までの広い温度領域において、優れた断熱性を得ることができ、好ましくは、組電池用断熱シートに対する圧縮応力が増加した場合であっても、優れた断熱性を維持することができる組電池用断熱シート、及び組電池用断熱シートを電池セル間に介在させた組電池を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned situation, and excellent heat insulating properties can be obtained in a wide temperature range from the temperature in normal use of the battery to a high temperature of 500 ° C. or higher, and it is preferable to set the battery. Provided are a heat insulating sheet for assembled batteries capable of maintaining excellent heat insulating properties even when the compressive stress on the heat insulating sheet for batteries increases, and an assembled battery in which a heat insulating sheet for assembled batteries is interposed between battery cells. The purpose is to do.

上記の目的は、本発明に係る下記(1)の組電池用断熱シートにより達成される。
(1) 複数の電池セルを直列又は並列に接続した組電池における、前記電池セル間に介在される組電池用断熱シートであって、
シリカナノ粒子で構成される第1粒子と、金属酸化物からなる第2粒子と、を含み、
前記第1粒子の含有量は、前記第1粒子と第2粒子との合計質量に対して、60質量%以上95質量%以下である、組電池用断熱シート。
The above object is achieved by the following (1) heat insulating sheet for assembled battery according to the present invention.
(1) A heat insulating sheet for an assembled battery interposed between the battery cells in an assembled battery in which a plurality of battery cells are connected in series or in parallel.
It contains a first particle made of silica nanoparticles and a second particle made of a metal oxide.
The content of the first particles is 60% by mass or more and 95% by mass or less with respect to the total mass of the first particles and the second particles.

また、本発明の組電池用断熱シートは、下記(2)~(9)であることが好ましい。
(2) 前記第1粒子は、平均粒子径が1nm以上100nm以下である、(1)に記載の組電池用断熱シート。
(3) 前記第2粒子は、チタニア、ジルコニア、ジルコン、チタン酸バリウム、酸化亜鉛、およびアルミナから選択された少なくとも1種である、(1)又は(2)に記載の組電池用断熱シート。
(4) 前記第2粒子はチタニアである、(1)~(3)のいずれか1項に記載の組電池用断熱シート。
(5) 前記第2粒子は、平均粒子径が0.1μm以上50μm以下である、(1)~(4)のいずれか1項に記載の組電池用断熱シート。
(6)繊維、バインダおよび耐熱樹脂から選択される少なくとも1種からなる結合材を含み、
前記結合材の含有量は組電池用断熱シート全質量に対して10質量%以上60質量%以下である、(1)~(5)のいずれか1項に記載の組電池用断熱シート。
(7) 組電池用断熱シート全質量に対し、60質量%以下の無機バルーンを含む、(1)~(6)のいずれか1項に記載の組電池用断熱シート。
(8) 前記無機バルーンは、シラスバルーン、シリカバルーン、フライアッシュバルーン、バーライトバルーン、およびガラスバルーンから選択された少なくとも1種である、(7)に記載の組電池用断熱シート。
(9) 前記無機バルーンは、平均粒子径が1μm以上100μm以下である、(7)または(8)に記載の組電池用断熱シート。
Further, the heat insulating sheet for an assembled battery of the present invention is preferably the following (2) to (9).
(2) The heat insulating sheet for an assembled battery according to (1), wherein the first particles have an average particle diameter of 1 nm or more and 100 nm or less.
(3) The heat insulating sheet for an assembled battery according to (1) or (2), wherein the second particle is at least one selected from titania, zirconia, zircon, barium titanate, zinc oxide, and alumina.
(4) The heat insulating sheet for an assembled battery according to any one of (1) to (3), wherein the second particle is titania.
(5) The heat insulating sheet for an assembled battery according to any one of (1) to (4), wherein the second particle has an average particle diameter of 0.1 μm or more and 50 μm or less.
(6) Contains a binder consisting of at least one selected from fibers, binders and heat resistant resins.
The heat insulating sheet for assembled batteries according to any one of (1) to (5), wherein the content of the binder is 10% by mass or more and 60% by mass or less with respect to the total mass of the heat insulating sheet for assembled batteries.
(7) The heat insulating sheet for assembled batteries according to any one of (1) to (6), which contains 60% by mass or less of an inorganic balloon with respect to the total mass of the heat insulating sheet for assembled batteries.
(8) The heat insulating sheet for an assembled battery according to (7), wherein the inorganic balloon is at least one selected from a shirasu balloon, a silica balloon, a fly ash balloon, a bar light balloon, and a glass balloon.
(9) The heat insulating sheet for an assembled battery according to (7) or (8), wherein the inorganic balloon has an average particle diameter of 1 μm or more and 100 μm or less.

上記の目的は、本発明に係る下記(10)の組電池により達成される。
(10) 複数の電池セルが、(1)~(9)のいずれか1項に記載の組電池用断熱シートを介して配置され、該複数の電池セルが直列または並列に接続された組電池。
The above object is achieved by the assembled battery of the following (10) according to the present invention.
(10) A plurality of battery cells are arranged via the heat insulating sheet for assembled batteries according to any one of (1) to (9), and the plurality of battery cells are connected in series or in parallel. ..

本発明によれば、電池の通常使用時における温度から500℃以上の高温までの広い温度領域において、優れた断熱性を得ることができ、好ましくは、組電池用断熱シートに対する圧縮応力が増加した場合であっても、優れた断熱性を維持することができる組電池用断熱シート、及び組電池用断熱シートを電池セル間に介在させた組電池を提供することができる。 According to the present invention, excellent heat insulating properties can be obtained in a wide temperature range from the temperature in normal use of the battery to a high temperature of 500 ° C. or higher, and the compressive stress on the heat insulating sheet for assembled batteries is preferably increased. Even in this case, it is possible to provide a heat insulating sheet for assembled batteries capable of maintaining excellent heat insulating properties, and an assembled battery in which a heat insulating sheet for assembled batteries is interposed between battery cells.

図1は、本発明の第1の実施形態に係る組電池用断熱シートの構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of a heat insulating sheet for an assembled battery according to the first embodiment of the present invention. 図2は、本発明に係る組電池の実施形態を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of the assembled battery according to the present invention. 図3は、縦軸を熱伝導率とし、横軸を温度とした場合の、組電池用断熱シート中の第1粒子と第2粒子の質量比による熱伝導率の変化を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the change in thermal conductivity depending on the mass ratio of the first particle and the second particle in the heat insulating sheet for assembled batteries when the vertical axis is the thermal conductivity and the horizontal axis is the temperature. 図4は、縦軸を熱伝導率とし、横軸を温度とした場合の、組電池用断熱シートの密度による熱伝導率の変化を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing changes in thermal conductivity depending on the density of the heat insulating sheet for assembled batteries when the vertical axis is the thermal conductivity and the horizontal axis is the temperature.

本願発明者らは、電池の通常使用時における温度から500℃以上の高温までの広い温度領域において、優れた断熱性を得ることができる組電池用断熱シート(以後「断熱シート」とも記載する)を提供するため、鋭意検討を行った。その結果、断熱シート中に、シリカナノ粒子で構成される第1粒子と金属酸化物からなる第2粒子とを含み、上記第1粒子と第2粒子との質量比を適切に調整することにより、高温度領域においても優れた断熱性を得ることができることを見出した。 The inventors of the present application can obtain excellent heat insulating properties in a wide temperature range from the temperature during normal use of the battery to a high temperature of 500 ° C. or higher (hereinafter, also referred to as "heat insulating sheet"). Diligently studied to provide. As a result, the heat insulating sheet contains the first particle composed of silica nanoparticles and the second particle composed of metal oxide, and the mass ratio of the first particle to the second particle is appropriately adjusted. It has been found that excellent heat insulating properties can be obtained even in a high temperature region.

断熱シート中に第1粒子として含まれるシリカナノ粒子は低密度であるため伝導伝熱を抑制し、さらに空隙が細かく分散しているため対流伝熱を抑制する優れた断熱性を有している。このため、通常の常温域の電池使用時において、隣接するシリカナノ粒子間の熱の伝導を抑制することができる。しかしながら第1粒子は、低密度で粒子径が小さいため光の遮蔽効果が小さく、輻射伝熱を抑制する効果は小さい。このためさらに、屈折率が高く光を乱反射させる効果の強い金属酸化物を第2粒子として含有することにより特に異常発熱などの高温領域において輻射伝熱を抑制することができる。したがって、シリカナノ粒子および金属酸化物が適切な比率で断熱シート中に含まれることにより、電池の通常使用時における温度から500℃以上の高温までの広い温度領域において、優れた断熱性を得ることができる。 The silica nanoparticles contained as the first particles in the heat insulating sheet have an excellent heat insulating property of suppressing conduction heat transfer because of their low density and further suppressing convection heat transfer because the voids are finely dispersed. Therefore, it is possible to suppress heat conduction between adjacent silica nanoparticles when using a battery in a normal normal temperature range. However, since the first particles have a low density and a small particle diameter, the light shielding effect is small, and the effect of suppressing radiant heat transfer is small. Therefore, further, by containing a metal oxide having a high refractive index and a strong effect of diffusely reflecting light as the second particles, radiant heat transfer can be suppressed particularly in a high temperature region such as abnormal heat generation. Therefore, by containing silica nanoparticles and metal oxides in an appropriate ratio in the heat insulating sheet, excellent heat insulating properties can be obtained in a wide temperature range from the temperature during normal use of the battery to a high temperature of 500 ° C. or higher. can.

また、本願発明者らは、断熱シートに平均粒子径の小さなシリカナノ粒子を使用すると、この電池の膨れなどによって断熱シートが圧縮され、断熱シートの密度が上がった場合であっても、断熱シートの伝導伝熱の上昇を抑制することができることを見出した。
これは、シリカナノ粒子は、絶縁体であるので静電気による反発力で粒子間に細かな空隙ができやすく、かさ密度が低くクッション性があるように粒子が充填されるからであると考えられる。すなわち、断熱シートに、平均粒子径が1nm以上100nm以下であるシリカナノ粒子が含まれていると、圧縮応力が印加されても、シリカナノ粒子間に残った空隙と、多くの粒子間の接点が伝導伝熱を抑制し、断熱シートの断熱性を維持することができる。
Further, the inventors of the present application use silica nanoparticles having a small average particle diameter in the heat insulating sheet, and even when the heat insulating sheet is compressed due to swelling of the battery or the like and the density of the heat insulating sheet is increased, the heat insulating sheet can be used. It was found that the increase in conduction heat transfer can be suppressed.
It is considered that this is because the silica nanoparticles are an insulator, so that fine voids are likely to be formed between the particles due to the repulsive force due to static electricity, and the particles are filled so as to have a low bulk density and a cushioning property. That is, when the heat insulating sheet contains silica nanoparticles having an average particle diameter of 1 nm or more and 100 nm or less, even if compressive stress is applied, the voids remaining between the silica nanoparticles and the contacts between many particles are conducted. It is possible to suppress heat transfer and maintain the heat insulating property of the heat insulating sheet.

さらに、本願発明者らは、断熱シートに含まれる粒子間の空隙部の大きさが、断熱シートの断熱性に影響を及ぼすことを見出した。すなわち、粒子間に形成される空隙部が、例えば数100nm以上であると、空隙部で対流が作用しやすく、断熱シートの断熱性が低下するおそれがある。
しかし、第1粒子として、粒子径の小さなシリカナノ粒子を用いた断熱シートは、粒子間の空隙部が、例えば数10nmと小さくなり、空隙部の空気の移動は起こりにくく、対流伝熱の発生を抑制することができ、断熱性をより一層高めることができると考えられる。
なお、シリカナノ粒子は、細かな空隙を多く形成すること、粒子間の接点の数を増やすことが重要であり一次粒子でも、凝集した二次粒子で含有していてもよい。
Furthermore, the inventors of the present application have found that the size of the voids between the particles contained in the heat insulating sheet affects the heat insulating property of the heat insulating sheet. That is, if the voids formed between the particles are, for example, several hundred nm or more, convection is likely to act in the voids, and the heat insulating property of the heat insulating sheet may be deteriorated.
However, in the heat insulating sheet using silica nanoparticles having a small particle size as the first particles, the voids between the particles are as small as several tens of nm, for example, air movement in the voids is unlikely to occur, and convection heat transfer is generated. It is considered that it can be suppressed and the heat insulating property can be further improved.
It is important for the silica nanoparticles to form many fine voids and increase the number of contacts between the particles, and the silica nanoparticles may be contained as primary particles or aggregated secondary particles.

本発明はこのような知見に基づくものであるが、以下に本発明の実施形態(本実施形態)に係る組電池用断熱シートおよび組電池について、図面を参照しつつ詳細に説明する。 Although the present invention is based on such findings, the heat insulating sheet for an assembled battery and the assembled battery according to the embodiment of the present invention (the present embodiment) will be described in detail with reference to the drawings.

<組電池用断熱シートの基本構成>
図1は本発明の実施形態に係る組電池用断熱シートの構成を示す模式図であり、図2は図1に示す組電池用断熱シートを用いた組電池の実施形態を模式的に示す断面図である。断熱シート10には、シリカナノ粒子で構成される第1粒子21とチタニア(金属酸化物)からなる第2粒子22とが含まれている。
なお、上記シリカナノ粒子としては、一次粒子の平均粒子径が1nm以上100nm以下である粒子を用いることが望ましい。
<Basic configuration of heat insulating sheet for assembled battery>
FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of a heat insulating sheet for an assembled battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross section schematically showing an embodiment of an assembled battery using the heat insulating sheet for assembled battery shown in FIG. It is a figure. The heat insulating sheet 10 contains first particles 21 made of silica nanoparticles and second particles 22 made of titania (metal oxide).
As the silica nanoparticles, it is desirable to use particles having an average particle diameter of 1 nm or more and 100 nm or less as the primary particles.

この組電池用断熱シート10の具体的な使用形態としては、図2に示すように、複数の電池セル20が、組電池用断熱シート10を介して配置され、複数の電池セル20同士が直列または並列に接続された状態(接続された状態は図示を省略)で、電池ケース30に格納されて組電池100が構成される。
なお、電池セル20は、例えば、リチウムイオン二次電池が好適に用いられるが、特にこれに限定されず、その他の二次電池にも適用され得る。
As a specific usage pattern of the heat insulating sheet 10 for assembled batteries, as shown in FIG. 2, a plurality of battery cells 20 are arranged via the heat insulating sheet 10 for assembled batteries, and the plurality of battery cells 20 are in series with each other. Alternatively, the assembled battery 100 is configured by being stored in the battery case 30 in a state of being connected in parallel (the connected state is not shown).
As the battery cell 20, for example, a lithium ion secondary battery is preferably used, but the battery cell 20 is not particularly limited to this, and can be applied to other secondary batteries.

以下に示す説明では、断熱シート10の一方の面10a側に発熱した電池セル20が存在している場合を想定している。このように構成された断熱シートにおいて、電池セル20が発熱すると、断熱シート10の一方の面10a側から入射した熱の一部は、矢印15aで示すように、互いに接触した第1粒子21を媒介して、断熱シート10の他方の面10bに向かって伝導(伝導伝熱)される。このとき、第1粒子21として、断熱性を有するシリカナノ粒子を用いているため、熱抵抗が高く断熱シート10の他方の面10bとの間に高い温度差を確保でき、伝熱量が低減される。 In the following description, it is assumed that the heat-generating battery cell 20 exists on one surface 10a side of the heat insulating sheet 10. In the heat insulating sheet configured as described above, when the battery cell 20 generates heat, a part of the heat incident from one surface 10a side of the heat insulating sheet 10 causes the first particles 21 in contact with each other as shown by the arrow 15a. As a medium, it is conducted (conducted heat transfer) toward the other surface 10b of the heat insulating sheet 10. At this time, since silica nanoparticles having heat insulating properties are used as the first particles 21, a high thermal resistance is high, a high temperature difference can be secured between the first particles 21 and the other surface 10b of the heat insulating sheet 10, and the amount of heat transfer is reduced. ..

また、電池セル20が発熱して、輻射により熱の一部が第2粒子22に到達すると、矢印15bに示すように、金属酸化物である第2粒子22により乱反射されるため、第2粒子22の存在により、断熱シート10の他方の面10bに熱が伝播されることを抑制することができる。 Further, when the battery cell 20 generates heat and a part of the heat reaches the second particles 22 due to radiation, as shown by the arrow 15b, the second particles 22 which are metal oxides diffusely reflect the second particles. The presence of 22 can prevent heat from being propagated to the other surface 10b of the heat insulating sheet 10.

以上より、ある電池セル20に熱暴走が生じた場合、隣接する他の電池セルへ熱の伝播を効果的に抑制することができるため、他の電池セルの熱暴走が引き起こされるのを抑制することができる。 From the above, when thermal runaway occurs in a certain battery cell 20, heat propagation to other adjacent battery cells can be effectively suppressed, so that thermal runaway of other battery cells is suppressed. be able to.

なお、本実施形態においては、第1粒子21としてシリカナノ粒子を用いており、粒子同士の接点が小さいため、シリカナノ粒子により伝導される熱量は、粒子径が大きい粉砕で得られたシリカ粒子を使用した場合と比較して小さくなる。また、一般的に入手されるシリカナノ粒子は、かさ密度が0.1g/cm程度であるため、例えば、断熱シート10の両側に配置された電池セル20が熱膨張し、断熱シート10に対して大きな圧縮応力が加わった場合であっても、シリカナノ粒子同士の接点の大きさ(面積)や数が著しく大きくなることはなく、断熱性を維持することができる。 In this embodiment, silica nanoparticles are used as the first particles 21, and the contact points between the particles are small. Therefore, the amount of heat conducted by the silica nanoparticles uses silica particles obtained by pulverization having a large particle diameter. It becomes smaller than the case where it is done. Further, since the bulk density of the silica nanoparticles generally obtained is about 0.1 g / cm 3 , for example, the battery cells 20 arranged on both sides of the heat insulating sheet 10 thermally expand, and the heat insulating sheet 10 is subjected to thermal expansion. Even when a large compressive stress is applied, the size (area) and number of contacts between the silica nanoparticles do not become significantly large, and the heat insulating property can be maintained.

さらに、本実施形態において、たとえシリカナノ粒子が重なり合って断熱シート10内に存在した場合であっても、粒子間に形成される空隙部は数10nm程度にとどまり、矢印15cで示すような小さな対流が起こるのみで厚み全体に占める対流の範囲はごくわずかである。このため断熱シート10の表裏を貫通する伝熱が発生しにくくなる。したがって、第1粒子21としてシリカナノ粒子を用いると、断熱シート10の断熱性をより一層高めることができる。 Further, in the present embodiment, even when the silica nanoparticles are overlapped and exist in the heat insulating sheet 10, the voids formed between the particles remain at about several tens of nm, and small convection as shown by the arrow 15c occurs. The range of convection that only occurs and occupies the entire thickness is negligible. Therefore, heat transfer that penetrates the front and back of the heat insulating sheet 10 is less likely to occur. Therefore, when silica nanoparticles are used as the first particles 21, the heat insulating property of the heat insulating sheet 10 can be further improved.

<組電池用断熱シートの詳細>
次に、組電池用断熱シートを構成する第1粒子および第2粒子について詳細に説明する。
<Details of heat insulating sheet for assembled battery>
Next, the first particles and the second particles constituting the heat insulating sheet for the assembled battery will be described in detail.

(第1粒子の種類)
本発明において、第1粒子としてはシリカナノ粒子を用いる。シリカナノ粒子としては、湿式シリカ、乾式シリカおよびエアロゲル等を使用することができる。
また、本発明においてシリカナノ粒子とは、球形あるいは球形に近い平均粒子径が1μm未満のナノメートルオーダーのシリカの粒子である。
(Type of first particle)
In the present invention, silica nanoparticles are used as the first particles. As the silica nanoparticles, wet silica, dry silica, airgel and the like can be used.
Further, in the present invention, the silica nanoparticles are nanometer-order silica particles having a spherical or near-spherical average particle diameter of less than 1 μm.

(第1粒子の平均粒子径:1nm以上100nm以下)
上述の通り、第1粒子の粒子径は、断熱シートの断熱性に影響を与えることがあるため、第1粒子の平均粒子径を所定の範囲に限定すると、より一層高い断熱性を得ることができる。
すなわち、第1粒子の平均粒子径を1nm以上100nm以下とすると、特に500℃未満の温度領域において、断熱シート内における熱の対流伝熱および伝導伝熱を抑制することができ、断熱性をより一層向上させることができる。
なお、第1粒子の平均粒子径は、2nm以上であることがより好ましく、3nm以上であることがさらに好ましい。また、第1粒子の平均粒子径は、50nm以下であることがより好ましく、10nm以下であることがさらに好ましい。
(Average particle size of the first particle: 1 nm or more and 100 nm or less)
As described above, since the particle size of the first particle may affect the heat insulating property of the heat insulating sheet, further higher heat insulating property can be obtained by limiting the average particle size of the first particle to a predetermined range. can.
That is, when the average particle diameter of the first particles is 1 nm or more and 100 nm or less, convection heat transfer and conduction heat transfer of heat in the heat insulating sheet can be suppressed particularly in a temperature region of less than 500 ° C., and the heat insulating property is further improved. It can be further improved.
The average particle size of the first particles is more preferably 2 nm or more, and further preferably 3 nm or more. Further, the average particle size of the first particles is more preferably 50 nm or less, and further preferably 10 nm or less.

(第2粒子の種類)
本発明において、第2粒子としては金属酸化物を用いる。金属酸化物としては、チタニア、ジルコニア、ジルコン、チタン酸バリウム、酸化亜鉛、およびアルミナ等を使用することができる。特に、チタニアは他の金属酸化物と比較して屈折率が高い成分であり、500℃以上の高温度領域において光を乱反射させ輻射熱を遮る効果が高いため、チタニアを用いることが最も好ましい。
(Type of second particle)
In the present invention, a metal oxide is used as the second particle. As the metal oxide, titania, zirconia, zircon, barium titanate, zinc oxide, alumina and the like can be used. In particular, titania is a component having a higher refractive index than other metal oxides, and has a high effect of diffusely reflecting light in a high temperature region of 500 ° C. or higher to block radiant heat. Therefore, it is most preferable to use titania.

(第2粒子の平均粒子径:0.1μm以上50μm以下)
第2粒子の粒子径は、輻射熱を反射する効果に影響を与えることがあるため、第2粒子の平均粒子径を所定の範囲に限定すると、より一層高い断熱性を得ることができる。
すなわち、第2粒子の平均粒子径が0.1μm以上であると、加熱に寄与する光の波長よりも十分に大きく、光を効率よく乱反射させ、本発明における第2粒子の存在範囲(質量比)において、500℃以上の高温度領域において断熱シート内における熱の輻射伝熱が抑制され、より一層断熱性を向上させることができる。一方、第2粒子の平均粒子径が50μm以下であると、圧縮されても粒子間の接点や数が増えず、伝導伝熱のパスを形成しにくく、特に伝導伝熱が支配的な通常温度域の断熱性への影響を小さくすることができる。
なお、第2粒子の平均粒子径は、1μm以上であることがより好ましく、5μm以上であることがさらに好ましい。また、第2粒子の平均粒子径は、30μm以下であることがより好ましく、10μm以下であることがさらに好ましい。
本発明において平均粒子径は、顕微鏡で粒子を観察し、標準スケールと比較し、任意の粒子10個の平均をとることから求めることができる。
(Average particle size of the second particle: 0.1 μm or more and 50 μm or less)
Since the particle size of the second particle may affect the effect of reflecting radiant heat, further higher heat insulating property can be obtained by limiting the average particle size of the second particle to a predetermined range.
That is, when the average particle diameter of the second particles is 0.1 μm or more, it is sufficiently larger than the wavelength of light that contributes to heating, and the light is efficiently diffusely reflected, and the existence range (mass ratio) of the second particles in the present invention is achieved. ), The radiant heat transfer of heat in the heat insulating sheet is suppressed in a high temperature region of 500 ° C. or higher, and the heat insulating property can be further improved. On the other hand, when the average particle diameter of the second particle is 50 μm or less, the number of contacts and the number of contacts between the particles does not increase even when compressed, and it is difficult to form a conduction heat transfer path. The effect on the heat insulation of the area can be reduced.
The average particle size of the second particles is more preferably 1 μm or more, further preferably 5 μm or more. Further, the average particle size of the second particles is more preferably 30 μm or less, and further preferably 10 μm or less.
In the present invention, the average particle size can be obtained by observing the particles with a microscope, comparing them with a standard scale, and taking the average of 10 arbitrary particles.

(第1粒子の含有量:第1粒子と第2粒子の合計質量に対して60質量%以上95質量%以下)
本発明においては、500℃以上の高温度領域においても断熱性を向上させるために、断熱シートが第2粒子を含むものとしているが、第1粒子に対して第2粒子の添加量が少量であっても、熱の輻射伝熱を抑制する効果を得ることができる。また、第1粒子によって、熱の対流伝熱及び伝導伝熱を抑制する効果を得るためには、第1粒子の第2粒子に対する添加量を増加させた方が好ましい。
なお、第1粒子はシリカナノ粒子であるのでかさ密度が低く(0.1g/cm程度)、第2粒子は第1粒子より平均粒子径が大きいので空隙が少なく、第2粒子のかさ密度は第1粒子の10倍以上、例えばチタニアを選択した場合40倍程度(4g/cm程度)となる。このため、体積比で表した場合は(質量比で表した場合と比べ)第2粒子の比率はごく少量となるが、第2粒子は輻射伝熱を抑えるため光を遮りさえすればよく、ごく少量でも有効に機能する。このように、第1粒子と第2粒子との質量比は、通常温度から500℃以上の高温度までの領域における断熱性に大きく影響するため、本発明においては、第1粒子と第2粒子との質量比を適切に調整することが必要である。
(Contents of the first particle: 60% by mass or more and 95% by mass or less with respect to the total mass of the first particle and the second particle)
In the present invention, in order to improve the heat insulating property even in a high temperature region of 500 ° C. or higher, the heat insulating sheet contains the second particles, but the amount of the second particles added to the first particles is small. Even if there is, the effect of suppressing radiant heat transfer of heat can be obtained. Further, in order to obtain the effect of suppressing heat convection heat transfer and conduction heat transfer by the first particles, it is preferable to increase the amount of the first particles added to the second particles.
Since the first particle is a silica nanoparticle, the bulk density is low (about 0.1 g / cm 3 ), and the second particle has a larger average particle diameter than the first particle, so that there are few voids, and the bulk density of the second particle is high. It is 10 times or more that of the first particle, for example, about 40 times (about 4 g / cm 3 ) when titania is selected. Therefore, when expressed in volume ratio (compared to the case expressed in mass ratio), the ratio of the second particle is very small, but the second particle only needs to block light in order to suppress radiant heat transfer. It works well even in very small amounts. As described above, the mass ratio of the first particle to the second particle greatly affects the heat insulating property in the region from the normal temperature to the high temperature of 500 ° C. or higher. Therefore, in the present invention, the first particle and the second particle are used. It is necessary to properly adjust the mass ratio with.

本発明の組電池用断熱シートの第1粒子の含有量が、第1粒子と第2粒子との合計質量に対して、60質量%以上であると、第1粒子が体積の大部分を占有するようになり、断熱シート内における熱の対流伝熱または伝導伝熱を抑制し、圧縮されても断熱性が高くなる。
本発明の組電池用断熱シートの第1粒子の含有量は、第1粒子と第2粒子との合計質量に対して、70質量%以上であることがさらに好ましい。第1粒子の含有量が、第1粒子と第2粒子との合計質量に対して、70質量%以上であると、第1粒子がさらに体積の大部分を占有するようになり、断熱シート内における熱の対流伝熱または伝導伝熱を抑制し、断熱性がさらに高くなる。
When the content of the first particles of the heat insulating sheet for an assembled battery of the present invention is 60% by mass or more with respect to the total mass of the first particles and the second particles, the first particles occupy most of the volume. It suppresses convection heat transfer or conduction heat transfer of heat in the heat insulating sheet, and the heat insulating property becomes high even if it is compressed.
The content of the first particles of the heat insulating sheet for an assembled battery of the present invention is more preferably 70% by mass or more with respect to the total mass of the first particles and the second particles. When the content of the first particle is 70% by mass or more with respect to the total mass of the first particle and the second particle, the first particle further occupies most of the volume in the heat insulating sheet. Convection heat transfer or conduction heat transfer of heat is suppressed, and the heat insulating property is further improved.

一方、第1粒子の含有量が、第1粒子と第2粒子との合計質量に対して、95質量%以下であると、第2粒子の含有量は5質量%以上となり、第2粒子による輻射熱の遮蔽効果を発揮できるようになる。このため、500℃以上の高温度領域において、断熱シート内における熱の輻射伝熱を抑制し、断熱性を発揮することができる。
本発明の組電池用断熱シートの第1粒子の含有量は、第1粒子と第2粒子との合計質量に対して、90質量%以下であることがさらに好ましい。第1粒子の含有量が、第1粒子と第2粒子との合計質量に対して、90質量%以下であると、第2粒子の含有量は10質量%以上となり、第2粒子によるによる輻射熱の遮蔽効果をさらに発揮できるようになる。このため、500℃以上の高温度領域において、断熱シート内における熱の輻射伝熱を抑制し、さらに圧縮されても断熱性を発揮することができる。
On the other hand, when the content of the first particle is 95% by mass or less with respect to the total mass of the first particle and the second particle, the content of the second particle is 5% by mass or more, depending on the second particle. It becomes possible to exert the shielding effect of radiant heat. Therefore, in a high temperature region of 500 ° C. or higher, radiant heat transfer of heat in the heat insulating sheet can be suppressed and heat insulating properties can be exhibited.
The content of the first particles of the heat insulating sheet for an assembled battery of the present invention is more preferably 90% by mass or less with respect to the total mass of the first particles and the second particles. When the content of the first particle is 90% by mass or less with respect to the total mass of the first particle and the second particle, the content of the second particle is 10% by mass or more, and the radiant heat generated by the second particle. It will be possible to further exert the shielding effect of. Therefore, in a high temperature region of 500 ° C. or higher, radiant heat transfer of heat in the heat insulating sheet can be suppressed, and heat insulating properties can be exhibited even when further compressed.

さらに、第2粒子の平均粒子径は、第1粒子の粒子径の100~10000倍であることが好ましい。第1粒子、第2粒子のいずれの粒子も絶縁体であるので個々の粒子間には静電気による反発力が働き、一定の空隙が形成される。粒子径は細かくなればなるほど静電気による反発力の影響で空隙の比率が高くなり、かさ密度が低下する。第2粒子の平均粒子径は、第1粒子の粒子径の100倍以上であると、第1粒子は多くの空隙を含みクッション性、断熱性を確保するとともに、第2粒子は乱反射による光の遮蔽に十分な粒子径を確保し、外部から圧縮されても広い温度域で断熱性を確保できる。
また、第2粒子の平均粒子径は、第1粒子の粒子径の10000倍以下であると、伝導伝熱のパスを形成しにくく、特に伝導伝熱が支配的な通常温度域の断熱性への影響を小さくすることができる。
Further, the average particle size of the second particle is preferably 100 to 10,000 times the particle size of the first particle. Since both the first particle and the second particle are insulators, a repulsive force due to static electricity acts between the individual particles, and a certain void is formed. The finer the particle size, the higher the ratio of voids due to the influence of the repulsive force due to static electricity, and the lower the bulk density. When the average particle size of the second particle is 100 times or more the particle size of the first particle, the first particle contains many voids to ensure cushioning and heat insulating properties, and the second particle is light due to diffused reflection. A sufficient particle size can be secured for shielding, and heat insulation can be ensured in a wide temperature range even when compressed from the outside.
Further, when the average particle size of the second particle is 10,000 times or less the particle size of the first particle, it is difficult to form a path of conduction heat transfer, and in particular, the heat insulating property in the normal temperature range where the conduction heat transfer is dominant is obtained. The effect of can be reduced.

本発明の組電池用断熱シートは、第1粒子の平均粒子径が1nm以上100nm以下であり、かつ、第2粒子の平均粒子径が0.1μm以上50μm以下であることが好ましい。
第1粒子の平均粒子径が1nm以上100nm以下であると、多くの空隙が形成されクッション性も有しているので、外部から圧縮力が加わっても、通常の温度域を中心に広い温度域にわたって対流伝熱、伝導伝熱を効率よく抑制することができる。
また、第2粒子の平均粒子径が0.1μm以上50μm以下であると、500℃以上の高温度領域で効率よく輻射伝熱を抑制することができる。その結果、電池の通常使用時における温度から500℃以上の高温までの広い温度領域にわたって、外部から圧縮力が加わっても高い断熱性が得られると考えられる。
In the heat insulating sheet for an assembled battery of the present invention, it is preferable that the average particle size of the first particles is 1 nm or more and 100 nm or less, and the average particle size of the second particles is 0.1 μm or more and 50 μm or less.
When the average particle size of the first particles is 1 nm or more and 100 nm or less, many voids are formed and have cushioning properties. Therefore, even if a compressive force is applied from the outside, a wide temperature range is centered on the normal temperature range. Convection heat transfer and conduction heat transfer can be efficiently suppressed over the entire period.
Further, when the average particle diameter of the second particles is 0.1 μm or more and 50 μm or less, radiant heat transfer can be efficiently suppressed in a high temperature region of 500 ° C. or more. As a result, it is considered that high heat insulating properties can be obtained even when a compressive force is applied from the outside over a wide temperature range from the temperature in normal use of the battery to a high temperature of 500 ° C. or higher.

本発明の組電池用断熱シートは、第1粒子の含有量は、第1粒子と第2粒子との合計質量に対して、60質量%以上95質量%以下であり、かつ、第1粒子の平均粒子径が1nm以上100nm以下であり、および、第2粒子の平均粒子径が0.1μm以上50μm以下であることが望ましい。
第1粒子の平均粒子径が1nm以上100nm以下であると、多くの空隙が形成されクッション性も有しているので、外部から圧縮力が加わっても、通常の温度域を中心に広い温度域にわたって対流伝熱、伝導伝熱を効率よく抑制することができる。
第2粒子の平均粒子径が0.1μm以上50μm以下であると、500℃以上の高温度領域で効率よく輻射伝熱を抑制することができる。
第1粒子の含有量が、第1粒子と第2粒子との合計質量に対して、60質量%以上95質量%以下であると、輻射伝熱の抑制に必要な第2の粒子の量と、伝導・対流伝熱の抑制とクッション性に必要な第1の粒子の量を最適化できる。
その結果、電池の通常使用時における温度から500℃以上の高温までの広い温度領域にわたって、外部から圧縮力が加わってもバランスよく高い断熱性が得られると考えられる。
In the heat insulating sheet for an assembled battery of the present invention, the content of the first particles is 60% by mass or more and 95% by mass or less with respect to the total mass of the first particles and the second particles, and the content of the first particles is It is desirable that the average particle size is 1 nm or more and 100 nm or less, and the average particle size of the second particle is 0.1 μm or more and 50 μm or less.
When the average particle size of the first particles is 1 nm or more and 100 nm or less, many voids are formed and have cushioning properties. Therefore, even if a compressive force is applied from the outside, a wide temperature range is centered on the normal temperature range. Convection heat transfer and conduction heat transfer can be efficiently suppressed over the entire period.
When the average particle diameter of the second particles is 0.1 μm or more and 50 μm or less, radiant heat transfer can be efficiently suppressed in a high temperature region of 500 ° C. or higher.
When the content of the first particle is 60% by mass or more and 95% by mass or less with respect to the total mass of the first particle and the second particle, the amount of the second particle required for suppressing radiant heat transfer and the amount of the second particle. , The amount of first particles required for suppression of conduction / convection heat transfer and cushioning can be optimized.
As a result, it is considered that a well-balanced and high heat insulating property can be obtained over a wide temperature range from the temperature in normal use of the battery to a high temperature of 500 ° C. or higher even if a compressive force is applied from the outside.

なお、組電池用断熱シートは、上記第1粒子および第2粒子の他に、断熱効果をより一層高める成分として無機バルーンを含んでいてもよく、さらに結合材、および着色剤等のように、断熱材に成形するために必要な成分を含んでいてもよい。以下、その他の成分についても詳細に説明する。 In addition to the first particles and the second particles, the heat insulating sheet for an assembled battery may contain an inorganic balloon as a component that further enhances the heat insulating effect, and further, such as a binder and a colorant, may be contained. It may contain components necessary for molding into a heat insulating material. Hereinafter, other components will be described in detail.

(無機バルーン:60質量%以下)
本発明に係る組電池用断熱シートは、断熱シート全質量に対し、60質量%以下の無機バルーンを含んでいてもよい。
断熱シートに60質量%以下の範囲で無機バルーンが含まれると、500℃未満の温度領域において、断熱シート内における熱の対流伝熱または伝導伝熱を抑制することができ、断熱シートの断熱性をより一層向上させることができる。
断熱シート全質量に対する無機バルーンの質量は、50質量%以下であることがより好ましい。なお、無機バルーンとしては、シラスバルーン、シリカバルーン、フライアッシュバルーン、バーライトバルーン、およびガラスバルーンから選択された少なくとも1種を用いることができる。
(Inorganic balloon: 60% by mass or less)
The heat insulating sheet for an assembled battery according to the present invention may contain an inorganic balloon of 60% by mass or less with respect to the total mass of the heat insulating sheet.
When the heat insulating sheet contains an inorganic balloon in the range of 60% by mass or less, convection heat transfer or conduction heat transfer of heat in the heat insulating sheet can be suppressed in a temperature range of less than 500 ° C., and the heat insulating property of the heat insulating sheet can be suppressed. Can be further improved.
The mass of the inorganic balloon with respect to the total mass of the heat insulating sheet is more preferably 50% by mass or less. As the inorganic balloon, at least one selected from a shirasu balloon, a silica balloon, a fly ash balloon, a bar light balloon, and a glass balloon can be used.

(無機バルーンの平均粒子径:1μm以上100μm以下)
本発明に係る組電池用断熱シートが無機バルーンを含む場合、無機バルーンの平均粒子径が適切に調整されていると、電池セルが熱膨張して、断熱シートに対して圧縮応力が加わった場合であっても、密度の変化が断熱性に対して与える影響を低減することができる。
すなわち、無機バルーンの平均粒子径が1μm以上100μm以下であると、断熱シート内における第1粒子及び第2粒子の密度が変化しても、断熱性が低下することをより一層抑制することができる。また、無機バルーンの平均粒子径は、3μm以上70μm以下であることがより好ましい。
(Average particle size of inorganic balloon: 1 μm or more and 100 μm or less)
When the heat insulating sheet for assembled batteries according to the present invention contains an inorganic balloon, when the average particle size of the inorganic balloon is appropriately adjusted, the battery cell thermally expands and compressive stress is applied to the heat insulating sheet. Even so, the effect of the change in density on the heat insulating property can be reduced.
That is, when the average particle size of the inorganic balloon is 1 μm or more and 100 μm or less, it is possible to further suppress the deterioration of the heat insulating property even if the densities of the first particles and the second particles in the heat insulating sheet change. .. Further, the average particle size of the inorganic balloon is more preferably 3 μm or more and 70 μm or less.

なお、本発明に係る組電池用断熱シートにおいて、断熱材として機能する第1粒子、第2粒子及び無機バルーンの合計量は、組電池用断熱シート全質量に対し、40質量%以上95質量%以下であることが好ましい。この範囲にすることで、断熱性が得られやすく、また、シートとしての強度を確保し、粒子の飛散を抑制することができる。さらに断熱材として機能する第1粒子、第2粒子及び無機バルーンの合計量は、組電池用断熱シート全質量に対し、50質量%以上80質量%以下であることがより好ましい。 In the heat insulating sheet for assembled batteries according to the present invention, the total amount of the first particles, the second particles and the inorganic balloons functioning as heat insulating materials is 40% by mass or more and 95% by mass with respect to the total mass of the heat insulating sheet for assembled batteries. The following is preferable. Within this range, heat insulating properties can be easily obtained, strength as a sheet can be ensured, and scattering of particles can be suppressed. Further, the total amount of the first particles, the second particles and the inorganic balloons functioning as the heat insulating material is more preferably 50% by mass or more and 80% by mass or less with respect to the total mass of the heat insulating sheet for the assembled battery.

(結合材:10質量%以上60質量%以下)
本発明に係る組電池用断熱シートは、結合材を含まないものであっても、焼結等により形成されることができるが、特に組電池用断熱シートが第1粒子としてシリカナノ粒子を含む場合には、断熱シートとしての形状を保持するために、適切な含有量で結合材を添加することが好ましい。本発明において結合材とは、第1の粒子、第2の粒子を保持するために繋ぎ止めておくものでおくものであればよく、接着を伴うバインダ、粒子を物理的に絡める繊維、粘着力で付着する耐熱樹脂などその形態は問わない。
(Binding material: 10% by mass or more and 60% by mass or less)
The heat insulating sheet for assembled batteries according to the present invention can be formed by sintering or the like even if it does not contain a binder, but particularly when the heat insulating sheet for assembled batteries contains silica nanoparticles as the first particles. It is preferable to add a binder in an appropriate content in order to maintain the shape of the heat insulating sheet. In the present invention, the binder may be any material that is held together to hold the first particle and the second particle, and is a binder with adhesion, a fiber that physically entangles the particles, and an adhesive force. It does not matter what form it is, such as the heat-resistant resin that adheres to it.

なお、バインダとしては、有機バインダ、無機バインダ等を用いることができる。本発明はこれらの種類について特に制限しないが、有機バインダとしては、高分子凝集材及びアクリルエマルジョン等を使用することができ、無機バインダとしては、例えばシリカゾル、アルミナゾル、硫酸バンド等を使用することができる。これらは、水などの溶媒が除去されると接着剤として機能する。 As the binder, an organic binder, an inorganic binder, or the like can be used. The present invention is not particularly limited to these types, but as the organic binder, a polymer flocculant, an acrylic emulsion or the like can be used, and as the inorganic binder, for example, silica sol, alumina sol, aluminum sulfate band or the like can be used. can. These function as an adhesive when a solvent such as water is removed.

繊維としては、有機繊維、無機繊維などが利用できる。有機繊維としては、特に限定されないが、合成繊維、天然繊維、パルプなどが利用できる。無機繊維としては特に限定されないが、アルミナ繊維、シリカーアルミナ繊維、シリカ繊維、ガラス繊維、グラスウール、およびロックウール等を使用することが好ましい。 As the fiber, organic fiber, inorganic fiber and the like can be used. The organic fiber is not particularly limited, but synthetic fiber, natural fiber, pulp and the like can be used. The inorganic fiber is not particularly limited, but it is preferable to use alumina fiber, silica-alumina fiber, silica fiber, glass fiber, glass wool, rock wool and the like.

一方、結合材は第1粒子および第2粒子等と比較して、熱伝導性が高い成分からなるため、断熱シート内に対流伝熱が発生しない程度に形成された空隙部に結合材が存在すると、第1粒子による対流伝熱および伝導伝熱を抑制に影響が出るようになる。したがって、本発明の組電池用断熱シートにおいて、結合材の含有量は、断熱シート全質量に対し、60質量%以下であることが好ましく、50質量%以下であることがより好ましい。本発明の組電池用断熱シートにおいて、結合材の含有量は、断熱シート全質量に対し、10質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましい。 On the other hand, since the binder is composed of components having higher thermal conductivity than the first particles and the second particles, the binder is present in the voids formed in the heat insulating sheet to the extent that convection heat transfer does not occur. Then, the suppression of convection heat transfer and conduction heat transfer by the first particle will be affected. Therefore, in the heat insulating sheet for assembled batteries of the present invention, the content of the binder is preferably 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, based on the total mass of the heat insulating sheet. In the heat insulating sheet for an assembled battery of the present invention, the content of the binder is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, based on the total mass of the heat insulating sheet.

(無機繊維の平均繊維径:0.1μm以上20μm以下)
無機繊維は、線状または針状の繊維であり、断熱シートの電池セルからの圧縮応力に対する機械的強度および保形性の向上に寄与する。
このような効果を得るために、結合材として無機繊維を用いる場合には、その平均繊維径が0.1μm以上であることが好ましく、2μm以上であることがより好ましい。但し、無機繊維が太すぎると、断熱シートへの成形性、加工性が低下するおそれがあるため、20μm以下とすることが好ましく、15μm以下とすることがより好ましい。
(Average fiber diameter of inorganic fiber: 0.1 μm or more and 20 μm or less)
The inorganic fiber is a linear or needle-shaped fiber, and contributes to the improvement of mechanical strength and shape retention against the compressive stress from the battery cell of the heat insulating sheet.
In order to obtain such an effect, when an inorganic fiber is used as a binder, the average fiber diameter thereof is preferably 0.1 μm or more, and more preferably 2 μm or more. However, if the inorganic fiber is too thick, the moldability and processability on the heat insulating sheet may deteriorate, so the thickness is preferably 20 μm or less, and more preferably 15 μm or less.

(無機繊維の平均繊維長:0.1mm以上20mm以下)
結合材として無機繊維を用いると、断熱シートとして成形したときに繊維同士が好適に絡み合い、充分な面圧を得ることができる。
このような効果を得るために、無機繊維を用いる場合には、その平均繊維長が0.1mm以上であることが好ましく、0.5mm以上であることがより好ましい。但し、無機繊維の平均繊維長が長すぎると、抄造工程において水に無機繊維を分散したスラリー溶液の調製時に、無機繊維同士の絡み合いが強くなりすぎることがあり、シート状に成形した後に無機繊維が不均一に集積しやすくなることがある。
したがって、無機繊維の平均繊維長は20mm以下であることが好ましく、10mm以下であることがより好ましい。
なお、無機繊維の繊維径および繊維長は、ピンセットを使用して、成形後のシートから無機繊維を破断しないように抜き取り、顕微鏡で観察し標準スケールと比較することにより測定することができる。無機繊維の繊維径および繊維長は、任意の繊維10本の平均値から得られる。
(Average fiber length of inorganic fiber: 0.1 mm or more and 20 mm or less)
When an inorganic fiber is used as a binder, the fibers are suitably entangled with each other when molded as a heat insulating sheet, and a sufficient surface pressure can be obtained.
In order to obtain such an effect, when an inorganic fiber is used, the average fiber length thereof is preferably 0.1 mm or more, and more preferably 0.5 mm or more. However, if the average fiber length of the inorganic fibers is too long, the entanglement between the inorganic fibers may become too strong when preparing a slurry solution in which the inorganic fibers are dispersed in water in the papermaking process. May be more likely to accumulate unevenly.
Therefore, the average fiber length of the inorganic fiber is preferably 20 mm or less, and more preferably 10 mm or less.
The fiber diameter and fiber length of the inorganic fiber can be measured by extracting the inorganic fiber from the molded sheet without breaking it using tweezers, observing it with a microscope, and comparing it with a standard scale. The fiber diameter and fiber length of the inorganic fiber are obtained from the average value of 10 arbitrary fibers.

(断熱シートの厚さ:0.1mm以上30mm以下)
本発明に係る組電池用断熱シートの厚さは特に限定されないが、0.1mm以上30mm以下の範囲にあることが好ましい。断熱シートの厚さが上記範囲内であると、充分な機械的強度を得ることができるとともに、容易に成形することができる。
(Thickness of heat insulating sheet: 0.1 mm or more and 30 mm or less)
The thickness of the heat insulating sheet for an assembled battery according to the present invention is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.1 mm or more and 30 mm or less. When the thickness of the heat insulating sheet is within the above range, sufficient mechanical strength can be obtained and molding can be easily performed.

(組電池用断熱シートの製造方法)
続いて、本発明に係る組電池用断熱シートの製造方法について詳細に説明する。
(Manufacturing method of heat insulating sheet for assembled battery)
Subsequently, a method for manufacturing a heat insulating sheet for an assembled battery according to the present invention will be described in detail.

本実施形態に係る断熱シートは、第1粒子と第2粒子とを含む断熱シート用材料を、湿式抄造法、乾式成形法、または湿式成形法により型成形して製造しても、押出成形法により製造してもよい。以下に、断熱シートをそれぞれの成形法により得る場合の製造方法について説明する。 The heat insulating sheet according to the present embodiment can be manufactured by molding a material for a heat insulating sheet containing the first particles and the second particles by a wet molding method, a dry molding method, or a wet molding method, or by an extrusion molding method. May be manufactured by The manufacturing method when the heat insulating sheet is obtained by each molding method will be described below.

[湿式抄造法による断熱シートの製造方法]
湿式抄造法では、まず、第1粒子および第2粒子、ならびに必要に応じて結合材である無機繊維、有機繊維、または有機バインダを水中で混合し、撹拌機で撹拌することにより、混合液を調製する。その後、得られた混合液を、底面に濾過用のメッシュが形成された成形器に流し込み、メッシュを介して混合液を脱水することにより、湿潤シートを作製する。その後、得られた湿潤シートを加熱するとともに加圧することにより、断熱シートを得ることができる。なお、加熱および加圧工程の前に、湿潤シートに熱風を通気させて、シートを乾燥する通気乾燥処理を実施してもよいが、この通気乾燥処理を実施せず、湿潤した状態で加熱および加圧してもよい。
[Manufacturing method of heat insulating sheet by wet papermaking method]
In the wet papermaking method, first, the first and second particles, and if necessary, the inorganic fiber, the organic fiber, or the organic binder as a binder are mixed in water and stirred with a stirrer to prepare a mixed solution. Prepare. Then, the obtained mixed liquid is poured into a molding machine having a mesh for filtration formed on the bottom surface, and the mixed liquid is dehydrated through the mesh to prepare a wet sheet. Then, by heating and pressurizing the obtained wet sheet, a heat insulating sheet can be obtained. Before the heating and pressurizing steps, hot air may be aerated through the wet sheet to dry the sheet, but this aeration-drying treatment may not be carried out, and the wet sheet may be heated and heated in a wet state. You may pressurize.

[乾式成形法による断熱シートの製造方法]
乾式成形法では、まず、第1粒子および第2粒子、ならびに必要に応じて結合材である無機繊維、有機繊維、または有機バインダを所定の割合でV型混合機などの混合機に投入する。そして、混合機に投入された材料を充分に混合した後、所定の型内に混合物を投入し、プレスすることにより断熱シートを得ることができる。プレス時には、必要に応じて加熱してもよい。
[Manufacturing method of heat insulating sheet by dry molding method]
In the dry molding method, first, the first particles and the second particles, and if necessary, inorganic fibers, organic fibers, or organic binders as a binder are charged into a mixer such as a V-type mixer at a predetermined ratio. Then, after the materials charged in the mixer are sufficiently mixed, the mixture is charged into a predetermined mold and pressed to obtain a heat insulating sheet. At the time of pressing, it may be heated if necessary.

上記プレス圧は、0.98~9.80MPaの範囲であることが好ましい。プレス圧が0.98MPa未満であると、得られる断熱シートにおいて、強度を保つことができずに崩れてしまうおそれがある。一方、プレス圧が9.80MPaを超えると、過度の圧縮によって加工性が低下したり、更に、かさ密度が高くなるため固体伝熱が増加し、断熱性が低下するおそれがある。 The press pressure is preferably in the range of 0.98 to 9.80 MPa. If the press pressure is less than 0.98 MPa, the obtained heat insulating sheet may not be able to maintain its strength and may collapse. On the other hand, if the press pressure exceeds 9.80 MPa, the workability may be lowered due to excessive compression, and the bulk density may be increased, so that the solid heat transfer may be increased and the heat insulating property may be lowered.

[押出成形法による断熱シートの製造方法]
押出成形法では、まず、第1粒子および第2粒子、ならびに必要に応じて結合材である無機繊維、有機繊維、または有機バインダに水を加え、混練機で混練することにより、ペーストを調製する。その後、得られたペーストを、押出成形機を用いてスリット状のノズルから押出しさらに乾燥させることにより、組電池用断熱シートを得ることができる。有機バインダとしては、メチルセルロース及び水溶性セルロースエーテル等を使用することが好ましいが、押出成形法を用いる場合に一般的に使用される有機バインダであれば、特に限定されずに使用することができる。
[Manufacturing method of heat insulating sheet by extrusion molding method]
In the extrusion molding method, a paste is prepared by first adding water to the first and second particles and, if necessary, an inorganic fiber, an organic fiber, or an organic binder as a binder and kneading them with a kneader. .. Then, the obtained paste is extruded from a slit-shaped nozzle using an extruder and further dried to obtain a heat insulating sheet for an assembled battery. As the organic binder, methyl cellulose, water-soluble cellulose ether and the like are preferably used, but any organic binder generally used when an extrusion molding method is used can be used without particular limitation.

[組電池]
本発明に係る組電池は、図2に例示したように、複数の電池セルが、上記の組電池用断熱シートを介して配置され、複数の電池セルが直列または並列に接続されたものである。
[Battery set]
In the assembled battery according to the present invention, as illustrated in FIG. 2, a plurality of battery cells are arranged via the above-mentioned heat insulating sheet for assembled batteries, and the plurality of battery cells are connected in series or in parallel. ..

以下に、本実施形態に係る組電池用断熱シートの実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, examples of the heat insulating sheet for an assembled battery according to the present embodiment will be described, but the present invention is not limited to these examples.

下記基第1粒子、第2粒子、および結合材を準備し、これらの材料を十分に撹拌混合して、スラリーを調製した。得られたスラリーを用いて、抄造法により断熱シートを形成した。 The following group 1st particles, 2nd particles, and a binder were prepared, and these materials were sufficiently stirred and mixed to prepare a slurry. Using the obtained slurry, a heat insulating sheet was formed by a papermaking method.

第1粒子にはシリカナノ粒子(平均粒子径5nm)を56質量%、第2粒子にはチタニア(平均粒子径8μm)を24質量%(第1粒子:第2粒子=70質量%:30質量%)結合材としては、ガラス繊維(平均繊維径10μm、平均繊維長5mm)を11質量%、パルプ繊維を8質量%、高分子凝集材を1質量%加え、十分に撹拌混合してスラリーを調製した。上記スラリーを抄造して熱伝達抑制シート(断熱シートNo.1)を得た。
なお、乾燥は110℃で実施し、得られた断熱シートのサイズは、幅が80mm、長さが80mm、厚さが1mmであった。
Silica nanoparticles (average particle diameter 5 nm) are 56% by mass for the first particles, and titania (average particle diameter 8 μm) is 24% by mass for the second particles (first particles: second particles = 70% by mass: 30% by mass). ) As a binder, add 11% by mass of glass fibers (average fiber diameter 10 μm, average fiber length 5 mm), 8% by mass of pulp fibers, and 1% by mass of polymer agglomerates, and thoroughly stir and mix to prepare a slurry. bottom. The above slurry was made into a heat transfer suppressing sheet (insulation sheet No. 1).
The drying was carried out at 110 ° C., and the size of the obtained heat insulating sheet was 80 mm in width, 80 mm in length and 1 mm in thickness.

第1粒子と第2粒子との質量比を種々に変化させた断熱シートについて、電池の通常使用時における温度(約30℃)から500℃以上の高温(約850℃)までの温度にわたる複数点において、熱伝導率を測定した。なお、熱伝導率は、JIS法(R2616)に準拠し、非定常熱線法により測定した。 Regarding the heat insulating sheet in which the mass ratio of the first particle and the second particle is variously changed, a plurality of points ranging from the temperature during normal use of the battery (about 30 ° C.) to the high temperature of 500 ° C. or higher (about 850 ° C.). In, the thermal conductivity was measured. The thermal conductivity was measured by the transient hot wire method in accordance with the JIS method (R2616).

各断熱シートにおける第1粒子の含有量(第1粒子および第2粒子の合計量に対する質量%)を下記表1に示し、各温度における断熱シートの熱伝導率を図3に示す。なお、図3中における番号1~6は、表1に示す断熱シートNo.1~6とそれぞれ対応している。また、下記表1および図3において、断熱シートNo.6は第1粒子としてシリカエアロゲルを用いた例であり、上記表1に示す結合材は含有されていない。 The content of the first particle (mass% with respect to the total amount of the first particle and the second particle) in each heat insulating sheet is shown in Table 1 below, and the thermal conductivity of the heat insulating sheet at each temperature is shown in FIG. In addition, the numbers 1 to 6 in FIG. 3 are the heat insulating sheet No. 1 shown in Table 1. Corresponds to 1 to 6 respectively. Further, in Table 1 and FIG. 3 below, the heat insulating sheet No. No. 6 is an example in which silica airgel is used as the first particle, and does not contain the binder shown in Table 1 above.

Figure 0007048834000002
Figure 0007048834000002

組電池用断熱シートNo.1~4は、第2粒子として金属酸化物(チタニア)が含有されており、第1粒子と第2粒子の合計質量に対する第1粒子の含有量が本発明範囲内である。したがって、電池の通常使用時における温度(約30℃)から500℃以上の高温(約850℃)までの温度領域において、優れた断熱性を得ることができた。特に、第2粒子の含有率の増加に伴って、500℃以上の高温度領域における熱伝導率が低下しており、断熱性が向上している。 Insulation sheet for assembled battery No. 1 to 4 contain a metal oxide (titania) as the second particles, and the content of the first particles with respect to the total mass of the first particles and the second particles is within the scope of the present invention. Therefore, excellent heat insulating properties can be obtained in the temperature range from the temperature during normal use of the battery (about 30 ° C.) to the high temperature of 500 ° C. or higher (about 850 ° C.). In particular, as the content of the second particles increases, the thermal conductivity in a high temperature region of 500 ° C. or higher decreases, and the heat insulating property is improved.

一方、断熱シートNo.5及び6は第2粒子が含まれていないため、500℃以上の高温度領域において、熱伝導率が高いものとなった。なお、断熱シートNo.5と6は共に第2粒子が含まれていないが、断熱シートNo.5に含まれた珪酸マグネシウム繊維の影響により、断熱シートNo.6と比較して、500℃以上の高温度領域における熱伝導率が低下したものと思われる。 On the other hand, the heat insulating sheet No. Since the second particles are not contained in 5 and 6, the thermal conductivity is high in the high temperature region of 500 ° C. or higher. In addition, the heat insulating sheet No. Both 5 and 6 do not contain the second particle, but the heat insulating sheet No. Due to the influence of the magnesium silicate fiber contained in 5, the heat insulating sheet No. It is considered that the thermal conductivity in the high temperature region of 500 ° C. or higher was lowered as compared with 6.

次に、上記断熱シートNo.1と同様の成分および含有量で、抄造法により種々の密度の断熱シートを形成し、断熱シートの密度による熱伝導率の変化を上記非定常熱線法により測定した。各断熱シートの種類および密度を下記表2に示し、密度が互いに異なる断熱シートの各温度における熱伝導率を図4に示す。図4中における番号11~15は、表2に示す断熱シートNo.11~15とそれぞれ対応している。なお、断熱シートNo.11および12は、第1粒子(シリカナノ粒子)の含有量を第1粒子と第2粒子の合計質量に対して70質量%とした例である。また、断熱シートNo.13および14は、シリカナノ粒子、チタニアの代わりに水酸化アルミニウム粉を使用した例であり、断熱シートNo.15はエアロゲルを使用した例である。 Next, the heat insulating sheet No. Insulation sheets having various densities were formed by the papermaking method with the same components and contents as in No. 1, and the change in thermal conductivity due to the density of the insulation sheet was measured by the above-mentioned transient hot wire method. The types and densities of the heat insulating sheets are shown in Table 2 below, and the thermal conductivity of the heat insulating sheets having different densities at each temperature is shown in FIG. Numbers 11 to 15 in FIG. 4 are heat insulating sheet Nos. Nos. 11 and 15 shown in Table 2. It corresponds to 11 to 15 respectively. In addition, the heat insulating sheet No. 11 and 12 are examples in which the content of the first particles (silica nanoparticles) is 70% by mass with respect to the total mass of the first particles and the second particles. In addition, the heat insulating sheet No. 13 and 14 are examples in which aluminum hydroxide powder was used instead of silica nanoparticles and titania, and the heat insulating sheet No. 13 and 14 were used. Reference numeral 15 is an example using airgel.

Figure 0007048834000003
Figure 0007048834000003

上記表2および図4に示すように、断熱シートNo.11および12は、シリカとチタニアを適切な比率で含有しており、水酸化アルミニウム粉を用いた断熱シートNo.13および14と比較して、いずれの温度領域においても熱伝導率が低いものとなった。また、エアロゲルを用いた断熱シートNo.15と比較して、特に約400℃以上の温度領域において、優れた断熱性を得ることができた。さらに、断熱シートNo.11および12は、第1粒子として粒子径が極めて小さいシリカナノ粒子を使用しているので、断熱シートに対する圧縮応力が増加し、密度が上昇した場合であっても、密度の上昇による影響を受けにくく、いずれも優れた断熱性を得ることができた。 As shown in Table 2 and FIG. 4, the heat insulating sheet No. Nos. 11 and 12 contain silica and titania in an appropriate ratio, and the heat insulating sheet No. 11 and 12 are made of aluminum hydroxide powder. Compared with 13 and 14, the thermal conductivity was lower in any temperature range. In addition, the heat insulating sheet No. using airgel. Compared with 15, it was possible to obtain excellent heat insulating properties, especially in the temperature range of about 400 ° C. or higher. Further, the heat insulating sheet No. Since the first particles of 11 and 12 use silica nanoparticles having an extremely small particle diameter, the compressive stress on the heat insulating sheet increases, and even when the density increases, the particles are not easily affected by the increase in density. , Both were able to obtain excellent heat insulating properties.

一方、断熱シートNo.13および14で表されるように、密度が1.00(g/cm)から1.50(g/cm)に上昇したことにより、すべての温度領域において著しく熱伝導率が上昇した。これらのことから、断熱シートの両側に配置された電池セルが熱膨張して、断熱シートに圧縮応力が加わった場合であっても、第1粒子として、平均粒子径が1nm~100nmであるシリカナノ粒子を用いることにより、優れた断熱性を維持することができることが示された。 On the other hand, the heat insulating sheet No. As represented by 13 and 14, the increase in density from 1.00 (g / cm 3 ) to 1.50 (g / cm 3 ) resulted in a significant increase in thermal conductivity over all temperature ranges. From these facts, even when the battery cells arranged on both sides of the heat insulating sheet thermally expand and compressive stress is applied to the heat insulating sheet, the silica nano having an average particle diameter of 1 nm to 100 nm as the first particles. It has been shown that excellent heat insulating properties can be maintained by using particles.

10 断熱シート
10a、10b 面
20 電池セル
21 第1粒子
22 第2粒子
30 電池ケース
100 組電池
10 Insulation sheet 10a, 10b side 20 Battery cell 21 First particle 22 Second particle 30 Battery case 100 sets Battery

Claims (10)

シリカナノ粒子で構成される第1粒子と、チタニア、ジルコニア、ジルコン、チタン酸バリウム、酸化亜鉛、およびアルミナから選択された少なくとも1種からなる第2粒子と、線状または針状である無機繊維と、を含む断熱シート用材料を、湿式抄造法により型成形して製造する組電池用断熱シートの製造方法であって、
前記シリカナノ粒子は、湿式シリカであり、かつ、凝集した二次粒子で含有されているとともに、静電気による反発力により前記シリカナノ粒子間に細かな空隙を形成し、
前記第1粒子の含有量は、前記第1粒子と第2粒子との合計質量に対して、60質量%以上90質量%以下である、組電池用断熱シートの製造方法
A first particle composed of silica nanoparticles, a second particle consisting of at least one selected from titania, zirconia, zircone, barium titanate, zinc oxide, and alumina, and linear or needle-like inorganic fibers. A method for manufacturing a heat insulating sheet for an assembled battery, which is manufactured by molding a material for a heat insulating sheet containing, etc. by a wet method .
The silica nanoparticles are wet silica and are contained in aggregated secondary particles, and the repulsive force due to static electricity forms fine voids between the silica nanoparticles.
A method for manufacturing a heat insulating sheet for an assembled battery, wherein the content of the first particles is 60% by mass or more and 90% by mass or less with respect to the total mass of the first particles and the second particles.
シリカナノ粒子で構成される第1粒子と、チタニア、ジルコニア、ジルコン、チタン酸バリウム、酸化亜鉛、およびアルミナから選択された少なくとも1種からなる第2粒子と、線状または針状である無機繊維と、を含む断熱シート用材料を、水中で混合及び撹拌して混合液を調整する工程と、A first particle composed of silica nanoparticles, a second particle consisting of at least one selected from titania, zirconia, zircon, barium titanate, zinc oxide, and alumina, and linear or needle-like inorganic fibers. A step of preparing a mixed solution by mixing and stirring a material for a heat insulating sheet containing, in water, and
前記混合液を脱水して湿潤シートを作製する工程と、The step of dehydrating the mixed solution to prepare a wet sheet and
前記湿潤シートを加熱及び加圧する工程と、The step of heating and pressurizing the wet sheet and
を有する、湿式抄造法による組電池用断熱シートの製造方法であって、Is a method for manufacturing a heat insulating sheet for an assembled battery by a wet papermaking method.
前記シリカナノ粒子は、湿式シリカであり、かつ、凝集した二次粒子で含有されているとともに、静電気による反発力により前記シリカナノ粒子間に細かな空隙を形成し、The silica nanoparticles are wet silica and are contained in aggregated secondary particles, and the repulsive force due to static electricity forms fine voids between the silica nanoparticles.
前記第1粒子の含有量は、前記第1粒子と第2粒子との合計質量に対して、60質量%以上90質量%以下である、組電池用断熱シートの製造方法。A method for manufacturing a heat insulating sheet for an assembled battery, wherein the content of the first particles is 60% by mass or more and 90% by mass or less with respect to the total mass of the first particles and the second particles.
前記断熱シート用材料が、更に、有機繊維及び有機バインダのうち少なくとも一方を含む、請求項1または2に記載の組電池用断熱シートの製造方法。The method for manufacturing a heat insulating sheet for an assembled battery according to claim 1 or 2, wherein the material for the heat insulating sheet further contains at least one of an organic fiber and an organic binder. 前記第1粒子は、平均粒子径が1nm以上100nm以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載の組電池用断熱シートの製造方法The method for manufacturing a heat insulating sheet for an assembled battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the first particles have an average particle diameter of 1 nm or more and 100 nm or less. 前記第2粒子はチタニアである、請求項1~4のいずれか1項に記載の組電池用断熱シートの製造方法The method for manufacturing a heat insulating sheet for an assembled battery according to any one of claims 1 to 4 , wherein the second particle is titania. 前記第2粒子は、平均粒子径が0.1μm以上50μm以下である、請求項1~のいずれか1項に記載の組電池用断熱シートの製造方法The method for manufacturing a heat insulating sheet for an assembled battery according to any one of claims 1 to 5 , wherein the second particles have an average particle diameter of 0.1 μm or more and 50 μm or less. 組電池用断熱シート全質量に対し、60質量%以下の無機バルーンを含む、請求項1~のいずれか1項に記載の組電池用断熱シートの製造方法 The method for manufacturing a heat insulating sheet for assembled batteries according to any one of claims 1 to 6 , which comprises 60% by mass or less of an inorganic balloon with respect to the total mass of the heat insulating sheet for assembled batteries. 前記無機バルーンは、シラスバルーン、シリカバルーン、フライアッシュバルーン、バーライトバルーン、およびガラスバルーンから選択された少なくとも1種である、請求項に記載の組電池用断熱シートの製造方法 The method for manufacturing a heat insulating sheet for an assembled battery according to claim 7 , wherein the inorganic balloon is at least one selected from a shirasu balloon, a silica balloon, a fly ash balloon, a bar light balloon, and a glass balloon. 前記無機バルーンは、平均粒子径が1μm以上100μm以下である、請求項またはに記載の組電池用断熱シートの製造方法 The method for manufacturing a heat insulating sheet for an assembled battery according to claim 7 or 8 , wherein the inorganic balloon has an average particle size of 1 μm or more and 100 μm or less. 複数の電池セル、請求項1~のいずれか1項に記載の組電池用断熱シートの製造方法により得られる組電池用断熱シートを介して配置、該複数の電池セル直列または並列に接続する組電池の製造方法A plurality of battery cells are arranged via the heat insulating sheet for assembled batteries obtained by the method for manufacturing a heat insulating sheet for assembled batteries according to any one of claims 1 to 9 , and the plurality of battery cells are arranged in series or in parallel. How to make a battery pack to connect to .
JP2022013722A 2019-08-27 2022-01-31 Manufacturing method of heat insulating sheet for assembled battery and manufacturing method of assembled battery Active JP7048834B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022013722A JP7048834B1 (en) 2019-08-27 2022-01-31 Manufacturing method of heat insulating sheet for assembled battery and manufacturing method of assembled battery

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019154855A JP7032360B2 (en) 2019-08-27 2019-08-27 Insulation sheet for assembled battery and assembled battery
JP2022013722A JP7048834B1 (en) 2019-08-27 2022-01-31 Manufacturing method of heat insulating sheet for assembled battery and manufacturing method of assembled battery

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019154855A Division JP7032360B2 (en) 2019-08-27 2019-08-27 Insulation sheet for assembled battery and assembled battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP7048834B1 true JP7048834B1 (en) 2022-04-05
JP2022059622A JP2022059622A (en) 2022-04-13

Family

ID=87852863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022013722A Active JP7048834B1 (en) 2019-08-27 2022-01-31 Manufacturing method of heat insulating sheet for assembled battery and manufacturing method of assembled battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7048834B1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012145204A (en) 2011-01-14 2012-08-02 Nichias Corp Heat insulating body and heater
JP2012166977A (en) 2011-02-14 2012-09-06 Asahi Kasei Chemicals Corp Heat-insulating material, and method for preparation thereof
JP2016065360A (en) 2014-09-22 2016-04-28 ニチアス株式会社 Fire resistant structure and usage thereof
JP2017523584A (en) 2014-05-21 2017-08-17 サーマル・セラミック・インコーポレイテッドThermal Ceramics, Inc. Passive insulation
JP2018146098A (en) 2017-03-09 2018-09-20 Agc株式会社 Manufacturing method of heat insulating material
WO2019155714A1 (en) 2018-02-09 2019-08-15 三洋電機株式会社 Power supply device, and electric vehicle and power storage device provided with said power supply device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012145204A (en) 2011-01-14 2012-08-02 Nichias Corp Heat insulating body and heater
JP2012166977A (en) 2011-02-14 2012-09-06 Asahi Kasei Chemicals Corp Heat-insulating material, and method for preparation thereof
JP2017523584A (en) 2014-05-21 2017-08-17 サーマル・セラミック・インコーポレイテッドThermal Ceramics, Inc. Passive insulation
JP2016065360A (en) 2014-09-22 2016-04-28 ニチアス株式会社 Fire resistant structure and usage thereof
JP2018146098A (en) 2017-03-09 2018-09-20 Agc株式会社 Manufacturing method of heat insulating material
WO2019155714A1 (en) 2018-02-09 2019-08-15 三洋電機株式会社 Power supply device, and electric vehicle and power storage device provided with said power supply device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022059622A (en) 2022-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7032360B2 (en) Insulation sheet for assembled battery and assembled battery
WO2021070933A1 (en) Heat insulation sheet for battery packs, and battery pack
CN114258388B (en) Heat transfer suppressing sheet and battery pack
JP7044939B2 (en) Manufacturing method of heat transfer suppression sheet and manufacturing method of assembled battery
WO2021054110A1 (en) Heat insulation sheet for battery pack, and battery pack
JP7048834B1 (en) Manufacturing method of heat insulating sheet for assembled battery and manufacturing method of assembled battery
JP7414928B2 (en) Method for manufacturing heat insulating sheet for assembled battery and method for manufacturing assembled battery
JP7578792B2 (en) Heat insulating sheet for battery pack and battery pack
JP7525321B2 (en) Heat insulating sheet for battery pack and battery pack
EP4455091A1 (en) Insulating sheet and battery pack

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220214

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220214

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20220214

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220222

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220324

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7048834

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150