JP7082706B1 - 熱伝達抑制シート及び組電池 - Google Patents
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Abstract
Description
さらに、上記熱伝達抑制シートは、エアロゲルが存在しない樹脂支柱とエアロゲルが存在する複合層とで断熱性が異なるため、シート内で断熱性や放熱性が均一となりにくい。そのため、電池セルから発生した熱の伝達も異なり、熱暴走が発生した場合、熱伝達抑制シートでの熱伝達の抑制ができないことがある。
一様に分散するとともにシートの主面に対して平行な一方向に配向されている第1の無機繊維と、
前記第1の無機繊維と交絡して3次元ウエッブ構造を形成する第2の無機繊維と、
を含む熱伝達抑制シート。
前記第2の無機繊維は、前記第1の無機繊維よりガラス転移点が高い非晶質の繊維、及び結晶質の繊維から選択される少なくとも1種からなる、[1]~[5]のいずれか1つに記載の熱伝達抑制シート。
[1]~[13]のいずれか1つに記載の熱伝達抑制シートを用いた、組電池。
本発明の熱伝達抑制シートは、
(1)一様に分散した無機粒子と、
(2)一様に分散するとともにシートの主面に対して平行な一方向に配向されている第1の無機繊維と、
(3)第1の無機繊維と交絡して3次元ウエッブ構造を形成する第2の無機繊維と、
を含む。
第1の無機繊維23は非晶質の繊維であり、第2の無機繊維24は、第1の無機繊維23よりガラス転移点が高い非晶質の繊維、及び結晶質の繊維から選択される少なくとも1種からなる繊維である。なお、結晶質の無機繊維の融点は通常非晶質の無機繊維のガラス転移点より高い。そのため、第1の無機繊維23は、高温にさらされると、その表面が第2の無機繊維24より先に軟化して、無機粒子21や第2の無機繊維24を結着するため、熱伝達抑制シート10の機械的強度を向上させることができる。
第2の無機繊維24は、上述のとおり、第1の無機繊維23よりガラス転移点が高い非晶質の繊維、及び結晶質の繊維から選択される少なくとも1種からなる繊維である。第2の無機繊維24としては、多くの結晶性の無機繊維を用いることができる。
本発明において、平均繊維径が太い(太径の)無機繊維は、熱伝達抑制シート10の機械的強度や保形性を向上させる効果を有する。第1の無機繊維23及び第2の無機繊維24のいずれか一方を太径にすることにより、上記効果を得ることができる。熱伝達抑制シート10には、外部からの衝撃が作用することがあるため、太径の無機繊維が含まれることにより耐衝撃性が高まる。外部からの衝撃としては、例えば電池セルの膨張による押圧力や、電池セルの発火による風圧などである。
なお、細径の無機繊維は、長くなりすぎると成形性や保形性が低下するため、繊維長は0.1mm以下であることが好ましい。
細径の無機繊維が樹枝状である場合に、その平均繊維径は、SEMによって幹部及び枝部の径を数点測定し、これらの平均値を算出することにより得ることができる。
捲縮度(%)=(繊維長さ-繊維末端間距離)/(繊維長さ)×100
ここで、繊維長さ、繊維末端間距離ともに電子顕微鏡写真上での測定値である。すなわち、2次元平面上へ投影された繊維長、繊維末端間距離であり、現実の値よりも短くなっている。この式に基づき、細径の無機繊維の捲縮度は10%以上が好ましく、30%以上がより好ましい。捲縮度が小さいと、無機粒子21の保持能力や、太径の無機繊維同士、太径の無機繊維との絡み合い(ネットワーク)が形成されにくくなる。
熱伝達抑制シート10は断熱性能に優れるほど好ましく、第1の無機繊維23及び第2の無機繊維24ともに熱伝導率が低いことが好ましい。しかし、第2の無機繊維24は、層状に配向している第1の無機繊維同士をつなぐ伝熱パスになるため、第1の無機繊維23よりも熱伝導率が高いことが好ましい。そのため、断熱性能を考慮して、第2の無機繊維24の熱伝導率は41[W/m・K]以下であることが好ましい。
無機粒子21の材質は特に限定されないが、酸化物粒子、炭化物粒子、窒化物粒子及び無機水和物粒子を用いることができる。中でも、酸化物粒子が好ましい。また、無機粒子21の形状及び大きさについても特に限定されないが、ナノ粒子、中空粒子及び多孔質粒子から選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、ナノ粒子を含むことがより好ましい。
無機粒子21として好ましい酸化物粒子は、屈折率が高く、光を乱反射させる効果が強いため、無機粒子21として酸化物粒子を使用すると、特に異常発熱などの高温度領域において放射伝熱を抑制することができる。具体的にはシリカ粒子、チタニア粒子、ジルコニア粒子、ジルコン粒子、チタン酸バリウム粒子、酸化亜鉛粒子及びアルミナ粒子が好ましい。特に、シリカ粒子は断熱性が高い成分であり、チタニア粒子は他の金属酸化物と比較して屈折率が高い成分であって、500℃以上の高温度領域において光を乱反射させ放射熱を遮る効果が高いため、酸化物粒子としてシリカ粒子及びチタニア粒子を用いることが最も好ましい。
酸化物粒子の粒子径は、放射熱を反射する効果に影響を与えることがあるため、平均一次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。
本発明において、ナノ粒子とは、球形又は球形に近い平均一次粒子径が1μm未満のナノメートルオーダーの粒子を表す。ナノ粒子は低密度であるため伝導伝熱を抑制し、無機粒子としてナノ粒子を使用すると、更に空隙が細かく分散するため、対流伝熱を抑制する優れた断熱性を得ることができる。このため、通常の常温域の電池使用時において、隣接するナノ粒子間の熱の伝導を抑制することができる点で、ナノ粒子を使用することが好ましい。
ナノ粒子の平均一次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。
無機粒子21として無機水和物粒子も好ましいが、この無機水和物粒子は、発熱体からの熱を受けて熱分解開始温度以上になると熱分解し、自身が持つ結晶水を放出して発熱体及びその周囲の温度を下げる、所謂「吸熱作用」を発現する。また、結晶水を放出した後は多孔質体となり、無数の空気孔により断熱作用を発現する。
2Al(OH)3→Al2O3+3H2O
無機粒子21の含有量は、熱伝達抑制シート10の全質量に対して、30質量%以上80質量%以下であることが好ましい。無機粒子21の含有量は、より好ましくは、40質量%以上70質量%以下であり、50質量%以上60質量%以下である。
また、第1の無機繊維23と第2の無機繊維24との合計含有量は、熱伝達抑制シート10の全質量に対して、5質量%以上30質量%以下であることが好ましい。第1の無機繊維23と第2の無機繊維24と合計含有量は、より好ましくは、10質量%以上25質量%以下であり、15質量%以上20質量%以下である。
このような含有量にすることにより、無機粒子21による吸熱・断熱効果、第1の無機繊維23による保形性や押圧力耐性、抗風圧性、第2の無機繊維24による伝熱パス作用や無機粒子21の保持能力がバランスよく発現される。
熱伝達抑制シート10には、必要に応じて、従来から熱伝達抑制シート10に配合されている他の配合材料を配合してもよい。例えば、有機繊維や有機バインダ等を配合することができる。これらはいずれも熱伝達抑制シート10の補強や成形性の向上を目的とする上で有用であり、熱伝達抑制シート10の全質量に対して合計量で、10質量%以下とすることが好ましい。
本実施形態において、熱伝達抑制シート10の厚さは特に限定されないが、0.05~6mmの範囲にあることが好ましい。熱伝達抑制シート10の厚さが0.05mm以上であると、充分な機械的強度を熱伝達抑制シート10に付与することができる。一方、熱伝達抑制シート10の厚さが6mm以下であると、良好な組付け性を得ることができる。
断熱性能を表す指標として、熱伝導率を挙げることができるが、本実施形態においては、熱伝導率は1(W/m・K)未満であることが好ましく、0.5(W/m・K)未満であることがより好ましく、0.2(W/m・K)未満であることがより好ましい。さらに、熱伝導率は0.1(W/m・K)未満であることがより好ましく、0.05(W/m・K)未満であることがより好ましく、0.02(W/m・K)未満であることが特に好ましい。なお、熱伝導率は、JIS R 2251に記載の「耐火物の熱伝導率の試験方法」に準拠して、測定することができる。
まず、無機粒子21、第1の無機繊維23及び他の配合材料を所定の割合で水に加え、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て第1部材を得る。この第1部材は、シート状の湿潤物であり、第1の無機繊維23が一方向に配向し、繊維間に無機粒子21が保持されている。
図2に示すように、本実施形態に係る組電池100は、複数個の電池セル20a、20b、20cが並設され、直列又は並列に接続されて電池ケース30に格納されたものであり、電池セル20a、20b、20c間に、上記の熱伝達抑制シート10が介在されている。
10a、10b 主面
20,20b,20c 電池セル
21 無機粒子
23 第1の無機繊維
24 第2の無機繊維
30 電池ケース
100 組電池
Claims (14)
- 一様に分散した無機粒子と、
一様に分散するとともにシートの主面に対して平行な一方向に配向されている第1の無機繊維と、
前記第1の無機繊維と交絡して3次元ウエッブ構造を形成する第2の無機繊維と、
を含む熱伝達抑制シート。 - 前記第1の無機繊維の平均繊維径が、前記第2の無機繊維の平均繊維径よりも大きい、請求項1に記載の熱伝達抑制シート。
- 前記第1の無機繊維の平均繊維長が、前記第2の無機繊維の平均繊維長よりも大きい、請求項1又は2に記載の熱伝達抑制シート。
- 前記第1の無機繊維の捲縮度が、前記第2の無機繊維の捲縮度よりも小さい、請求項1~3のいずれか1項に記載の熱伝達抑制シート。
- 前記第1の無機繊維が線状又は針状であり、前記第2の無機繊維が樹枝状又は縮れ状である、請求項1~4のいずれか1項に記載の熱伝達抑制シート。
- 前記第1の無機繊維は非晶質の繊維であり、
前記第2の無機繊維は、前記第1の無機繊維よりガラス転移点が高い非晶質の繊維、及び結晶質の繊維から選択される少なくとも1種からなる、請求項1~5のいずれか1項に記載の熱伝達抑制シート。 - 前記第2の無機繊維の熱伝導率が41[W/m・K]以下である、請求項1~6のいずれか1項に記載の熱伝達抑制シート。
- 前記第1の無機繊維がガラス繊維、グラスウール、スラグウール、ロックウール、アルカリアースシリケート繊維及びリフラクトリーセラミック繊維から選択される少なくとも1種からなる繊維である、請求項1~7のいずれか1項に記載の熱伝達抑制シート。
- 前記第2の無機繊維がアルミナ繊維、ムライト繊維、アルミナシリケート繊維、鉱物系繊維及びジルコニア繊維から選択される少なくとも1種からなる繊維である、請求項1~8のいずれか1項に記載の熱伝達抑制シート。
- 前記無機粒子がシリカ粒子、チタニア粒子、ジルコニア粒子、ジルコン粒子、チタン酸バリウム粒子、酸化亜鉛粒子及びアルミナ粒子から選択される少なくとも1種からなる粒子である、請求項1~9のいずれか1項に記載の熱伝達抑制シート。
- 前記無機粒子の含有量は、熱伝達抑制シート全質量に対して、30質量%以上80質量%以下である、請求項1~10のいずれか1項に記載の熱伝達抑制シート。
- 前記無機粒子は、平均二次粒子径が1nm以上100nm以下である、請求項1~11のいずれか1項に記載の熱伝達抑制シート。
- 前記第1の無機繊維及び前記第2の無機繊維の合計含有量は、熱伝達抑制シート全質量に対して、5質量%以上30質量%以下である、請求項1~12のいずれか1項に記載の熱伝達抑制シート。
- 複数の電池セルを直列又は並列に接続した組電池において、
請求項1~13のいずれか1項に記載の熱伝達抑制シートを用いた、組電池。
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---|---|---|---|---|
JP5286786B2 (ja) | 2005-11-16 | 2013-09-11 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 二重鎖dna量の測定方法および測定用キット |
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