WO2023054411A1 - 電池用断熱材及び非水電解質二次電池 - Google Patents

電池用断熱材及び非水電解質二次電池 Download PDF

Info

Publication number
WO2023054411A1
WO2023054411A1 PCT/JP2022/036038 JP2022036038W WO2023054411A1 WO 2023054411 A1 WO2023054411 A1 WO 2023054411A1 JP 2022036038 W JP2022036038 W JP 2022036038W WO 2023054411 A1 WO2023054411 A1 WO 2023054411A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat insulating
layer
compression
battery
insulating material
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/036038
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
丈裕 宇井
集 佐々木
一浩 福家
真帆 川上
Original Assignee
日東電工株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日東電工株式会社 filed Critical 日東電工株式会社
Priority to CN202280066291.7A priority Critical patent/CN118044045A/zh
Priority to JP2023551561A priority patent/JPWO2023054411A1/ja
Publication of WO2023054411A1 publication Critical patent/WO2023054411A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/623—Portable devices, e.g. mobile telephones, cameras or pacemakers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H01M10/6555—Rods or plates arranged between the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/658—Means for temperature control structurally associated with the cells by thermal insulation or shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/291—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by their shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/293—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by the material

Definitions

  • the present invention relates to a heat insulating material for batteries and a non-aqueous electrolyte secondary battery.
  • Non-aqueous electrolyte secondary batteries such as lithium ion secondary batteries are widely used as power sources for electric vehicles such as hybrid vehicles and electric vehicles, mobile terminals, mobile electronic devices such as mobile phones and laptop computers, and wearable devices.
  • a non-aqueous electrolyte secondary battery generally includes a plurality of laminated battery cells each having a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte.
  • battery cells expand and contract due to repeated charging and discharging. material is provided.
  • a battery heat insulating material used for a non-aqueous electrolyte secondary battery for example, it is configured as a corrugated spring, functions as a passage for a cooling medium, and elastically deforms according to the deformation of the battery to absorb the load of the battery. Spacers have been disclosed that have elastic properties that remain substantially constant (see, for example, US Pat.
  • Patent Document 1 Since the spacer of Patent Document 1 is composed of a corrugated spring, there is a problem that it cannot be sufficiently deformed when the amount of deformation due to expansion of the battery cell becomes large, and there is a high possibility that the cushioning performance cannot be exhibited. . In addition, there is a problem that thermal runaway battery cells cannot be sufficiently insulated.
  • An object of one aspect of the present invention is to provide a heat insulating material for a battery that can exert excellent cushioning properties against expansion of battery cells and have high heat insulating properties.
  • One aspect of the heat insulating material for batteries according to the present invention is Compression adjustment layer and heat insulation layer are laminated, A ratio of the thickness of the compression adjustment layer to the thickness of the heat insulation layer is more than 0.5 and less than 4.5, The compressive stress when distorted by being compressed in the thickness direction at any ratio within the range of 25% to 70% of the thickness before compression of the compression adjustment layer is 0.34 MPa to 3.45 MPa.
  • One aspect of the heat insulating material for batteries according to the present invention is capable of exerting excellent cushioning properties against expansion of battery cells and having high heat insulating properties.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the line II of FIG. 1;
  • FIG. 2 is a plan view of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a figure which shows an example of the relationship between compression time and residual stress.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of another configuration of the heat insulating material for batteries;
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of another configuration of the heat insulating material for batteries;
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of another configuration of the heat insulating material for batteries;
  • 1 is a perspective view showing an example of a lithium ion secondary battery;
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a lithium ion secondary battery;
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the stress relaxation rate (%) of the heat insulating material for batteries of Example 28 and the elapsed time.
  • FIG. 1 is a perspective view of a heat insulating material for batteries according to this embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 1
  • FIG. 3 is a plan view of FIG.
  • the battery heat insulating material 1 according to the present embodiment includes a compression adjusting layer 10 and a heat insulating layer 20 laminated in this order, and a coating layer that forms the compression adjusting layer 10 and the heat insulating layer 20. 30 may be provided.
  • the battery heat insulating material 1 is formed in a sheet shape. As shown in FIG. 3, the battery heat insulating material 1 is formed in a substantially rectangular shape in plan view.
  • the thickness direction (vertical direction) of the battery heat insulating material 1 is defined as the Z-axis direction
  • the lateral direction (horizontal direction) orthogonal to the thickness direction is defined as the X-axis direction and the Y-axis direction
  • the heat insulation layer 20 side in the Z-axis direction is the +Z-axis direction
  • the compression adjustment layer 10 side is the -Z-axis direction.
  • the +Z-axis direction is referred to as upward or upward
  • the ⁇ Z-axis direction is referred to as downward or downward, but this does not represent a universal vertical relationship.
  • the inventors of the present application have studied how to more appropriately buffer the expansion of battery cells, which are increasing in capacity, and insulate the heat generated from the battery cells when the heat insulating material 1 for batteries is applied to non-aqueous electrolyte secondary batteries. In doing so, attention was paid to the relationship between the thicknesses of the compression adjustment layer 10 and the heat insulation layer 20 of the battery heat insulating material 1 and the cushioning properties when the compression adjustment layer 10 is compressed.
  • the inventor of the present application found that the ratio of the thickness of the compression adjustment layer 10 to the thickness of the heat insulating layer 20 is within the range of more than 0.5 and less than 4.5, and the compression adjustment layer 10 is If the compressive stress when compressed and distorted by any ratio within the range of 25% to 70% is within the range of 0.34 MPa to 3.45 MPa, the heat insulating material 1 for batteries is stress from the outside It has been found that it can be flexibly deformed against and the heat insulation can be improved. As a result, the battery heat insulating material 1 can have a high heat insulating property while increasing the cushioning property against the expansion of the battery cells.
  • the thicknesses of the compression adjustment layer 10 and the heat insulation layer 20 are the thicknesses measured at arbitrary locations in the cross sections of the compression adjustment layer 10 and the heat insulation layer 20 . In the cross section of the compression adjustment layer 10 and the heat insulating layer 20, if measurements are made at arbitrary locations at several locations, the average value of the thicknesses at these measurement locations may be used.
  • the compressive stress of the compression adjustment layer 10 is 25% to 70% in the thickness direction with respect to the thickness before compression of the specimen at a predetermined compression speed (for example, 0.5 mm / min) using a precision universal testing machine.
  • the compressive stress when compressed at any ratio within the range may be measured.
  • Thermal insulation refers to the performance of suppressing the conduction of heat. Thermal insulation can be evaluated by measuring thermal conductivity. Thermal conductivity is based on "JIS A 1412-1: 2016 Method of measuring thermal resistance and thermal conductivity of thermal insulating material-Part 2: Heat flow meter method (HFM method)", 80 ° C., heat under 2 MPa Determined by measuring conductivity.
  • a sample is prepared by cutting the battery heat insulating material 1 into a predetermined size (for example, 20 mm ⁇ 20 mm), and a reference sample is prepared.
  • a reference sample for example, a calcium silicate plate (“Hi-Luck”, manufactured by A&A Material Co., Ltd., thickness: 5 mm, thermal conductivity: 0.22 W/(m ⁇ K)) or the like can be used.
  • thermocouple On the lower plate surface of the pneumatic press, from the top, the first thermocouple, the aluminum plate, the battery heat insulating material 1, the aluminum plate, the second thermocouple, the reference sample, and the third thermocouple are sandwiched in this order. to adhere to. Adjust the load of the press with the upper plate heated to a predetermined temperature (e.g. 80°C) and the lower plate heated to a predetermined temperature (e.g. 35°C) so that it becomes a predetermined load (e.g. 800N (equivalent to 2 MPa)). After that, pressurize. In the heated and pressurized state, the measurement is continued until the temperature detected by each thermocouple stabilizes.
  • a predetermined temperature e.g. 80°C
  • predetermined temperature e.g. 35°C
  • predetermined load e.g. 800N (equivalent to 2 MPa)
  • stabilizing the temperature may mean that the temperature change is within a predetermined range (for example, within ⁇ 0.1° C.) before and after the 10-minute period. From the temperature detected by each thermocouple after temperature stabilization, the thickness of the battery heat insulating material 1 when compressed, and the thermal conductivity and thickness of the reference sample, the thermal conductivity k1 of the battery heat insulating material 1 is calculated by the following formula (I). Desired.
  • k1 k2 ⁇ (L1 ⁇ T1)/(L2 ⁇ T2) (I) (Wherein, k1 is the thermal conductivity [W/(m K)] of the battery heat insulating material 1, k2 is the thermal conductivity [W/(m K)] of the reference sample, and L1 is the thickness of the battery heat insulating material when pressurized, L2 is the thickness of the reference sample, ⁇ T1 is the temperature difference between the temperature of the second thermocouple and the temperature of the third thermocouple, and ⁇ T2 is is the temperature difference between the temperature of the first thermocouple and the temperature of the second thermocouple.)
  • the thickness of the battery heat insulating material 1 during compression If it is difficult to measure the thickness of the battery heat insulating material 1 during compression, the thickness of the battery heat insulating material before pressure and a predetermined load (e.g., 800 N (equivalent to 2 MPa)) are used. It may be obtained by calculating from the compression deformation rate at the time of compression.
  • a predetermined load e.g. 800 N (equivalent to 2 MPa)
  • the cushioning property is measured by using a precision universal testing machine and measuring the deformation distance when the compressive stress is 0.34 MPa and 3.45 MPa when the test body is compressed at a predetermined compression speed (e.g., 0.5 mm / min). do. Then, the amount of displacement (0.34 MPa to 3.45 MPa displacement range) within the range of the compressive stress of 0.34 MPa to 3.45 MPa is calculated by the following formula (II). This amount of displacement can be evaluated as cushioning properties in the displacement range of 0.34 MPa to 3.45 MPa.
  • the lithium ion secondary battery equipped with the battery heat insulating material according to the present embodiment at 0.34 MPa to 3.45 MPa improves the charge and discharge efficiency.
  • 0.34 MPa to 3.45 MPa displacement range [%] (deformation distance at 3.45 MPa / thickness of specimen) x 100% - (deformation distance at 0.34 MPa / thickness of specimen) x 100% ...
  • the compression adjustment layer 10 is formed in a sheet shape, and may be formed to have any desired softness according to the hardness of the heat insulating layer 20. That is, depending on the hardness of the heat insulating layer 20 , the compression adjustment layer 10 may be more easily compressively deformed than the heat insulating layer 20 or may be less compressively deformable than the heat insulating layer 20 .
  • a non-aqueous electrolyte secondary battery When a non-aqueous electrolyte secondary battery is configured by fixing the battery heat insulating material 1 in a housing while being sandwiched between battery cells, one of the battery cells may be excessively heated during operation of the non-aqueous electrolyte secondary battery. When the heat is generated, the battery cell expands and the surface of the battery cell protrudes toward the battery heat insulating material 1 , stress is applied to the battery heat insulating material 1 . Therefore, depending on the hardness of the heat insulating layer 20, one of the compression adjustment layer 10 and the heat insulating layer 20 is made more susceptible to compressive deformation than the other.
  • the battery heat insulating material 1 includes the compression adjustment layer 10 and the heat insulating layer 20, thereby effectively suppressing damage to the battery cells due to excessive suppression of expansion of the battery cells. can be done.
  • the compressive stress when the compression adjustment layer 10 is compressed at any ratio within the range of 25% to 70% in the thickness direction with respect to the thickness before compression is 0.34 MPa to 3.45 MPa, preferably 1 .00 MPa to 3.00 MPa, more preferably 1.50 MPa to 2.50 MPa. If the compressive stress of the compression adjustment layer 10 is less than 0.34 MPa, the compression adjustment layer 10 does not have sufficient cushioning properties, so a constant load cannot be stably applied to the battery cell. Moreover, when the compression adjustment layer 10 is deformed, the thickness of the deformed portion is reduced, which may reduce the heat insulating properties. On the other hand, if the compressive stress of the compression adjustment layer 10 is higher than 3.45 MPa, the expansion of the battery cell cannot be sufficiently buffered and the battery cell may be damaged.
  • the compressive stress when compressed at any ratio within the range of 25% to 70% in the thickness direction with respect to the thickness before compression of the compression adjustment layer 10 is, after assembly to the non-aqueous electrolyte secondary battery, the start of use. Therefore, stress is applied to the heat insulating material for batteries at the end of use, and the compressive stress of the compressive adjustment layer changes due to the relaxation phenomenon. Therefore, the compressive stress is compressed in the thickness direction at a rate within the range of 25% to 70% with respect to the thickness before compression, and the compression ratio is maintained in a state of more than 0 hours and 87600 hours or less (battery life The residual stress in the state of being left for 10 years from the start of use to disposal) may be acceptable.
  • the method of measuring the residual stress is to use a test piece cut from the compression adjustment layer or the heat insulation layer with a specified thickness of 10 mm square, and use a precision universal testing machine (Autograph AGS-5kNX, manufactured by Shimadzu Corporation) to compress. Compress the test body at a speed of 0.5 mm / min, stop the compression when it is compressed at any ratio within the range of 25% to 70%, and maintain the compression rate for 87600 hours greater than 0 hours. It was left for the following time. Then, the stress in the state of being left for 87,600 hours or less, which is greater than 0, was measured, and this stress was defined as the residual stress.
  • a precision universal testing machine Autograph AGS-5kNX, manufactured by Shimadzu Corporation
  • the following method may be used to estimate and obtain the residual stress in a state of standing for more than 20 hours and not more than 87,600 hours.
  • the relationship between the elapsed time and the stress relaxation rate can be created using Microsoft's Excel spreadsheet software.
  • a graph can be created by arranging and selecting the elapsed time and the stress relaxation rate in the table, and selecting in the order of insert, graph and scatter diagram. Next, select the transition curve displayed in the graph, open the context menu, and select Add Approximate Curve (R). Select an approximation formula that fits the stress relaxation curve from the options of the approximation curve, and check "Display formula on graph (E)".
  • the stress relaxation rate (%) can be obtained by substituting time greater than 20 hours and 87,600 hours or less for (x) in the displayed approximate curve formula.
  • the thermal conductivity of the compression adjustment layer 10 at 80° C. and 2 MPa may be higher than the thermal conductivity of the heat insulating layer 20 at 80° C. and 2 MPa. m ⁇ K) is preferred.
  • the thermal conductivity of the compression adjustment layer 10 at 80°C and 2 MPa is preferably 20% or more of the thermal conductivity of the heat insulating layer 20 at 80°C and 2 MPa.
  • the thermal conductivity of the compression adjustment layer 10 at 80° C. and 2 MPa is the same as when measuring the thermal conductivity of the battery heat insulating material 1, as described in "JIS A 1412-1:2016 Thermal resistance and thermal conductivity of thermal insulating materials. Measurement method-Part 2: Heat flow meter method (HFM method)”.
  • the material of the compression adjustment layer 10 is not particularly limited as long as it is easily compressively deformable and can exhibit cushioning performance.
  • a molded body such as fiber, rubber, thermoplastic resin, or the like can be used.
  • a fiber molded article is obtained by molding a fiber.
  • fibers include inorganic fibers such as glass wool and rock wool, and felts made of cellulose fibers, polyester, polypropylene, and the like.
  • the compressive stress when the compression adjustment layer 10 is distorted by being compressed at any ratio within the range of 25% to 70% in the thickness direction with respect to the thickness before compression is within the range of 0.34 MPa to 3.45 MPa.
  • the mass of the fibers used to form the compression adjustment layer 10 is preferably 140 kg/m 3 to 533 kg/m 3 .
  • glass wool is preferably hardened with a thermosetting resin in order to increase compressive stress.
  • the glass wool alone preferably has a fiber diameter of 3 ⁇ m to 13 ⁇ m and a fiber length of 5 mm to 200 mm.
  • a rubber molding is obtained by molding rubber.
  • rubbers include styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, chloroprene rubber, isoprene rubber, butyl rubber, ethylene propylene rubber, nitrile rubber, silicone rubber, fluororubber, acrylic rubber, urethane rubber, polysulfide rubber and shrimp chlorohydrin rubber. mentioned. These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
  • the Asker C hardness of the rubber molding is preferably 53 or less. If the Asker C hardness is higher than 53, the heat insulating layer may be destroyed during compression. The Asker C hardness is measured based on the hardness measurement method described in JIS K7312:1996 using an Asker rubber hardness tester C-type indenter.
  • Thermoplastic resin moldings are obtained by molding thermoplastic resins or thermosetting resins.
  • Thermoplastic resins include polyurethane, polyethylene, polystyrene, polypropylene, and ethylene vinyl acetate copolymer. These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
  • the resin molded product is preferably a resin foam formed by foam molding using the above thermoplastic resin to form independent or continuous cells. Since the resin foam has cells inside and on the surface, it is easily deformed by compression and can exhibit cushioning performance.
  • the compressive stress when the resin foam is distorted by being compressed at any ratio within the range of 25% to 70% in the thickness direction with respect to the thickness before compression is set within the range of 0.34 MPa to 3.45 MPa.
  • the cell structure constituting the resin foam has a closed cell structure
  • the material used for forming the resin foam has a crosslinked structure
  • the material alone has a compressive elastic modulus of 700 MPa to 72000 MPa.
  • the compressive stress when distorted by being compressed in the thickness direction at any ratio within the range of 25% to 70% of the thickness before compression of the resin molded body is set within the range of 0.34 MPa to 3.45 MPa.
  • the reinforcing structure of the resin molded body preferably has a corrugated shape that disperses stress and does not easily buckle, rather than a rectangular cross-sectional shape that tends to concentrate stress.
  • the heat insulating properties will decrease if the buffer layer burns, so the heat insulating layer should have flame retardancy (for example, UL94 V-0 of the UL flame retardant standard). Preferably, it is more preferably nonflammable.
  • Thermosetting resins include urethane resins, phenol resins, urea resins, melamine resins, unsaturated polyesters, epoxy resins, and silicone resins. These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
  • the thickness of the compression adjustment layer 10 is preferably 1.0 mm to 8.8 mm, more preferably 1.5 mm to 7.5 mm, even more preferably 2.0 mm to 5.0 mm.
  • the battery heat insulating material 1 is sandwiched between the battery cells and fixed in the housing to form a non-aqueous electrolyte secondary battery. , can sufficiently absorb the stress applied to the battery cell when the battery cell expands.
  • the ratio of the thickness of the compression adjustment layer 10 to the thickness of the heat insulation layer 20 is more than 0.5 and less than 4.5. If the ratio of the thickness of the compression adjustment layer 10 to the thickness of the heat insulation layer 20 is 0.5 or less, the strain from the outside cannot be sufficiently absorbed. Therefore, when a non-aqueous electrolyte secondary battery is configured by fixing the battery heat insulating material 1 in the housing while being sandwiched between the battery cells, expansion of the battery cells that occurs during charging of the battery cells cannot be fully absorbed. The stress applied to the cell may become too high and damage the battery cell. If the ratio of the thickness of the compression adjustment layer 10 to the thickness of the heat insulation layer 20 is 4.5 or more, the compression adjustment layer 10 becomes too thick than the heat insulation layer 20 .
  • the compression adjustment layer 10 has a higher thermal conductivity than the heat insulating layer 20, the heat insulating property of the heat insulating material 1 for batteries is lowered. Therefore, when the non-aqueous electrolyte secondary battery is configured by fixing the battery heat insulating material 1 in the housing while being sandwiched between the battery cells, the battery heat insulating material 1 absorbs heat generated when the battery cells thermally expand. Not enough insulation.
  • the shape of the compression adjustment layer 10 appropriately corresponds to the expansion and contraction of the battery cells when the battery heat insulating material 1 is sandwiched between the battery cells and fixed in the housing to form a non-aqueous electrolyte secondary battery.
  • the shape is not particularly limited as long as it is suitable for being deformed by pressing, for example, a plate shape is preferable.
  • the shape of the compression adjustment layer 10 in plan view may be rectangular (for example, polygonal such as square), circular, elliptical, or any other shape.
  • the heat insulating layer 20 is provided on the upper surface 10a of the compression adjustment layer 10. As shown in FIG. 2, the heat insulating layer 20 is formed in a sheet shape, and has a function of suppressing the heat transferred to the battery heat insulating material 1 from being transferred in the thickness direction, that is, a heat insulating property. may have
  • the thermal conductivity of the heat insulating layer 20 is not particularly limited as long as it is lower than the thermal conductivity of the compression adjustment layer 10 at 80° C. and 2 MPa. K) is preferably less than or equal to. If the thermal conductivity of the heat insulating layer 20 is equal to or less than the above upper limit, heat insulating properties can be exhibited. In addition, the lower limit of the thermal conductivity of the heat insulating layer 20 is not limited, and may be, for example, 0.010 W/K ⁇ m or more. Note that the thermal conductivity of the heat insulating layer 20 can be measured in the same manner as the thermal conductivity of the compression adjustment layer 10 .
  • the thermal resistance of the heat insulating layer 20 is not particularly limited, it is preferably 0.025 (K ⁇ m 2 )/W or more.
  • the upper limit of the thermal resistance of the heat insulating layer 20 is not limited, and may be, for example, 0.1 (K ⁇ m 2 )/W or less.
  • the compressive stress of the heat insulating layer 20 can be appropriately designed to any magnitude according to the hardness of the heat insulating layer 20, and is preferably 0.25 MPa to 14.00 MPa, for example. If the compressive stress of the heat insulating layer 20 is within the above preferred range, a constant load can be applied to the battery cell together with the compression adjustment layer 10, and the expansion of the battery cell can be sufficiently cushioned, thereby suppressing damage to the battery cell. can do.
  • the compressive stress of the heat insulating layer 20 is higher than that of the compression adjusting layer 10 in the low compression range (for example, 0.34 MPa to 3.45 MPa displacement range).
  • the compressive stress of the heat insulating layer 20 is lower than that of the compression adjusting layer 10 in the low compression region.
  • the compressive stress of the heat insulating layer 20 can be obtained in the same manner as for the compression adjustment layer 10 described above.
  • the compressive stress of the heat insulating layer 20 is the compressive stress when the heat insulating layer 20 is compressed in the thickness direction at any rate within the range of 25% to 70% of the thickness before compression. OK.
  • the thickness of the heat insulating layer 20 can be set as appropriate, but is preferably 0.8 mm to 5.0 mm, for example. If the thickness of the heat insulating layer 20 is within the preferable range described above, the heat insulating property can be improved, and an increase in the size of the heat insulating material 1 for batteries can be suppressed.
  • the heat insulating layer 20 is not particularly limited as long as it is a molded body having desired heat insulating properties, but it is preferably a porous body.
  • the porous body is not particularly limited, and examples thereof include fibrous bodies and foamed bodies.
  • the fibrous body contains fibers.
  • the fibrous body may be produced by either a dry method or a wet method.
  • the fibers contained in the fibrous body are not particularly limited as long as they can be applied to the heat insulating layer 20, and at least one of inorganic fibers and organic fibers can be used, but inorganic fibers are preferably included.
  • Inorganic fibers include, but are not limited to, silica fibers, glass fibers, alumina fibers, silica-alumina fibers, silica-alumina-magnesia fibers, biosoluble inorganic fibers, glass fibers, zirconia fibers, alkaline earth metal silicates.
  • Examples include salt fibers, alkaline earth silicate (AES) wool, glass wool, rock wool and basalt fibers. These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
  • Organic fibers are not particularly limited, but include, for example, aramid fibers, polyester fibers, polyethylene fibers, polypropylene fibers, polyvinyl chloride fibers, fluorine resin fibers, nylon fibers, rayon fibers, acrylic fibers and polyolefin fibers. These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
  • the average fiber length of the fibers is not particularly limited as long as heat insulating properties can be exhibited, and is preferably 0.05 mm to 50 mm, for example.
  • the average fiber diameter of the fibers is not particularly limited as long as it can exhibit heat insulating properties, and is preferably 0.1 ⁇ m to 50 ⁇ m, for example.
  • the content of the fibers in the fibrous body constituting the heat insulating layer 20 is not particularly limited as long as it is within a range in which heat insulating properties can be exhibited, and is preferably 70% by mass to 99.5% by mass, for example.
  • the content of the fibers in the fibrous body is the sum of the content of the inorganic fibers and the organic fibers.
  • the fibrous body may contain inorganic particles that can suppress thermal radiation. Any inorganic particles can be used as long as they can reduce heat transfer due to radiation. For example, inorganic particles having an absorption peak in the infrared region can be used. The absorption peak in the infrared region can be measured with an infrared spectrophotometer.
  • the inorganic particles may function as a binder for binding fibers together.
  • the fibrous body may be composed of a compression-molded mixture containing the fibers and the inorganic particles.
  • the material of the inorganic particles include silica, titanium oxide, silicon carbide, ilmenite (ilmenite, FeTiO), zirconium silicate, iron oxide (III), iron (II) (wustite (FeO), magnetite (Fe 3 O 4 ), hematite (Fe 2 O 3 )), chromium dioxide, zirconium oxide, manganese dioxide, zirconia sol, titania sol, silica sol, alumina sol, bentonite and kaolin.
  • silica examples include silica produced by a dry method and silica produced by a wet method.
  • Silica produced by a dry method includes, for example, fumed silica.
  • Silica particles produced by a wet method include, for example, colloidal silica, precipitated silica and silica gel.
  • colloidal silica examples include anionic colloidal silica and cationic colloidal silica.
  • Precipitated silica refers to silica having a mesopore structure in the form of a powder of around 10 ⁇ m, which is obtained by synthesizing solid silica from a weakly alkaline to neutral aqueous solution, filtering, washing with water, and drying.
  • silica aerogel is a silica gel having a porous structure of several tens of nanometers and having a high void ratio of generally 90% or more to its volume. Silica airgel has little heat transfer due to conduction in the solid portion and hinders the movement of air component molecules inside, so it has little conduction and convection due to gas, and has low thermal conductivity.
  • the fibrous body may contain one type of inorganic particles, or may contain multiple types of inorganic particles.
  • the fibrous body can be formed, for example, from a compression-molded body made of a mixture of fibers and inorganic particles.
  • the fibrous body can be a compression-molded body made of a mixture containing inorganic fibers and fumed silica.
  • silica fibers or glass fibers are used as the inorganic fibers, the fibrous body may be a compression-molded body made of a mixture containing silica fibers or glass fibers and fumed silica.
  • the fibrous body may contain a binder.
  • Binders include thermoplastic resins, thermosetting resins, sugars, and the like. These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
  • the content of the binder in the fibrous body is not particularly limited as long as it is within a range in which heat insulating properties can be exhibited, and may be set at any content as appropriate.
  • the fibrous body may be formed of, for example, a compression-molded body made of a mixture of fibers, inorganic particles and a binder.
  • Foams include, for example, urethane foam, phenol foam, polyethylene foam, polystyrene foam, and silicone foam.
  • the foam may contain inorganic particles, similar to the fibrous body.
  • the inorganic particles may include inorganic particles similar to those contained in the fibrous body. Therefore, details of the inorganic particles are omitted.
  • the content of the inorganic particles contained in the fibrous body may be appropriately set arbitrarily.
  • the density of the heat insulating layer 20 is not particularly limited, and may be, for example, 0.20 g/cm 3 to 0.45 g/cm 3 .
  • the porosity of the foam according to the Archimedes method is not particularly limited and can be set as appropriate.
  • the shape of the heat insulating layer 20 is the same as the compression adjusting layer 10, when the battery heat insulating material 1 is sandwiched between the battery cells and fixed in the housing to form a non-aqueous electrolyte secondary battery, the shape of the heat insulating layer 20 is similar to the surface of the battery cell. Although it is not particularly limited as long as it has a shape suitable for heat insulation, for example, a plate shape is preferable. In this case, the shape of the heat insulating layer 20 in plan view may be rectangular (for example, polygonal such as square), circular, elliptical, or any other shape.
  • the coating layer 30 covers the surfaces of the compression adjustment layer 10 and the heat insulation layer 20 exposed to the outside, and accommodates the compression adjustment layer 10 and the heat insulation layer 20 inside. Seal.
  • the coating layer 30 By covering the compression adjustment layer 10 and the heat insulating layer 20 with the coating layer 30 , even if the heat insulating layer 20 contains inorganic particles such as silica, it is possible to prevent the inorganic particles from falling off from the cross section of the heat insulating layer 20 .
  • the covering layer 30 may cover only the heat insulating layer 20 .
  • the coating layer 30 can be formed by welding or bonding the peripheral edges of a pair of sheet-shaped resin films 31A and 31B.
  • the coating layer 30 may be formed by folding back a sheet of the resin film 31A or the resin film 31B and welding or bonding the periphery.
  • the resin films 31A and 31B may have a layer made of polyethylene terephthalate (PET) or polyimide (PI) film, and may also have a layer made of heat seal resin.
  • the layer made of the heat-seal resin may be provided at least on the peripheral edges of the resin films 31A and 31B.
  • heat seal resins examples include polyethylene (PE) and polypropylene (PP).
  • the resin films 31A and 31B have only a layer made of a PET film, or be a laminate of a layer made of a PET film and a layer made of a heat seal resin.
  • the thickness of the coating layer 30 is not particularly limited, and may be set to any thickness as appropriate.
  • the battery heat insulating material 1 preferably has a predetermined residual stress rate and residual stress even when stress is applied from the outside.
  • the heat insulating material 1 for batteries has the following formula when the first standing time is the first time that satisfies the following formula (1) when the compression time for applying a stress of 100 N is 0 to 19 hours. It is preferable that the residual stress rate calculated in (2) is 90% or more, and the residual stress after 20 hours of compression is 0.34 MPa or more.
  • Residual stress rate [%] (residual stress after compression time of 20 hours)/(residual stress after first standing time) ⁇ 100 (2) (However, in formula (1), n is an integer of 1 to 19.)
  • the residual stress rate is more preferably 91% or more, and even more preferably 93% or more.
  • the residual stress after 20 hours of compression is more preferably 0.35 MPa or more, and even more preferably 0.40 MPa or more.
  • the residual stress rate is obtained by compressing a test piece obtained by cutting the battery heat insulating material 1 into a predetermined size using a precision universal testing machine at a predetermined compression speed (for example, 0.5 mm / min), and applying a load is 100N, the compression is stopped. While maintaining this state, the stress after the first standing time and 20 hours is measured, and the residual stress rate is calculated from the above formula (2).
  • a predetermined compression speed for example, 0.5 mm / min
  • FIG. 4 An example of the relationship between compression time and residual stress is shown in FIG.
  • the residual stress RS MAX becomes maximum when a predetermined stress (for example, 100 N) is applied to the battery heat insulating material 1, that is, when the compression time is 0 hours.
  • a predetermined stress for example, 100 N
  • the longer the compression time, the lower the residual stress, and the reduction rate of residual stress represents the relaxation rate of compression stress.
  • the residual stress ratio obtained from the residual stress RS1 at the first standing time T1 and the residual stress RS2 after 20 hours of compression time is 90% or more, the residual stress after 20 hours from the first standing time T1 This means that the rate of decrease in residual stress can be kept low.
  • the non-aqueous electrolyte secondary battery is configured by fixing the battery heat insulating material 1 sandwiched between the battery cells in the housing, the battery heat insulating material 1 is stable with respect to the battery cells for a long period of time. Pressure can be applied.
  • the residual stress rate of the battery heat insulating material 1 may be evaluated by a method other than the method of calculating the residual stress rate from the above formula (2).
  • a weight is placed continuously for a predetermined period (for example, 30 days) so that a compressive load of 0.34 MPa is applied in an environment of 23 ° C. ⁇ 3 ° C., and the thickness of the heat insulating material 1 for batteries is measured.
  • a method of evaluating whether or not the rate of change of is equal to or less than a predetermined value (for example, 3%) may be used.
  • the resin film 31A is laminated on the main surface of the compression adjusting layer 10 opposite to the heat insulating layer 20 side, and the heat insulating layer 20 is compressed.
  • a laminate is formed by laminating the resin film 31B on the main surface opposite to the adjustment layer 10 side (laminating step).
  • the resin films 31A and 31B are sized so that the edges of the resin films 31A and 31B are located outside the edges of the compression adjustment layer 10 and the heat insulation layer 20 in a plan view of the compression adjustment layer 10 and the heat insulation layer 20. to mold.
  • edge of the resin film 31A and the edge of the resin film 31B of the laminate are thermally welded (welding step).
  • the heat insulating material 1 for batteries is obtained in which the compression adjusting layer 10 and the heat insulating layer 20 are hermetically sealed inside the covering layer 30 .
  • the heat insulating material 1 for a battery includes a compression adjustment layer 10 and a heat insulation layer 20, and the ratio of the thickness of the compression adjustment layer 10 to the thickness of the heat insulation layer 20 is more than 0.5 and less than 4.5, and the compression of the compression adjustment layer 10 is The compressive stress when distorted by being compressed in the thickness direction at any ratio within the range of 25% to 70% with respect to the previous thickness is set to 0.34 MPa to 3.45 MPa. As a result, the heat insulating material 1 for batteries can be improved in flexibility against stress from the outside and can maintain a low thermal conductivity.
  • the non-aqueous electrolyte secondary battery is configured by fixing the battery heat insulating material 1 in the housing while being sandwiched between the battery cells, the battery heat insulating material 1 is excellent against the expansion of the battery cells. While being able to exhibit cushioning properties, it can have high heat insulating properties.
  • the internal pressure of the battery cell changes during charging and discharging, and the battery cell expands, contracts, and deforms in its thickness direction. That is, in a battery cell, temperature rise, gas generation, crystal change in electrodes, and the like generally occur during charging, so that the internal pressure rises compared to discharging. Due to this change in the internal pressure of the battery cell, the battery cell expands and contracts.
  • a lithium-ion secondary battery in which a large number of battery cells are stacked, it is difficult for the battery cells arranged inside to dissipate heat, and the degree of deformation due to expansion and contraction of the battery cells increases, making it difficult to suppress deformation. be.
  • the heat insulating material 1 for a battery has a compressive stress lower than that of the heat insulating layer 20 while the compression adjusting layer 10 has a predetermined thickness with respect to the heat insulating layer 20. It is possible to flexibly deform against the stress from the outside and exert a cushioning effect, and at the same time, it is possible to improve the heat insulating property.
  • the battery heat insulating material 1 can include a coating layer 30 that covers at least the heat insulating layer 20 . Thereby, in the battery heat insulating material 1 , the heat insulating layer 20 can be sealed at least within the covering layer 30 .
  • the heat insulating layer 20 contains inorganic particles and the like, the inorganic particles and the like are likely to fall off from the cut surface of the heat insulating layer 20, so it is necessary to prevent this.
  • the heat insulating layer 20 is sealed at least within the coating layer 30, and the cross section of the heat insulating layer 20 is wrapped with the coating layer 30, so that even when the heat insulating layer 20 contains inorganic particles or the like, the heat insulating layer It is possible to reduce the dropping of inorganic particles and the like from the cut surface of 20 at a low cost.
  • the battery heat insulating material 1 can suppress the deterioration of the heat insulating layer 20 by suppressing the falling of inorganic particles and the like from the heat insulating layer 20, so that the heat insulating properties of the battery cells can be more reliably maintained. .
  • the heat insulation layer 20 of the battery heat insulation material 1 can contain at least one of fumed silica, colloidal silica, precipitated silica and silica aerogel. Fumed silica, colloidal silica, and silica airgel can be used as inorganic particles, have the property of suppressing thermal radiation, and have higher flexibility than other inorganic particles. Therefore, the battery heat insulating material 1 includes at least one of fumed silica, colloidal silica, precipitated silica, and silica aerogel as inorganic particles in the heat insulating layer 20, so that the heat insulating layer 20 can reliably exhibit heat insulating properties. Therefore, the heat generated from the battery cells can be insulated more reliably. In addition, by increasing the flexibility of the heat insulating layer 20, the heat insulating material 1 for a battery can further improve the cushioning properties.
  • the battery heat insulating material 1 is calculated by the above formula (2) when the first standing time is the first time that satisfies the above formula (1) when the compression time for applying a stress of 100 N is 0 to 19 hours.
  • the residual stress rate can be 90% or more, and the residual stress after 20 hours of compression can be 0.34 MPa or more.
  • the cushioning performance may deteriorate due to deterioration, resulting in a decrease in pressure.
  • the heat insulating material for batteries has a predetermined ratio (for example, 1.8 ⁇ 10 -7 mm /min) in the thickness direction.
  • a predetermined ratio for example, 1.8 ⁇ 10 -7 mm /min
  • the compression adjustment provided by the heat insulating material for the battery must be maintained. It is desirable that the layer have a higher compressive stress.
  • the heat insulating material 1 for batteries can have a residual stress rate of 90% or more calculated by the above formula (2), and can have a residual stress of 0.34 MPa or more after 20 hours of compression.
  • the battery heat insulating material 1 can stably exhibit excellent cushioning properties against expansion of the battery cells over a long period of time while fixing the battery cells.
  • the residual stress after the first standing time or 20 hours of compression can be measured, for example, by preparing a test specimen obtained by cutting the compression adjustment layer 10 into a predetermined size and using a precision universal testing machine. .
  • the prepared specimen is compressed at a predetermined compression speed (for example, 0.5 mm/min) using a precision universal testing machine, and the compression is stopped when the load reaches 100N.
  • a predetermined compression speed for example, 0.5 mm/min
  • the battery heat insulating material 1 is applied with a stress of 100 N in both cases of having a single layer structure consisting only of the heat insulating layer 20 and having a multi-layer structure including the compression adjustment layer 10 and the heat insulating layer 20.
  • the compression time is 0 to 19 hours and the first time that satisfies the above formula (1) is set as the first standing time
  • the residual stress rate calculated by the above formula (2) is set to 90% or more
  • the compression The residual stress after 20 hours is set to 0.34 MPa or more.
  • the battery heat insulating material 1 when the battery heat insulating material 1 is applied to a non-aqueous electrolyte secondary battery, even if the non-aqueous electrolyte secondary battery is used for a long period of time, the residual stress of the compression adjustment layer 10 can be suppressed from decreasing, and the residual stress can be reduced. By suppressing stress relaxation, it is possible to stably exhibit excellent cushioning properties against expansion of the battery cells over a long period of time while applying pressure to the battery cells.
  • the battery heat insulating material is provided in the non-aqueous electrolyte secondary battery, and when used for a long period of time, the buffer performance decreases due to deterioration and the pressure increases. can lead to a decline in For example, when the displacement in the thickness direction of the heat insulating material for batteries is 0.94 mm and the compressive stress of the heat insulating material for batteries is 1 MPa, the heat insulating material for batteries has a predetermined ratio (for example, 1.8 ⁇ 10 -7 mm /min) in the thickness direction. In this case, there is a strong tendency for the compression adjustment layer to compressively relax and the compressive stress of the compression adjustment layer to decrease.
  • the compression adjustment provided by the heat insulating material for the battery must be maintained. It is important that the layers have a higher compressive stress.
  • the heat insulating material 1 for batteries has a residual stress rate calculated by the above formula (2) of 90% or more, and a residual stress of 0.34 MPa or more after 20 hours of compression.
  • the battery heat insulating material 1 is provided in the non-aqueous electrolyte secondary battery, and even if the non-aqueous electrolyte secondary battery is used for a long period of time, the residual stress of the compression adjustment layer 10 of the battery heat insulating material 1 can be reduced. It is possible to suppress the relaxation of the residual stress, so that the battery cell can be maintained in a pressurized state and have sufficient cushioning properties. Therefore, the battery heat insulating material 1 can stably exhibit excellent cushioning properties against expansion of the battery cells over a long period of time while applying pressure to the battery cells.
  • the battery heat insulating material 1 Since the battery heat insulating material 1 has excellent buffering properties and high heat insulating properties as described above, it is effectively used as a heat insulating member for non-aqueous electrolyte secondary batteries, particularly lithium ion secondary batteries. can be used.
  • the battery heat insulating material 1 By using the battery heat insulating material 1 as a heat insulating member for a non-aqueous electrolyte secondary battery, the non-aqueous electrolyte secondary battery can maintain charge-discharge characteristics for a longer period of time, thereby extending the life of the battery.
  • the heat insulating material 1 for batteries is arranged such that one of the compression adjusting layer 10 and the heat insulating layer 20 is the other of the compression adjusting layer 10 and the heat insulating layer 20 in the thickness direction (Z-axis direction) of the heat insulating material 1 for batteries. ) may be stacked and sandwiched.
  • the battery heat insulating material 1 may include a compression adjustment layer 10 on the upper surface of the heat insulating layer 20 . In this case, both the compression adjustment layer 10 and the heat insulating layer 20 may be covered with the covering layer 30 .
  • the heat insulating material 1 for batteries may have heat insulating layers 20 on each of the upper surface 10a and the lower surface 10b of the compression adjusting layer 10, and the compression adjusting layer 10 may be sandwiched between the heat insulating layers 20. Also in this case, both the compression adjustment layer 10 and the heat insulating layer 20 may be covered with the covering layer 30 .
  • the battery heat insulating material 1 is obtained by laminating a plurality of compression adjusting layers 10 and heat insulating layers 20 in the thickness direction (Z-axis direction) of the battery heat insulating material 1, and forming the compression adjusting layers 10 and the heat insulating layers 20 may be alternately laminated.
  • the battery heat insulating material 1 is composed of a set of the compression adjusting layer 10 and the heat insulating layer 20 in two stages, and the compression adjusting layer 10 and the heat insulating layer are arranged in the thickness direction (Z-axis direction) of the battery heat insulating material 1. 20 , the compression adjustment layer 10 and the heat insulating layer 20 , which are four layers laminated.
  • the battery heat insulating material 1 has five layers in the thickness direction (Z-axis direction) of the battery heat insulating material 1, namely, the compression adjusting layer 10, the heat insulating layer 20, the compression adjusting layer 10, the heat insulating layer 20, and the compression adjusting layer 10. It may be constructed by stacking, or may be constructed by stacking five layers of the heat insulating layer 20 , the compression adjusting layer 10 , the heat insulating layer 20 , the compression adjusting layer 10 and the heat insulating layer 20 .
  • the battery heat insulating material 1 in the battery heat insulating material 1, only the heat insulating layer 20 may be covered with the coating layer 30.
  • an adhesive layer 40 is provided between the compression adjustment layer 10 and the covering layer 30 .
  • the adhesive layer 40 a general adhesive, a double-sided tape, or the like, which is used for heat insulating materials for batteries, can be used.
  • Non-aqueous electrolyte secondary batteries include lithium ion secondary batteries, nickel-hydrogen secondary batteries, nickel-cadmium secondary batteries, polymer secondary batteries and the like.
  • the non-aqueous electrolyte secondary battery is a lithium ion secondary battery.
  • FIG. 8 is a perspective view showing an example of a lithium ion secondary battery
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view of the lithium ion secondary battery.
  • a lithium ion secondary battery 50 includes a plurality of (four in FIG. 8) battery cells 51, a plurality of battery heat insulating materials (hereinafter simply referred to as heat insulating materials) 52, and a housing 53.
  • heat insulating materials hereinafter simply referred to as heat insulating materials
  • a battery cell includes a positive electrode, a negative electrode, a non-aqueous electrolyte (e.g., a non-aqueous electrolytic solution or a solid electrolyte), a battery case, and, if necessary, a separator. , and optionally a separator is accommodated.
  • the shape of the plurality of battery cells 51 is not particularly limited, but as shown in FIG. 8, each may have a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • the plurality of battery cells 51 are arranged to face each other at intervals in the thickness direction.
  • the plurality of battery cells 51 are spaced apart from each other in the thickness direction.
  • the number of battery cells 51 is not particularly limited, and can be set as appropriate according to the size of the battery cells 51 and housing 53, and may be 1 to 3, or 5 or more.
  • the plurality of heat insulating materials 52 are arranged between the plurality of battery cells 51 in the thickness direction of the battery cells 51 so as to be in contact with the opposed surfaces 51a of the battery cells 51 .
  • the welded portion 52 a of the heat insulating material 52 is arranged so as to be in contact with the inner surface of the housing 53 .
  • the heat insulating material 52 suppresses heat conduction between the battery cells 51 .
  • the heat insulating material 52 may include a compression adjusting layer 521 and a heat insulating layer 522 laminated in this order, and may include a covering layer 523 covering the compression adjusting layer 521 and the heat insulating layer 522 .
  • the covering layer 523 may be formed of a pair of resin films 523A and 523B.
  • the compression adjusting layer 521, the heat insulating layer 522, and the coating layer 523 are the same as the compression adjusting layer 10, the heat insulating layer 20, and the coating layer 30 of the battery heat insulating material 1 described above, so the details thereof are omitted.
  • the compression adjustment layer 521 is arranged so as to face one battery cell 51 (the battery cell 51 on the right side in the thickness direction in FIG. 9), and the heat insulating layer 522 is arranged so as to face the other battery cell 51 ( In FIG. 9, it is arranged so as to face the battery cell 51) on the left side in the thickness direction, but it may be arranged in the opposite direction.
  • the heat insulation material 52 is arranged so that the compression adjustment layers 521 face both battery cells 51 . be.
  • the housing 53 accommodates a plurality of battery cells 51 and heat insulating material 52 .
  • the shape of the housing 53 is not particularly limited as long as it can accommodate the plurality of battery cells 51 and the heat insulating material 52, and may have a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • the heat insulating material 52 In the lithium-ion secondary battery 50, by arranging the heat insulating material 52 between the battery cells 51, when one battery cell 51 becomes hotter than the other battery cells 51 and expands, the heat insulating material 52 The compression adjustment layer is compressed to absorb the expansion of one battery cell 51, and the heat insulating layer of the heat insulating material 52 is hardly compressed and can maintain heat insulating properties, so that the influence on the other battery cells 51 can be reduced.
  • the battery cell 51 that has expanded due to high temperature, the battery cell 51 that has deteriorated and expanded, and the heat insulating material 52 that has deteriorated may be replaced with new battery cells 51 or heat insulating material 52 as appropriate.
  • the lithium-ion secondary battery 50 includes the heat insulating material 52 between the plurality of battery cells 51, it can exhibit excellent cushioning properties against expansion of the battery cells 51 and have high heat insulating properties. Therefore, the lithium ion secondary battery 50 can be used safely while suppressing damage to the battery cells 51 . Therefore, since the lithium-ion secondary battery 50 using the battery heat insulating material 1 has the characteristics as described above, it can be , portable electronic devices such as mobile terminals, mobile phones and laptop computers, and wearable devices.
  • Example 1 (Production of heat insulating layer 1) Hydrophilic fumed silica particles (“AEROSIL (registered trademark) 380”, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., average primary particle diameter: about 7 ⁇ m, BET specific surface area: 380 m 2 / g) 21 parts by mass, and inorganic fiber glass fiber ( "CS 25K-871” manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd., average diameter: 13 ⁇ m, average fiber length: 25 mm) 4 parts by mass are loosened by hand in advance and the fibers are opened, put in a plastic bag and uniformly dispersed.
  • AEROSIL registered trademark
  • the obtained mixed powder is put into a bag made of paper, non-woven fabric, cloth, or woven fabric with good air permeability, and the powder inside is compacted into a molded sheet having a density of 0.25 g/cm 3 .
  • a mixture containing hydrophilic fumed silica and glass fibers was compression-molded with a press to form a heat insulating material (heat insulating layer), which was a molded body.
  • the obtained heat insulating material (heat insulating layer) had a thickness of 3.3 mm and a density of 0.25 g/cm 3 .
  • the compressive elastic modulus compressive stress of the heat insulating layer 1 was measured using the following method for measuring the compressive elastic modulus compressive stress of the compression adjusting layer, the compressive stress in a 25% compressed state was 0.23 MPa.
  • the thicknesses of the heat insulating layer 1 and the compression adjusting layer were measured by measuring the cross sections of the heat insulating layer 1 and the compression adjusting layer with a clearance gauge (digital thickness gauge JAN-257, probe ⁇ 20, manufactured by Ozaki Seisakusho).
  • Table 1 shows the type, thickness, and compressive stress at 25% compression of the compression adjustment layer
  • Table 2 shows the type, component, type, thickness, and number of thermal insulation layers
  • Table 3 shows the ratio of the thickness of the compression adjustment layer to the thickness of the compression control layer.
  • Example 2 In Example 1, a rigid polyurethane foam (FL140HM, manufactured by Nisshinbo Chemical Co., Ltd., 8 times expansion, thickness 15 mm) cut to a thickness of 7.2 mm was used as the compression adjustment layer. Then, as the heat insulating layer, instead of the heat insulating layer 1, the heat insulating layer 2 was used in which the compounding amounts of the following compounding components and the compression molding conditions were changed.
  • FL140HM manufactured by Nisshinbo Chemical Co., Ltd., 8 times expansion, thickness 15 mm
  • the resulting mixture was applied to a substrate to form a coating film with a thickness of 3.8 mm. Furthermore, after compression molding with a hot press so that the coating film becomes a sheet with a thickness of 2 mm and a density of 0.3 to 0.5 g / cm 3 , it is dried at 100 ° C. for 10 minutes to obtain a hydrophilic fumed.
  • a heat insulating material (heat insulating layer) was produced by molding a mixture containing silica and glass fibers. The obtained heat insulating material (heat insulating layer) had a thickness of 1.8 mm and a density of 0.31 g/cm 3 . Further, when the compressive stress of the heat insulating layer 2 was measured using the method for measuring the compressive stress of the compression adjustment layer described above, the compressive stress in the 25% compressed state was 2.04 MPa.
  • the conical weight was a standard cone defined by Japanese Industrial Standards, with a total mass of 102.5 g and a weight holder with a mass of 47.5 ⁇ 0.05 g. .
  • Example 3 In Example 1, as the compression adjustment layer, glass wool (Uncured wool (600 g/m 2 ), manufactured by Asahi Glass Fiber Co., Ltd.) was heated using a heat press at 180 ° C. for 10 minutes to heat the resin in the glass wool. A cured and compression-molded sheet having a thickness of 3 mm was cut into a thickness of 2 mm and used. A heat insulating layer 1 having a thickness of 2 mm was produced in the same manner as in Example 1. Other than that, it carried out similarly to Example 1, and produced the heat insulating material for batteries.
  • glass wool Uncured wool (600 g/m 2 ), manufactured by Asahi Glass Fiber Co., Ltd.
  • Example 4 In Example 3, the thickness of the heat insulating layer 1 was changed to 1 mm, and the heat insulating layer 1 was laminated on both the upper and lower surfaces of the compression adjustment layer to produce a three-layer heat insulating material laminate as shown in FIG. A heat insulating material for a battery was produced in the same manner as in Example 3 except for this.
  • Example 5 In Example 1, as the compression adjustment layer, a polypropylene (PP) integrally extruded hollow structure plate (Single Cone (registered trademark), TSC-5-1204BK, manufactured by Ube Exsimo Co., Ltd., thickness 5.2 mm) was used. A heat insulating material for a battery was produced in the same manner as in Example 3.
  • PP polypropylene
  • Single Cone registered trademark
  • TSC-5-1204BK manufactured by Ube Exsimo Co., Ltd., thickness 5.2 mm
  • Example 6 In Example 1, a modified polyphenylene ether (PPE) expanded bead (Sunforce (registered trademark), manufactured by Asahi Kasei Corporation) modified PPE foam (expanded 10 times, thickness 7 mm) was cut to a thickness of 5 mm as the compression adjustment layer.
  • PPE polyphenylene ether
  • As the heat insulating layer the heat insulating layer 2 produced by the method shown in Example 2 was made to have a thickness of 2 mm. Other than that, it carried out similarly to Example 1, and produced the heat insulating material for batteries.
  • Example 7 In Example 3, as the compression adjustment layer, modified polyphenylene ether (PPE) expanded beads (Sunforce (registered trademark), manufactured by Asahi Kasei Corporation) modified PPE foam (expanded 7 times, thickness 7 mm) was cut into 2 mm thickness. was carried out in the same manner as in Example 3 to prepare a heat insulating material for batteries.
  • PPE polyphenylene ether
  • Example 8 In Example 1, the battery heat insulating material prepared in Example 1 was covered with two films obtained by laminating a polyester film with a thickness of 12 ⁇ m and a polyethylene film with a thickness of 1 mm, with the polyethylene side facing inward, and both ends of the film were closed with a heat sealer. Other than that, it carried out similarly to Example 1, and produced the heat insulating material for batteries.
  • Example 9 In Example 1, as the compression adjustment layer, glass wool (Uncured wool (700 g/m 2 ), manufactured by Asahi Glass Fiber Co., Ltd.) was heated for 10 minutes using a heat press machine at 180 ° C. to heat the resin in the glass wool. Cured and compression molded sheets of 3.6 mm thickness were used. A heat insulating layer 1 having a thickness of 2.4 mm was produced in the same manner as in Example 1. Other than that, it carried out similarly to Example 1, and produced the heat insulating material for batteries.
  • glass wool Uncured wool (700 g/m 2 ), manufactured by Asahi Glass Fiber Co., Ltd.
  • Example 10 In Example 9, the thickness of the heat insulating layer 1 was changed to 1.2 mm, and the heat insulating layer 1 was laminated on both the upper and lower surfaces of the compression adjustment layer to produce a three-layer heat insulating material laminate as shown in FIG. A heat insulating material for a battery was produced in the same manner as in Example 9 except that the heat insulating material was prepared.
  • Example 11 A heat insulating material for a battery was produced in the same manner as in Example 9, except that the heat insulating layer 2 having a thickness of 2.4 mm was used as the heat insulating layer.
  • Example 12 In Example 11, the thickness of the heat insulating layer 2 was changed to 1.2 mm, and the heat insulating layer 2 was laminated on both the upper and lower surfaces of the compression adjustment layer to produce a three-layer heat insulating material laminate as shown in FIG. A heat insulating material for a battery was produced in the same manner as in Example 11 except that the above was performed.
  • Example 13 In Example 11, as the compression adjustment layer, two sheets of glass wool (Uncured wool (600 g/m 2 ), manufactured by Asahi Glass Fiber Co., Ltd.) were stacked and heated for 10 minutes using a hot press at 180°C. A heat insulating material for batteries was produced in the same manner as in Example 11, except that the resin inside was heat-cured and the sheet was compression-molded to a thickness of 3.6 mm.
  • Example 14 In Example 13, the thickness of the heat insulating layer 2 was changed to 1.2 mm, and the heat insulating layer 2 was laminated on both the upper and lower surfaces of the compression adjustment layer to produce a three-layer heat insulating material laminate as shown in FIG. A heat insulating material for a battery was produced in the same manner as in Example 13 except that the heat insulating material was prepared.
  • Example 15 A heat insulating material for a battery was produced in the same manner as in Example 1, except that only the heat insulating layer 1 having a thickness of 2 mm produced in Example 1 was used without the compression adjustment layer.
  • Example 16 In Example 2, a heat insulating material for a battery was produced in the same manner as in Example 2, except that the compression adjustment layer was not provided and the heat insulating layer was formed with the thickness of the heat insulating layer 2 produced in Example 2 set to 2.0 mm. .
  • Example 17 In Example 3, as the compression adjustment layer, an ethylene-propylene-diene rubber (EPDM) foam sealing material (EPTSealer (registered trademark) EE-1000, thickness 5 mm, manufactured by Nitto Denko) was used. A heat insulating material for a battery was produced in the same manner.
  • EPDM ethylene-propylene-diene rubber
  • Example 18 In Example 3, as the compression adjustment layer, two sheets of 2.5 mm thickness and 2 mm thickness were cut from a compression-molded sheet of 3 mm thickness, which were stacked and cut into 4.5 mm thickness. As a heat insulating layer, the heat insulating layer 2 was cut to a thickness of 1.0 mm in the same manner as in Example 3. Other than that, it carried out similarly to Example 3, and produced the heat insulating material for batteries.
  • Example 19 In Example 18, the thickness of the heat insulating layer 2 was changed to 0.5 mm, and the heat insulating layer 2 was laminated on both the upper and lower surfaces of the compression adjustment layer to produce a three-layer heat insulating material laminate as shown in FIG. A heat insulating material for a battery was produced in the same manner as in Example 18, except for the above.
  • Example 20 the 3 mm-thick compression-molded sheet prepared in Example 3 was cut into 1 mm thickness as the compression adjusting layer.
  • the heat insulating layer As the heat insulating layer, the heat insulating layer 2 having a thickness of 2 mm produced by the method shown in Example 6 was used. Other than that, it carried out similarly to Example 6, and produced the heat insulating material for batteries.
  • Example 21 In Example 20, the thickness of the heat insulating layer 2 was changed to 1.0 mm, and the heat insulating layer 2 was laminated on both the upper and lower surfaces of the compression adjustment layer to produce a three-layer heat insulating laminate as shown in FIG. A heat insulating material for a battery was produced in the same manner as in Example 20, except for the above.
  • Example 22 In Example 6, as the compression adjustment layer, modified PPE foamed beads (Sunforce (registered trademark), manufactured by Asahi Kasei Corporation) modified PPE foam (expanded 5 times, thickness 7 mm) was cut to a thickness of 2.0 mm. A heat insulating material for a battery was produced in the same manner as in Example 6.
  • Unforce registered trademark
  • Asahi Kasei Corporation modified PPE foamed beads (Sunforce (registered trademark), manufactured by Asahi Kasei Corporation) modified PPE foam (expanded 5 times, thickness 7 mm) was cut to a thickness of 2.0 mm.
  • a heat insulating material for a battery was produced in the same manner as in Example 6.
  • Example 23 In Example 3, the same as Example 3 except that a sheet obtained by compression molding an inorganic foam (Talbocell, thickness 15 mm, manufactured by Sanbo Polymer Co., Ltd.) to a thickness of 3.0 mm at 23° C. was used as the compression adjustment layer. Then, a heat insulating material for batteries was produced.
  • a sheet obtained by compression molding an inorganic foam (Talbocell, thickness 15 mm, manufactured by Sanbo Polymer Co., Ltd.) to a thickness of 3.0 mm at 23° C. was used as the compression adjustment layer. Then, a heat insulating material for batteries was produced.
  • Example 24 In Example 6, except that a PP embossed sheet (Core Cone (registered trademark), thickness 4.5 mm, manufactured by Ube Exsimo Co., Ltd.) was used as the compression adjustment layer, the same procedure as in Example 6 was performed to obtain a heat insulating material for batteries. was made.
  • a PP embossed sheet (Core Cone (registered trademark), thickness 4.5 mm, manufactured by Ube Exsimo Co., Ltd.) was used as the compression adjustment layer.
  • Example 25 In Example 6, except that a flame-retardant polyethylene terephthalate (PET) foam ((BALTEX (registered trademark) T90.150, manufactured by AIREX), 7-fold expansion, thickness 5 mm) was used as the compression adjustment layer. In the same manner as above, a heat insulating material for batteries was produced.
  • PET polyethylene terephthalate
  • Example 26 In Example 6, except that a flame-retardant polyethylene terephthalate (PET) foam ((BALTEX (registered trademark) T90.100, manufactured by AIREX), 9-fold expansion, thickness 5 mm) was used as the compression adjustment layer. In the same manner as above, a heat insulating material for batteries was produced.
  • PET polyethylene terephthalate
  • Example 27 In Example 6, the same as Example 6 except that polyethylene terephthalate (PET) foam ((BALTEX (registered trademark) T92.60, manufactured by AIREX), 15-fold expansion, thickness 5 mm) was used as the compression adjustment layer. Then, a heat insulating material for batteries was produced.
  • PET polyethylene terephthalate
  • Example 28 In Example 13, as the compression adjusting layer, glass wool (Uncured wool (1556 g/m 2 ), manufactured by Central Glass Fiber Co., Ltd.) was heated using a heat press machine at 180 ° C. for 10 minutes to heat the resin in the glass wool. A heat insulating material for batteries was produced in the same manner as in Example 13, except that a cured and compression-molded sheet having a thickness of 3.6 mm was used.
  • glass wool Uncured wool (1556 g/m 2 ), manufactured by Central Glass Fiber Co., Ltd.
  • Example 29 In Example 6, except that a urethane foam ((Nipparei (registered trademark), manufactured by NHK Spring) EH48 (density 0.48 g/cm 3 , thickness 4.3 mm) was used as the compression adjustment layer. In the same manner as above, a heat insulating material for batteries was produced.
  • a urethane foam ((Nipparei (registered trademark), manufactured by NHK Spring) EH48 (density 0.48 g/cm 3 , thickness 4.3 mm) was used as the compression adjustment layer.
  • EH48 density 0.48 g/cm 3 , thickness 4.3 mm
  • Example 30 In Example 6, except that C-4600 (density 0.3 g/cm 3 , thickness 3.3 mm) of chloroprene rubber foam (Rubber Spo (registered trademark), manufactured by INOAC Corporation) was used as the compression adjustment layer.
  • a heat insulating material for a battery was produced in the same manner as in Example 6.
  • Example 31 In Example 6, except that KS-120 (density: 0.26 g/cm 3 , thickness: 3.8 mm) of styrene-butadiene rubber foam (green rubber, manufactured by Keihan Kogyo Co., Ltd.) was used as the compression adjustment layer. In the same manner as above, a heat insulating material for batteries was produced.
  • KS-120 density: 0.26 g/cm 3 , thickness: 3.8 mm
  • styrene-butadiene rubber foam green rubber, manufactured by Keihan Kogyo Co., Ltd.
  • a test piece is obtained by cutting the compression adjustment layer to a specified thickness of 10 mm square, and a precision universal testing machine (Autograph AGS-5kNX, manufactured by Shimadzu Corporation) is used to compress the test piece at a compression rate of 0.5 mm / min. Compression was stopped when 25% compression was achieved and left for 20 hours. Then, the stress after 20 hours was measured, and this stress was taken as the residual stress, and the residual stress after standing for 20 hours in a 25% compressed state was measured according to the following formula (V).
  • Example 28 ((Method for estimating residual stress))
  • the residual stress after 87,600 hours was estimated.
  • a graph of stress relaxation rate (%) and elapsed time was created according to the above procedure.
  • FIG. 10 shows the relationship between the stress relaxation rate (%) of the heat insulating material for batteries of Example 28 and the elapsed time.
  • V formula
  • the stress relaxation rate (%) after 87600 hours was obtained as 66% by substituting 87600 for x. Since the compressive stress at the initial 25% state of the compression tuning layer of Example 28 was 2.50 MPa, multiplying 2.50 MPa by 66% gives an estimated residual stress of 1.65 MPa after 87600 hours. was taken.
  • Thermal conductivity is based on "JIS A 1412-1: 2016 Method of measuring thermal resistance and thermal conductivity of thermal insulating material-Part 2: Heat flow meter method (HFM method)", 80 ° C., heat under 2 MPa Conductivity was measured.
  • a sample was prepared by cutting the heat insulating material for batteries into a size of 20 mm ⁇ 20 mm. Prepare a sample, a reference sample (calcium silicate plate ("Hi-Luck", A&A Material Co., Ltd., thickness 5 mm, 0.22 W/(m K)), and an aluminum plate ("A1060P", thickness 0.2 mm) bottom.
  • the thermal conductivity k1 of the battery heat insulating material was obtained by the following formula (I). .
  • the thermal conductivity was evaluated as good when it was in the range of 0.010 W/(m ⁇ K) or more and 0.080 W/(m ⁇ K) or less.
  • k1 k2 ⁇ (L1 ⁇ T1)/(L2 ⁇ T2) (I) (Wherein, k1 is the thermal conductivity [W/(m K)] of the battery heat insulating material 1, k2 is the thermal conductivity [W/(m K)] of the reference sample, and L1 is the thickness of the battery heat insulating material when pressurized, L2 is the thickness of the reference sample, ⁇ T1 is the temperature difference between the temperature of the second thermocouple and the temperature of the third thermocouple, and ⁇ T2 is is the temperature difference between the temperature of the first thermocouple and the temperature of the second thermocouple.)
  • a test piece was prepared by cutting a heat insulating material for batteries into a 10 mm square with a specified thickness. Using a precision universal testing machine (Autograph AGS-5kNX, manufactured by Shimadzu Corporation), the specimen was compressed at a compression rate of 0.5 mm/min, and compression was stopped when the load reached 100N. Then, when the compression time for applying a stress of 100 N is from 0 hours to 19 hours, the first time that satisfies the following formula (1) is set as the first standing time, and the stress after the first standing time and 20 hours is measured. , the residual stress rate was calculated by the following formula (2).
  • a test piece was prepared by cutting a heat insulating material for batteries into a 10 mm square with a specified thickness. Using a precision universal testing machine (Autograph AGS-5kNX, manufactured by Shimadzu Corporation), the specimen was compressed at a compression rate of 0.5 mm/min, and compression was stopped when the load reached 100N. It was kept as it was, and the residual stress was measured after 20 hours. When the residual stress after 20 hours was 0.34 MPa or more, it was evaluated as good, and when it was less than 0.34 MPa, it was evaluated as poor.
  • the thermal conductivity is 0.080 W / (m K) or less
  • the 0.34 MPa to 3.45 MPa displacement range is 31% or more
  • the residual stress rate was 90% or more
  • the residual stress after 20 hours was 0.36 MPa or more, both of which satisfied the criteria.
  • any one or more of the thermal conductivity, the 0.34 MPa to 3.45 MPa displacement range, the residual stress rate and the residual stress after 20 hours did not meet the criteria.
  • the ratio of the thickness of the compression adjustment layer to the thickness of the heat insulating layer was 1.0 to 4.0.
  • the compressive stress when distorted by being compressed at any ratio within the range of 25% to 70% in the thickness direction with respect to the thickness of the compression adjustment layer before compression is set to 0.50 MPa to 3.36 MPa. , it was confirmed that, since it can be flexibly deformed against the expansion of the battery cell, it can exhibit excellent cushioning properties and can have high heat insulation properties.
  • the battery heat insulating material of each example has a ratio of the thickness of the compression adjustment layer to the thickness of the heat insulation layer and the compressive stress of the compression adjustment layer even during use or removal after assembly in the non-aqueous electrolyte secondary battery. , the thermal conductivity, cushioning property, residual stress rate, and residual stress after 20 hours of the heat insulating material for batteries satisfy the respective predetermined values, it can be said that they have the same performance.
  • the aspect of embodiment of this invention is as follows, for example.
  • Laminated compression adjustment layer and heat insulation layer A ratio of the thickness of the compression adjustment layer to the thickness of the heat insulation layer is more than 0.5 and less than 4.5,
  • the compression adjustment layer has a compressive stress of 0.34 MPa to 3.45 MPa when it is distorted by being compressed in the thickness direction at any ratio within the range of 25% to 70% of the thickness before compression.
  • Insulation ⁇ 2>
  • ⁇ 3> The battery heat insulating material according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein the heat insulating layer contains at least one of fumed silica, colloidal silica, precipitated silica and silica aerogel.
  • the compression adjustment layer has a thickness of 1.0 mm to 8.8 mm.
  • the first time that satisfies the following formula (1) is defined as the first standing time
  • the residual stress rate calculated by the following formula (2) is 90% or more
  • a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising the battery heat insulating material according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>.
  • ⁇ 7> comprising a plurality of battery cells arranged adjacently, The non-aqueous electrolyte secondary battery according to ⁇ 6>, wherein the battery heat insulating material is arranged between the battery cells.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本発明に係る電池用断熱材は、圧縮調整層と断熱層を積層して備え、前記圧縮調整層の厚みの前記断熱層の厚みに対する比が、０．５超え４．５未満であり、前記圧縮調整層の圧縮前の厚みに対して厚み方向に２５％～７０％の範囲内の何れかの割合で圧縮されて歪んだ時の圧縮応力が０．３４ＭＰａ～３．４５ＭＰａである。

Description

電池用断熱材及び非水電解質二次電池
　本発明は、電池用断熱材及び非水電解質二次電池に関する。
　ハイブリッド自動車、電気自動車等の電動車両、携帯端末、携帯電話及びノート型パソコン等の携帯電子機器、ウェアラブル機器等の電源として、リチウムイオン二次電池等の非水系電解質二次電池が広く使用されている。非水系電解質二次電池は、一般に、正極、負極及び非水系電解質を備える電池セルを複数積層して備えている。非水系電解質二次電池では、充放電の繰り返しにより電池セルの膨張及び収縮が生じるため、隣接する電池セル同士の接触を抑えると共に電池セル間を断熱するため、電池セル同士の間に電池用断熱材が設けられている。
　非水系電解質二次電池に用いられる電池用断熱材として、例えば、波板状のばねに構成され、冷却媒体の通路として機能すると共に、バッテリの変形に対応して弾性変形し、バッテリの荷重をほぼ一定に維持する弾性特性を有するスペーサが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
日本国特開２０００－４８８６７号公報 カナダ国特許出願公開第１１９０２７９号明細書
　ここで、電池セルの容量が増大するにしたがって、電池セルの充放電に伴って生じる膨張及び収縮の変形量と、電池セルが過剰に発熱した時に熱暴走を生じる可能性が高くなる。特許文献１のスペーサは波板状に形成されたばねで構成されているため、電池セルの膨張による変形量が大きくなると十分に変形できず、緩衝性を発揮できない可能性が高いという問題があった。また、熱暴走した電池セルの断熱を十分に行うことができないという問題があった。
　また、リチウムイオン二次電池が高効率に動作する圧力の参考値として、例えば、特許文献２に''５０ｐｓｉ（０．３４ＭＰａ）～５００ｐｓｉ（３．４５ＭＰａ）の加圧で無加圧よりもＬＩＢの効率が向上''することが記載されている。
　本発明の一態様は、電池セルの膨張に対して優れた緩衝性を発揮することができると共に、高い断熱性を有することができる電池用断熱材を提供することを目的とする。
　本発明に係る電池用断熱材の一態様は、
　圧縮調整層と断熱層を積層して備え、
　前記圧縮調整層の厚みの前記断熱層の厚みに対する比が、０．５超え４．５未満であり、
　前記圧縮調整層の圧縮前の厚みに対して厚み方向に２５％～７０％の範囲内の何れかの割合で圧縮されて歪んだ時の圧縮応力が０．３４ＭＰａ～３．４５ＭＰａである。
　本発明に係る電池用断熱材の一態様は、電池セルの膨張に対して優れた緩衝性を発揮することができると共に、高い断熱性を有することができる。
本発明の実施形態に係る電池用断熱材の斜視図である。 図１のI－I断面図である。 図１の平面図である。 圧縮時間と残留応力との関係の一例を示す図である。 電池用断熱材の他の構成の一例を示す断面図である。 電池用断熱材の他の構成の一例を示す断面図である。 電池用断熱材の他の構成の一例を示す断面図である。 リチウムイオン二次電池の一例を示す斜視図である。 リチウムイオン二次電池の部分断面図である。 例２８の電池用断熱材の応力緩和率（％）と経過時間との関係を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては同一の符号を付して、重複する説明は省略する。また、図面における各部材の縮尺は実際とは異なる場合がある。本明細書において数値範囲を示す「～」は、別段の断わりがない限り、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
＜電池用断熱材＞
　本発明の実施形態に係る電池用断熱材について説明する。図１は、本実施形態に係る電池用断熱材の斜視図であり、図２は、図１のI－I断面図であり、図３は、図１の平面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態に係る電池用断熱材１は、圧縮調整層１０と断熱層２０をこの順に積層して備え、圧縮調整層１０及び断熱層２０をする被覆層３０を備えてよい。電池用断熱材１は、シート状に形成されている。図３に示すように、電池用断熱材１は、平面視において略矩形に形成されている。
　なお、本明細書では、電池用断熱材１の厚さ方向（垂直方向）をＺ軸方向とし、厚さ方向と直交する横方向（水平方向）をＸ軸方向及びＹ軸方向とする。Ｚ軸方向の断熱層２０側を＋Ｚ軸方向とし、圧縮調整層１０側を－Ｚ軸方向とする。以下の説明において、説明の便宜上、＋Ｚ軸方向を上又は上方といい、－Ｚ軸方向を下又は下方と称すが、普遍的な上下関係を表すものではない。
　本願発明者は、電池用断熱材１を非水系電解質二次電池に適用した際に、高容量化が進む電池セルの膨張に対する緩衝と電池セルから生じる熱の断熱をさらに適切に行うことを検討するに当たり、電池用断熱材１の圧縮調整層１０と断熱層２０との厚みの関係と、圧縮調整層１０が圧縮された時の緩衝性とに着目した。そして、本願発明者は、圧縮調整層１０の厚みの断熱層２０の厚みに対する比を０．５超え４．５未満の範囲内としつつ、圧縮調整層１０が圧縮前の厚みに対して厚み方向に２５％～７０％の範囲内の何れかの割合で圧縮されて歪んだ時の圧縮応力が０．３４ＭＰａ～３．４５ＭＰａの範囲内とすれば、電池用断熱材１は、外部からの応力に対して柔軟に変形できると共に断熱性を向上させることができることを見出した。これにより、電池用断熱材１は、電池セルの膨張に対する緩衝性を高めつつ高い断熱性を有することができる。
　なお、圧縮調整層１０及び断熱層２０の厚みは、圧縮調整層１０及び断熱層２０の断面において、任意の場所を測定した時の厚さである。圧縮調整層１０及び断熱層２０の断面において、任意の場所で数カ所測定した場合は、これらの測定箇所の厚さの平均値としてもよい。
　圧縮調整層１０の圧縮応力は、精密万能試験機を使用し、所定の圧縮速度（例えば、０．５ｍｍ／ｍｉｎ）で試験体を圧縮前の厚みに対して厚み方向に２５％～７０％の範囲内の何れかの割合で圧縮した時の圧縮応力を測定すればよい。
　断熱性とは、熱の伝導を抑制する性能をいう。断熱性は、熱伝導率を測定することによって評価できる。熱伝導率は、「ＪＩＳ　Ａ　１４１２－１：２０１６　熱絶縁材の熱抵抗及び熱伝導率の測定方法－第２部：熱流計法（ＨＦＭ法）」に準拠し、８０℃、２ＭＰａ下における熱伝導率を測定することで求められる。電池用断熱材１を所定の大きさ（例えば、２０ｍｍ×２０ｍｍ）に切断してサンプルを作製すると共に、参照試料を準備する。参照試料には、例えば、ケイ酸カルシウム板（「ハイラック」、エーアンドエーマテリアル社製、厚さ：５ｍｍ、熱伝導率：０．２２Ｗ／（ｍ・Ｋ））等を用いることができる。次に、空圧プレス機の下盤面に、上から、第１熱電対、アルミニウム板、電池用断熱材１、アルミニウム板、第２熱電対、参照試料及び第３熱電対の順に挟んで各部材を密着させる。上盤が所定温度（例えば、８０℃）、下盤が所定温度（例えば、３５℃）に加温されたプレス機の荷重は所定の荷重（例えば、８００Ｎ（２ＭＰa相当））になるように調整した後、加圧してよい。加温加圧された状態で、それぞれの熱電対の検出温度が安定するまで測定を継続する。なお、温度が安定するとは、１０分継時前後での温度変化が所定の範囲内（例えば、±０．１℃以内）になることとしてよい。温度安定後の各熱電対の検出温度と電池用断熱材１の圧縮時の厚み、参照試料の熱伝導率と厚みから、電池用断熱材１の熱伝導率ｋ１を以下の式（I）により求められる。
ｋ１＝ｋ２×（Ｌ１×ΔＴ１）／（Ｌ２×ΔＴ２）　・・・（I）
（式中、ｋ１は、電池用断熱材１の熱伝導率［Ｗ／（ｍ・Ｋ）]であり、ｋ２は、参照試料の熱伝導率［Ｗ／（ｍ・Ｋ）]であり、Ｌ１は、電池用断熱材の加圧時厚みであり、Ｌ２は、参照試料の厚みであり、ΔＴ１は、第２熱電対の温度と第３熱電対の温度との温度差であり、ΔＴ２は、第１熱電対の温度と第２熱電対の温度との温度差である。）
　なお、電池用断熱材１の圧縮時の厚みは、加圧中の測定が困難であれば、加圧前の電池用断熱材の厚みと所定の荷重（例えば、８００Ｎ（２ＭＰa相当））で圧縮した時の圧縮変形率から計算して求めてもよい。
　緩衝性は、精密万能試験機を使用し、所定の圧縮速度（例えば、０．５ｍｍ／ｍｉｎ）で試験体を圧縮した際の圧縮応力が０．３４ＭＰａと３．４５ＭＰａの時の変形距離を測定する。そして、下記式（II）により、圧縮応力が０．３４ＭＰａ～３．４５ＭＰａの範囲内での変位量（０．３４ＭＰａ～３．４５ＭＰａ変位域）を算出する。この変位量を０．３４ＭＰａ～３．４５ＭＰａ変位域における緩衝性として評価できる。０．３４ＭＰａ～３．４５ＭＰａ変位域における緩衝性が高められることで、０．３４ＭＰａ～３．４５ＭＰａにおいて本実施形態に係る電池用断熱材を備えるリチウムイオン二次電池は、充放電効率を向上させることができる。
０．３４ＭＰａ～３．４５ＭＰａ変位域［％］＝(３．４５ＭＰａの時の変形距離／試験体の厚み)×１００％－(０．３４ＭＰａの時の変形距離／試験体の厚み)×１００％　・・・（II）
　電池用断熱材１を構成する各部材について説明する。
　図１に示すように、圧縮調整層１０は、シート状に形成され、断熱層２０の硬さに応じて適宜任意の柔らかさを有するように形成されてよい。即ち、圧縮調整層１０は、断熱層２０の硬さに応じて、断熱層２０よりも圧縮変形し易くてもよいし、断熱層２０よりも圧縮変形し難くてもよい。
　電池用断熱材１が電池セル間に挟まれた状態で筐体内に固定して非水電解質二次電池を構成する場合、非水電解質二次電池の動作中に、一方の電池セルが過剰に発熱することにより、電池セルが膨張し、その表面が電池用断熱材１に向かって張り出してくると、電池用断熱材１に応力が加わる。そのため、断熱層２０の硬さに応じて、圧縮調整層１０又は及び断熱層２０の一方が他方に比べて圧縮変形し易くする。即ち、圧縮調整層１０が断熱層２０に比べて圧縮変形し易い場合には、圧縮調整層１０は断熱層２０よりも変形し易いため、圧縮調整層１０が電池セルの表面の変形に追従して変形され易い。断熱層２０が圧縮調整層１０に比べて圧縮変形し易い場合には、断熱層２０が圧縮調整層１０よりも変形し易いため、断熱層２０が電池セルの表面の変形に追従して変形され易い。このため、電池用断熱材１は、圧縮調整層１０及び断熱層２０を含むことで、電池セルの膨張が過度に抑制されることにより電池セルの破損等が生じることを効果的に抑制することができる。
　例えば、圧縮変形し難い断熱層のみから電池用断熱材が電池セル間に挟まれた状態で配置された場合、電池セルにおいて過剰な発熱が発生すると、電池セルは電池用断熱材に向かって膨張することができないため、電池セルが破裂して破損する可能性がある。これに対し、圧縮調整層１０及び断熱層２０が電池セル同士の間に配置されることにより、電池セル表面が圧縮調整層１０及び断熱層２０の一方を変形させながら圧縮調整層１０及び断熱層２０の他方に向かって膨張することを許容できるため、電池セルの破損等は低減される。
　圧縮調整層１０の圧縮前の厚みに対して厚み方向に２５％～７０％の範囲内の何れかの割合で圧縮した時の圧縮応力は、０．３４ＭＰａ～３．４５ＭＰａであり、好ましくは１．００ＭＰａ～３．００ＭＰａであり、より好ましくは１．５０ＭＰａ～２．５０ＭＰａである。圧縮調整層１０の圧縮応力が０．３４ＭＰａ未満であると、圧縮調整層１０の緩衝性が十分でないため、電池セルに一定の荷重を安定して加えることができない。また、圧縮調整層１０が変形した際、変形部分の厚みが薄くなってしまい、断熱性が低下する可能性がある。一方、圧縮調整層１０の圧縮応力が３．４５ＭＰａよりも高いと、電池セルの膨張を十分に緩衝できず、電池セルが破損する可能性がある。
　圧縮調整層１０の圧縮前の厚みに対して厚み方向に２５％～７０％の範囲内の何れかの割合で圧縮した時の圧縮応力は、非水系電解質二次電池に組付け後、使用開始から使用終了には電池用断熱材には応力が加わり、圧縮調整層の圧縮応力は緩和現象によって変化する。そのため、圧縮応力は、圧縮前の厚みに対して厚み方向に２５％～７０％の範囲内の何れかの割合で圧縮し、その圧縮率を維持状態で０時間より大きく８７６００時間以下(バッテリーの使用開始から廃棄までを１０年と想定)の時間で放置した状態の残留応力でもよい。残留応力の測定方法は、圧縮調整層又は断熱層を１０ｍｍ角の指定厚みで切断したものを試験体とし、精密万能試験機（オートグラフＡＧＳ－５ｋＮＸ、株式会社島津製作所製）を使用し、圧縮速度０．５ｍｍ／ｍｉｎで試験体を圧縮し、２５％～７０％の範囲内の何れかの割合で圧縮された時点で圧縮を停止し、その圧縮率を維持状態で０時間より大きく８７６００時間以下の時間で放置した。そして、０より大きく８７６００時間以下の時間で放置した状態での応力を測定して、この応力を残留応力とした。
　放置時間が長期にわたるため困難である場合には、例えば、以下の方法で２０時間より大きく８７６００時間以下の時間で放置した状態での残留応力を推定して求めてもよい。
（（残留応力の推定方法の例））
　圧縮調整層又は断熱層を１０ｍｍ角の指定厚みで切断したものを試験体として準備した。精密万能試験機（オートグラフＡＧＳ－５ｋＮＸ、株式会社島津製作所製）を使用して、圧縮速度０．５ｍｍ／ｍｉｎで試験体を圧縮し、荷重が１００Ｎとなった時点で圧縮を停止し、圧縮応力の測定を開始、２０時間経過するまで圧縮応力を一定の時間間隔、例えば１分間毎、１０分間毎又は１時間毎に測定し続けた。得られた経過時間ごとの圧縮応力値を、下記式（III）のように、１００Ｎで除算することで応力緩和率（％）とした。
応力緩和率（％）＝経過時間ごとの応力（Ｎ）／１００Ｎ　・・・（III）
　経過時間と応力緩和率の関係は、マイクロソフト社の表計算ソフトウェアのＥｘｃｅｌを利用して作成すればよい。グラフは、経過時間と応力緩和率を表中に並べ選択し、挿入、グラフ及び散布図の順に選択することで作成することができる。続いて、グラフに表示された緩和曲線を選択してコンテキストメニューを開き、近似曲線の追加（Ｒ）を選択する。近似曲線のオプションから応力緩和曲線とフィットする近似式を選択し、「グラフに数式を表示する（Ｅ）」にチェックを入れる。表示された近似曲線の数式の（ｘ）に２０時間より大きく８７６００時間以下の時間を代入することで、応力緩和率（％）を求めることができる。
　最後に、下記式（IV）の通り、得られた応力緩和率と、圧縮前の厚みに対して厚み方向に２５％～７０％の範囲内の何れかの割合で圧縮された時の圧縮応力を乗算することで、２０時間より大きく８７６００時間以下の時間での残留応力の推定値（ＭＰａ）を得ることができる。
残留応力の推定値（ＭＰａ）＝応力緩和率（％）×圧縮応力（ＭＰａ）　・・・（IV）
　圧縮調整層１０の８０℃、２ＭＰａにおける熱伝導率は、断熱層２０の８０℃、２ＭＰａにおける熱伝導率よりも高くてよく、例えば、０．０４Ｗ／（ｍ・Ｋ）～０．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることが好ましい。
　圧縮調整層１０の８０℃、２ＭＰａにおける熱伝導率は、断熱層２０の８０℃、２ＭＰａにおける熱伝導率の２０％以上であることが好ましい。
　圧縮調整層１０の８０℃、２ＭＰａにおける熱伝導率は、電池用断熱材１の熱伝導率を測定する場合と同様、「ＪＩＳ　Ａ　１４１２－１：２０１６　熱絶縁材の熱抵抗及び熱伝導率の測定方法－第２部：熱流計法（ＨＦＭ法）」に準拠した方法により測定できる。
　圧縮調整層１０の材質は、圧縮変形し易く緩衝性能を発揮できれば、特に限定されない。圧縮調整層１０としては、例えば、繊維、ゴム及び熱可塑性樹脂等の成形体等を用いることができる。
　繊維の成形体（繊維成形体）は、繊維を成形することにより得られる。繊維としては、例えば、グラスウール、ロックウール等の無機繊維、セルロースファイバー、ポリエステル、ポリプロピレン等からなるフェルト等が挙げられる。圧縮調整層１０の圧縮前の厚みに対して厚み方向に２５％～７０％の範囲内の何れかの割合で圧縮されて歪んだ時の圧縮応力を０．３４ＭＰａ～３．４５ＭＰａの範囲内にするためには、圧縮調整層１０の形成に用いる繊維の質量は１４０ｋｇ／ｍ３～５３３ｋｇ／ｍ３であることが好ましい。更に、繊維の中でも、グラスウールは、圧縮応力を高めるため、熱硬化性樹脂で硬化されていることが好ましい。グラスウール単体としては、繊維径が３μｍ～１３μｍ、繊維長が５ｍｍ～２００ｍｍであることが好ましい。
　ゴムの成形体（ゴム成形体）は、ゴムを成形することにより得られる。ゴムとしては、例えば、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、シリコーンゴム、ふっ素ゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、多硫化ゴム及びエビクロルヒドリンゴム等が挙げられる。これらは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。ゴム成形体のアスカーＣ硬度は５３以下が好ましい。アスカーＣ硬度が５３よりも高いと、圧縮時に断熱層を破壊してしまう可能性がある。なお、アスカーＣ硬度とは、アスカーゴム硬度計Ｃ型の圧子を用い、ＪＩＳ　Ｋ７３１２：１９９６に記載の硬度の測定方法に基づいて測定される。
　熱可塑性樹脂の成形体（樹脂成形体）は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を成形することにより得られる。
　熱可塑性樹脂としては、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、エチレンビニルアセタートコポリマ等が挙げられる。これらは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。樹脂成形体は、上記の熱可塑性樹脂を用いて独立又は連続した気泡を形成する発泡成形により形成した樹脂発泡体であることが好ましい。樹脂発泡体は、内部及び表面に気泡を有するため、圧縮変形し易く緩衝性能を発揮できる。樹脂発泡体の圧縮前の厚みに対して厚み方向に２５％～７０％の範囲内の何れかの割合で圧縮されて歪んだ時の圧縮応力を０．３４ＭＰａ～３．４５ＭＰａの範囲内にするためには、樹脂発泡体を構成するセル構造は独泡構造で、樹脂発泡体の形成に用いる材料は架橋構造を有し、材料単体で７００ＭＰａ～７２０００ＭＰａの圧縮弾性率を有することが好ましい。樹脂成型体の圧縮前の厚みに対して厚み方向に２５％～７０％の範囲内の何れかの割合で圧縮されて歪んだ時の圧縮応力を０．３４ＭＰａ～３．４５ＭＰａの範囲内にするためには、樹脂成型体の補強構造は応力が集中し易い四角断面形状よりも、応力が分散し、座屈し難い波型が好ましい。また、リチウムイオン電池が燃焼した場合、緩衝層が燃焼してしまうと断熱性が低下してしまうため、断熱層は難燃性（例えば、ＵＬ難燃規格のＵＬ９４　Ｖ－０）を有するのが好ましく、不燃性を有することがさらに好ましい。
　熱硬化性樹脂としては、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。これらは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
　圧縮調整層１０の厚みは、１．０ｍｍ～８．８ｍｍであることが好ましく、１．５ｍｍ～７．５ｍｍであることがより好ましく、２．０ｍｍ～５．０ｍｍであることがさらに好ましい。圧縮調整層１０の厚みは、１．０ｍｍ～８．８ｍｍであれば、電池用断熱材１が電池セル間に挟まれた状態で筐体内に固定して非水電解質二次電池を構成する場合、電池セルの膨張時に電池セルに加わる応力を十分に吸収できる。
　圧縮調整層１０の厚みの断熱層２０の厚みに対する比は、０．５超え４．５未満である。圧縮調整層１０の厚みの断熱層２０の厚みに対する比が０．５以下であると、外部からの歪みを十分に吸収できない。そのため、電池用断熱材１が電池セル間に挟まれた状態で筐体内に固定して非水電解質二次電池を構成する場合、電池セルの充電時に生じる電池セルの膨張を吸収しきれず、電池セルに加わる応力が高くなり過ぎて電池セルを破損する可能性がある。圧縮調整層１０の厚みの断熱層２０の厚みに対する比が４．５以上であると、圧縮調整層１０が断熱層２０よりも厚くなり過ぎる。圧縮調整層１０は断熱層２０よりも高い熱伝導率を有するため、電池用断熱材１の断熱性が低下する。そのため、電池用断熱材１が電池セル間に挟まれた状態で筐体内に固定して非水電解質二次電池を構成する場合、電池用断熱材１は電池セルが熱膨張した際の熱を十分に断熱できない。
　圧縮調整層１０の形状は、電池用断熱材１が電池セル間に挟まれた状態で筐体内に固定して非水電解質二次電池を構成する場合、電池セルの膨張及び収縮に適切に対応して変形する上で適した形状であれば特に限られないが、例えば、板状であることが好ましい。この場合、圧縮調整層１０の平面視における形状は、矩形（例えば、四角形等の多角形）、円形、楕円形、又はその他の形状でもよい。
　図２に示すように、断熱層２０は、圧縮調整層１０の上面１０ａに設けられている。断熱層２０は、シート状に形成され、電池用断熱材１に伝わった熱が厚み方向に伝わることを抑制する機能、即ち断熱性を有すると共に、適宜任意の柔らかさを有し、緩衝性を有してよい。
　断熱層２０の熱伝導率は、圧縮調整層１０の８０℃、２ＭＰａにおける熱伝導率よりも低ければ特に限定されないが、断熱層２０の２３℃における熱伝導率は、０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることが好ましい。断熱層２０の熱伝導率が上記の上限値以下であれば、断熱性を発揮することができる。なお、断熱層２０の熱伝導率の下限値は、限定されず、例えば、０．０１０Ｗ／Ｋ・ｍ以上としてよい。なお、断熱層２０の熱伝導率は、圧縮調整層１０の熱伝導率と同様に測定できる。
　断熱層２０の熱抵抗は、特に限定されないが、０．０２５（Ｋ・ｍ２）／Ｗ以上であることが好ましい。なお、断熱層２０の熱抵抗の上限値は、限定されず、例えば、０．１（Ｋ・ｍ２）／Ｗ以下としてよい。
　断熱層２０の圧縮応力は、断熱層２０の硬さに応じて適宜任意の大きさに設計でき、例えば、０．２５ＭＰａ～１４．００ＭＰａが好ましい。断熱層２０の圧縮応力が上記の好ましい範囲内であれば、圧縮調整層１０と共に電池セルに一定の荷重を加えることができると共に、電池セルの膨張を十分に緩衝でき、電池セルの破損を抑制することができる。
　断熱層２０が圧縮調整層１０よりも硬い場合には、断熱層２０の圧縮応力は、低圧縮域（例えば、０．３４ＭＰａ～３．４５ＭＰａ変位域）では、圧縮調整層１０よりも高い。断熱層２０が圧縮調整層１０よりも柔らかい場合には、断熱層２０の圧縮応力は、低圧縮域では、圧縮調整層１０よりも低い。
　断熱層２０の圧縮応力は、上述の圧縮調整層１０と同様にして求めることができる。
　断熱層２０の圧縮応力は、圧縮調整層１０と同様、断熱層２０が圧縮前の厚みに対して厚み方向に２５％～７０％の範囲内の何れかの割合で圧縮された時の圧縮応力でよい。
　断熱層２０の厚みは、適宜設定可能であるが、例えば、０．８ｍｍ～５．０ｍｍであることが好ましい。断熱層２０の厚みが上記の好ましい範囲内であれば、断熱性を高めることができると共に、電池用断熱材１の大型化を抑制できる。
　断熱層２０は、所望の断熱性を有する成形体であれば特に限られないが、多孔質体であることが好ましい。多孔質体は、特に限られず、例えば、繊維体及び発泡体等が挙げられる。
　繊維体は、繊維を含有する。繊維体は、乾式法及び湿式法のいずれにより製造されてもよい。
　繊維体に含まれる繊維は、断熱層２０に適用できるものであれば特に限られず、無機繊維及び有機繊維の少なくとも一方を用いることができるが、無機繊維を含むことが好ましい。
　無機繊維は、特に限定されないが、例えば、シリカ繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、シリカ－アルミナ繊維、シリカ－アルミナ－マグネシア繊維、生体溶解性無機繊維、ガラス繊維、ジルコニア繊維、ケイ酸アルカリ土類金属塩繊維、アルカリアースシリケート（ＡＥＳ）ウール、グラスウール、ロックウール及びバサルト繊維等が挙げられる。これらは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
　有機繊維は、特に限られないが、例えば、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、フッ元樹脂繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、アクリル繊維及びポリオレフィン繊維等が挙げられる。これらは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
　繊維の平均繊維長は、断熱性を発揮できれば特に限られず、例えば、０．０５ｍｍ～５０ｍｍであることが好ましい。
　繊維の平均繊維径は、断熱性を発揮できれば特に限られず、例えば、０．１μｍ～５０μｍであることが好ましい。
　断熱層２０を構成する繊維体における繊維の含有量は、断熱性を発揮できる範囲内であれば特に限られず、例えば、７０質量％～９９．５質量％であることが好ましい。なお、繊維が無機繊維及び有機繊維を含む場合、繊維体における繊維の含有量は、無機繊維と有機繊維との含有量の和になる。
　繊維体は、熱輻射を抑制できる無機粒子を含有してもよい。無機粒子は、輻射による伝熱を低減できるものであればよく、例えば、赤外線領域に吸収ピークを有する無機粒子を用いることができる。なお、赤外線領域の吸収ピークは、赤外分光光度計によって測定できる。無機粒子は、繊維同士の結着させるバインダーとして機能してもよい。繊維体が無機粒子を含有する場合、繊維体は、繊維と無機粒子とを含有する混合物の圧縮成形体で構成されてよい。
　無機粒子の材質として、具体的には、シリカ、酸化チタン、炭化ケイ素、チタン鉄鉱（イルメナイト、ＦｅＴｉＯ）、ケイ酸ジルコニウム、酸化鉄（III）鉄（II）（ウスタイト（ＦｅＯ）、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）、ヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３））、二酸化クロム、酸化ジルコニウム、二酸化マンガン、ジルコニアゾル、チタニアゾル、シリカゾル、アルミナゾル、ベントナイト及びカオリン等が挙げられる。
　シリカとしては、例えば、乾式法で製造されたシリカ、及び湿式法で製造されたシリカが挙げられる。乾式法で製造されたシリカとして、例えば、フュームドシリカが挙げられる。湿式法で製造されたシリカ粒子として、例えば、コロイダルシリカ、沈降シリカ及びシリカゲル等が挙げられる。コロイダルシリカとしては、アニオン性のコロイダルシリカ、カチオン性のコロイダルシリカ等が挙げられる。沈降シリカは、弱いアルカリ性から中性の水溶液から固形状のシリカを合成し、濾過、水洗、乾燥することで得られる十μｍ前後の粉体のメソポア構造のシリカを差す。さらに、粉砕、造粒、焼成、分級等の処理を加えられる場合もある。 シリカゲルとしては、極めて低密度であるシリカエアロゲルや、シリカキセロゲルを用いることが好ましい。シリカエアロゲルは、体積に対する空隙の割合が、一般的には９０％以上と高く、数十ｎｍの多孔構造を持つシリカゲルである。シリカエアロゲルは、固体部分の伝導による伝熱が少なく、内部での空気成分の分子の運動が妨げられるため、気体による伝導、対流が少なく、低い熱伝導率を有する。
　繊維体は、１種類の無機粒子を含んでもよいし、複数種類の無機粒子を含んでもよい。
　繊維体は、例えば、繊維と無機粒子との混合物からなる圧縮成形体で形成することができる。繊維として無機繊維を用い、無機粒子としてシリカを用いる場合、繊維体は、無機繊維とフュームドシリカとを含有する混合物からなる圧縮成形体を用いることができる。無機繊維としてシリカ繊維又はガラス繊維を用いる場合、繊維体は、シリカ繊維又はガラス繊維と、フュームドシリカとを含有する混合物からなる圧縮成形体を用いてよい。
　繊維体は、バインダーを含んでよい。バインダーとしては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂及び糖類等が挙げられる。これらは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。繊維体におけるバインダーの含有量は、断熱性を発揮できる範囲内であれば特に限られず、適宜任意の含有量で設定してよい。
　繊維体は、例えば、繊維、無機粒子及びバインダーの混合物からなる圧縮成形体で形成されてもよい。
　発泡体としては、例えば、ウレタンフォーム、フェノールフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリスチレンフォーム、及び、シリコーンフォームが挙げられる。
　発泡体は、繊維体と同様に、無機粒子を含んでよい。無機粒子としては、繊維体に含まれる無機粒子と同様の無機粒子を含むことができる。そのため、無機粒子の詳細は省略する。繊維体に含まれる無機粒子の含有量は、適宜任意に設定してよい。
　断熱層２０の密度は、特に限定されず、例えば、０．２０ｇ／ｃｍ３～０．４５ｇ／ｃｍ３としてよい。
　発泡体のアルキメデス法による気孔率は、特に限定されず適宜設定できるが、断熱層２０の断熱性を確保する点から、例えば、３０％～９０％が好ましい。
　断熱層２０の形状は、圧縮調整層１０と同様、電池用断熱材１が電池セル間に挟まれた状態で筐体内に固定して非水電解質二次電池を構成する場合、電池セルの表面を断熱する上で適した形状であれば特に限られないが、例えば、板状であることが好ましい。この場合、断熱層２０の平面視における形状は、矩形（例えば、四角形等の多角形）、円形、楕円形、又はその他の形状でもよい。
　図１及び図２に示すように、被覆層３０は、圧縮調整層１０及び断熱層２０の外部に露出している表面を被覆し、圧縮調整層１０及び断熱層２０を内部に収容した状態で密封する。被覆層３０が圧縮調整層１０及び断熱層２０を被覆することで、断熱層２０がシリカ等の無機粒子を含んでいても、断熱層２０の断面から無機粒子が脱落することを抑制できる。なお、被覆層３０は、断熱層２０のみを被覆してもよい。
　図２に示すように、被覆層３０は、一対のシート状に形成された樹脂フィルム３１Ａ及び３１Ｂの周縁を溶着又は接着されることで形成できる。また、被覆層３０は、一枚の樹脂フィルム３１Ａ又は樹脂フィルム３１Ｂを折り返して周縁を溶着又は接着することで形成してもよい。
　樹脂フィルム３１Ａ及び３１Ｂは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリイミド（ＰＩ）のフィルムからなる層を有してよく、さらにヒートシール樹脂からなる層を有してもよい。ヒートシール樹脂からなる層は、少なくとも樹脂フィルム３１Ａ及び３１Ｂの周縁部に設けられればよい。
　ヒートシール樹脂として、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）及びポリプロピレン（ＰＰ）等が挙げられる。
　樹脂フィルム３１Ａ及び３１Ｂは、ＰＥＴのフィルムからなる層のみを有するか、ＰＥＴのフィルムからなる層とヒートシール樹脂からなる層との積層体であることが好ましい。
　被覆層３０の厚さは、特に限定されず、適宜任意の厚さに設定してもよい。
　電池用断熱材１は、外部から応力が加えられた状態でも、所定の残留応力率及び残留応力を有することが好ましい。本実施形態では、電池用断熱材１は、１００Ｎの応力を加える圧縮時間が０時間～１９時間である時に下記式（１）を満たす最初の時間を第１の放置時間とした時、下記式（２）で算出される残留応力率が、９０％以上であり、圧縮時間が２０時間後の残留応力が、０．３４ＭＰａ以上であることが好ましい。
（ｎ時間後の残留応力－（ｎ＋１）時間後の残留応力）／１時間≦１　・・・（１）
残留応力率［％］＝（圧縮時間が２０時間後の残留応力）／（第１の放置時間の残留応力）×１００　・・・（２）
（但し、式（１）中、ｎは、１～１９の整数である。）
　残留応力率は、９１％以上であることがより好ましく、９３％以上であることがさらに好ましい。圧縮時間が２０時間後の残留応力は、０．３５ＭＰａ以上であることがより好ましく、０．４０ＭＰａ以上であることがさらに好ましい。
　残留応力率は、電池用断熱材１を所定の大きさに切断した試験体を精密万能試験機を用いて、所定の圧縮速度（例えば、０．５ｍｍ／ｍｉｎ）で試験体を圧縮し、荷重が１００Ｎとなった時点で圧縮を停止する。その状態を保持して、第１の放置時間と２０時間後の応力を測定し、上記式（２）より、残留応力率を算出する。
　圧縮時間と残留応力との関係の一例を図４に示す。なお、図４では、電池用断熱材１に所定の応力（例えば、１００Ｎ）が加えられた時、即ち、圧縮時間が０時間の時の残留応力ＲＳＭＡＸが最大となる。図４に示すように、圧縮時間が長くなるほど残留応力が低下し、残留応力の低下割合は圧縮応力の緩和割合を表す。第１の放置時間Ｔ１における残留応力ＲＳ１と、圧縮時間が２０時間後の残留応力ＲＳ２とから求められる残留応力率が９０％以上である時は、第１の放置時間Ｔ１から２０時間後での残留応力の低下割合が低く抑えられることを意味する。そのため、電池用断熱材１が電池セル間に挟まれた状態で筐体内に固定して非水電解質二次電池を構成する場合、電池用断熱材１は電池セルに対して長期間安定して圧力を加えることができる。
　電池用断熱材１は、上記式（２）より残留応力率を算出する方法以外の方法で、残留応力率を評価してよい。他の評価方法として、例えば、２３℃±３℃の環境下で０．３４ＭＰａの圧縮荷重が加わるようにおもりを所定期間（例えば、３０日間）継続して載せて、電池用断熱材１の厚みの変化率が所定値（例えば、３％）以下であるか否かにより評価する方法等を用いてもよい。
　次に、電池用断熱材１の製造方法について説明する。
　まず、圧縮調整層１０の一方の主面上に断熱層２０を積層した後、圧縮調整層１０の断熱層２０側とは反対側の主面に樹脂フィルム３１Ａを積層し、断熱層２０の圧縮調整層１０側とは反対側の主面に樹脂フィルム３１Ｂを積層し、積層体を形成する（積層工程）。
　樹脂フィルム３１Ａ及び３１Ｂは、圧縮調整層１０及び断熱層２０の平面視において、樹脂フィルム３１Ａ及び３１Ｂの縁が圧縮調整層１０及び断熱層２０の縁よりも外側に位置する大きさを有するように成形する。
　次に、積層体の樹脂フィルム３１Ａの縁と樹脂フィルム３１Ｂの縁とを熱溶着させる（溶着工程）。
　これにより、圧縮調整層１０及び断熱層２０が被覆層３０の内部に密閉された状態で封止された電池用断熱材１が得られる。
　電池用断熱材１は、圧縮調整層１０及び断熱層２０を備え、圧縮調整層１０の厚みの断熱層２０の厚みに対する比を０．５超え４．５未満とし、圧縮調整層１０の圧縮縮前の厚みに対して厚み方向に２５％～７０％の範囲内の何れかの割合で圧縮されて歪んだ時の圧縮応力が０．３４ＭＰａ～３．４５ＭＰａとする。これにより、電池用断熱材１は、外部から応力に対する柔軟性を高めると共に、熱伝導率を低く維持することができる。よって、電池用断熱材１が電池セル間に挟まれた状態で筐体内に固定して非水電解質二次電池を構成する場合、電池用断熱材１は、電池セルの膨張に対して優れた緩衝性を発揮することができると共に、高い断熱性を有することができる。
　一般に、非水電解質二次電池に備えられる電池セルでは、充放電時において電池セルの内圧が変化して、電池セルその厚み方向に膨張及び伸縮して変形する。即ち、電池セルでは、一般に充電時において温度上昇、ガス発生、電極での結晶変化等が生じることで、内圧が放電時に比べて上昇する。この電池セルの内圧変化により、電池セルは膨張及び収縮する。特に、電池セルを多数積層したリチウムイオン二次電池では、内部に配置された電池セルは、放熱がされ難く、電池セルの膨張及び収縮の変形度合いが大きくなり、変形を抑制することが困難である。これに対し、本実施形態では、電池用断熱材１は、圧縮調整層１０を断熱層２０に対して所定の厚みを持たせながら、断熱層２０よりも低めの圧縮応力を有することで、外部からの応力に対して柔軟に変形して緩衝効果を発揮することができると共に、断熱性を向上させることができる。
　電池用断熱材１は、少なくとも断熱層２０を被覆する被覆層３０を備えることができる。これにより、電池用断熱材１は、断熱層２０を少なくとも被覆層３０内に密封できる。断熱層２０が無機粒子等を含む場合、断熱層２０の切断面より無機粒子等の脱落が発生し易いため、これを防止する必要がある。電池用断熱材１は、断熱層２０を少なくとも被覆層３０内に密封し、断熱層２０の断面に被覆層３０で包むことで、断熱層２０が無機粒子等を含んでいる場合でも、断熱層２０の切断面から無機粒子等が脱落することを安価に低減することができる。また、電池用断熱材１は、断熱層２０から無機粒子等の脱落を抑えることで、断熱層２０の劣化を抑制することができるので、電池セルの断熱性をより確実に維持することができる。
　電池用断熱材１は、断熱層２０に、フュームドシリカ、コロイダルシリカ、沈降シリカ及びシリカエアロゲルの少なくとも一つを含むことができる。フュームドシリカ、コロイダルシリカ及びシリカエアロゲルは、無機粒子として用いることができ、熱輻射を抑制する性質を有すると共に、他の無機粒子に比べて高い柔軟性を有する。そのため、電池用断熱材１は、断熱層２０に無機粒子としてフュームドシリカ、コロイダルシリカ、沈降シリカ及びシリカエアロゲルの少なくとも一つを含むことで、断熱層２０は断熱性を確実に発揮することができるので、電池セルから生じる熱をより確実に断熱することができる。また、断熱層２０の柔軟性が高められることで、電池用断熱材１は、緩衝性をより高めることができる。
　電池用断熱材１は、１００Ｎの応力を加える圧縮時間が０時間～１９時間である時に上記式（１）を満たす最初の時間を第１の放置時間とした時、上記式（２）で算出される残留応力率を９０％以上とし、圧縮時間が２０時間後の残留応力を０．３４ＭＰａ以上にすることができる。従来の圧縮調整層を備える電池用断熱材では、電池用断熱材が非水電解質二次電池に備えられ、長期間使用されると、劣化により緩衝性能が低下して圧力の低下を招く可能性がある。例えば、電池用断熱材の厚み方向への変位が０．９４ｍｍで、電池用断熱材の圧縮応力が１ＭＰａである場合、電池用断熱材が所定の割合（例えば、１.８×１０－７ｍｍ／ｍｉｎ）で厚み方向に圧縮されるとする。この場合、圧縮調整層は圧縮緩和して圧縮調整層の圧縮応力が低下する傾向が高い。そのため、非水電解質二次電池に備えられる電池セルに所定の圧力を長期間安定して加えるためには、非水電解質二次電池を長期間使用した後でも、電池用断熱材が備える圧縮調整層はより高い圧縮応力を有することが望ましい。本実施形態では、電池用断熱材１は、上記式（２）で算出される残留応力率を９０％以上とし、圧縮時間が２０時間後の残留応力を０．３４ＭＰａ以上にできる。そのため、電池用断熱材１が非水電解質二次電池に備えられ、非水電解質二次電池が長期間使用されることで電池用断熱材１の圧縮調整層１０の残留応力が低下しても、残留応力の緩和を抑えることができるので、電池セルに圧力を加えつつ十分な緩衝性を発揮することができる。よって、電池用断熱材１は、電池セルを固定しつつ電池セルの膨張に対して優れた緩衝性を長期間にわたって安定して発揮することができる。
　なお、圧縮時間が第１の放置時間又は２０時間後の残留応力は、例えば、圧縮調整層１０を所定の大きさに切断した試験体を準備して、精密万能試験機を用いることで測定できる。準備した試験体を精密万能試験機を用いて所定の圧縮速度（例えば、０．５ｍｍ／ｍｉｎ）で試験体を圧縮し、荷重が１００Ｎとなった時点で圧縮を停止する。その状態を保持して、圧縮時間が第１の放置時間又は２０時間となった時の残留応力を測定することで、圧縮時間が第１の放置時間又は２０時間後の残留応力が求められる。
　また、電池用断熱材１は、断熱層２０のみからなる単層構造を有する場合及び圧縮調整層１０及び断熱層２０を含む複層構造を有する場合のいずれの場合においても、１００Ｎの応力を加える圧縮時間が０時間～１９時間である時に上記式（１）を満たす最初の時間を第１の放置時間とした時、上記式（２）で算出される残留応力率を９０％以上とし、圧縮時間が２０時間後の残留応力を０．３４ＭＰａ以上とする。これにより、電池用断熱材１は、非水電解質二次電池に適用された際に、非水電解質二次電池が長期間使用されても、圧縮調整層１０の残留応力の低下を抑え、残留応力の緩和を抑えることで、電池セルに圧力を加えつつ、電池セルの膨張に対して優れた緩衝性を長期間にわたって安定して発揮することができる。即ち、従来の圧縮調整層を備える電池用断熱材では、上述の通り、電池用断熱材が非水電解質二次電池に備えられ、長期間使用されると、劣化により緩衝性能が低下して圧力の低下を招く可能性がある。例えば、電池用断熱材の厚み方向への変位が０．９４ｍｍで、電池用断熱材の圧縮応力が１ＭＰａである場合、電池用断熱材が所定の割合（例えば、１.８×１０－７ｍｍ／ｍｉｎ）で厚み方向に圧縮されるとする。この場合、圧縮調整層は圧縮緩和して圧縮調整層の圧縮応力が低下する傾向が高い。そのため、非水電解質二次電池に備えられる電池セルに所定の圧力を長期間安定して加えるためには、非水電解質二次電池を長期間使用した後でも、電池用断熱材が備える圧縮調整層はより高い圧縮応力を有することが重要である。本実施形態では、電池用断熱材１は、上記式（２）で算出される残留応力率を９０％以上とし、圧縮時間が２０時間後の残留応力を０．３４ＭＰａ以上とする。これにより、電池用断熱材１が非水電解質二次電池に備えられ、非水電解質二次電池が長期間使用しても、電池用断熱材１の圧縮調整層１０の残留応力の低下割合を抑制し、残留応力の緩和を抑えることができるので、電池セルに圧力を加えた状態を維持すると共に十分な緩衝性を有することができる。よって、電池用断熱材１は、電池セルに圧力を加えつつ、電池セルの膨張に対して優れた緩衝性を長期間にわたって安定して発揮することができる。
　電池用断熱材１は、上記のように、優れた緩衝性と高い断熱性を有することから、非水系電解質二次電池、特にリチウムイオン二次電池のリチウムイオン二次電池用断熱部材として有効に用いることができる。電池用断熱材１を非水系電解質二次電池の断熱部材として用いることで、非水系電解質二次電池は、充放電特性をより長く維持することができるため、寿命を長くすることができる。
　なお、本実施形態においては、電池用断熱材１は、圧縮調整層１０及び断熱層２０の一方を圧縮調整層１０及び断熱層２０の他方で電池用断熱材１の厚さ方向（Ｚ軸方向）に積層して挟み込んでもよい。例えば、図５に示すように、電池用断熱材１は、断熱層２０の上方の面に圧縮調整層１０を備えてもよい。この場合、圧縮調整層１０及び断熱層２０の両方が被覆層３０で被覆されてよい。
　また、図６に示すように、電池用断熱材１は、圧縮調整層１０の上面１０ａと下面１０ｂにそれぞれ断熱層２０を備え、圧縮調整層１０を断熱層２０で挟む構成としてもよい。この場合も、圧縮調整層１０及び断熱層２０の両方が被覆層３０で被覆されてよい。
　本実施形態においては、電池用断熱材１は、圧縮調整層１０及び断熱層２０を電池用断熱材１の厚さ方向（Ｚ軸方向）に複数積層して、圧縮調整層１０及び断熱層２０が交互に積層して構成されていてもよい。例えば、電池用断熱材１は、圧縮調整層１０及び断熱層２０を一組として２段で構成し、電池用断熱材１の厚さ方向（Ｚ軸方向）に、圧縮調整層１０、断熱層２０、圧縮調整層１０及び断熱層２０の４層積層して構成されていてもよい。
　また、電池用断熱材１は、電池用断熱材１の厚さ方向（Ｚ軸方向）に、圧縮調整層１０、断熱層２０、圧縮調整層１０、断熱層２０及び圧縮調整層１０の５層積層して構成されていてもよいし、断熱層２０、圧縮調整層１０、断熱層２０、圧縮調整層１０及び断熱層２０の５層積層して構成されていてもよい。
　本実施形態においては、図７に示すように、電池用断熱材１は、断熱層２０のみを被覆層３０で被覆してもよい。この場合、圧縮調整層１０と被覆層３０との間に接着層４０を設ける。接着層４０としては、電池用断熱材に用いられる一般的な接着剤、両面テープ等を用いることができる。電池用断熱材１が断熱層２０の上方及び下方の両面に圧縮調整層１０を備え、断熱層２０のみを被覆層３０で被覆する場合、それぞれの圧縮調整層１０と被覆層３０との間に接着層４０を設ける。
＜非水系電解質二次電池＞
　本実施形態に係る電池用断熱材１を非水系電解質二次電池に適用した場合について説明する。非水系電解質二次電池としては、リチウムイオン二次電池、ニッケル－水素二次電池、ニッケル－カドミウム二次電池、ポリマー二次電池等が挙げられる。本実施形態では、非水系電解質二次電池がリチウムイオン二次電池である場合について説明する。
　図８は、リチウムイオン二次電池の一例を示す斜視図であり、図９は、リチウムイオン二次電池の部分断面図である。図８に示すように、リチウムイオン二次電池５０は、複数（図８では４つ）の電池セル５１と、複数の電池用断熱材（以下、単に断熱材という）５２と、筐体５３とを備え、複数の電池セル５１を断熱材５２を介して筐体５３内に電池セル５１の厚み方向に配置している。
　電池セルは、正極、負極、非水系電解質（例えば、非水系電解液又は固体電解質）及び電池ケースと、必要に応じてセパレータとを備え、電池ケースの内部に、正極、負極及び非水系電解質と、必要に応じてセパレータが収容されている。複数の電池セル５１の形状は特に限定されないが、図８に示すように、それぞれ、略直方体の形状を有してよい。複数の電池セル５１は、厚み方向において、互いに間隔を隔てて対向するように配置されている。複数の電池セル５１は、その厚み方向において、互いに間隔を隔てて配置される。
　なお、電池セル５１の数は、特に限定されず、電池セル５１及び筐体５３の大きさ等に応じて適宜設定可能であり、１個～３個でもよいし、５個以上でもよい。
　図９に示すように、複数の断熱材５２は、それぞれ、電池セル５１の厚み方向において、複数の電池セル５１同士の間に、電池セル５１同士の対抗面５１ａに接するように配置される。断熱材５２の溶着部５２ａは、筐体５３の内面に接するように配置される。断熱材５２は、電池セル５１同士の間での熱の伝導を抑制する。断熱材５２は、圧縮調整層５２１と断熱層５２２をこの順に積層して備え、圧縮調整層５２１及び断熱層５２２を被覆する被覆層５２３を備えてよい。被覆層５２３は、一対の樹脂フィルム５２３Ａ及び５２３Ｂで形成してよい。圧縮調整層５２１、断熱層５２２及び被覆層５２３は、上記の電池用断熱材１の、圧縮調整層１０、断熱層２０及び被覆層３０と同様であるため、詳細は省略する。
　なお、本実施形態では、圧縮調整層５２１が一方の電池セル５１（図９中、厚み方向の右側の電池セル５１）と対向するように配置され、及び断熱層５２２が他方の電池セル５１（図９中、厚み方向の左側の電池セル５１）と対向するように配置されているが、逆向きでもよい。また、図５に示すように、断熱材５２が、断熱層５２２の両方の主面に圧縮調整層５２１が配置される場合、両方の電池セル５１に圧縮調整層５２１が対向するように配置される。
　筐体５３は、複数の電池セル５１及び断熱材５２を収容する。筐体５３の形状は、複数の電池セル５１及び断熱材５２を収容できれば特に限定されず、略直方体の形状を有してよい。
　リチウムイオン二次電池５０では、電池セル５１同士の間に断熱材５２を配置することで、一の電池セル５１が他の電池セル５１に比べて高温になり膨張した場合に、断熱材５２の圧縮調整層が圧縮されて一の電池セル５１の膨張を吸収し、断熱材５２の断熱層は殆ど圧縮されず、断熱性を維持できるため、他の電池セル５１への影響を低減できる。
　高温になり膨張した電池セル５１、劣化して膨張した電池セル５１、劣化した断熱材５２は、適宜、新しい電池セル５１又は断熱材５２に交換してもよい。
　リチウムイオン二次電池５０は、複数の電池セル５１同士の間に断熱材５２を備えるため、電池セル５１の膨張に対して優れた緩衝性を発揮すると共に高い断熱性を有することができる。そのため、リチウムイオン二次電池５０は、電池セル５１の破損抑えながら安全に使用することができる。したがって、電池用断熱材１を用いたリチウムイオン二次電池５０は、上記のような特性を有することから、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）の電動車両、携帯端末、携帯電話及びノート型パソコン等の携帯電子機器、ウェアラブル機器等に好適に用いることができる。
　以下、例を示して実施形態を更に具体的に説明するが、実施形態はこれらの例により限定されるものではない。
＜断熱材の製造＞
［例１］
（断熱層１の製造）
　親水性フュームドシリカ粒子（「ＡＥＲＯＳＩＬ（登録商標）　３８０」、日本アエロジル社製、平均一次粒子径：約７μｍ、ＢＥＴ比表面積：３８０ｍ２／ｇ）２１質量部と、無機繊維であるガラス繊維（「ＣＳ　２５Ｋ－８７１」、日東紡績社製、平均径：１３μｍ、平均繊維長：２５ｍｍ）４質量部を事前に手でほぐして繊維を開繊したものとをビニール袋に入れて均一に分散するように混合した。次に、得られた混合粉体を紙、不織布、布、織物でできた通気性の良い袋に投入し、中身の粉体を押し固めた成形物の密度が０．２５ｇ／ｃｍ３のシート状になるようにプレス機で圧縮成形して、親水性フュームドシリカ、ガラス繊維を含有する混合物を成形した成形体である断熱材（断熱層）を作製した。なお、得られた断熱材（断熱層）の厚さは３．３ｍｍであり、密度は０．２５ｇ／ｃｍ３であった。 
　また、断熱層１の圧縮弾性率圧縮応力を以下の圧縮調整層の圧縮弾性率圧縮応力の測定方法を用いて測定したところ、２５％圧縮状態での圧縮応力が０．２３ＭＰａであった。
（圧縮調整層の製造）
　ポリプロピレン（ＰＰ）発泡体（ＰＰ３倍発泡シート（パロニア（登録商標）、三井化学東セロ社製、厚み５ｍｍ）を、作製した断熱層１と同じサイズに切断し、圧縮調整層を得た。なお、圧縮調整層の圧縮応力を以下の方法で測定した。なお、圧縮応力は、２５％圧縮状態での圧縮応力を測定した。
（（圧縮応力））
　断熱層１を１０ｍｍ角の指定厚みで切断したものを試験体とし、精密万能試験機（オートグラフＡＧＳ－５ｋＮＸ、株式会社島津製作所製）を使用し、圧縮速度０．５ｍｍ／ｍｉｎで試験体を２５％圧縮した際の圧縮応力を測定した。
（断熱材の製造）
　上記のように準備した圧縮調整層と断熱層を積層し、図２に示すような断熱材を得た。
（断熱層の厚みに対する圧縮調整層の厚みの比）
　断熱層１及び圧縮調整層の厚みは、断熱層１及び圧縮調整層の断面をすきまゲージ（デジタルシックネスゲージＪＡＮ－２５７、測定子Φ２０、尾崎製作所製）で測定した。断熱層１の厚みに対する圧縮調整層の厚みの比（圧縮調整層の厚み／断熱層１の厚み）は、約１．５（＝５ｍｍ／３．３ｍｍ）であった。
　圧縮調整層の種類、厚み及び２５％圧縮状態での圧縮応力を表１に示し、断熱層の種類、成分、タイプ、厚み及び枚数を表２に示し、断熱材の構成、総厚み、断熱層の厚みに対する圧縮調整層の厚みの比を表３に示す。
［例２］
　例１において、圧縮調整層として、硬質ポリウレタンフォーム（ＦＬ１４０ＨＭ、日清紡ケミカル社製、８倍発泡、厚み１５ｍｍ）を７．２ｍｍ厚みに切断したものを用いた。そして、断熱層として、断熱層１に代えて、以下の配合成分の配合量と圧縮成型条件を変更した断熱層２を使用した。
（断熱層２の製造）
　親水性フュームドシリカ粒子（「ＡＥＲＯＳＩＬ（登録商標）　３８０」、日本アエロジル社製、平均一次粒子径：約７μｍ、ＢＥＴ比表面積：３８０ｍ２／ｇ）２１質量部と、無機繊維であるガラス繊維（「ＣＳ　２５Ｋ－８７１」、日東紡績社製、平均径：１３μｍ、平均繊維長：２５ｍｍ）４質量部と、酢酸８３質量部と水１７質量部を含む混合溶媒を、ちょう度が５０～９０となるように混合した。また、得られた混合液については、後述するちょう度測定の方法にて評価した。次に、得られた混合液を、厚さが３．８ｍｍになるように基材に塗布して塗布膜を形成した。さらに、塗布膜が厚さ２ｍｍで密度が０．３～０．５ｇ／ｃｍ３のシート状になるように熱プレス機で圧縮成形した後、１００℃、１０分間乾燥して、親水性フュームドシリカ、ガラス繊維を含有する混合物を成形した成形体である断熱材（断熱層）を作製した。なお、得られた断熱材（断熱層）の厚さは１．８ｍｍであり、密度は０．３１ｇ／ｃｍ３であった。また、断熱層２の圧縮応力を上記の圧縮調整層の圧縮応力の測定方法を用いて測定したところ、２５％圧縮状態での圧縮応力が２．０４ＭＰａであった。
（ちょう度測定）
　例１、２で得られた断熱層の混合液について、日本産業規格ＪＩＳ Ｋ ２２２０：２０１３「グリース－第７部：ちょう度試験方法」に記載の内容に準拠して、「不混和ちょう度」としてちょう度を測定した。具体的には、円錐の分銅を降下させたときに分銅が接触しない程度の大きさのつぼを準備し、それに混合液を充填して、分銅が取り付けられた日化エンジニアリング製ＰＥＮＥＴＲＯ ＭＥＴＥＲに配置した。次に分銅の位置を調節して、分銅と混合液が接触する位置に設定し、その位置を０点とした。そして、室温（２５℃）の条件下で、分銅を５秒間（±０．１秒）降下させて、混合液に侵入した分銅の深さ（ｍｍ）×１０をちょう度として算出した。なお、円錐の分銅は、日本産業規格に規定されている標準円錐であり、全質量が１０２．５ｇのものを、分銅の保持具の質量は、４７．５±０．０５ｇのものを使用した。
［例３］
　例１において、圧縮調整層として、グラスウール（アンキュアードウール（６００ｇ／ｍ２）、旭グラスファイバー社製)を１８０℃の熱プレス機を使用し、１０分間加熱し、グラスウール中の樹脂を熱硬化させ、３ｍｍ厚みに圧縮成型したシートを２ｍｍ厚みに切断したものを使用した。例１と同様に２ｍｍ厚みの断熱層１を作製した。それ以外は、例１と同様にして行い、電池用断熱材を作製した。
［例４］
　例３において、断熱層１の厚みを１ｍｍに変更し、圧縮調整層の上面及び下面の両面に断熱層１を積層して、図６に示すような３層の断熱材積層体を作製したこと以外は、例３と同様にして行い、電池用断熱材を作製した。
［例５］
　例１において、圧縮調整層として、ポリプロピレン（ＰＰ）製一体押出中空構造板(シングルコーン（登録商標）、ＴＳＣ－５－１２０４ＢＫ、宇部エクシモ社製、厚み５．２ｍｍ)を使用したこと以外は、例３と同様にして行い、電池用断熱材を作製した。
［例６］
　例１において、圧縮調整層として、変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）発泡ビーズ（サンフォース（登録商標）、旭化成社製）の変性ＰＰＥ発泡体（１０倍発泡、厚み７ｍｍ）を５ｍｍ厚みに切断した。断熱層として、例２に示した方法で作製した断熱層２を２ｍｍ厚みとした。それ以外は、例１と同様にして行い、電池用断熱材を作製した。
［例７］
　例３において、圧縮調整層として、変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）発泡ビーズ（サンフォース（登録商標）、旭化成社製）の変性ＰＰＥ発泡体（７倍発泡、厚み７ｍｍ）を２ｍｍ厚みに切断したこと以外は、例３と同様にして行い、電池用断熱材を作製した。
［例８］
　例１において、例１で作製した電池用断熱材を厚み１２μｍのポリエステルフィルムと厚み１ｍｍポリエチレンフィルムをラミネートしたフィルム２枚をポリエチレン側を内側にして覆い、フィルムの両端をヒートシーラーで閉じた。それ以外は、例１と同様にして行い、電池用断熱材を作製した。
［例９］
　例１において、圧縮調整層として、グラスウール（アンキュアードウール（７００ｇ／ｍ２）、旭グラスファイバー社製)を１８０℃の熱プレス機を使用し、１０分間加熱し、グラスウール中の樹脂を熱硬化させ、３．６ｍｍ厚みに圧縮成型したシートを使用した。例１と同様にして２．４ｍｍ厚みの断熱層１を作製した。それ以外は、例１と同様にして行い、電池用断熱材を作製した。
［例１０］
　例９において、断熱層１の厚みを１．２ｍｍに変更し、圧縮調整層の上面及び下面の両面に断熱層１を積層して、図６に示すような３層の断熱材積層体を作製したこと以外は、例９と同様にして行い、電池用断熱材を作製した。
［例１１］
　例９において、断熱層として、２．４ｍｍ厚みの断熱層２を使用したこと以外は、例９と同様にして行い、電池用断熱材を作製した。
［例１２］
　例１１において、断熱層２の厚みを１．２ｍｍに変更し、圧縮調整層の上面及び下面の両面に断熱層２を積層して、図６に示すような３層の断熱材積層体を作製したこと以外は、例１１と同様にして行い、電池用断熱材を作製した。
［例１３］
　例１１において、圧縮調整層として、グラスウール（アンキュアードウール(６００ｇ／ｍ２）、旭グラスファイバー社製)を２枚重ねて、１８０℃の熱プレス機を使用し、１０分間加熱し、グラスウール中の樹脂を熱硬化させ、３．６ｍｍ厚みに圧縮成型したシートを使用したこと以外は、例１１と同様にして行い、電池用断熱材を作製した。
［例１４］
　例１３において、断熱層２の厚みを１．２ｍｍに変更し、圧縮調整層の上面及び下面の両面に断熱層２を積層して、図６に示すような３層の断熱材積層体を作製したこと以外は、例１３と同様にして行い、電池用断熱材を作製した。
［例１５］
　例１において、圧縮調整層を備えず、例１で作製した２ｍｍ厚みの断熱層１のみを用いたこと以外は、例１と同様にして行い、電池用断熱材を作製した。
［例１６］
　例２において、圧縮調整層を備えず、例２で作製した断熱層２の厚みを２．０ｍｍとして断熱層を形成したこと以外は、例２と同様にして行い、電池用断熱材を作製した。
［例１７］
　例３において、圧縮調整層としては、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）製発泡シール材（エプトシーラー（登録商標）ＥＥ－１０００、厚み５ｍｍ、日東電工社製）を使用したこと以外は、例３と同様にして行い、電池用断熱材を作製した。
［例１８］
　例３において、圧縮調整層として、３ｍｍ厚みに圧縮成型したシートを２．５ｍｍの厚みと２ｍｍの厚みに切断したものを２枚重ね、４．５ｍｍ厚みに切断した。断熱層として、例３と同様に断熱層２を１．０ｍｍ厚みに切断した。それ以外は、例３と同様にして行い、電池用断熱材を作製した。
［例１９］
　例１８において、断熱層２の厚みを０．５ｍｍに変更し、圧縮調整層の上面及び下面の両面に断熱層２を積層して、図６に示すような３層の断熱材積層体を作製したこと以外は、例１８と同様にして行い、電池用断熱材を作製した。
［例２０］
　例６において、圧縮調整層として、例３で作製した３ｍｍ厚みの圧縮成型したシートを１ｍｍ厚みに切断した。断熱層として、例６に示した方法で作製した２ｍｍ厚みの断熱層２を用いた。それ以外は、例６と同様にして行い、電池用断熱材を作製した。
［例２１］
　例２０において、断熱層２の厚みを１．０ｍｍに変更し、圧縮調整層の上面及び下面の両面に断熱層２を積層して、図６に示すような３層の断熱材積層体を作製したこと以外は、例２０と同様にして行い、電池用断熱材を作製した。
［例２２］
　例６において、圧縮調整層として、変性ＰＰＥ発泡ビーズ（サンフォース（登録商標）、旭化成社製）の変性ＰＰＥ発泡体（５倍発泡、厚み７ｍｍ）を２．０ｍｍ厚みに切断したこと以外は、例６と同様にして行い、電池用断熱材を作製した。
［例２３］
　例３において、圧縮調整層として、無機質系発泡体(タルボセル、厚み１５ｍｍ、産宝高分子社製)を２３℃で３．０ｍｍ厚みに圧縮成型したシートを使用したこと以外は、例３と同様にして行い、電池用断熱材を作製した。
［例２４］
　例６において、圧縮調整層として、ＰＰ製エンボス成形シート(コアコーン（登録商標）、厚み４．５ｍｍ、宇部エクシモ社製)を使用したこと以外は、例６と同様にして行い、電池用断熱材を作製した。
［例２５］
　例６において、圧縮調整層として、難燃ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）発泡体（（ＢＡＬＴＥＸ（登録商標）Ｔ９０．１５０、ＡＩＲＥＸ社製）、７倍発泡、厚み５ｍｍ）を使用したこと以外は、例６と同様にして行い、電池用断熱材を作製した。
［例２６］
　例６において、圧縮調整層として、難燃ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）発泡体（（ＢＡＬＴＥＸ（登録商標）Ｔ９０．１００、ＡＩＲＥＸ社製）、９倍発泡、厚み５ｍｍ）を使用したこと以外は、例６と同様にして行い、電池用断熱材を作製した。
［例２７］
　例６において、圧縮調整層として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）発泡体（（ＢＡＬＴＥＸ（登録商標）Ｔ９２．６０、ＡＩＲＥＸ社製）、１５倍発泡、厚み５ｍｍ）を使用したこと以外は、例６と同様にして行い、電池用断熱材を作製した。
［例２８］
　例１３において、圧縮調整層として、グラスウール（アンキュアードウール(１５５６ｇ／ｍ２）、セントラルグラスファイバー社製)を１８０℃の熱プレス機を使用し、１０分間加熱し、グラスウール中の樹脂を熱硬化させ、３．６ｍｍ厚みに圧縮成型したシートを使用したこと以外は、例１３と同様にして行い、電池用断熱材を作製した。 
［例２９］
　例６において、圧縮調整層として、ウレタン発泡体（（ニッパレイ（登録商標）、日本発条社製）のＥＨ４８（密度０．４８ｇ／ｃｍ３、厚み４．３ｍｍ）を使用したこと以外は、例６と同様にして行い、電池用断熱材を作製した。
［例３０］
　例６において、圧縮調整層として、クロロプレンゴム発泡体（ゴムスポ（登録商標）、イノアックコーポレション社製）のＣ－４６００（密度０．３ｇ／ｃｍ３、厚み３．３ｍｍ）を使用したこと以外は、例６と同様にして行い、電池用断熱材を作製した。
［例３１］
　例６において、圧縮調整層として、スチレンブタジエンゴム発泡体（グリーンゴム、ケイハン工業社製）のＫＳ－１２０（密度０．２６ｇ／ｃｍ３、厚み３．８ｍｍ）を使用したこと以外は、例６と同様にして行い、電池用断熱材を作製した。
（（残留応力））
　圧縮調整層を１０ｍｍ角の指定厚みで切断したものを試験体とし、精密万能試験機（オートグラフＡＧＳ－５ｋＮＸ、株式会社島津製作所製）を使用し、圧縮速度０．５ｍｍ／ｍｉｎで試験体を圧縮し、２５％圧縮された時点で圧縮を停止して２０時間放置した。そして２０時間後の応力を測定して、この応力を残留応力とし、下記式（V）で２５％圧縮状態で２０時間放置した後の残留応力を測定した。
（（残留応力の推定方法））
　例示的に例２８で作製した電池用断熱材を用いて８７６００時間後の残留応力の推定を行った。上記手順に従い応力緩和率（％）と経過時間のグラフを作成した。例２８の電池用断熱材の応力緩和率（％）と経過時間との関係を図１０に示す。図１０に示すように、近似曲線のオプションで対数近似を選択し、グラフに数式を表示すると、下記式（V）が得られた。
ｙ＝－１．７３１ｌｎ（ｘ）＋８５．６７３　・・・（V）
　８７６００時間後の応力緩和率（％）はｘに８７６００を代入することで６６％と得られた。例２８の圧縮調整層の初期の２５％状態での圧縮応力は２．５０ＭＰａであったので、２．５０ＭＰａと６６％を乗算することで、８７６００時間後の残留応力推定値１．６５ＭＰａが得られた。
＜評価＞
　各例の断熱材の、熱伝導率、緩衝性、残留応力率及び２０時間後の残留応力を測定した。これらの測定結果を表４に示す。
（熱伝導率）
　熱伝導率は、「ＪＩＳ　Ａ　１４１２－１：２０１６　熱絶縁材の熱抵抗及び熱伝導率の測定方法－第２部：熱流計法（ＨＦＭ法）」に準拠し、８０℃、２ＭＰａ下における熱伝導率を測定した。電池用断熱材を２０ｍｍ×２０ｍｍの大きさに切断してサンプルを作製した。サンプル、参照試料（ケイ酸カルシウム板(「ハイラック」、エーアンドエーマテリアル社製、厚さ５ｍｍ、０．２２Ｗ／（ｍ・Ｋ））、アルミ板(「Ａ１０６０Ｐ」、厚さ０．２ｍｍ)を用意した。 
　次に、空圧プレス機(井元製作所社製)の下盤面に、上から、熱電対１（シース熱電対Ｋタイプ（ＳＣＨＳ１－０）、φ＝０．１５、クラスＪＩＳ１、チノー社製）、アルミニウム板、電池用断熱材、アルミニウム板、熱電対２（シース熱電対Ｋタイプ（ＳＣＨＳ１－０）、φ＝０．１５、クラスＪＩＳ１、チノー社製）、参照試料、熱電対３（シース熱電対Ｋタイプ（ＳＣＨＳ１－０）、φ＝０．１５、クラスＪＩＳ１、チノー社製）の順に挟んで各部材を密着させた。上盤が８０℃、下盤が３５℃に加温されたプレス機の荷重は８００Ｎ（２ＭＰa相当）になるように調整した後、加圧した。加温加圧された状態で、熱電対の検出温度が安定するまで測定を継続した。なお、温度が安定したとは、１０分継時前後での温度変化が±０．１℃以内になることとした。温度安定後の各熱電対の検出温度と電池用断熱材の圧縮時の厚み、標準試料の熱伝導率と厚みから、電池用断熱材の熱伝導率ｋ１を以下の式（I）により求めた。熱伝導率は、０．０１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、０．０８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の範囲であった時を良好と評価した。
ｋ１＝ｋ２×（Ｌ１×ΔＴ１）／（Ｌ２×ΔＴ２）　・・・（I）
（式中、ｋ１は、電池用断熱材１の熱伝導率［Ｗ／（ｍ・Ｋ）]であり、ｋ２は、参照試料の熱伝導率［Ｗ／（ｍ・Ｋ）]であり、Ｌ１は、電池用断熱材の加圧時厚みであり、Ｌ２は、参照試料の厚みであり、ΔＴ１は、第２熱電対の温度と第３熱電対の温度との温度差であり、ΔＴ２は、第１熱電対の温度と第２熱電対の温度との温度差である。）
（緩衝性）
　精密万能試験機（オートグラフＡＧＳ－５ｋＮＸ、株式会社島津製作所製）を使用し、圧縮速度０．５ｍｍ／ｍｉｎで試験体を圧縮した際の圧縮応力が０．３４ＭＰａと３．４５ＭＰａの時の変形距離を測定した。そして、下記式（II）により、圧縮応力が０．３４ＭＰａ～３．４５ＭＰａの範囲内での変位量（０．３４ＭＰａ～３．４５ＭＰａ変位域）を算出した。この変位量を０．３４ＭＰａ～３．４５ＭＰａ変位域における緩衝性として評価した。０．３４ＭＰａ～３．４５ＭＰａ変位域は、３０％超えた時は良好と評価し、３０％以下の時は不良と評価した。
０．３４ＭＰａ～３．４５ＭＰａ変位域［％］＝(３．４５ＭＰａの時の変形距離／試験体厚み)×１００％－(０．３４ＭＰａの時の変形距離／試験体厚み)×１００％　・・・（II）
（残留応力率）
　電池用断熱材を１０ｍｍ角の指定厚みで切断したものを試験体として準備した。精密万能試験機（オートグラフＡＧＳ－５ｋＮＸ、株式会社島津製作所製）を使用して、圧縮速度０．５ｍｍ／ｍｉｎで試験体を圧縮し、荷重が１００Ｎとなった時点で圧縮を停止した。そして、１００Ｎの応力を加える圧縮時間が０時間～１９時間である時に下記式（１）を満たす最初の時間を第１の放置時間として、第１の放置時間と２０時間後の応力を測定し、下記式（２）で残留応力率を算出した。
残留応力率が９０％以上であった時は、良好と評価し、９０％未満であった時は、不良と評価した。
（ｎ時間後の残留応力－（ｎ＋１）時間後の残留応力）／１時間≦１　・・・（１）
残留応力率［％］＝（圧縮時間が２０時間後の残留応力）／（第１の放置時間の残留応力）×１００　・・・（２）
（２０時間後の残留応力）
　電池用断熱材を１０ｍｍ角の指定厚みで切断したものを試験体として準備した。精密万能試験機（オートグラフＡＧＳ－５ｋＮＸ、株式会社島津製作所製）を使用して、圧縮速度０．５ｍｍ／ｍｉｎで試験体を圧縮し、荷重が１００Ｎとなった時点で圧縮を停止した。そのまま保持して、２０時間後の残留応力を測定した。２０時間後の残留応力が０．３４ＭＰａ以上であった時は、良好と評価し、０．３４ＭＰａ未満であった時は、不良と評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表４より、例１～１４、２５～２９では、熱伝導率が０．０８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であり、０．３４ＭＰａ～３．４５ＭＰａ変位域が３１％以上であり、残留応力率が９０％以上であり、２０時間後残留応力が０．３６ＭＰａ以上であり、何れも基準を満たしていた。一方、例１５～２４、３０及び３１では、熱伝導率、０．３４ＭＰａ～３．４５ＭＰａ変位域、残留応力率及び２０時間後残留応力の何れか１つ以上は基準を満たさなかった。
　よって、例１～１４、２５～２９の電池用断熱材は、例１５～２４の電池用断熱材と異なり、断熱層の厚みに対する圧縮調整層の厚みの比を１．０～４．０とし、圧縮調整層の圧縮前の厚みに対して厚み方向に２５％～７０％の範囲内の何れかの割合で圧縮されて歪んだ時の圧縮応力を０．５０ＭＰａ～３．３６ＭＰａとすることで、電池セルの膨張に対して柔軟に変形できるため、優れた緩衝性を発揮することができると共に、高い断熱性を有することができることが確認された。そのため、例１～１４、２５～２９の電池用断熱材をリチウイオン二次電池に適用した際、電池セルが充放電により膨張及び収縮を繰り返しても、電池セルの破損を防ぐと共に、一の電池セルの熱膨張等により生じる熱が隣接する他の電池セルに伝熱されることを抑制できるので、安全性を高めることができるといえる。よって、例１～１４、２５～２９の電池用断熱材を用いたリチウイオン二次電池は、安全により長く使用することができるといえる。
　なお、各例の電池用断熱材は、非水系電解質二次電池に組付け後、使用時又は取り出しにおいても、断熱層の厚みに対する圧縮調整層の厚みの比と、圧縮調整層の圧縮応力と、電池用断熱材の、熱伝導率、緩衝性、残留応力率及び２０時間後の残留応力は、それぞれの所定の値を満たしていれば、同様の性能を有するといえる。
　以上の通り、実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の組み合わせ、省略、置き換え、変更等を行うことが可能である。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
　なお、本発明の実施形態の態様は、例えば、以下の通りである。
＜１＞　圧縮調整層と断熱層を積層して備え、
　前記圧縮調整層の厚みの前記断熱層の厚みに対する比が、０．５超え４．５未満であり、
　前記圧縮調整層の圧縮前の厚みに対して厚み方向に２５％～７０％の範囲内の何れかの割合で圧縮されて歪んだ時の圧縮応力が０．３４ＭＰａ～３．４５ＭＰａである電池用断熱材。
＜２＞　少なくとも前記断熱層を被覆する被覆層を備える＜１＞に記載の電池用断熱材。
＜３＞　前記断熱層は、フュームドシリカ、コロイダルシリカ、沈降シリカ及びシリカエアロゲルの少なくとも一つを含む＜１＞又は＜２＞に記載の電池用断熱材。
＜４＞　前記圧縮調整層の厚みが、１．０ｍｍ～８．８ｍｍである＜１＞～＜３＞の何れか一つに記載の電池用断熱材。
＜５＞　１００Ｎの応力を加える圧縮時間が０時間～１９時間である時に下記式（１）を満たす最初の時間を第１の放置時間とした時、
　下記式（２）で算出される残留応力率が、９０％以上であり、
　前記圧縮時間が２０時間後の残留応力が、０．３４ＭＰａ以上である＜１＞～＜４＞の何れか一つに記載の電池用断熱材。
（ｎ時間後の残留応力－（ｎ＋１）時間後の残留応力）／１時間≦１　・・・（１）
残留応力率＝（圧縮時間が２０時間後の残留応力）／（第１の放置時間の残留応力）×１００　・・・（２）
（但し、式（１）中、ｎは、１～１９の整数である。）
＜６＞　＜１＞～＜５＞の何れか一つに記載の電池用断熱材を備える非水電解質二次電池。
＜７＞　隣接して配置される複数の電池セルを備え、
　前記電池セル同士の間に、前記電池用断熱材が配置される＜６＞に記載の非水電解質二次電池。
　本出願は、２０２１年９月３０日に日本国特許庁に出願した特願２０２１－１６０４８９号と、２０２２年２月２５日に日本国特許庁に出願した特願２０２２－２７６７４号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０２１－１６０４８９号及び特願２０２２－２７６７４号の全内容を本出願に援用する。
　１、５２　電池用断熱材
　１０、５２１　圧縮調整層
　２０、５２２　断熱層
　３０、５２３　被覆層
　５０　リチウムイオン二次電池
　５１　電池セル
　５３　筐体

Claims (7)

  1. 　圧縮調整層と断熱層を積層して備え、
    　前記圧縮調整層の厚みの前記断熱層の厚みに対する比が、０．５超え４．５未満であり、
    　前記圧縮調整層の圧縮前の厚みに対して厚み方向に２５％～７０％の範囲内の何れかの割合で圧縮されて歪んだ時の圧縮応力が０．３４ＭＰａ～３．４５ＭＰａである電池用断熱材。
  2. 　少なくとも前記断熱層を被覆する被覆層を備える請求項１に記載の電池用断熱材。
  3. 　前記断熱層は、フュームドシリカ、コロイダルシリカ、沈降シリカ及びシリカエアロゲルの少なくとも一つを含む請求項１に記載の電池用断熱材。
  4. 　前記圧縮調整層の厚みが、１．０ｍｍ～８．８ｍｍである請求項１に記載の電池用断熱材。
  5. 　１００Ｎの応力を加える圧縮時間が０時間～１９時間である時に下記式（１）を満たす最初の時間を第１の放置時間とした時、
    　下記式（２）で算出される残留応力率が、９０％以上であり、
    　前記圧縮時間が２０時間後の残留応力が、０．３４ＭＰａ以上である請求項１に記載の電池用断熱材。
    （ｎ時間後の残留応力－（ｎ＋１）時間後の残留応力）／１時間≦１　・・・（１）
    残留応力率＝（圧縮時間が２０時間後の残留応力）／（第１の放置時間の残留応力）×１００　・・・（２）
    （但し、式（１）中、ｎは、１～１９の整数である。）
  6. 　請求項１に記載の電池用断熱材を備える非水電解質二次電池。
  7. 　隣接して配置される複数の電池セルを備え、
    　前記電池セル同士の間に、前記電池用断熱材が配置される請求項６に記載の非水電解質二次電池。
PCT/JP2022/036038 2021-09-30 2022-09-27 電池用断熱材及び非水電解質二次電池 WO2023054411A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202280066291.7A CN118044045A (zh) 2021-09-30 2022-09-27 电池用断热材和非水电解质二次电池
JP2023551561A JPWO2023054411A1 (ja) 2021-09-30 2022-09-27

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021160489 2021-09-30
JP2021-160489 2021-09-30
JP2022027674 2022-02-25
JP2022-027674 2022-02-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023054411A1 true WO2023054411A1 (ja) 2023-04-06

Family

ID=85782809

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/036038 WO2023054411A1 (ja) 2021-09-30 2022-09-27 電池用断熱材及び非水電解質二次電池

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPWO2023054411A1 (ja)
TW (1) TW202322451A (ja)
WO (1) WO2023054411A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024062416A1 (en) 2022-09-22 2024-03-28 Corephotonics Ltd. Pop-out wide-ultrawide zoom camera lenses

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1190279A (en) 1981-08-13 1985-07-09 British Columbia Development Corporation Battery and methods of making the battery
JP2000048867A (ja) 1998-07-31 2000-02-18 Toyota Motor Corp 組電池
JP2016534518A (ja) * 2013-08-30 2016-11-04 ゴゴロ インク 熱暴走緩和を伴う携帯式電気エネルギー蓄電装置
WO2020026208A1 (en) * 2018-08-02 2020-02-06 Bright Clinical Research Limited Systems, methods and processes for dynamic data monitoring and real-time optimization of ongoing clinical research trials
JP2020187869A (ja) * 2019-05-10 2020-11-19 イビデン株式会社 熱伝達抑制シート及び組電池
CN212517391U (zh) * 2020-07-31 2021-02-09 中航锂电技术研究院有限公司 一种缓冲结构及电池模组
CN212659611U (zh) * 2020-08-21 2021-03-05 常州瑞德丰精密技术有限公司 一种电池包和电动汽车
JP2021160489A (ja) 2020-03-31 2021-10-11 本田技研工業株式会社 鞍乗り型車両
JP2022027674A (ja) 2020-08-01 2022-02-14 濱田 和明 引張圧縮試験治具

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1190279A (en) 1981-08-13 1985-07-09 British Columbia Development Corporation Battery and methods of making the battery
JP2000048867A (ja) 1998-07-31 2000-02-18 Toyota Motor Corp 組電池
JP2016534518A (ja) * 2013-08-30 2016-11-04 ゴゴロ インク 熱暴走緩和を伴う携帯式電気エネルギー蓄電装置
WO2020026208A1 (en) * 2018-08-02 2020-02-06 Bright Clinical Research Limited Systems, methods and processes for dynamic data monitoring and real-time optimization of ongoing clinical research trials
JP2020187869A (ja) * 2019-05-10 2020-11-19 イビデン株式会社 熱伝達抑制シート及び組電池
JP2021160489A (ja) 2020-03-31 2021-10-11 本田技研工業株式会社 鞍乗り型車両
CN212517391U (zh) * 2020-07-31 2021-02-09 中航锂电技术研究院有限公司 一种缓冲结构及电池模组
JP2022027674A (ja) 2020-08-01 2022-02-14 濱田 和明 引張圧縮試験治具
CN212659611U (zh) * 2020-08-21 2021-03-05 常州瑞德丰精密技术有限公司 一种电池包和电动汽车

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024062416A1 (en) 2022-09-22 2024-03-28 Corephotonics Ltd. Pop-out wide-ultrawide zoom camera lenses

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2023054411A1 (ja) 2023-04-06
TW202322451A (zh) 2023-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5269200B2 (ja) 電池パック
JP7292231B2 (ja) 電池用断熱材及び電池
WO2020129274A1 (ja) 電源装置及び電源装置用断熱シート
WO2023054411A1 (ja) 電池用断熱材及び非水電解質二次電池
CN112151918B (zh) 一种隔热膜及其制备方法与应用
JP7001297B2 (ja) バッテリモジュール
CN111386627A (zh) 分隔构件和电池组
WO2022138779A1 (ja) 組電池
TW202320390A (zh) 用於控制能量儲存系統中熱失控事件之排放氣體和噴射物之裝置、系統及方法
CN118044045A (zh) 电池用断热材和非水电解质二次电池
JP7403748B2 (ja) 発泡層を含むパウチ形電池セル及び該パウチ形電池セルを含む電池モジュール
WO2024095930A1 (ja) 断熱材
WO2023243690A1 (ja) 多層断熱材及び多層断熱材の製造方法
TW202306231A (zh) 用於封裝隔熱材料之材料、系統及方法
US20220367937A1 (en) Heat insulation sheet for battery pack, and battery pack
WO2020196806A1 (ja) 仕切り部材及び組電池
JP7332332B2 (ja) 熱伝達抑制シート及び組電池
WO2023190569A1 (ja) 断熱シート
WO2024095867A1 (ja) 断熱部材
KR102566631B1 (ko) 압력 강하 시트를 포함하는 배터리 모듈
CN210897342U (zh) 软包电池和电池模组
CN220796898U (zh) 电池单元、电池模块、电力系统、装置或车辆
CN219778976U (zh) 用于电力系统的阻隔件元件、电池模块、电力系统、设备或车辆
KR20240004437A (ko) 무기 분체 시트 및 그 제조 방법
TW202414887A (zh) 多層斷熱材及多層斷熱材之製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22876277

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2023551561

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022876277

Country of ref document: EP

Effective date: 20240430