WO2024053212A1 - 耐熱性断熱材 - Google Patents

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崇 吉岡
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星和電機株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00Thermal insulation in general
    • F16L59/02Shape or form of insulating materials, with or without coverings integral with the insulating materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00Thermal insulation in general
    • F16L59/04Arrangements using dry fillers, e.g. using slag wool which is added to the object to be insulated by pouring, spreading, spraying or the like
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
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    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
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    • H01M10/6555Rods or plates arranged between the cells
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    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/658Means for temperature control structurally associated with the cells by thermal insulation or shielding
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a sheet-like heat-resistant heat insulating material that can be applied to various uses that require flame retardancy and heat insulation properties, and is suitable, for example, as a heat insulating material to prevent secondary battery cells from catching fire.
  • Insulation materials are used in a wide range of fields in society, such as homes, vehicles, aircraft, and packaging materials. Furthermore, insulating materials that have flame retardant properties in addition to heat insulating properties are used in a wide range of fields, such as placing them around devices that may generate heat and cause a fire to prevent the spread of fire to other devices. ing. For example, it can be used as mats for vehicles, ceiling materials, dashboards, protective clothing for high-temperature work, gloves, etc., or placed between cells in automobile secondary battery packs to prevent other cells from heating up or catching fire. It is used.
  • the thickness is 10 to 100 mm, and the whole is made into a sheet by uniformly blending a small amount of low-melting point organic fiber with glass fiber and carbon fiber, and passing hot air vertically through the bulky cotton-like material.
  • a heat insulating mat for a vehicle has been disclosed (for example, see Patent Document 1).
  • a heat insulating material that includes a composite layer containing fibers and silica airgel, and resin struts arranged in the thickness direction in the composite layer.
  • the purpose of this invention is to obtain a heat insulating material that maintains the structure of the heat insulating material against compressive stress and suppresses deterioration of thermal conductivity. has been disclosed (for example, see Patent Document 2).
  • a polymeric foam comprising a brominated flame retardant dispersed therein and an epoxy stabilizer dispersed in the matrix at least 0.1% by weight.
  • a heat insulating vibration damping material in which scale-like mica pieces having an aspect ratio of 100 or more are laminated using silicone resin as an adhesive.
  • the present invention is intended to be used as a heat insulating damping material for anti-squeal shims for automobile disc brakes (see, for example, Patent Document 4).
  • the present invention consists of a synthetic laminated mica layer impregnated with silicone resin, an adhesive layer, and a backing material layer, and at least one of the above layers contains aluminum hydroxide or magnesium hydroxide with a particle size of 50 ⁇ m or less.
  • a mica sheet for high temperature electrical insulation is disclosed.
  • the present invention is intended to be used as fireproof heat insulation for fireproof bus ducts, fireproof electric wires, etc. (see, for example, Patent Document 5).
  • the heat insulating mat of the invention disclosed in Patent Document 1 has both nonflammability and heat insulating properties, but it is intended for use in railway vehicles, and cannot be used as a heat insulating material between cells of a secondary battery pack such as a lithium ion battery due to its thickness.
  • the problem is that it is difficult in terms of
  • the present invention also discloses a method of laminating a top sheet made of woven inorganic fibers or felt onto a mat body having a thickness of 10 to 100 mm using a nonflammable resin.
  • a nonflammable resin since sufficient adhesion strength cannot be maintained by bonding with nonflammable resin, there is also the problem that the top sheet easily peels off.
  • the fibers of the composite layer can be made of polyethylene terephthalate, and the resin struts can be made of polystyrene, polypropylene, etc., so flame retardancy is not particularly considered, and there is no possibility of ignition. The problem is that it sometimes burns out.
  • Patent Document 3 uses a brominated flame retardant as a flame retardant dispersed in a foamable polymer, and this is based on a mechanism in which the surface carbonizes during combustion and prevents the progress of combustion.
  • the upper limit temperature for use of this material is around 100°C, there is a problem that it cannot be used in a high temperature range of 100°C or higher.
  • Patent Document 4 uses silicone resin as an adhesive to adhere and laminate scaly mica with an aspect ratio of 100 or more, but mica with an aspect ratio of 100 or more is difficult to produce and lamination is complicated, resulting in high costs. There are challenges. In this invention, there is no disclosure or suggestion of imparting flame retardancy.
  • the invention described in Patent Document 5 is a mica sheet for high-temperature electrical insulation that has a three-layer structure of a synthetic mica layer impregnated with a silicone resin, an adhesive layer, and a backing layer, and at least one of the three layers has a It is characterized by containing aluminum hydroxide and magnesium hydroxide with a particle size of 50 ⁇ m or less.
  • a synthetic mica layer impregnated with a silicone resin, an adhesive layer, and a backing layer
  • at least one of the three layers has a It is characterized by containing aluminum hydroxide and magnesium hydroxide with a particle size of 50 ⁇ m or less.
  • Hybrid cars and electric cars are equipped with battery packs that have a modular structure of multiple lithium-ion battery cells, which are secondary batteries.
  • Lithium ion batteries are chemically unstable, so if they deteriorate or a short circuit occurs for some reason, the secondary battery cells may generate heat and go into thermal runaway. If this happens, heat may be transferred to adjacent secondary battery cells, leading to thermal runaway one after another, which may result in a major accident.
  • a heat insulating material that has not only heat insulation properties but also flame retardancy is required.
  • the present invention solves the above problems, and has both high heat insulation properties that can effectively block heat, heat resistance and flame retardance to prevent ignition, and high strength and economical heat resistance.
  • the purpose is to provide a heat insulating material and a method for manufacturing the same.
  • the heat-resistant heat insulating material of the present invention is characterized in that it contains an inorganic heat insulating filler and a binder, and the binder is made of an inorganic binder. With such a configuration, it is possible to obtain a sheet-like heat-resistant heat insulating material that has both extremely excellent flame retardancy and heat insulation properties.
  • the inorganic heat insulating filler may be at least one type selected from scaly mica, glass balloons, fly ash balloons, shirasu balloons, perlite, silica xerogel, and silica airgel.
  • the inorganic heat insulating filler for example, the above-mentioned scaly mica may be used alone, or a mixture of two types of filler, scaly mica and glass balloon, may be used.
  • a filler that is a mixture of three types of fillers, for example glass balloons, fly ash balloons, and perlite, may be used. How to mix them may be selected by considering materials, cost, etc.
  • the binder may be at least one type selected from a silicone binder, a silica binder, an alumina binder, and a zirconia-silica binder.
  • the inorganic binder is not limited to one type, and by mixing a plurality of types, the tensile strength when formed into a sheet may be further improved.
  • the materials to be mixed may be selected in consideration of materials, costs, or the required tensile strength and thickness of the sheet.
  • the heat-resistant heat insulating material of the present invention is required to have tensile strength, flame retardance, and thermal conductivity to predetermined target values.
  • the tensile strength is 0.5 MPa or more. If the tensile strength is 0.5 MPa or more, stable work can be performed without tearing, for example, when it is placed around a secondary battery cell such as a lithium ion battery.
  • the tensile strength is preferably 5 MPa or more, more preferably 10 MPa or more. If the tensile strength is less than 0.5 MPa, it will be easy to tear and it will not be possible to perform stable work.
  • the tensile strength varies depending on the combination with the inorganic heat insulating filler and inorganic binder used and the thickness to be produced, the upper limit of the tensile strength required for various uses is approximately 25 MPa or less. Further, the heat-resistant heat insulating material of the present invention is required to pass a flame retardancy test described below.
  • the heat-resistant heat insulating material of the present invention is required to have a thermal conductivity of 0.20 W/m ⁇ K or less. Preferably it is 0.15 W/m ⁇ K or less, more preferably 0.10 W/m ⁇ K or less, still more preferably 0.08 W/m ⁇ K or less, particularly preferably 0.05 W/m ⁇ K. K or less, most preferably 0.03 W/m ⁇ K.
  • the thermal conductivity is within the above range, the heat-resistant heat insulating material of the present invention exhibits excellent heat insulating properties.
  • the secondary battery pack of the present invention includes a storage part, a plurality of battery cells fixed in the storage part, and a flame-retardant heat insulating material provided between the plurality of battery cells, and has a flame-retardant It is characterized in that the heat-resistant heat-insulating material described above is used as the heat-insulating material.
  • the flame-retardant insulation material surrounding them will cause the heat to spread to other battery cells. can be prevented from being transmitted and ignition.
  • a sheet-like heat-resistant heat-insulating material containing an inorganic heat-insulating filler and an inorganic binder is produced, so it is lightweight, has excellent heat resistance and flame retardancy, and has the required tensile strength. It is highly effective for use in various fields where flame retardancy and heat insulation are required.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the heat-resistant heat insulating material of the present invention is used as a flame-retardant heat insulating material in a secondary battery pack.
  • the heat-resistant heat insulating material according to this embodiment contains an inorganic heat insulating filler and a binder, and the binder is an inorganic binder.
  • the inorganic heat insulating filler may be at least one type selected from scaly mica, glass balloons, fly ash balloons, shirasu balloons, perlite, silica xerogel, and silica aerogel.
  • the inorganic heat insulating filler for example, the above-mentioned scale-like mica may be used alone, or a mixture of two types of filler, including scale-like mica and glass balloon, may be used.
  • a filler that is a mixture of three types of fillers, for example glass balloons, fly ash balloons, and perlite, may be used. How to mix them may be selected by considering materials, cost, etc.
  • the inorganic binder may be at least one type selected from a silicone binder, a silica binder, an alumina binder, and a zirconia-silica binder.
  • the inorganic binder is not limited to one type, and by mixing a plurality of types, the tensile strength when formed into a sheet may be further improved.
  • the materials to be mixed may be selected in consideration of materials, costs, or the required tensile strength and thickness of the sheet.
  • any suitable shape and composition can be used as long as a heat insulating effect can be obtained.
  • silicate minerals such as sepiolite, talc, kaolin, mica powder, sericite, magnesium carbonate, calcium carbonate, hard clay, calcined clay, barium sulfate, calcium silicate, wollastonite, sodium bicarbonate, white carbon/fused silica.
  • Synthetic silica such as, natural silica such as diatomaceous earth, silica nanoparticles, inorganic balloons such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, and glass beads may be used alone or in combination.
  • the balloon structure refers to a structure containing a gas layer inside the beads.
  • the gas layer include air, nitrogen, and rare gases.
  • examples of such inorganic balloons include glass balloons, fly ash balloons, silica balloons, and perlite. Among these, glass balloons are particularly preferred. Addition of these inorganic balloons exhibits effects such as maintaining shape under high temperature atmosphere and improving heat insulation.
  • the particle size of the inorganic balloon is not particularly limited as long as it can be mixed uniformly with the inorganic binder, but the average particle size is preferably 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, more preferably 3 ⁇ m or more and 70 ⁇ m or less.
  • silica nanoparticles wet silica, dry silica, airgel, fumed silica, etc. can be used.
  • Silica nanoparticles are nanometer-order silica particles that are spherical or nearly spherical and have an average particle diameter of less than 1 ⁇ m.
  • the average particle diameter of the silica nanoparticles is more preferably 2 nm or more, and even more preferably 3 nm or more. Further, the average particle diameter of the silica nanoparticles is more preferably 50 nm or less, and even more preferably 10 nm or less.
  • the airgel is obtained by drying a wet gel body obtained by hydrolysis and polycondensation using a sol-gel method using a supercritical fluid or a subcritical fluid.
  • the obtained airgel has a porous structure with a pore diameter of 5 to 30 nm, in which particles with an average particle diameter of 20 nm are connected in a bead shape, and an apparent specific gravity of 0.03 to 0.3 g/cm 3 ,
  • the specific surface area is 500 to 900 m 2 /g, the solid content is 5% or less, and the remaining 95% or more is surrounded by an air layer.
  • aerogel is sometimes distinguished from those obtained by drying with a supercritical fluid, and xerogels are those obtained by drying at a subcritical fluid, and in the present invention, aerogel includes xerogel.
  • the specific surface area is the surface area per unit weight.
  • fumed silica is obtained by a method of hydrolyzing a halogenated silane such as silicon tetrachloride in an oxyhydrogen flame (so-called dry method).
  • the obtained fumed silica has a porous structure with a pore size of 10 nm to 100 nm, in which spherical particles with a particle size of 10 to 30 nm are aggregated and fused in the form of beads, and has an apparent specific gravity of 0.03 to 100 nm. It is an aggregate with a particle size of 0.1 g/cm 3 , a specific surface area of 40 to 400 m 2 /g, and a particle size of 100 to 400 nm.
  • Silica gel has a structure with an apparent specific gravity of 0.7 to 1.3 g/cm 3 , a specific surface area of 300 to 800 m 2 /g, and an average pore diameter of 1 nm to 10 nm, and silica airgel and fumed silica are common Unlike silica gel, it has a small apparent specific gravity.
  • the inorganic heat insulating fillers made of the various materials described above may be used alone, or may be used as a mixture of a plurality of materials. Alternatively, even if a single material is used, a mixture of materials having different particle sizes and external shapes may be used. (Inorganic binder)
  • the heat-resistant heat insulating material of the present invention contains various inorganic binders.
  • the inorganic binder may be any inorganic substance that can form a film.
  • silicone resin silica resin, alumina resin, zirconia/silica resin, saponite, hectorite, smectite group such as montmorillonite, vermiculite group, kaolinite group such as kaolinite, halloysite, serpentine group, sepiolite, etc.
  • examples include colloidal silica, colloidal alumina, and modified products thereof, synthetic inorganic polymer compounds, calcium sulfate, calcium silicate, water glass, Portland cement, alumina cement, alumina silicate, calcium oxide, and clay. These film-forming inorganic substances can be used alone or in combination. (Heat-resistant insulation material)
  • the thickness of the heat-resistant heat insulating material is not particularly limited, and can be appropriately determined depending on its purpose and use.
  • the thickness of the heat-resistant heat insulating material is preferably 100 mm or less from the viewpoint of economy and ease of processing, more preferably 0.1 to 50 mm, and still more preferably 0.3 to 30 mm.
  • the total ratio (weight ratio) of the inorganic heat insulating filler to the inorganic binder is such that the ratio of inorganic heat insulating filler/inorganic binder is 10/90 to 97/3, preferably 20/80 to 95/5, and more preferably 25/75 to It may be 92/8, particularly preferably 30/70 to 90/10. With such a ratio, a heat-resistant heat insulating material with excellent heat resistance and flame retardance can be obtained.
  • the heat-resistant heat insulating material of the present invention can be manufactured by a general film forming method such as a cast (flow-spreading) molding method, a T-die extrusion molding method, an inflation molding method, and a calendar molding method.
  • a general film forming method such as a cast (flow-spreading) molding method, a T-die extrusion molding method, an inflation molding method, and a calendar molding method.
  • the heat-resistant heat insulating material of the present invention preferably has a bulk density in the range of 0.01 to 10 g/cm 3 , more preferably 0.05 to 8 g/cm 3 from the viewpoint of flame retardancy, heat insulation, tensile strength, workability, etc. It is more preferably within the range of cm 3 , even more preferably within the range of 0.08 to 5 g/cm 3 , particularly preferably within the range of 0.1 to 3 g/cm 3 . In this way, by controlling the bulk density of the heat-resistant insulation material, the proportion of air (oxygen) in the heat-resistant insulation material is controlled within a certain range, resulting in excellent flame retardancy, heat insulation properties, and tensile strength. Granted.
  • the heat-resistant heat insulating material of the present invention may be colored with a dye or pigment, if necessary.
  • the heat-resistant heat insulating material of the present invention may contain an acrylic resin emulsion, a phosphate ester flame retardant, a halogen flame retardant, or a hydrated metal compound, if necessary, in order to further improve its flame retardancy and tensile strength. It may be coated or impregnated with an acrylic resin emulsion or acrylic resin solution containing a known flame retardant such as .
  • additives can be added to the heat-resistant heat insulating material of the present invention depending on the purpose.
  • additives include silica fiber, alumina fiber, basalt fiber, aramid fiber, polyarylate fiber, polybenzoxazole (PBO) fiber, polybenzthiazole fiber, polybenzimidazole (PBI) fiber, polyimide fiber, and polyetherimide.
  • short fibers such as fibers, polyetheretherketone fibers, polyetherketone fibers, polyamideimide fibers, flame-resistant fibers; antioxidants such as organophosphorus and thioether; light stabilizers such as hindered amines; UV absorbers such as benzophenone, benzotriazole, and benzoate; antistatic agents; dispersants such as bisamide, wax, and organic metal salts; lubricants such as amide and organic metal salts; bromine-containing organics Flame retardants such as , phosphoric acid type, melamine cyanurate type, antimony trioxide; stretching aids such as low density polyethylene and linear low density polyethylene; organic pigments; inorganic pigments; inorganic fillers; organic fillers; metal ion type Examples include inorganic antibacterial agents and organic antibacterial agents.
  • compositions are prepared by, for example, adding a volatile solvent such as methyl ethyl ketone (MEK), toluene, N,N-dimethylformamide, etc. to an inorganic heat-insulating filler and an inorganic binder, thoroughly kneading them, and uniformly dispersing them. It is done by letting The above-mentioned kneading can be performed using, for example, a high-speed disperser, a vertical disperser, a kneader, a ball mill, a three-roll mill, a jet mill, an impeller, or the like.
  • a volatile solvent such as methyl ethyl ketone (MEK), toluene, N,N-dimethylformamide, etc.
  • a silicone-based binder was used as the inorganic binder, and changes in tensile strength and properties when the amount of glass balloon A mixed was varied were investigated.
  • the glass balloon A was 90 parts by weight and the silicone binder was 10 parts by weight.
  • the glass balloon A was 40 parts by weight and the silicone binder was 60 parts by weight.
  • the glass balloon A was 60 parts by weight and the silicone binder was 40 parts by weight.
  • the glass balloon A was 10 parts by weight and the silicone binder was 90 parts by weight.
  • Comparative Example 1-1 used 98 parts by weight of glass balloon A and 2 parts by weight of silicone binder.
  • Comparative Example 1-2 used 5 parts by weight of glass balloon A and 95 parts by weight of silicone binder.
  • Glass balloon A which is an inorganic heat-insulating filler, and an inorganic binder were mixed in the above proportions, and 100 parts by weight of toluene, 50 parts by weight of isopropyl alcohol, and a curing agent were added in the proportions shown in Table 3, and after thorough stirring and mixing, The mixture was cast and molded onto a release liner, dried (100°C x 5 minutes), and heat-cured (150°C x 8 hours) to produce heat-resistant insulation materials with a thickness of 0.7 mm and various mixing ratios. .
  • Table 3 shows the physical property evaluation results of the produced heat-resistant heat insulating material.
  • the allowable mixing amount of glass balloon A is preferably in the range of 10 parts by weight to 97 parts by weight.
  • heat-resistant heat insulating materials were produced using a silicone binder as an inorganic binder and using different types of inorganic heat insulating fillers, and their properties were evaluated.
  • Example 2-1 is a scaly mica powder
  • Example 2-2 is a glass balloon B
  • Example 2-3 is a glass balloon C
  • Example 2-4 is a fly ash balloon
  • Example 2-2 is a glass balloon B.
  • 5 is a silica balloon
  • Example 2-6 is perlite
  • Example 2-7 is a silica airgel
  • Example 2-8 is a mixture of glass balloon A (45 parts by weight) and silica airgel (45 parts by weight).
  • a heat-resistant heat insulating material was produced in the same manner as in Example 1 except for the above. Table 4 shows the physical property evaluation results of the produced heat-resistant heat insulating material.
  • a heat-resistant heat insulating material was prepared by mixing various inorganic binders, and its properties were evaluated.
  • Example 3-1 used a silica-based binder
  • Example 3-2 used an alumina-based binder
  • Example 3-3 used a zirconia-silica-based binder.
  • an organic urethane binder was used in Comparative Example 3-1.
  • no curing agent was used in Comparative Example 3-1.
  • a heat-resistant heat insulating material was produced under the same conditions as in Example 1, except that the thermosetting conditions were changed to (150° C. x 1 hour). Table 5 shows the characteristics evaluation results of the produced heat-resistant heat insulating material.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which the heat-resistant heat insulating material of the present invention is used as a heat insulating material for a secondary battery pack.
  • the secondary battery pack 10 of the present invention includes a storage section 13, a plurality of battery cells 11 fixed in the storage section 13, and a flame-retardant heat insulating material 12 provided between the plurality of battery cells 11.
  • the flame retardant heat insulating material 12 uses the heat resistant heat insulating material of the present invention.
  • the flame-retardant insulation material 12 surrounding them prevents heat conduction to other battery cells 11 and prevents the ignition. It can be prevented.
  • the heat-resistant heat insulating material of the present invention is in the form of a sheet, it can be easily processed into an appropriate size, shape, etc. by applying known methods according to its purpose and use. Therefore, it can be used for various purposes.
  • the heat-resistant heat insulating material of the present invention can be used in all applications where flame retardancy and heat insulation are required.
  • packaging for vehicles such as automobiles and freight cars, interior materials for transportation equipment such as aircraft and ships, civil engineering and construction materials such as wall materials, floor materials and ceiling materials, and refrigerated containers. It can be suitably used for materials, bedding, sound absorbing members, etc.
  • the heat-resistant heat insulating material of the present invention is in the form of a sheet, it is flexible and can be easily punched into the required shape, and has flame retardancy and heat insulation properties, so heat shielding and heat insulation properties are required. It is useful in a wide range of fields.

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Abstract

効果的に熱を遮断できる高い断熱性と、発火を防止するための耐熱・難燃性とを併せ持ち、かつ高強度で経済性に優れた耐熱性断熱材とその製造方法を提供する。 【解決手段】無機断熱フィラーとバインダを含有してなり、バインダが無機バインダからなる。無機断熱フィラーが鱗片状マイカ、ガラスバルーン、フライアッシュバルーン、シラスバルーン、パーライト、シリカキセロゲルおよびシリカエアゲルから選択された少なくとも1種類であってもよい。バインダがシリコーン系バインダ、シリカ系バインダ、アルミナ系バインダおよびジルコニア・シリカ系バインダから選択された少なくとも1種類であってもよい。無機断熱フィラーおよび無機バインダは1種類に限定されず、複数の種類を混合してもよい。

Description

耐熱性断熱材
 本発明は、難燃性と断熱性とが要求される種々の用途に適用でき、例えば二次電池セルの発火を防ぐ断熱素材などとして好適なシート状耐熱性断熱材に関する。
 断熱材は、住宅、車両、航空機、あるいは梱包材など、社会の幅広い分野で使われている。さらに、断熱性に加えて難燃性を有する断熱材は、発熱して発火する可能性のある機器の周囲に配置して他の機器への波及を抑えるなどの目的で、幅広い分野で使用されている。例えば、車両用のマット、天井材、ダッシュボード、高温作業用の防護衣料、手袋などや、自動車の二次電池パックのセル間に配置して他のセルの加熱や発火を防ぐなどの目的でも使用されている。
 例えば、厚さ10~100mmであり、ガラス繊維および炭素繊維に少量の低融点有機繊維を均一に混綿し、嵩高い綿状素材に対して熱風を垂直方向に貫通させることによって全体をシート化した車両用断熱マットが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
 また、繊維とシリカエアロゲルとを含む複合層と当該複合層中で厚み方向に配置された樹脂支柱とを含む断熱材が開示されている。この発明は、圧縮応力に対し、断熱材の構造を保持して熱伝導率の悪化を抑制した断熱材を得ることを目的としており、この断熱材を車載用電池の電池セル間に配置することが開示されている(例えば、特許文献2参照)。
 さらに、分散された気泡を有する熱可塑性ポリマーマトリックス、2重量%又はそれ以上で5重量%又はそれ以下で上記マトリックス中に分散された赤外線減衰剤、2.5~3.5重量%で上記マトリックス中に分散された臭素化難燃剤、並びに少なくとも0.1重量%で上記マトリックス中に分散されたエポキシ安定剤を含んでなるポリマーフォームが開示されている。この発明は、建築および建設用途への適用を主な目的としている(例えば、特許文献3参照)。
 さらに、シリコーン樹脂を接着剤としてアスペクト比100以上の鱗片状マイカ片を積層した断熱制振材が開示されている。この発明は自動車のディスクブレーキの鳴き止めシム用の断熱制振材に使用することを目的としている(例えば、特許文献4参照)。
 さらに、シリコーン樹脂を含侵した合成集成マイカ層と接着剤層、裏打材層からなり、上記の内少なくとも1つ以上の層に粒径が50μm以下の水酸化アルミニウムまたは水酸化マグネシウムを含有することを特徴とする高温電気絶縁用マイカシートが開示されている。この発明は、耐火バスダクトや耐火電線などの耐火熱絶縁用として用いることを目的としている(例えば、特許文献5参照)。
特開2005-186857号公報 特開2017-215014号公報 特許第5785159号公報 特開平4-65259号公報 特許第2790207号公報
 特許文献1の発明の断熱マットは不燃性と断熱性とを兼ね備えているが、鉄道車両用を目的としており、例えばリチウムイオン電池などの二次電池パックのセル間の断熱材として用いることは厚みの点から難しいという課題を有する。さらにこの発明では、無機繊維の織布またはフェルトからなる表面シートを厚さ10~100mmのマット本体に不燃性樹脂で貼り合わせる方法も開示されている。しかし、不燃性樹脂での貼り合わせでは十分な接着強度を保持することができないため、表面シートが容易にはがれてしまうという課題も有する。
 特許文献2の発明では、複合層の繊維はポリエチレンテレフタレートを用いることができ、また樹脂支柱はポリスチレンやポリプロピレンなどを用いることができるとしているので、難燃性については特に考慮されておらず、発火時に燃焼してしまうという課題を有する。
 特許文献3の発明は、発泡性ポリマー中に分散された難燃剤として臭素化難燃剤を用いているが、これは燃焼時に表面が炭化し燃焼の進行を防止するというメカニズムに基づいている。しかし、この材料は使用上限温度が100℃前後であるため、100℃以上の高温域では使用できないという課題がある。
 特許文献4の発明は、シリコーン樹脂を接着剤としてアスペクト比100以上の鱗片状マイカを接着・積層しているが、アスペクト比100以上のマイカは作成が難しく、また、積層も煩雑であるのでコスト的に課題がある。この発明においては、難燃性を付与することについては開示も示唆もない。
 特許文献5に記載の発明は、シリコーン樹脂を含侵した合成マイカ層、接着剤層、裏打層の3層構造の高温電気絶縁用マイカシートであり、3層の内少なくとも1つ以上の層に粒径50μm以下の水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムを含有することが特徴である。しかしながら、天然マイカの使用、難燃性については開示も示唆もない。
 ハイブリッド自動車や電気自動車には、二次電池である複数のリチウムイオン電池セルをモジュール構造とした電池パックが搭載されている。リチウムイオン電池は化学的に不安定であるため、劣化や何らかの原因でショート等が発生した場合、その二次電池セルが発熱して熱暴走することがある。そうすると隣接する二次電池セルにも熱が伝わり、次々に熱暴走して大きな事故になる場合がある。これを防ぐためには、断熱性だけでなく、難燃性も有する断熱材が要求されている。
 本発明は、上記課題を解決するもので、効果的に熱を遮断できる高い断熱性と、発火を防止するための耐熱・難燃性とを併せ持ち、かつ高強度で経済性に優れた耐熱性断熱材とその製造方法を提供することを目的とする。
 上記課題を解決するために本発明の耐熱性断熱材は、無機断熱フィラーとバインダを含有してなり、上記バインダが無機バインダからなることを特徴とする。このような構成とすることにより、非常に優れた難燃性と断熱性とを兼ね備えたシート状の耐熱性断熱材を得ることができる。
 上記構成において、無機断熱フィラーが鱗片状マイカ、ガラスバルーン、フライアッシュバルーン、シラスバルーン、パーライト、シリカキセロゲルおよびシリカエアゲルから選択された少なくとも1種類であってもよい。無機断熱フィラーとして、上記の例えば鱗片状マイカを単独で用いてもよいし、鱗片状マイカとガラスバルーンとの2種類の混合フィラーを用いてもよい。あるいは、さらに例えばガラスバルーン、フライアッシュバルーンおよびパーライトの3種類を混合したフィラーを用いてもよい。どのように混合するかは、材料やコストなどを考慮して選択すればよい。
 上記構成において、上記バインダが、シリコーン系バインダ、シリカ系バインダ、アルミナ系バインダおよびジルコニア・シリカ系バインダから選択された少なくとも1種類であってもよい。無機バインダであれば1種類に限定されず、複数の種類を混合することによりシート状としたときの引張強度をさらに改善できる場合がある。どのような材料を混合するかは、材料やコストあるいは必要とするシートの引張強度や厚み等を考慮して選択すればよい。
 本発明の耐熱性断熱材は、引張強度、難燃性および熱伝導率を所定の目標値とすることが要求される。
 引張強度は、0.5MPa以上であるようにすることが好ましい。引張強度が0.5MPa以上あれば、例えばリチウムイオン電池などの二次電池セルの周囲に配置する場合に、破れることなく安定な作業を行うことができる。引張強度は5MPa以上が好ましく、10MPa以上がさらに好ましい。引張強度が0.5MPaよりも小さいと、破れやすくなり安定な作業を行うことができない。引張強度は、使用する無機断熱フィラーや無機バインダとの組み合わせや作製する厚みによっても変化するが、種々の用途に対応するために要求される引張強度の上限値は概略25MPa以下である。
 また、本発明の耐熱性断熱材は、後述する難燃性試験をクリアーすることが要求される。
 さらに、本発明の耐熱性断熱材は、熱伝導率が0.20W/m・K以下とすることが要求される。好ましくは0.15W/m・K以下であり、より好ましくは0.10W/m・K以下であり、さらに好ましくは0.08W/m・K以下であり、特に好ましくは0.05W/m・K以下、最も好ましくは0.03W/m・Kである。熱伝導率が上記範囲にあれば、本発明の耐熱性断熱材は優れた断熱性を発現する。
 つぎに、本発明の二次電池パックは、収納部と、この収納部内に固定された複数の電池セルと、複数の電池セル間に設けられた難燃性断熱材とを備え、難燃性断熱材が上記記載の耐熱性断熱材を用いたことを特徴とする。
 上記構成の二次電池パックは、複数の電池セルのいずれかが何らかの原因で発熱し発火した場合であっても、それらを取り囲んで設けられている難燃性断熱材が他の電池セルへ熱が伝わるのを防ぎ、発火を防止することができる。
 本発明によれば、無機断熱フィラーと無機バインダとを含有してシート状の耐熱性断熱材を作製しているので、軽量、かつ、耐熱性、難燃性に優れ、しかも必要とする引張強度を確保でき、難燃性と断熱性とが要求される種々の分野の使用に大きな効果を奏する。
本発明の耐熱性断熱材を二次電池パックの難燃性断熱材として用いた状態を示す断面図である。
(第1の実施の形態)
 本発明の第1実施の形態にかかる耐熱性断熱材について説明する。本実施の形態に係る耐熱性断熱材は、無機断熱フィラーとバインダを含有してなり、上記バインダが無機バインダからなる。
 さらに、無機断熱フィラーが鱗片状マイカ、ガラスバルーン、フライアッシュバルーン、シラスバルーン、パーライト、シリカキセロゲルおよびシリカエアロゲルから選択された少なくとも1種類であってもよい。無機断熱フィラーとして、上記の例えば鱗片状マイカを単独で用いてもよいし、鱗片状マイカとガラスバルーンとの2種類の混合フィラーを用いてもよい。あるいは、さらに例えばガラスバルーン、フライアッシュバルーンおよびパーライトの3種類を混合したフィラーを用いてもよい。どのように混合するかは、材料やコストなどを考慮して選択すればよい。
 さらに無機バインダが、シリコーン系バインダ、シリカ系バインダ、アルミナ系バインダおよびジルコニア・シリカ系バインダから選択された少なくとも1種類であってもよい。無機バインダであれば1種類に限定されず、複数の種類を混合することによりシート状としたときの引張強度をさらに改善できる場合がある。どのような材料を混合するのかは、材料やコストあるいは必要とするシートの引張強度や厚み等を考慮して選択すればよい。
 つぎに、本発明の耐熱性断熱材を構成する無機断熱フィラーと無機バインダについて説明する。
(無機断熱フィラー)
 無機断熱フィラーとしては、断熱効果が得られる限り、任意の適切な形状、組成を使用できる。例えば、セピオライト、タルク、カオリン、マイカ粉末、セリサイト等の珪酸塩鉱物、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、ハードクレー、焼成クレー、硫酸バリウム、珪酸カルシウム、ウォラストナイト、重炭酸ナトリウム、ホワイトカーボン・溶融シリカ等の合成シリカ、珪藻土等の天然シリカ、シリカナノ粒子、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ガラスビーズ等の無機バルーンが挙げられ、これらは単独又は複数を組み合わせて用いられる。
 好ましくは、バルーン構造物を含む。バルーン構造物とは、ビーズ内部に気体層を含む構造物をいう。気体層としては、空気、窒素、希ガスなどが挙げられる。このような無機バルーンとしては、例えば、ガラスバルーン、フライアッシュバルーン、シリカバルーン、パーライトなどが挙げられる。これらの中でも、特に好ましくはガラスバルーンである。これらの無機バルーンの添加は、高温雰囲気下の形状維持と断熱性向上といった効果を示す。
 無機バルーンの粒子径は、無機バインダと均一に混合可能であれば特に限定されないが、平均粒子径は1μm以上、100μm以下が好ましく、3μm以上、70μm以下であることがより好ましい。
 また、上記シリカナノ粒子としては、湿式シリカ、乾式シリカ、エアロゲルおよびフュームドシリカ等を使用することができる。シリカナノ粒子とは、球形あるいは球形に近い、平均粒子径が1μm未満のナノメートルオーダーのシリカの粒子である。シリカナノ粒子の平均粒子径を1nm以上、100nm以下とすると、特に常温での温度領域において、断熱性をより一層向上させることができる。シリカナノ粒子の平均粒子径は、2nm以上であることがより好ましく、3nm以上であることがさらに好ましい。また、シリカナノ粒子の平均粒子径は、50nm以下であることがより好ましく、10nm以下であることがさらに好ましい。
 ここでエアロゲルは、ゾルーゲル法による加水分解、縮重合によって得られた湿潤ゲル体を超臨界流体或いは臨界未満で乾燥させて得られる。そして、得られたエアロゲルは、平均粒子径が20nmの粒子が数珠状に連結した、細孔径5~30nmの多孔質構造を有しており、見かけ比重0.03~0.3g/cm、比表面積500~900m/gであって、固形分が5%以下で、残りの95%以上が空気層で囲まれている。なお、エアロゲルは超臨界流体で乾燥させて得られたもの、キセロゲルは、臨界未満で乾燥して得られたもので区別されることもあるが、本発明においてエアロゲルはキセロゲルを含む。ここで、比表面積は単位重量当たりの表面積のことである。
 また、フュームドシリカとは、四塩化ケイ素などのハロゲン化シランを酸水素炎中で加水分解する方法(所謂、乾式法)により得られるものである。得られたフュームドシリカは、粒子径が10~30nmの真球状の粒子が数珠状に凝集・融着した、細孔径10nm~100nmの多孔質構造を有しており、見かけ比重0.03~0.1g/cm、比表面積40~400m/gであって、粒子径100~400nmの凝集体である。
 なお、シリカゲルは見かけ比重0.7~1.3g/cm、比表面積300~800m/g、平均細孔径1nm~10nmの構造を有するものであり、シリカエアロゲルとフュームドシリカは一般的なシリカゲルと異なり見かけ比重が小さいものである。
 上記した種々の材料からなる無機断熱フィラーは、それぞれ単独で使用してもよいが、複数の材料を混合して使用してもよい。あるいは、単独の材料であっても粒径や外形の異なるものを混合して使用してもよい。
(無機バインダ)
 本発明の耐熱性断熱材は、各種の無機バインダを含有する。無機バインダとしては、皮膜形成性のある無機物質であればいずれのものでもよい。例えば、シリコーン系樹脂、シリカ系樹脂、アルミナ系樹脂、ジルコニア・シリカ系樹脂、サポナイト、ヘクトライト、モンモリロナイトなどのスメクタイト群、バーミキュライト群、カオリナイト、ハロイサイトなどのカオリナイト-蛇紋石群、セピオライトなどの天然粘土鉱物の他、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナおよびこれらの変性物、合成無機高分子化合物、硫酸カルシウム、けい酸カルシウム、水ガラス、ポルトランドセメント、アルミナセメント、アルミナシリケート、酸化カルシウム、粘土などが挙げられ、これらの皮膜形成性のある無機物質を各々単独に、または複数組み合わせて使用することができる。
(耐熱性断熱材)
 つぎに、上記の無機断熱フィラーと無機バインダとを含有してなるシート状の耐熱性断熱材について説明する。本発明において、耐熱性断熱材の厚みは特に限定されるものではなく、その目的や用途に応じて適宜決定することができる。ただし、耐熱性断熱材の厚みは、経済性や加工のし易さ等の観点から100mm以下であることが好ましく、より好ましくは0.1~50mm、さらに好ましくは0.3~30mmである。
 無機断熱フィラーと無機バインダの合計の割合(重量比)は、無機断熱フィラー/無機バインダの割合が10/90~97/3、好ましくは20/80~95/5、さらに好ましくは25/75~92/8、特に好ましくは30/70~90/10であってもよい。このような割合であると耐熱性、難燃性に優れた耐熱性断熱材を得ることができる。
 本発明の耐熱性断熱材は、キャスト(流延塗布)成型法、Tダイ押出し成型法、インフレーション成型法及びカレンダー成型法等の一般的なフィルムの成形方法により製造することができる。
 本発明の耐熱性断熱材は、難燃性、断熱性、引張強度及び加工性等の観点から、嵩密度が0.01~10g/cmの範囲内が好ましく、さらに0.05~8g/cmの範囲内であることがより好ましく、さらに好ましくは0.08~5g/cm、特に好ましくは0.1~3g/cmの範囲内であることが望ましい。このように、耐熱性断熱材の嵩密度を制御することによって、耐熱性断熱材中の空気(酸素)の割合が一定範囲内に制御されて、優れた難燃性、断熱性及び引張強度が付与される。
 また、本発明の耐熱性断熱材は、必要に応じて染料や顔料で着色されていてもよい。なお、本発明の耐熱性断熱材には、その難燃性や引張強度を更に向上させるために必要に応じて、アクリル樹脂エマルジョン、リン酸エステル系難燃剤、ハロゲン系難燃剤または水和金属化合物などの公知の難燃剤を配合したアクリル樹脂エマルジョンあるいはアクリル樹脂溶液等をコーティング又は含浸させてもよい。
 本発明の耐熱性断熱材には、目的に応じて各種の添加剤を添加することができる。添加剤としては、例えば、シリカ繊維、アルミナ繊維、玄武岩繊維、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリベンズオキサゾール(PBO)繊維、ポリベンズチアゾール繊維、ポリベンズイミダゾール(PBI)繊維、ポリイミド繊維、ポリエーテルイミド繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維、ポリエーテルケトン繊維、ポリエーテルケトンケトン繊維、ポリアミドイミド繊維、耐炎繊維等の短繊維;有機リン系、チオエーテル系等の酸化防止剤;ヒンダードアミン系等の光安定剤;ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系等の紫外線吸収剤;帯電防止剤;ビスアミド系、ワックス系、有機金属塩系等の分散剤;アミド系、有機金属塩系等の滑剤;含臭素系有機系、リン酸系、メラミンシアヌレート系、三酸化アンチモン等の難燃剤;低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン等の延伸助剤;有機顔料;無機顔料;無機充填剤;有機充填剤;金属イオン系等の無機抗菌剤、有機抗菌剤等が挙げられる。
 これら組成物の調製は、例えば無機断熱フィラーと無機バインダに対し、揮発性溶剤、例えばメチルエチルケトン(MEK)、トルエン、N,N-ジメチルホルムアミド等を投入して充分に混練し、これらを均一に分散させることによって行われる。上記混練は、例えば高速分散機、縦型分散機、ニーダー、ボールミル、3本ロールミル、ジェットミル、インペラー等を用いて行うことができる。
 以下、実施例を用いて本発明の耐熱性断熱材についてさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。なお、以下の実施例における各特性値の測定方法は次の通りである。
(1)厚み:JIS L-1096に準拠して荷重を1kPaとして測定した。
(2)引張強度:JIS L-1096に準拠して縦方向の引張強度を測定した。加工性、耐久性、及び耐摩耗性の観点から0.5MPa以上の必要があり、5MPa以上が好ましく、10MPa以上がさらに好ましい。
(3)難燃試験:UL-94 5V平板状試験片垂直燃焼試験に準拠した。
(4)熱伝導率:JIS A-1412-2に準拠して測定した。
 また、以下の実施例で用いた無機断熱フィラーを表1に、無機バインダを表2に示す。
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 
(実施例1)
 本実施例では、無機バインダとしてシリコーン系バインダを用い、ガラスバルーンAの混合量を変化させたときの引張強度との特性の変化を調べた。実施例1-1は、ガラスバルーンAを90重量部、シリコーン系バインダを10重量部とした。実施例1-2は、ガラスバルーンAを40重量部、シリコーン系バインダを60重量部とした。実施例1-3は、ガラスバルーンAを60重量部、シリコーン系バインダを40重量部とした。実施例1-4は、ガラスバルーンAを10重量部、シリコーン系バインダを90重量部とした。比較例1-1は、ガラスバルーンAを98重量部、シリコーン系バインダを2重量部とした。比較例1-2は、ガラスバルーンAを5重量部、シリコーン系バインダを95重量部とした。
 無機断熱フィラーであるガラスバルーンAと無機バインダとを上記の割合とし、さらにトルエンを100重量部、イソプロピルアルコーを50重量部、硬化剤を表3に示す割合で加え、十分に撹拌混合した後、離型ライナー上に流延塗布成型し、乾燥(100℃×5分)、熱硬化(150℃×8時間)して、厚みが0.7mmで種々の混合割合の耐熱性断熱材を製造した。作製した耐熱性断熱材の物性評価結果を表3に示す。
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 
 表3からわかるように、ガラスバルーンAの混合量を増やすと引張強度が低下する傾向がみられた。特に、ガラスバルーンAの混合量が90重量部では、引張強度が15.6MPaであったのに対して、98重量部では0.9MPaとなり急激に小さくなることがわかった。これは、無機バインダであるシリコーン系バインダの混合量が少なすぎて、無機断熱フィラーであるガラスバルーンA同士を十分に結合できなくなったからと推定される。実施例1-4は、熱伝導率が0.2W/m・Kとなったが、目標値はクリアーした。したがって、実施例1-1から実施例1-4までについては、引張強度、難燃性及び熱伝導率のすべてをクリアーした。しかし、比較例1-1は、引張強度が目標値をクリアーしなかった。また、比較例1-2は、引張強度と難燃性とは目標値をクリアーしたが、熱伝導率が目標値をクリアーしなかった。この結果と追加の試験結果から、ガラスバルーンAの許容混合量は10重量部~97重量部の範囲が好ましいことがわかった。
(実施例2)
 本実施例では、無機バインダとしてシリコーン系バインダを用い、無機断熱フィラーの種類をかえた耐熱性断熱材を作製して特性を評価した。本実施例では、実施例2-1は鱗片状マイカ粉末、実施例2-2はガラスバルーンB、実施例2-3はガラスバルーンC、実施例2-4はフライアッシュバルーン、実施例2-5はシリカバルーン、実施例2-6はパーライト、実施例2-7はシリカエアロゲル、および、実施例2-8はガラスバルーンA(45重量部)とシリカエアロゲル(45重量部)との混合を用いた。それ以外は実施例1と同様にして耐熱性断熱材を作製した。作製した耐熱性断熱材の物性評価結果を表4に示す。
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 
 表4からわかるように、種々の無機断熱フィラーを用いた場合、引張強度、難燃性及び熱伝導率のすべてにおいて目標値をクリアーした。この結果、無機バインダを10重量部としても無機断熱フィラー同士を十分に結合でき、その結果引張強度を大きくできることが確認できた。熱伝導率も十分に小さな値を得ることができた。
(実施例3)
 本実施例では、種々の無機バインダを混合して耐熱性断熱材を作製し、特性を評価した。実施例3-1はシリカ系バインダ、実施例3-2はアルミナ系バインダ、実施例3-3はジルコニア・シリカ系バインダを用いた。さらに、比較例3-1では、有機系のウレタン系バインダを用いた。本実施例では、硬化剤は使用していない。また、熱硬化条件を(150℃×1時間)に変更した以外は、実施例1の場合と同様の条件で耐熱性断熱材を作製した。作製した耐熱性断熱材の特性評価結果を表5に示す。
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 
 表5からわかるように、種々の無機バインダを10重量部混合した耐熱性断熱材は、引張強度、難燃性およぶ熱伝導率のすべてにおいて目標値をクリアーした。しかし、有機系のウレタン系バインダを用いると難燃性試験をクリアーできなかった。この結果から、無機バインダを用いることが耐熱性・難燃性を改善するために大きな効果を与えることが見いだされた。
(第2の実施の形態)
 つぎに、本発明の第2の実施の形態に係る二次電池パックについて説明する。
 図1は、本発明の耐熱性断熱材を二次電池パックの断熱材として用いた状態を示す断面図である。本発明の二次電池パック10は、収納部13と、この収納部13内に固定された複数の電池セル11と、複数の電池セル11間に設けられた難燃性断熱材12とを備えており、難燃性断熱材12が本発明の耐熱性断熱材を用いている。
 複数の電池セルのいずれかが何らかの原因で発熱し発火した場合であっても、それらを取り囲んで設けられている難燃性断熱材12が他の電池セル11への熱伝導を防ぎ、発火を防止することができる。
 本発明の耐熱性断熱材はシート状であるので、その目的や用途に合せて公知の方法等を適用して適宜な大きさ、形状等に加工することが容易である。したがって、種々の用途に用いることができる。
 特に、自動車の二次電池パックに使用した場合、二次電池セル、二次電池パックや二次電池モジュールから何らかの原因で発火した際に、火炎が延焼するのを防止することができるだけでなく、二次電池モジュールから外部への延焼も防ぐことができる。
 本発明の耐熱性断熱材は、難燃性と断熱性とが求められる用途の全てに用いることができる。例えば、自動車、貨車等の車輌、航空機や船舶等の輸送用機器の内装材、土木・建築用の壁用部材、床用部材や天井用部材等の土木・建築用資材、冷凍コンテナ等の梱包材、寝装品、または、吸音部材等に好適に使用することができる。
 その他、自動車の天井材、リアパッケージ、ドアトリム用途、自動車、電車や航空機などのダッシュボードのインシュレータ用途、各種の保温材、遮熱材、断熱材用途、消防用や高温作業用などの防護衣料、防護手袋、防護帽子などの用途、溶接現場の防護シート用途、防草材用途、スピーカー用振動板用途、電気カーペットの積層材用途等、幅広い用途に用いることができる。
 本発明の耐熱性断熱材は、シート状であるので、柔軟で、必要な形状に打抜き加工が容易であり、かつ、難燃性と断熱性とを有するので遮熱や断熱性が要求される幅広い分野に有用である。
 10 二次電池パック
 11 電池セル
 12 難燃性断熱材
 13 収納部

 

Claims (4)

  1.  無機断熱フィラーとバインダとを含有してなるシート状の耐熱性断熱材であって、
     前記バインダが、無機バインダからなることを特徴とする耐熱性断熱材。
     
  2.  前記無機断熱フィラーが、鱗片状マイカ、ガラスバルーン、フライアッシュバルーン、シラスバルーン、パーライト、シリカキセロゲル、および、シリカエアゲルから選択された少なくとも1種類であることを特徴とする請求項1記載の耐熱性断熱材。
     
  3.  前記バインダが、シリコーン系バインダ、シリカ系バインダ、アルミナ系バインダ、および、ジルコニア・シリカ系バインダから選択された少なくとも1種類であることを特徴とする請求項1記載の耐熱性断熱材。
     
  4.  収納部と、
     前記収納部内に固定された複数の電池セルと
     前記複数の電池セル間に設けられた難燃性断熱材とを備え、
     前記難燃性断熱材が、請求項1から3までのいずれか1項に記載の耐熱性断熱材を用いたことを特徴とする二次電池パック。

     
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