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公開番号2024175471
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-18
出願番号2023093273
出願日2023-06-06
発明の名称熱暴走抑制耐火シート
出願人三菱製紙株式会社
代理人
主分類H01M 10/658 20140101AFI20241211BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】複数のリチウムイオン素電池を備えた電池パックにおいて使用される熱暴走抑制耐火シートであって、ガラス繊維及び無機粒子の脱落を抑制し、荷重下断熱性に優れた熱暴走抑制耐火シートを提供する。
【解決手段】基材と無機粒子層とを有し、該基材がガラス繊維と湿熱接着性バインダー繊維とフィブリル化繊維を含有し、該無機粒子層が無機中空粒子と粘土鉱物を含有することを特徴とする熱暴走抑制耐火シート。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
基材と無機粒子層とを有し、該基材がガラス繊維と湿熱接着性バインダー繊維とフィブリル化繊維を含有し、該無機粒子層が無機中空粒子と粘土鉱物を含有することを特徴とする熱暴走抑制耐火シート。
続きを表示（約 85 文字）【請求項２】
無機粒子層の乾燥塗工量が、熱暴走抑制耐火シートの全質量に対して３０質量％以上７０質量％以下である、前記請求項１記載の熱暴走抑制耐火シート。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の素電池を備えた電池パックにおいて、一つの素電池が熱暴走、発火した際に、隣接する素電池の熱暴走を抑制し、延焼を防ぐ熱暴走抑制耐火シートに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の多様化にともない高容量、高電圧、高出力であって、かつ安全性の高い素電池や複数の素電池を備えた電池パックが求められている。特に、安全性の高い素電池や電池パックを提供するために、素電池や電池パックに、温度の上昇を防ぐためのＰＴＣ素子の装備や温度ヒューズ、さらに、素電池の内部圧力を感知して電流を遮断させる保護回路等、種々の保護手段を備える技術が知られている。また、素電池が異常状態（例えば、熱暴走状態）にならないように素電池の充放電を制御する制御回路を電池パックに備える技術も知られている。
【０００３】
しかしながら、上述のような保護手段や制御回路を備えていても、素電池が異常な条件下に置かれた場合、種々の原因で素電池は熱暴走を起こすことがある。熱暴走すると、素電池の温度は急激に上昇して３００℃以上、場合によっては４００℃以上になることもあり、内部から高温の可燃性ガスが噴出する可能性がある。そして、最悪の場合、発火し、素電池を収納している電池パックの筐体が破損や溶融するおそれがある。
【０００４】
このような熱暴走を防止する技術として、特許文献１では、ガラス繊維シートの空間にシリカキセロゲルを担持し、繊維シートの外周部を緻密な樹脂層で覆うことによりシリカキセロゲルを固定する断熱シートが開示されている。この断熱シートは、隣接する素電池の温度上昇を遅くする効果があるものの、素電池の耐熱性、耐火性、強度に劣る問題があった。
【０００５】
特許文献２では、鉱物系粉体及び難燃剤のうちの少なくとも一方を含有し、１００～１０００℃で吸熱反応を開始し、それに従って、相変化、膨張、発泡及び硬化からなる群から選択される少なくとも一種の構造変化が起こる熱暴走防止シートが開示されている。この熱暴走防止シートは、不燃性基材として、アルミニウム箔ラミネートガラスクロスを使用しており、鉱物系粉体及び難燃剤を含有する樹脂組成物を一軸押出機に供給し、押出成型して、熱吸熱性材料シートや耐火断熱シートを得て、さらに、得られた熱吸熱性材料シートや耐火断熱シートを組み合わせてプレス加工することで熱暴走防止シートが得られるため、非常に生産性が悪く、コスト高になる問題があった。また、樹脂組成物であるため、素電池が発火した際の耐火性に劣る問題があった。
【０００６】
特許文献３では、ガラス繊維及び生体溶解性無機繊維からなる群より選ばれる１種以上の無機繊維を３０～９５質量％含有し、β型セピオライトを５～４０質量％含有する無機繊維シートの製造方法であって、前記無機繊維を含有するスラリーを湿式抄紙して不織布を製造する工程（ｉ）と、前記不織布に対して、β型セピオライトを含有するスラリーを付着させる工程（ii）とを有する、無機繊維シートの製造方法が開示されている。しかしながら、この無機繊維シートは、ハニカム成型体とされた後、焼成されるフィルターの基材に好適に用いられるものであり、不織布自体の湿潤強度が十分でなく、焼成せずに使用した場合の無機繊維シートの耐火性や不燃性に劣る問題があった。
【０００７】
また、特許文献４では、シリカナノ粒子で構成される第１粒子と、金属酸化物からなる第２粒子に加え、断熱性向上を目的に、断熱シート全質量に対し６０質量％以下の無機バルーンを含む組電池用断熱シートが開示されている。しかしながら、必要な断熱性を付与すべく断熱シート全質量に対する無機バルーンの含有率を３０質量％以上とした場合には、断熱シートから無機バルーンが脱落する場合や、高荷重条件下で断熱性が低下する場合があり、改善が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
国際公開第２０１８／１１００５５号パンフレット
特開２０１８－２０６６０５号公報
特開２０１７－０２５４５８号公報
特開２０２１－０３４２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、複数のリチウムイオン素電池を備えた電池パックにおいて、一つの素電池が熱暴走し、発火した際に、隣接するリチウムイオン素電池への延焼を防ぐことが可能な熱暴走抑制耐火シートであって、無機粒子の脱落を抑制し、高荷重条件下での断熱性に優れた熱暴走抑制耐火シートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために鋭意研究した結果、下記発明を見出した。
（【００１１】以降は省略されています）

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