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公開番号
2025019759
公報種別
公開特許公報(A)
公開日
2025-02-07
出願番号
2023123559
出願日
2023-07-28
発明の名称
延焼防止材、組電池及び自動車
出願人
デンカ株式会社
代理人
弁理士法人IPX
主分類
C03C
25/1095 20180101AFI20250131BHJP(ガラス;鉱物またはスラグウール)
要約
【課題】充分な延焼防止を有する延焼防止材、この延焼防止材を用いた組電池、及びこの組電池を備える自動車を提供する。
【解決手段】本発明の一態様によれば、延焼防止材が提供される。この延焼防止材は、無機繊維を含有する無機繊維基材と、無機繊維基材に担持されたケイ酸ナトリウムとを備える。ケイ酸ナトリウムは、100℃での含水率が15質量%以上35質量%以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲
【請求項1】
延焼防止材であって、
無機繊維を含有する無機繊維基材と、
前記無機繊維基材に担持されたケイ酸ナトリウムとを備え、
前記ケイ酸ナトリウムは、100℃での含水率が15質量%以上35質量%以下である、延焼防止材。
続きを表示(約 870 文字)
【請求項2】
請求項1に記載の延焼防止材において、
前記ケイ酸ナトリウムは、30℃から100℃での含水率の減少割合が0.75質量%/℃以下である、延焼防止材。
【請求項3】
請求項1に記載の延焼防止材において、
前記無機繊維の構成材料は、シリカ(SiO
2
)及びアルミナ(Al
2
O
3
)からなる群より選択される少なくとも1種を含む、延焼防止材。
【請求項4】
請求項1に記載の延焼防止材において、
前記無機繊維基材は、湿式抄造シートである、延焼防止材。
【請求項5】
請求項1に記載の延焼防止材において、
前記ケイ酸ナトリウムは、前記無機繊維基材の一方の面側に偏在しているか、又は前記無機繊維基材に含浸されている、延焼防止材。
【請求項6】
請求項1に記載の延焼防止材において、
前記無機繊維基材と前記ケイ酸ナトリウムとの全体での厚さは、5mm以下である、延焼防止材。
【請求項7】
請求項1に記載の延焼防止材において、
さらに、前記無機繊維基材と前記ケイ酸ナトリウムとを収容する外装体を備える、延焼防止材。
【請求項8】
請求項1に記載の延焼防止材において、
前記外装体は、その40℃且つ90%RHでの水蒸気透過率が15g/m
2
/day以下であり、厚さが250μm以下である、延焼防止材。
【請求項9】
請求項1に記載の延焼防止材において、
2つ以上の電池セルを備える組電池の隣り合う2つの前記電池セルの間に配置して使用される、延焼防止材。
【請求項10】
組電池であって、
2つ以上の電池セルと、
隣り合う前記電池セルの間に配置された、請求項1~請求項9のいずれか1項に記載の延焼防止材とを備える、組電池。
(【請求項11】以降は省略されています)
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、延焼防止材、組電池及び自動車に関する。
続きを表示(約 2,000 文字)
【背景技術】
【0002】
自動車の電動化の普及に伴い、自動車用の組電池及びこれに用いられる電池セルの開発が進められている。自動車用の組電池の中でも、特に高エネルギー密度を有するリチウムイオン電池(LiB)セルを用いた組電池では、熱暴走等の異常が発生するリスクがある。このため、電池セルの安全性を高めるための技術の開発が進められている。
例えば、特許文献1では、リチウムイオン電池の内部短絡等による急激な温度上昇と熱暴走(熱逸走)状態を回避することを目的として用いられる、吸熱シートが提案されている。しかしながら、かかる吸熱シートは、延焼防止性が必ずしも充分とは言えない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2010-53196号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明では上記事情に鑑み、充分な延焼防止を有する延焼防止材、この延焼防止材を用いた組電池、及びこの組電池を備える自動車を提供することとした。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の一態様によれば、延焼防止材が提供される。この延焼防止材は、無機繊維を含有する無機繊維基材と、無機繊維基材に担持されたケイ酸ナトリウムとを備える。ケイ酸ナトリウムは、100℃での含水率が15質量%以上35質量%以下である。
【0006】
かかる態様によれば、充分な延焼防止性を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1は、ケイ酸ナトリウム中に存在する水分子の状態を示す模式図である。
図2は、延焼防止材の実施形態を模式的に示す断面図である。
図3は、延焼防止材の実施形態を模式的に示す断面図である。
図4(a)は、外装体を備える延焼防止材の実施形態を模式的に示す平面図である。図4(b)は、外装体を備える延焼防止材の実施形態を模式的に示す側面図及び端部の断面を示す拡大図である。
図5は、温度変化に伴うケイ酸ナトリウムの含水率変化(減少割合)を示グラフである。
図6は、模擬燃焼試験用の電池セル組立体の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図面を用いて本開示の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。
なお、本明細書において、X中のYの含有量とは、Xの全質量を基準してYが占める割合(質量%)を意味し、ケイ酸ナトリウムの含水率とは、ケイ酸ナトリウムの全質量を基準して水分が占める割合(質量%)を意味する。
図1は、ケイ酸ナトリウム中に存在する水分子の状態を示す模式図である。図2及び図3は、それぞれ延焼防止材の実施形態を模式的に示す断面図である。
本発明の延焼防止材は、2つ以上の電池セルを備える組電池の隣り合う2つの電池セルの間に配置して使用される。
ここで、延焼防止材には、異常時における隣の電池セルへの熱伝達を抑制する断熱性(延焼防止性)が求められる。
【0009】
本発明の延焼防止材は、無機繊維を含有する無機繊維基材と、無機繊維基材に担持されたケイ酸ナトリウムとを備える。そして、ケイ酸ナトリウムは、100℃での含水率が15質量%以上35質量%以下である。なお、ケイ酸ナトリウムは、Na
2
O・nSiO
2
・mH
2
O(mは、0又は正の数を示す)で表される化合物である。
かかる延焼防止材では、ケイ酸ナトリウムが100℃であっても十分な水分を含有するため、異常時において、水分の蒸発潜熱による断熱性(断熱効果)が良好に発揮される。このため、異常時において、1つの電池セルが仮に発火した場合でも、隣り合う電池セルへの延焼を防止又は遅延させることができる。
【0010】
また、延焼防止材の延焼防止性は、延焼防止材を一方の面から650℃で120秒間加熱し、そのときの延焼防止材の他方の面の表面温度(120秒経過時の表面温度)によって評価することができる。
延焼防止材の他方の面の120秒経過時の表面温度は、150℃以下程度であることが好ましく、140℃以下程度であることがより好ましく、120℃以下程度であることがさらに好ましい。表面温度の下限値は、例えば、25℃程度である。上記範囲の表面温度を示す延焼防止材であれば、延焼防止性に優れると判断することができる。
なお、表面温度は、実施例の方法で測定することができる。
(【0011】以降は省略されています)
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