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公開番号2025019997
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-07
出願番号2024089650,2023123559
出願日2024-06-03,2023-07-28
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H01M 50/204 20210101AFI20250131BHJP(基本的電気素子)
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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