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公開番号2025021112
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-13
出願番号2023124841
出願日2023-07-31
発明の名称熱伝達抑制部材及び組電池
出願人イビデン株式会社
代理人弁理士法人栄光事務所
主分類H01M 50/291 20210101AFI20250205BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】電池セル間の間隔を確保しつつ、電池セルの変形による電池ケースの破壊及び電池の性能の低下を抑制することができるとともに、異常時における各電池セル間の熱の伝播を抑制することができる熱伝達抑制部材、及び、各電池セル間の熱の伝播を抑制しつつ、電池ケースの破壊及び電池の性能の低下を抑制することができる組電池を提供する。
【解決手段】熱伝達抑制部材50は、平面視で外周を囲む枠体53と、枠体53の内側に配置され、一対の主面10sを備えたシート状の断熱材10と、を有する。また、熱伝達抑制部材50における平面視に直交する断面視において、断熱材10の厚さは、枠体53の厚さよりも薄い。
【選択図】図1B
特許請求の範囲【請求項１】
平面視で外周を囲む枠体と、
前記枠体の内側に配置され、一対の主面を備えたシート状の断熱材と、を有し、
前記平面視に直交する断面視において、前記断熱材の厚さは、前記枠体の厚さよりも薄いことを特徴とする、熱伝達抑制部材。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
前記断熱材の主面を覆うフィルムを有することを特徴とする、請求項１に記載の熱伝達抑制部材。
【請求項３】
前記一対の主面のうち少なくとも一方の主面と前記フィルムとの間に、空隙部を有することを特徴とする、請求項２に記載の熱伝達抑制部材。
【請求項４】
前記断熱材における前記一対の主面のうち少なくとも一方の主面に積層された弾性材を有し、前記断面視において、前記断熱材と前記弾性材との積層体の厚さは、前記枠体の厚さと略同一であるか、又は前記枠体の厚さよりも薄いことを特徴とする、請求項１に記載の熱伝達抑制部材。
【請求項５】
前記積層体は、厚さ方向に直交する一対の外主面を備え、
前記一対の外主面を覆うフィルムを有することを特徴とする、請求項４に記載の熱伝達抑制部材。
【請求項６】
前記一対の外主面のうち少なくとも一方の外主面と前記フィルムとの間に、空隙部を有することを特徴とする、請求項５に記載の熱伝達抑制部材。
【請求項７】
前記弾性材は、合成ゴム、天然ゴム及び熱可塑性エラストマーから選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする、請求項４に記載の熱伝達抑制部材。
【請求項８】
さらに、前記枠体の内側を複数の領域に分割する仕切り壁を有し、
前記複数の領域に配置された複数の前記断熱材を有することを特徴とする、請求項１に記載の熱伝達抑制部材。
【請求項９】
前記複数の断熱材は、互いに異なる性質を有する第１断熱材と第２断熱材とを有することを特徴とする、請求項８に記載の熱伝達抑制部材。
【請求項１０】
前記第１断熱材の弾性率は、前記第２断熱材の弾性率よりも小さいことを特徴とする、請求項９に記載の熱伝達抑制部材。
（【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、熱伝達抑制部材及び該熱伝達抑制部材を有する組電池に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護の観点から電動モータで駆動する電気自動車又はハイブリッド車等の開発が盛んに進められている。この電気自動車又はハイブリッド車等には、駆動用電動モータの電源となるための、複数の電池セルが直列又は並列に接続された組電池が搭載されている。
【０００３】
また、この電池セルには、鉛蓄電池やニッケル水素電池等に比べて、高容量かつ高出力が可能なリチウムイオン二次電池が主に用いられている。そして、電池の内部短絡や過充電等が原因で、ある電池セルが急激に昇温し、その後も発熱を継続するような熱暴走を起こした場合（すなわち「異常時」の場合）、熱暴走を起こした電池セルからの熱が、隣接する他の電池セルに伝播することで、他の電池セルの熱暴走を引き起こすおそれがある。また、電池セルに熱暴走が生じると、この電池の内部でガスが発生し、内圧が上昇することにより電池セルの変形を引き起こす。
【０００４】
上記のような熱暴走の発生に対する対策として、例えば、特許文献１には、熱伝達抑制効果に優れ、電池セルが膨張した際にも断熱材の厚さの減少を抑制して、高い断熱性能を維持可能な熱伝達抑制シートが開示されている。上記特許文献１に記載の熱伝達抑制シートは、第１の断熱材と第２の断熱材とを含み、第１の断熱材の熱伝導率が、第２の断熱材の熱伝導率よりも低い。また、第２の断熱材の圧縮強度が、第１の断熱材の圧縮強度よりも高く、第１の断熱材が、複数の第２の断熱材により挟持される。
【０００５】
また、特許文献２には、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が提案されている。上記特許文献２に記載の断熱材は、繊維とシリカエアロゲルとを含む複合層と、複合層中で、厚み方向に配置された樹脂支柱と、を含むものである。
【０００６】
上記特許文献１及び２に記載の熱伝達抑制シート及び断熱材は、いずれも、断熱材が圧縮されて電池セル間の空隙が狭くなることを防止するものであり、これにより、熱伝導率の低下を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０２０－１８７８６９号公報
特開２０１７－２１５０１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、熱暴走による電池セルの変形が大きい場合に、上記特許文献１及び２のように、電池セルと断熱材とが接触している領域に、圧縮強度が高い断熱材や、樹脂支柱が配置されていると、電池セルに対して反発力が発生する。電池セルの熱暴走時においては、その主面の中央領域が最も変形しやすいため、中央領域におけるセル間の間隔が断熱材により固定されていると、複数接続された電池セルの最も外側の電池セルが電池ケース側に押圧されることになる。その結果、押圧された電池セルやケースの破壊が発生することがある。また、組電池化した電池セルに対し充放電サイクルを行う場合（すなわち「通常使用時」の場合）においても、わずかに電池セルの変形が発生している。したがって、充放電の際に電池セルの内圧の上昇及び低下が繰り返されると、電池セルに対して、ケース及び断熱材による押圧及び緩和が繰り返され、電池の性能が低下する原因となる。
【０００９】
また、電気自動車又はハイブリッド車等の利用が急速に拡大しており、高い安全性を確保するために、より一層断熱性が優れた断熱部材の開発が要求されている。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電池セル間の間隔を確保しつつ、電池セルの変形による電池ケースの破壊及び電池の性能の低下を抑制することができるとともに、異常時における各電池セル間の熱の伝播を抑制することができる熱伝達抑制部材、及び、各電池セル間の熱の伝播を抑制しつつ、電池ケースの破壊及び電池の性能の低下を抑制することができる組電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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