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公開番号2025021443
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-13
出願番号2024115979
出願日2024-07-19
発明の名称熱伝達抑制シート及び組電池
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 10/658 20140101AFI20250205BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】異常時における各電池セル間の熱の伝播をより一層抑制することができるとともに、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熱伝達抑制シート、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、設計及び組立が容易である組電池を提供する。
【解決手段】熱伝達抑制シート50は、無機粒子4と、有機繊維1又は無機繊維15と、を有する断熱材10と、断熱材10における厚さ方向に直交する第1面10a及び第2面10bのうち、少なくとも一方に積層された弾性シート51と、を有する。また、組電池100は、複数の電池セル20a,20b,20cと、上記熱伝達抑制シート50を有し、複数の電池セル20a,20b,20cが直列又は並列に接続される。
【選択図】図1A
特許請求の範囲【請求項１】
無機粒子と、有機繊維又は無機繊維と、を有する断熱材と、
前記断熱材における厚さ方向に直交する第１面及び第２面のうち、少なくとも一方に積層された弾性シートと、を有することを特徴とする、熱伝達抑制シート。
続きを表示（約 980 文字）【請求項２】
前記断熱材は、複数の三次元的に連結した空孔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シート。
【請求項３】
前記断熱材において前記有機繊維を含む場合に、前記有機繊維は、表面の少なくとも一部を被覆する溶着部を有し、前記無機粒子の少なくとも一部は、前記溶着部により前記有機繊維に溶着されていることを特徴とする、請求項１に記載の熱伝達抑制シート。
【請求項４】
前記断熱材において、前記有機繊維は第１の有機材料からなり、前記溶着部は第２の有機材料を含み、
前記第２の有機材料の融点は、前記第１の有機材料の融点よりも低いことを特徴とする、請求項３に記載の熱伝達抑制シート。
【請求項５】
前記断熱材において、前記第２の有機材料の融点は、前記第１の有機材料の融点よりも６０℃以上低いことを特徴とする、請求項４に記載の熱伝達抑制シート。
【請求項６】
前記断熱材において、前記第１の有機材料は、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン及びナイロンから選択された少なくとも１種であり、
前記第２の有機材料は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン及びナイロンから選択された少なくとも１種であることを特徴とする、請求項４に記載の熱伝達抑制シート。
【請求項７】
前記断熱材は、前記無機繊維を必須として有することを特徴とする、請求項１に記載の熱伝達抑制シート。
【請求項８】
前記無機繊維は、シリカ－アルミナ繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、ロックウール、アルカリアースシリケート繊維及びガラス繊維から選択された少なくとも１種であることを特徴とする、請求項７に記載の熱伝達抑制シート。
【請求項９】
前記断熱材は、前記第１面及び前記第２面の少なくとも一部に、複数の前記有機繊維同士の少なくとも一部が前記溶着部により溶着されてなる繊維層を有することを特徴とする、請求項３に記載の熱伝達抑制シート。
【請求項１０】
前記断熱材は、さらに、無機繊維を有し、
前記繊維層は、前記無機繊維を含むことを特徴とする、請求項９に記載の熱伝達抑制シート。
（【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、熱伝達抑制シート及び該熱伝達抑制シートを有する組電池に関する。
続きを表示（約 1,600 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、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。
【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、ある電池セルに過電流が流れ込むなどの理由により異常発熱が発生した場合に、隣接する電池セルへの類焼を防止・抑制することができる組電池が提案されている。上記特許文献１に記載の組電池は、複数の電池セルと、それを保持する金属材料からなるブロックで構成されており、このブロックは複数の小ブロックで構成されるものである。また、ブロックと電池セルとの隙間の大小を調整している。
【０００５】
このように構成された特許文献１に係る組電池によれば、電池セルを保持するブロックが金属材料からなるため、熱をすばやく拡散することができるとされている。
【０００６】
また、特許文献２には、二次電池の放熱性を向上し、性能劣化の改善を目的としたバッテリーパックが開示されている。上記特許文献２に記載のバッテリーパックは、複数の二次電池をケース内に収納したものであり、複数の二次電池とケースとの間に、所定の値以上の熱伝導率を有し、圧力により形状が変化する板形状のゴムシートが配置されている。
【０００７】
上記特許文献２によると、ゴムシートの熱伝導率が比較的高いため、二次電池の熱を、ケースを介して良好に放電することができることが記載されている。また、このバッテリーパックは、ゴムシートが弾力性を有するため、落下時に損傷を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０１４－９６２７１号公報
特開２００４－１４６１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、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し、この変形が大きい場合には、ケースが破壊されることがある。
このような電池セルの変形は、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発生しており、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た場合に、電池セルに対して、ケース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。
【００１０】
上記特許文献１に係る組電池は、電池セルを保持するブロックが金属材料からなるため、熱をすばやく拡散することができるが、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について考慮されていない。
また、上記特許文献１に記載の組電池は、複数のブロックが必要であり、また、ブロックと電池セルとの隙間を変化させるため、組電池が搭載される電子機器や電動工具等に応じて、ブロックの設計が必要となる。したがって、ブロックの設計及び組電池の組立が煩雑になるという問題点がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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