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公開番号2025128416
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-03
出願番号2022097798
出願日2022-06-17
発明の名称多層断熱材及び多層断熱材の製造方法
出願人日東電工株式会社
代理人個人,個人
主分類H01M 10/658 20140101AFI20250827BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】製造ばらつきを抑制しやすい断熱材を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る多層断熱材は、無機繊維及び二酸化ケイ素粒子を含有する断熱層を含み、下記条件(a)及び(b)の少なくとも1つを満たす。
条件(a):断熱層が2層以上積層されており、2層以上の断熱層が、厚み又は単位面積当たりの質量の少なくとも1つがある程度の差がある関係を満たす。
条件(b):繊維及びバインダーを含有する繊維成形体又は発泡体を含有する発泡成形体からなる緩衝層が2層以上積層されており、2層以上の緩衝層が、厚み又は単位面積当たりの質量の少なくとも1つがある程度の差がある関係を満たす。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
無機粒子を含有する断熱層を含み、下記条件（ａ）及び（ｂ）の少なくとも１つを満たす多層断熱材。
条件（ａ）：前記断熱層が２層以上積層されており、２層以上の前記断熱層が、下記関係式（ａ－１）及び（ａ－２）の少なくとも１つを満たす。
関係式（ａ－１）：
（（最も厚みが厚い断熱層の厚み）－（最も厚みが薄い断熱層の厚み））／（全断熱層の厚みの平均値）×１００≧１．０％
関係式（ａ－２）：
（（最も単位面積当たりの質量が大きい断熱層の単位面積当たりの質量）－（最も単位面積当たりの質量が小さい断熱層の単位面積当たりの質量））／（全断熱層の単位面積当たりの質量の平均値）×１００≧１．０％
条件（ｂ）：繊維を含有する繊維成形体又は発泡体を含有する発泡成形体からなる緩衝層が２層以上積層されており、２層以上の前記緩衝層が、下記関係式（ｂ－１）及び（ｂ－２）の少なくとも１つを満たす。
関係式（ｂ－１）：
（（最も厚みが厚い緩衝層の厚み）－（最も厚みが薄い緩衝層の厚みの平均値））／（全緩衝層の厚みの平均値）×１００≧１．０％
関係式（ｂ－２）：
（（最も単位面積当たりの質量が大きい緩衝層の単位面積当たりの質量）－（（最も単位面積当たりの質量が小さい緩衝層の単位面積当たりの質量の平均値））／（全緩衝層の単位面積当たりの質量の平均値）×１００≧１．０％
続きを表示（約 770 文字）【請求項２】
前記条件（ａ）を少なくとも満たし、
全ての前記断熱層に含有されている無機粒子が、それぞれ同一の材料である、請求項１に記載の多層断熱材。
【請求項３】
前記条件（ｂ）を少なくとも満たし、
全ての前記緩衝層に含有されている繊維及びバインダー、又は発泡体が、それぞれ同一の材料である、請求項１に記載の多層断熱材。
【請求項４】
前記無機粒子が、乾式シリカ及び湿式シリカからなる群より選択される少なくとも１つである、請求項１に記載の多層断熱材。
【請求項５】
前記無機粒子が、シリカエアロゲル及びシリカキセロゲルからなる群より選択される少なくとも１つである、請求項１に記載の多層断熱材。
【請求項６】
前記条件（ｂ）を少なくとも満たし、
前記繊維成形体が、前記繊維として無機繊維を含み、
前記繊維成形体における前記無機繊維の含有量が、５０．０質量％～９９．０質量％である、請求項１に記載の多層断熱材。
【請求項７】
樹脂フィルムからなる被覆層をさらに含む、請求項１に記載の多層断熱材。
【請求項８】
前記被覆層が２層以上積層されており、
２層以上の前記被覆層が、前記断熱層及び前記緩衝層の少なくとも１層を厚み方向から挟んで包接し、前記被覆層間の間隙を密閉している、請求項７に記載の多層断熱材。
【請求項９】
前記被覆層が、前記間隙と外部空間とをつなぐ通気口を有する、請求項８に記載の多層断熱材。
【請求項１０】
前記断熱層及び前記緩衝層が、隣接する層と接着剤又は粘着剤により接合されていない、請求項１に記載の多層断熱材。
（【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、多層断熱材及び多層断熱材の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車、電気自動車等の電動車両に搭載されているリチウムイオンバッテリーモジュールにおいては、複数の電池セル（セル）が積層されているため、隣接するセル同士を直接接触させず、さらにセル間を断熱するために、セル同士の間に専用の断熱材を配置することがある。また、各セルは、充放電によって膨張したり、収縮したりするため、このような断熱材は、膨張及び収縮に対して緩衝材としての役割を担うこともある。
【０００３】
充放電に伴う電池セルの膨張及び収縮が大きい二次電池に対して、例えば、非特許文献１には、弾性率を調整したバインダーを用いることで、電極の膨張を抑制し、サイクル特性が良好となることが開示されている。
【０００４】
また、特許文献１では、二次電池の電極体から電極体の積層方向に荷重を受ける弾性体においても応力吸収の役割があり、各部材の圧縮弾性率を規定することで、ハイレート充放電における抵抗増加及び充放電サイクルにおける容量低下を抑制できることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２１－１１４３６１号公報
【非特許文献】
【０００６】
Ｓｉ負極向けバインダーの開発及び電極膨張評価、ＪＳＲ株式会社発行ＪＳＲテクニカルレビューＮｏ．１２５（２０１８／０３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
リチウムイオンバッテリーモジュールのセル間に配置される断熱材は、断熱性や緩衝性等の特性において製品毎のばらつきが生じやすく、製造ばらつきがその主要因であることを本発明者らは明らかとしている。例えば、１つのバッテリーモジュールに投入される断熱材の特性にばらつきがあると、各セルに加わる荷重等が不均一となり、結果、性能や充放電サイクル等における耐久性に影響することも考えられる。そのため、このような断熱材の製造ばらつきを抑制することは、断熱材自体の性能のみならず、リチウムイオンバッテリーモジュール全体の性能や耐久性にも貢献しうる改善点になると言える。
【０００８】
本発明の一態様は、製造ばらつきを抑制しやすい断熱材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】
【０００９】
本発明に係る多層断熱材の一態様は、無機粒子を含有する断熱層を含み、下記条件（ａ）及び（ｂ）の少なくとも１つを満たす。
条件（ａ）：前記断熱層が２層以上積層されており、２層以上の前記断熱層が、下記関係式（ａ－１）及び（ａ－２）の少なくとも１つを満たす。
関係式（ａ－１）：
（（最も厚みが厚い断熱層の厚み）－（最も厚みが薄い断熱層の厚み））／（全断熱層の厚みの平均値）×１００≧１．０［％］
関係式（ａ－２）：
（（最も単位面積当たりの質量が大きい断熱層の単位面積当たりの質量）－（最も単位面積当たりの質量が小さい断熱層の単位面積当たりの質量））／（全断熱層の単位面積当たりの質量の平均値）×１００≧１．０［％］
条件（ｂ）：繊維を含有する繊維成形体又は発泡体を含有する発泡成形体からなる緩衝層が２層以上積層されており、２層以上の前記緩衝層が、下記関係式（ｂ－１）及び（ｂ－２）の少なくとも１つを満たす。
関係式（ｂ－１）：
（（最も厚みが厚い緩衝層の厚み）－（最も厚みが薄い緩衝層の厚みの平均値））／（全緩衝層の厚みの平均値）×１００≧１．０［％］
関係式（ｂ－２）：
（（最も単位面積当たりの質量が大きい緩衝層の単位面積当たりの質量）－（（最も単位面積当たりの質量が小さい緩衝層の単位面積当たりの質量の平均値））／（全緩衝層の単位面積当たりの質量の平均値）×１００≧１．０［％］
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様は、製造ばらつきを抑制しやすい断熱材を提供できる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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