(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023066771
(43)【公開日】2023-05-16
(54)【発明の名称】電池モジュール用断熱緩衝材
(51)【国際特許分類】
H01M 10/658 20140101AFI20230509BHJP
H01M 10/6555 20140101ALI20230509BHJP
H01M 10/651 20140101ALI20230509BHJP
H01M 10/625 20140101ALI20230509BHJP
H01M 10/613 20140101ALI20230509BHJP
H01M 10/6557 20140101ALI20230509BHJP
H01M 10/647 20140101ALI20230509BHJP
【ＦＩ】
H01M10/658
H01M10/6555
H01M10/651
H01M10/625
H01M10/613
H01M10/6557
H01M10/647
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021177559
(22)【出願日】2021-10-29
(71)【出願人】
【識別番号】000219602
【氏名又は名称】住友理工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000648
【氏名又は名称】弁理士法人あいち国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】森原 康滋
(72)【発明者】
【氏名】木村 健二
(72)【発明者】
【氏名】田口 祐太朗
(72)【発明者】
【氏名】大西 將博
(72)【発明者】
【氏名】片山 和孝
【テーマコード（参考）】
5H031
【Ｆターム（参考）】
5H031AA09
5H031EE02
5H031EE04
5H031HH03
5H031HH06
5H031KK02
(57)【要約】
【課題】断熱性能および弾性性能を向上させることができる電池モジュール用断熱緩衝材を提供する。
【解決手段】電池モジュール用断熱緩衝材４は、第一断熱層１１と、第二断熱層１２と、第一断熱層１１と第二断熱層１２との間に挟まれて配置され、第一断熱層１１および第二断熱層１２よりも弾性率の高い材料により構成される弾性層１３とを備える。第一断熱層１１および第二断熱層１２の少なくとも一方は、熱伝導率が弾性層１３よりも低い材料により構成され、空孔を有する主断熱層２１，３１と、熱伝導率が弾性層１３よりも低い材料により構成され、空孔を有し、前記主断熱層よりも前記弾性層側に配置される進入抑制層２２とを備える。進入抑制層２２は、弾性層１３に対して加熱かつ加圧した時に、弾性層１３を構成する材料の進入深さが主断熱層２１，３１の材料よりも浅くなる材料により構成される。
【選択図】図２
【解決手段】電池モジュール用断熱緩衝材４は、第一断熱層１１と、第二断熱層１２と、第一断熱層１１と第二断熱層１２との間に挟まれて配置され、第一断熱層１１および第二断熱層１２よりも弾性率の高い材料により構成される弾性層１３とを備える。第一断熱層１１および第二断熱層１２の少なくとも一方は、熱伝導率が弾性層１３よりも低い材料により構成され、空孔を有する主断熱層２１，３１と、熱伝導率が弾性層１３よりも低い材料により構成され、空孔を有し、前記主断熱層よりも前記弾性層側に配置される進入抑制層２２とを備える。進入抑制層２２は、弾性層１３に対して加熱かつ加圧した時に、弾性層１３を構成する材料の進入深さが主断熱層２１，３１の材料よりも浅くなる材料により構成される。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電池セルと相手部材との間に配置される電池モジュール用断熱緩衝材であって、
前記電池セル側に配置される第一断熱層と、
前記相手部材側に配置される第二断熱層と、
前記第一断熱層と前記第二断熱層との間に挟まれて配置され、前記第一断熱層および前記第二断熱層よりも弾性率の高い材料により構成される弾性層と、
を備え、
前記第一断熱層および前記第二断熱層の少なくとも一方は、
熱伝導率が前記弾性層よりも低い材料により構成され、空孔を有する主断熱層と、
熱伝導率が前記弾性層よりも低い材料により構成され、空孔を有し、前記弾性層に対して加熱かつ加圧した時に前記弾性層を構成する材料の進入深さが前記主断熱層の材料よりも浅くなる材料により構成され、前記主断熱層よりも前記弾性層側に配置される進入抑制層と、
を備える、電池モジュール用断熱緩衝材。
前記電池セル側に配置される第一断熱層と、
前記相手部材側に配置される第二断熱層と、
前記第一断熱層と前記第二断熱層との間に挟まれて配置され、前記第一断熱層および前記第二断熱層よりも弾性率の高い材料により構成される弾性層と、
を備え、
前記第一断熱層および前記第二断熱層の少なくとも一方は、
熱伝導率が前記弾性層よりも低い材料により構成され、空孔を有する主断熱層と、
熱伝導率が前記弾性層よりも低い材料により構成され、空孔を有し、前記弾性層に対して加熱かつ加圧した時に前記弾性層を構成する材料の進入深さが前記主断熱層の材料よりも浅くなる材料により構成され、前記主断熱層よりも前記弾性層側に配置される進入抑制層と、
を備える、電池モジュール用断熱緩衝材。
【請求項2】
前記進入抑制層は、熱伝導率が前記主断熱層と同等もしくは前記主断熱層よりも高い材料により構成される、請求項１に記載の電池モジュール用断熱緩衝材。
【請求項3】
前記第一断熱層および前記第二断熱層の少なくとも一方は、少なくとも１つの前記主断熱層を挟むように配置された複数の前記進入抑制層を備える、請求項１に記載の電池モジュール用断熱緩衝材。
【請求項4】
前記進入抑制層の１つは、前記第一断熱層および前記第二断熱層の少なくとも一方において、最も前記弾性層寄りに位置する、請求項３に記載の電池モジュール用断熱緩衝材。
【請求項5】
前記第一断熱層および前記第二断熱層の少なくとも一方は、
１つの前記主断熱層および１つの前記進入抑制層を備える１つの断熱ユニットを含んで構成され、
複数の前記断熱ユニットを重ね合わせて配列することにより構成された、請求項３または４に記載の電池モジュール用断熱緩衝材。
１つの前記主断熱層および１つの前記進入抑制層を備える１つの断熱ユニットを含んで構成され、
複数の前記断熱ユニットを重ね合わせて配列することにより構成された、請求項３または４に記載の電池モジュール用断熱緩衝材。
【請求項6】
前記第一断熱層および前記第二断熱層の両者は、前記主断熱層および前記進入抑制層を備える、請求項１～５のいずれか１項に記載の電池モジュール用断熱緩衝材。
【請求項7】
前記主断熱層は、シリカエアロゲル複合断熱材、シリカ複合断熱材、アルミナ複合断熱材、前記複合断熱材の少なくとも１つの繊維材料強化断熱材、前記断熱材の少なくとも１つに赤外線不透過材としてジルコン、炭化ケイ素、チタニア、硫化バリウムのいずれか１つが添加された断熱材の中から選択された１つを含み、
前記進入抑制層は、ケイ酸マグネシウム、ガラス繊維不織布、セラミック繊維不織布、ＰＡＮ、ＰＰＳの中から選択された１つを含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の電池モジュール用断熱緩衝材。
前記進入抑制層は、ケイ酸マグネシウム、ガラス繊維不織布、セラミック繊維不織布、ＰＡＮ、ＰＰＳの中から選択された１つを含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の電池モジュール用断熱緩衝材。
【請求項8】
前記弾性層は、ゴムまたはエラストマーにより構成され、前記電池セル側の面および前記相手部材側の面の少なくとも一方に凹凸面を有する、請求項１～７のいずれか１項に記載の電池モジュール用断熱緩衝材。
【請求項9】
前記弾性層は、
ゴムまたはエラストマーにより構成され、前記第一断熱層と前記第二断熱層との間に挟まれて配置される複数の弾性塊と、
ゴムまたはエラストマーにより構成され、前記複数の弾性塊における前記第一断熱層側同士を連結し、前記第一断熱層に接触する第一連結膜と、
ゴムまたはエラストマーにより構成され、前記複数の弾性塊における前記第二断熱層側同士を連結し、前記第二断熱層に接触する第二連結膜と、
を備える、請求項１～７のいずれか１項に記載の電池モジュール用断熱緩衝材。
ゴムまたはエラストマーにより構成され、前記第一断熱層と前記第二断熱層との間に挟まれて配置される複数の弾性塊と、
ゴムまたはエラストマーにより構成され、前記複数の弾性塊における前記第一断熱層側同士を連結し、前記第一断熱層に接触する第一連結膜と、
ゴムまたはエラストマーにより構成され、前記複数の弾性塊における前記第二断熱層側同士を連結し、前記第二断熱層に接触する第二連結膜と、
を備える、請求項１～７のいずれか１項に記載の電池モジュール用断熱緩衝材。
【請求項10】
前記弾性層は、発泡材料により構成される、請求項１～７のいずれか１項に記載の電池モジュール用断熱緩衝材。
【請求項11】
前記弾性層は、
金属製または樹脂製の板バネにより構成され、少なくとも２回の折り返し部を有して構成された主弾性部と、
前記主弾性部の表面においてゴムまたはエラストマーをバインダーとして構成された機能層であって、低放射率、高放射率性、高耐熱性の少なくとも１つを有する前記機能層を構成する副弾性層と、
を備える、請求項１～７のいずれか１項に記載の電池モジュール用断熱緩衝材。
金属製または樹脂製の板バネにより構成され、少なくとも２回の折り返し部を有して構成された主弾性部と、
前記主弾性部の表面においてゴムまたはエラストマーをバインダーとして構成された機能層であって、低放射率、高放射率性、高耐熱性の少なくとも１つを有する前記機能層を構成する副弾性層と、
を備える、請求項１～７のいずれか１項に記載の電池モジュール用断熱緩衝材。
【請求項12】
前記第一断熱層および前記第二断熱層の熱分解開始温度は、前記弾性層の熱分解開始温度より高い、請求項１～１１のいずれか１項に記載の電池モジュール用断熱緩衝材。
【請求項13】
前記弾性層の熱分解開始温度は、２５０℃以上である、請求項１２に記載の電池モジュール用断熱緩衝材。
【請求項14】
前記主断熱層の熱伝導率は、０．５Ｗ／ｍＫ以下である、請求項１～１３のいずれか１項に記載の電池モジュール用断熱緩衝材。
【請求項15】
前記進入抑制層の熱伝導率は、０．８Ｗ／ｍＫ以下である、請求項１４に記載の電池モジュール用断熱緩衝材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電池モジュール用断熱緩衝材に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、自動車などに搭載される電池モジュールは、複数の電池セルを配列した構造を有する。当該電池モジュールにおいて、電池セルは、充電によって膨張し、放電によって収縮する。そこで、電池セルの膨張と収縮による変形を吸収するため、隣接する電池セルの間に断熱緩衝材を配置することが知られている。また、電池セルは、発熱するため、ある電池セルの熱が、隣りの電池セルに伝達されにくくするために、断熱緩衝材は高い断熱機能を有することが求められる。
【0003】
特許文献１には、断熱緩衝材は、一対の断熱シートと、一対の断熱シートの間に配置されたゴムシートとを備えることが記載されている。ゴムシートは、例えば、断熱シートを介して伝わる熱によって溶融あるいは分解などせずに、その形態を維持できる程度の耐熱性の高い材料から構成されることが記載されている。
【0004】
特許文献２には、両側に凸状を有する一対の弾性層と、一対の弾性層の間に配置された断熱層とを備えることが記載されている。特許文献３には、弾性層が凸状に形成されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第６９１６９７６号公報
【特許文献2】国際公開第２０２０／２６２０８１号
【特許文献3】特開２０２１－１２８８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、特許文献１のように、ゴムシートを断熱シートにより挟む構造であっても、電池セルが高温となりかつ膨張した場合には、断熱シートを介してゴムシートに熱が伝わり、ゴムシートの温度がゴムシートの熱分解開始温度以上に達すると、ゴムシートは形状維持が困難となる。そうすると、ゴムシートの厚みが薄くなることにより、発熱した一方の電池セルの熱が、他方の電池セルに伝達され、他方の電池セルへ熱影響を及ぼしてしまう。
【0007】
そのため、断熱緩衝材の断熱性能を向上するためには、一方の電池セルの高温環境下であってもゴムシートなどの弾性層が厚みをできる限り維持することが求められる。特許文献１のように、弾性層を断熱層により挟む構造とすることにより、断熱層によって、一方の電池セルの熱が弾性層に伝達することをある程度は抑制することができる。しかしながら、十分ではないため、改善の必要性が求められている。
【0008】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、断熱性能および弾性性能を向上させることができる電池モジュール用断熱緩衝材を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一態様は、電池セルと相手部材との間に配置される電池モジュール用断熱緩衝材であって、
前記電池セル側に配置される第一断熱層と、
前記相手部材側に配置される第二断熱層と、
前記第一断熱層と前記第二断熱層との間に挟まれて配置され、前記第一断熱層および前記第二断熱層よりも弾性率の高い材料により構成される弾性層と、
を備え、
前記第一断熱層および前記第二断熱層の少なくとも一方は、
熱伝導率が前記弾性層よりも低い材料により構成され、空孔を有する主断熱層と、
熱伝導率が前記弾性層よりも低い材料により構成され、空孔を有し、前記弾性層に対して加熱かつ加圧した時に前記弾性層を構成する材料の進入深さが前記主断熱層の材料よりも浅くなる材料により構成され、前記主断熱層よりも前記弾性層側に配置される進入抑制層と、
を備える、電池モジュール用断熱緩衝材にある。
前記電池セル側に配置される第一断熱層と、
前記相手部材側に配置される第二断熱層と、
前記第一断熱層と前記第二断熱層との間に挟まれて配置され、前記第一断熱層および前記第二断熱層よりも弾性率の高い材料により構成される弾性層と、
を備え、
前記第一断熱層および前記第二断熱層の少なくとも一方は、
熱伝導率が前記弾性層よりも低い材料により構成され、空孔を有する主断熱層と、
熱伝導率が前記弾性層よりも低い材料により構成され、空孔を有し、前記弾性層に対して加熱かつ加圧した時に前記弾性層を構成する材料の進入深さが前記主断熱層の材料よりも浅くなる材料により構成され、前記主断熱層よりも前記弾性層側に配置される進入抑制層と、
を備える、電池モジュール用断熱緩衝材にある。
【発明の効果】
【0010】
上述したように、電池モジュール用断熱緩衝材は、第一断熱層、第二断熱層、第一断熱層と第二断熱層の間に挟まれて配置された弾性層とを備える。従って、第一断熱層が、電池セルからの熱を、弾性層に伝達することを抑制する機能を発揮する。そして、電池セルから弾性層に直接熱が伝達されることはなく、弾性層の温度が熱分解開始温度に早期に達することを抑制できる。さらに、第二断熱層が、弾性層に伝達された熱を相手部材に伝達することを抑制する機能を発揮する。従って、弾性層に伝達された熱は、相手部材に直接伝達されることはなく、相手部材に熱が伝達されることを抑制できる。
【0011】
さらに、第一断熱層および第二断熱層の少なくとも一方が、主断熱層および進入抑制層を備える。主断熱層および進入抑制層は、熱伝導率が弾性層よりも低い材料により構成されている。そして、進入抑制層は、主断熱層よりも弾性層側に配置されている。つまり、第一断熱層が主断熱層および進入抑制層を有する場合には、電池セル側から、主断熱層、進入抑制層、弾性層の順に配列された状態となる。第二断熱層が主断熱層および進入抑制層を有する場合には、相手部材側から、主断熱層、進入抑制層、弾性層の順に配列された状態となる。
【0012】
ここで、第一断熱層および第二断熱層の少なくとも一方を構成する主断熱層および進入抑制層は、高い断熱性能を発揮するために、空孔を有する。そして、弾性層に対して加熱かつ加圧した場合、弾性層を構成する材料が熱分解を開始し、弾性層の材料の一部が、第一断熱層または第二断熱層の空孔に進入して行く。ここで、弾性層の熱伝導率は第一断熱層および第二断熱層よりも高い。そのため、弾性層の材料が第一断熱層および第二断熱層の空孔に進入すると、弾性層が第一断熱層および第二断熱層の空孔に進入していない場合に比べて、第一断熱層および第二断熱層が位置する部位における熱伝導率が高くなる。
【0013】
第一断熱層に弾性層の材料の一部が進入すると、電池セルの熱が弾性層により伝達しやすい状態となる。その結果、弾性層の温度がさらに高くなり、弾性層における熱分解が進んでしまう。そうすると、弾性層の厚みが薄くなり、電池セルと相手部材との距離が短くなることにより、電池セルの熱が相手部材に伝達されやすい状態となる。その結果、相手部材の温度が高くなってしまう。また、第二断熱層に弾性層の材料の一部が進入すると、弾性層に伝わった熱が相手部材に伝達しやすい状態となる。その結果、相手部材の温度が高くなってしまう。
【0014】
そこで、進入抑制層は、弾性層に対して加熱かつ加圧した時に弾性層を構成する材料の進入深さが主断熱層の材料よりも浅くなる材料により構成されることとした。さらに、進入抑制層は、主断熱層よりも弾性層側に配置することとした。
【0015】
ここで、進入抑制層が弾性層に接触した状態と、主断熱層が弾性層に接触した状態とを比較する。それぞれの状態において、弾性層に対して加熱かつ加圧した時に、弾性層が熱分解を開始し、弾性層に接触する相手、すなわち進入抑制層または主断熱層に、弾性層の材料の一部が進入して行く。このときの弾性層の材料が弾性層に接触する相手に進入して行く深さを、「進入深さ」と定義する。
【0016】
そして、上述したように、進入抑制層は、主断熱層よりも弾性層の進入深さが浅くなる材料により構成され、かつ、主断熱層よりも弾性層側に配置されている。従って、弾性層が熱分解を開始した時に、弾性層は、進入抑制層の空孔に進入しようとするものの、その進入深さを浅くすることができる。そして、主断熱層に弾性層の材料の一部が進入するためには、弾性層の材料が進入抑制層を通過する必要がある。そのため、進入抑制層は、主断熱層に弾性層の材料が進入することを抑制する機能を発揮する。
【0017】
このように、進入抑制層によって、弾性層の材料が主断熱層に進入することを抑制できることにより、少なくとも主断熱層による断熱機能を発揮し続けることができる。従って、第一断熱層が主断熱層および進入抑制層を有する場合には、電池セルの熱が弾性層に伝達されにくくなり、弾性層の熱分解の進行を遅くすることができる。弾性層に熱が伝達されにくいということは、当然に、相手部材に熱が伝達されることを抑制することができる。また、第二断熱層が主断熱層および進入抑制層を有する場合には、弾性層に伝達された熱が相手部材に伝達されにくくできる。従って、相手部材に熱が伝達されることを抑制することができる。
【0018】
以上のごとく、上記態様によれば、断熱性能および弾性性能を向上させることができる電池モジュール用断熱緩衝材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】実施形態１の電池モジュールを示す図である。
【図2】実施形態１の断熱緩衝材の部分断面図である。
【図3】実施形態１の断熱緩衝材の分解断面図である。
【図4】試験装置による試験状態を示す図である。
【図5】実施形態２の断熱緩衝材の部分断面図である。
【図6】実施形態２の断熱緩衝材の分解断面図である。
【図7】実施形態３の断熱緩衝材の部分断面図である。
【図8】実施形態４の断熱緩衝材の部分断面図である。
【図9】実施形態５の断熱緩衝材の部分断面図である。
【図10】実施形態６の断熱緩衝材の部分断面図である。
【図11】実施形態７の断熱緩衝材の部分断面図である。
【図12】実施形態８の電池モジュールを示す図である。
【図13】実施形態８の断熱緩衝材を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
（実施形態１）
１．電池モジュール１の構成
電池モジュール１の構成について図１を参照して説明する。電池モジュール１は、例えば、自動車用や家庭用におけるリチウムイオン二次電池などの蓄電池、燃料電池システムのセルスタックなどを例に挙げることができる。電池モジュール１は、図１に示すように、並べて配列された複数の電池セル２と、支持部材３と、複数の断熱緩衝材４とを備える。
１．電池モジュール１の構成
電池モジュール１の構成について図１を参照して説明する。電池モジュール１は、例えば、自動車用や家庭用におけるリチウムイオン二次電池などの蓄電池、燃料電池システムのセルスタックなどを例に挙げることができる。電池モジュール１は、図１に示すように、並べて配列された複数の電池セル２と、支持部材３と、複数の断熱緩衝材４とを備える。
【0021】
電池セル２は、例えば、扁平状に形成されている。個々の電池セル２が扁平面の法線方向に配列されている。図１においては、電池セル２は、図の横方向に配列されている。電池セル２は、直方体の扁平箱形状に形成された筐体５と、筐体５の内部に配置された電極体６とを備える。筐体５は、例えば、アルミニウムなどの金属、もしくは、放熱性および耐熱性が良好な硬質樹脂などにより成形されている。電極体６は、正極電極と、負極電極と、正極電極と負極電極との間に挟まれたセパレータとを備え、扁平状に形成されている。例えば、電極体６は、図１の破線にて示すように巻回される構成や、各シートを重ね合わせた構成などを有する。
【0022】
電極体６は、充電に伴って発熱し、主として扁平面法線方向に膨張する。電極体６は、放電に伴って膨張量が減少する。従って、電極体６を収容する筐体５は、充電時に、扁平面法線方向に膨張する。特に、筐体５が直方体の扁平箱形状に形成されているため、筐体５の扁平面が湾曲凸状に膨張変形する。電池セル２の放電時には、電極体６の膨張量が減少することに伴って、筐体５の扁平面は、理想的には、平面状に復帰する。このように、電池セル２の筐体５は、充放電により膨張と収縮を繰り返す。
【0023】
支持部材３は、複数の電池セル２を、電池セル２の積層方向の両端から支持する。つまり、支持部材３は、各電池セル２が充電によって膨張した場合に各電池セル２に対して反力を付与することにより、電池セル２を基準状態（膨張していない状態）に戻すように作用する。
【0024】
支持部材３は、例えば、第一支持部材３ａ、第二支持部材３ｂおよび連結部材３ｃを備える。ただし、支持部材３の構成は、本例に限られず、例えば箱型の筐体など種々の態様を適用することができる。支持部材３は、拘束力を発揮することができれば良く、硬質樹脂、金属などにより成形される。
【0025】
支持部材３は、例えば、閉塞された空間を形成するような筐体とすることもできる。筐体は、電池モジュール１の外枠を構成する。この場合、支持部材３としての筐体の内部空間は、筐体の外部に対して全面において区画されている。
【0026】
第一支持部材３ａは、例えばＬ字状に形成されており、水平方向に配列された複数の電池セル２を載置する台座部分と、複数の電池セル２の配列方向の第一端側（図１の右側）を支持する部分とを備える。第二支持部材３ｂは、例えば平板状に形成されており、複数の電池セル２の配列方向において第一端の反対である第二端側（図１の左側）に配置される。従って、配列された複数の電池セル２は、第一支持部材３ａと第二支持部材３ｂとにより、配列方向に挟まれる状態となる。連結部材３ｃは、第一支持部材３ａと第二支持部材３ｂとを連結する。
【0027】
断熱緩衝材４は、複数の電池セル２の配列方向において、隣接する電池セル２の隙間、電池セル２と第一支持部材３ａとの隙間、電池セル２と第二支持部材３ｂとの隙間のそれぞれに配置される。断熱緩衝材４は、隙間を形成する両部材に接触した状態で配置される。図１においては、断熱緩衝材４は、全ての隣接する電池セル２の間に配置する場合を例に挙げるが、一部の隣接する電池セル２の間のみに配置しても良い。
【0028】
断熱緩衝材４は、弾性変形可能な弾性層を含んでおり、弾性層の弾性変形により電池セル２の膨張および収縮に伴う隙間変動を吸収する。そして、断熱緩衝材４は、図１に示すように、電池セル２の膨張量が小さい場合において、電池セル２に接触することにより電池セル２を弾性支持する。また、断熱緩衝材４は、図２に示すように、電池セル２の充電に伴う膨張時において、電池セル２を弾性支持するとともに、電池セル２の放電に伴う膨張量減少時に電池セル２に対して押圧力を付与する。このように、断熱緩衝材４は、電池セル２の正常動作時において、電池セル２の変形に伴う隙間変動吸収機能を発揮する。
【0029】
さらに、断熱緩衝材４は、断熱性能を発揮する断熱層を含んでいる。従って、断熱緩衝材４は、一方に配置される電池セル２が発熱した場合において、当該電池セル２から他方に配置される相手部材である電池セル２に、熱が伝達されることを抑制する断熱機能を発揮する。
【0030】
２．実施形態１の断熱緩衝材４の構成
実施形態１の断熱緩衝材４の構成について図２および図３を参照して説明する。図２においては、断熱緩衝材４は、第一電池セル２ａと相手部材としての第二電池セル２ｂとの間に配置される場合を示す。
実施形態１の断熱緩衝材４の構成について図２および図３を参照して説明する。図２においては、断熱緩衝材４は、第一電池セル２ａと相手部材としての第二電池セル２ｂとの間に配置される場合を示す。
【0031】
断熱緩衝材４は、第一電池セル２ａ側に配置された第一断熱層１１と、第二電池セル２ｂ側に配置された第二断熱層１２と、第一断熱層１１と第二断熱層１２との間に挟まれて配置された弾性層１３とを備える。第一断熱層１１および第二断熱層１２が、断熱機能を発揮し、弾性層１３が、弾性変形により隙間変動吸収機能を発揮する。
【0032】
図３に示すように、第一断熱層１１は、平板状に形成されている。第一断熱層１１は、第一電池セル２ａの扁平面のほぼ全面に亘って対向して配置される。第一断熱層１１の一方の面が、第一電池セル２ａの扁平面に接触している。第一断熱層１１は、主断熱層２１と、進入抑制層２２とを備える。
【0033】
図２に示すように、主断熱層２１は、平板状に形成されている。主断熱層２１は、第一断熱層１１における第一電池セル２ａ側を構成する。従って、主断熱層２１の一方の面のほぼ全面が、第一電池セル２ａの扁平面に接触している。また、主断熱層２１は、高い断熱性能を発揮するために、複数の空孔を有する。
【0034】
主断熱層２１は、例えば、シリカエアロゲル複合断熱材、シリカ複合断熱材、アルミナ複合断熱材、またこれらの複合断熱材のいずれかの繊維材料強化断熱材や、これらの断熱材に赤外線不透過材としてジルコン、炭化ケイ素、チタニア、硫化バリウム等が添加された断熱材の中から選択された少なくとも１つを適用できる。主断熱層２１は、熱伝導率が弾性層１３よりも低い材料により構成される。主断熱層２１の熱伝導率は、０．５Ｗ／ｍＫ以下であり、好ましくは、０．３Ｗ／ｍＫ以下である。主断熱層２１の厚みは、０．５ｍｍ以上であり、好ましくは、２．０ｍｍ以上である。主断熱層２１の厚みは、１０ｍｍ以下である。
【0035】
主断熱層２１は、熱分解開始温度が弾性層１３よりも高い材料により構成される。主断熱層２１の熱分解開始温度は、３００℃以上であり、好ましくは、４００℃以上である。例えば、シリカエアロゲルの熱分解開始温度は、１０００～１３００℃である。アルミナ複合断熱材の熱分解開始温度は、１３００～１６００℃である。
【0036】
進入抑制層２２は、平板状に形成されている。進入抑制層２２は、第一断熱層１１における弾性層１３側を構成する。つまり、進入抑制層２２の一方面は、主断熱層２１よりも弾性層１３側に配置される。進入抑制層２２の他方面は、弾性層１３に接触している。進入抑制層２２の一方面のほぼ全面が、主断熱層２１に接触している。さらに、進入抑制層２２は、高い断熱性能を発揮するために、複数の空孔を有する。
【0037】
また、進入抑制層２２は、弾性層１３に対して加熱かつ加圧した時に弾性層１３を構成する材料の進入深さが主断熱層２１の材料よりも浅くなる材料により構成されている。「進入深さ」については、後述する。
【0038】
進入抑制層２２は、例えば、ケイ酸マグネシウム、ガラス繊維不織布、セラミック繊維不織布、ＰＡＮ、ＰＰＳの中から選択された少なくとも１つを含む。例えば、進入抑制層２２は、主断熱層２１の表面に塗布される塗料とすることができる。また、進入抑制層２２は、主断熱層２１を被担持体として担持する不織布基材を含むように構成することができる。この場合、進入抑制層２２は、不織布基材と、不織布基材の孔に存在する主断熱層２１の材料の一部とにより構成される。
【0039】
例えば、ケイ酸マグネシウムなどにより構成される進入抑制層２２は、シリカエアロゲルなどにより構成される主断熱層２１の表面に塗布することにより形成される。また、進入抑制層２２がガラス繊維などの不織布基材を含むように構成される場合には、当該不織布基材が、シリカエアロゲルなどにより構成される主断熱層２１を被担持体として担持することができる。この場合、進入抑制層２２は、ガラス繊維などの不織布基材と、当該不織布基材の孔に存在するシリカエアロゲルなどにより構成される主断熱層２１の材料の一部とを含む。
【0040】
進入抑制層２２は、熱伝導率が弾性層１３よりも低い材料により構成されている。さらに、進入抑制層２２は、熱伝導率が主断熱層２１と同等もしくは主断熱層２１よりも高い材料により構成されている。進入抑制層２２の熱伝導率は、０．８Ｗ／ｍＫ以下であり、好ましくは、０．５Ｗ／ｍＫ以下である。進入抑制層２２の厚みは、０．０１ｍｍ以上であり、好ましくは、０．１ｍｍ以上である。進入抑制層２２の厚みは、５ｍｍ以下である。
【0041】
また、進入抑制層２２は、熱分解開始温度が弾性層１３よりも高い材料により構成される。進入抑制層２２の熱分解開始温度は、３００℃以上であり、好ましくは、４００℃以上である。例えば、ケイ酸マグネシウムの熱分解開始温度は、８５０～９００℃である。ガラス繊維不織布の熱分解開始温度は、９００～１０００℃である。セラミック繊維不織布の熱分解開始温度は、１０００～１４００℃である。
【0042】
図３に示すように、第二断熱層１２は、平板状に形成されている。第二断熱層１２は、第二電池セル２ｂの扁平面のほぼ全面に亘って対向して配置される。第二断熱層１２の一方の面が、第二電池セル２ｂの扁平面に接触している。第二断熱層１２は、主断熱層３１と、進入抑制層３２とを備える。
【0043】
図２に示すように、主断熱層３１は、平板状に形成されている。主断熱層３１は、第二断熱層１２における第二電池セル２ｂ側を構成する。従って、主断熱層３１の一方の面のほぼ全面が、第二電池セル２ｂの扁平面に接触している。主断熱層３１は、第一断熱層１１の主断熱層２１と同様に構成される。
【0044】
進入抑制層３２は、平板状に形成されている。進入抑制層３２は、第二断熱層１２における弾性層１３側を構成する。つまり、進入抑制層３２の一方面は、主断熱層３１よりも弾性層１３側に配置される。進入抑制層３２の他方面は、弾性層１３に接触している。進入抑制層３２の一方面のほぼ全面が、主断熱層２１に接触している。進入抑制層３２は、第一断熱層１１の進入抑制層２２と同様に構成される。
【0045】
弾性層１３は、第一断熱層１１および第二断熱層１２よりも弾性率の高い材料により構成される。本形態において、弾性層１３は、ゴム、エラストマーまたは発泡材料により構成される。本形態では、弾性層１３は、下記形状に形成されることより、ゴムまたはエラストマーが好適である。弾性層１３は、第一断熱層１１と第二断熱層１２との間に挟まれた複数の弾性塊４１と、隣り合う弾性塊４１を連結する連結膜４２とを備える。
【0046】
弾性塊４１は、長尺形状に形成しても良いし、柱形状に形成しても良い。弾性塊４１は、断面台形の長尺形状、または、円錐台の柱形状に形成されている。弾性塊４１の台形短辺は、第一断熱層１１の進入抑制層２２に接触する。弾性塊４１の台形長辺は、第二断熱層１２の進入抑制層３２に接触する。なお、弾性塊４１の台形短辺と台形長辺の向きは、反対にすることもできる。
【0047】
連結膜４２は、隣り合う弾性塊４１の台形側面の長辺側同士を連結する。連結膜４２の一方面は、第二断熱層１２の進入抑制層３２から距離を隔てて配置されている。つまり、弾性層１３は、一方面（図２の左面）に、凹凸面を有する。そして、弾性層１３の凹面部分と第一断熱層１１の進入抑制層２２との間に空間１４が形成される。連結膜４２の他方面は、第二断熱層１２の進入抑制層３２に接触する。つまり、弾性層１３の他方面（図２の右面）は、全面に亘って、第二断熱層１２の進入抑制層３２に接触する。なお、当該空間１４は、第二断熱層１２側に形成するようにしても良い。この場合、連結膜４２は、第一断熱層１１の進入抑制層２２に接触することになる。
【0048】
弾性層１３は、例えば、ＥＰＤＭ、ミラブルシリコーン、ＮＲ、ＩＲ、ＢＲ、ＮＢＲ、ＳＢＲ、ＥＣＯ、ＡＣＭ、ＣＲ、ＥＶＡ、ＦＫＭ、ＣＳＭ、Ｕなど、または、それらの発泡体の中から選択された少なくとも１つを含む。弾性層１３の最大厚み、すなわち弾性塊４１の厚みは、３～２０ｍｍであり、好ましくは、５～１０ｍｍである。弾性層１３の熱分解開始温度は、１５０℃以上であり、好ましくは、２５０℃以上である。弾性層１３の熱伝導率は、１．５Ｗ／ｍＫ以下であり、好ましくは、０．８Ｗ／ｍＫ以下である。
【0049】
３．断熱層１１，１２の構成部材２１，２２の試験
上述したように、進入抑制層２２は、弾性層１３に対して加熱かつ加圧した時に弾性層１３を構成する材料の進入深さが主断熱層２１の材料よりも浅くなる材料により構成されている。以下に、「進入深さ」についての試験およびその結果について、図４を参照して説明する。
上述したように、進入抑制層２２は、弾性層１３に対して加熱かつ加圧した時に弾性層１３を構成する材料の進入深さが主断熱層２１の材料よりも浅くなる材料により構成されている。以下に、「進入深さ」についての試験およびその結果について、図４を参照して説明する。
【0050】
図４に示すように、試験装置７は、台座７ａと、加熱加圧部材７ｂとを備える。試験方法としては、台座７ａの上面に、試験体Ｗを配置し、試験体Ｗの上面を、加熱加圧部材７ｂにより加熱すると共に加圧する。試験体Ｗにおける台座７ａ側に配置される断熱試験体Ｗ１は、主断熱層２１の材料または進入抑制層２２の材料とする。断熱試験体Ｗ１の１つである主断熱層２１の材料としては、例えば、シリカエアロゲルを用いる。また、断熱試験体Ｗ１の他の１つである進入抑制層２２の材料としては、例えば、ケイ酸マグネシウムを用いる。
【0051】
断熱試験体Ｗ１は、平板状に形成される。また、試験体Ｗにおける加熱加圧部材７ｂ側に配置される弾性試験体Ｗ２は、弾性層１３の材料とする。弾性試験体Ｗ２は、例えば、ＥＰＤＭを用いる。弾性試験体Ｗ２も平板状に形成される。ただし、弾性試験体Ｗ２は、図２に示すような弾性層１３と同様の凹凸面を有する形状とすることもできる。
【0052】
つまり、断熱試験体Ｗ１を進入抑制層２２の材料とした場合には、図２に示すように、進入抑制層２２が弾性層１３に接触した状態に相当し、断熱試験体Ｗ１を主断熱層２１の材料とした場合には、図示しないが、主断熱層２１が弾性層１３に接触した状態に相当する。そして、両者を比較する。
【0053】
それぞれの状態において、加熱加圧部材７ｂを例えば６５０℃に加熱することにより弾性試験体Ｗ２を加熱する。さらに、加熱加圧部材７ｂを図４の下方へ移動することにより弾性試験体Ｗ２を例えば０．１～３．０ＭＰａで加圧する。ただし、加熱加圧部材７ｂの温度は、初期温度が６５０℃の加熱加圧部材７ｂを接触させ、時間経過につれて成行きで温度を低下させる。また、断熱試験体Ｗ１の厚みは、２．５ｍｍとし、弾性試験体Ｗ２の厚みは、６ｍｍとする。
【0054】
上記試験を行うことにより、弾性試験体Ｗ２が熱分解開始温度に達し、弾性試験体Ｗ２が変形し始める。さらに、弾性試験体Ｗ２が熱分解開始温度に達すると、弾性試験体Ｗ２の一部が、断熱試験体Ｗ１の空孔に進入して行く。試験終了後において、断熱試験体Ｗ１に進入した弾性試験体Ｗ２の材料の深さを計測する。
【0055】
試験の結果、断熱試験体Ｗ１が進入抑制層２２の材料である場合には、断熱試験体Ｗ１が主断熱層２１の材料である場合に比べて、進入深さが浅くなった。例えば、断熱試験体Ｗ１の１つである進入抑制層２２の材料をケイ酸マグネシウムとし、断熱試験体Ｗ１の他の１つである主断熱層２１の材料をシリカエアロゲルとし、弾性試験体Ｗ２をＥＰＤＭとする。この場合、断熱試験体Ｗ１が進入抑制層２２の材料である場合の進入深さは、０．２ｍｍであった。一方、断熱試験体Ｗ１が主断熱層２１の材料である場合の進入深さは、０．５ｍｍであった。
【0056】
弾性試験体Ｗ２に対して加熱かつ加圧した時に、弾性試験体Ｗ２の材料が熱分解を開始し、弾性試験体Ｗ２に接触する相手、すなわち進入抑制層２２または主断熱層２１の材料により構成される断熱試験体Ｗ１に、弾性試験体Ｗ２の材料の一部が進入して行く。このときの弾性試験体Ｗ２の材料が弾性試験体Ｗ２に接触する相手に進入して行く深さを、「進入深さ」と定義する。
【0057】
そして、上述したように、断熱試験体Ｗ１が進入抑制層２２の材料である場合には、断熱試験体Ｗ１が主断熱層２１の材料である場合に比べて、進入深さが浅くなった。つまり、弾性層１３に対して加熱かつ加圧した時に弾性層１３を構成する材料の進入深さが主断熱層２１の材料よりも浅くなる材料により構成されていることが言える。換言すると、弾性層１３に対して加熱かつ加圧した時に弾性層１３を構成する材料の浸入度合いが主断熱層２１の材料よりも小さくなる材料により構成されている。
【0058】
４．効果
断熱緩衝材４は、第一断熱層１１、第二断熱層１２、第一断熱層１１と第二断熱層１２の間に挟まれて配置された弾性層１３とを備える。従って、例えば第一電池セル２ａが異常発熱した場合に、第一断熱層１１が、第一電池セル２ａからの熱を、弾性層１３に伝達することを抑制する機能を発揮する。そして、第一電池セル２ａから弾性層１３に直接熱が伝達されることはなく、弾性層１３の温度が熱分解開始温度に早期に達することを抑制できる。さらに、第二断熱層１２が、弾性層１３に伝達された熱を第二電池セル２ｂに伝達することを抑制する機能を発揮する。従って、弾性層１３に伝達された熱は、第二電池セル２ｂに直接伝達されることはなく、第二電池セル２ｂに熱が伝達されることを抑制できる。
断熱緩衝材４は、第一断熱層１１、第二断熱層１２、第一断熱層１１と第二断熱層１２の間に挟まれて配置された弾性層１３とを備える。従って、例えば第一電池セル２ａが異常発熱した場合に、第一断熱層１１が、第一電池セル２ａからの熱を、弾性層１３に伝達することを抑制する機能を発揮する。そして、第一電池セル２ａから弾性層１３に直接熱が伝達されることはなく、弾性層１３の温度が熱分解開始温度に早期に達することを抑制できる。さらに、第二断熱層１２が、弾性層１３に伝達された熱を第二電池セル２ｂに伝達することを抑制する機能を発揮する。従って、弾性層１３に伝達された熱は、第二電池セル２ｂに直接伝達されることはなく、第二電池セル２ｂに熱が伝達されることを抑制できる。
【0059】
さらに、第一断熱層１１および第二断熱層１２が、主断熱層２１，３１および進入抑制層２２，３２を備える。主断熱層２１，３１および進入抑制層２２，３２は、熱伝導率が弾性層１３よりも低い材料により構成されている。そして、進入抑制層２２，３２は、主断熱層２１，３１よりも弾性層１３側に配置されている。つまり、第一断熱層１１が主断熱層２１および進入抑制層２２を有する場合には、第一電池セル２ａ側から、主断熱層２１、進入抑制層２２、弾性層１３の順に配列された状態となる。第二断熱層１２が主断熱層３１および進入抑制層３２を有する場合には、第二電池セル２ｂ側から、主断熱層３１、進入抑制層３２、弾性層１３の順に配列された状態となる。
【0060】
ここで、第一断熱層１１および第二断熱層１２を構成する主断熱層２１，３１および進入抑制層２２，３２は、高い断熱性能を発揮するために、空孔を有する。そして、弾性層１３に対して加熱かつ加圧した場合、弾性層１３を構成する材料が熱分解を開始し、弾性層１３の材料の一部が、第一断熱層１１または第二断熱層１２の空孔に進入して行く。ここで、弾性層１３の熱伝導率は第一断熱層１１および第二断熱層１２よりも高い。そのため、弾性層１３の材料が第一断熱層１１および第二断熱層１２の空孔に進入すると、弾性層１３が第一断熱層１１および第二断熱層１２の空孔に進入していない場合に比べて、第一断熱層１１および第二断熱層１２が位置する部位における熱伝導率が高くなる。
【0061】
第一断熱層１１に弾性層１３の材料の一部が進入すると、第一電池セル２ａの熱が弾性層１３により伝達しやすい状態となる。その結果、弾性層１３の温度がさらに高くなり、弾性層１３における熱分解が進んでしまう。そうすると、弾性層１３の厚みが薄くなり、第一電池セル２ａと第二電池セル２ｂとの距離が短くなることにより、第一電池セル２ａの熱が第二電池セル２ｂに伝達されやすい状態となる。その結果、第二電池セル２ｂの温度が高くなってしまう。また、第二断熱層１２に弾性層１３の材料の一部が進入すると、弾性層１３に伝わった熱が第二電池セル２ｂに伝達しやすい状態となる。その結果、第二電池セル２ｂの温度が高くなってしまう。
【0062】
そこで、進入抑制層２２，３２は、弾性層１３に対して加熱かつ加圧した時に弾性層１３を構成する材料の進入深さが主断熱層２１，３１の材料よりも浅くなる材料により構成されることとした。さらに、進入抑制層２２，３２は、主断熱層２１，３１よりも弾性層１３側に配置することとした。
【0063】
従って、弾性層１３が熱分解を開始した時に、弾性層１３は、進入抑制層２２，３２の空孔に進入しようとするものの、その進入深さを浅くすることができる。そして、主断熱層２１，３１に弾性層１３の材料の一部が進入するためには、弾性層１３の材料が進入抑制層２２，３２を通過する必要がある。そのため、進入抑制層２２，３２は、主断熱層２１，３１に弾性層１３の材料が進入することを抑制する機能を発揮する。
【0064】
このように、進入抑制層２２，３２によって、弾性層１３の材料が主断熱層２１，３１に進入することを抑制できることにより、少なくとも主断熱層２１，３１による断熱機能を発揮し続けることができる。従って、第一断熱層１１が主断熱層２１および進入抑制層２２を有する場合には、第一電池セル２ａの熱が弾性層１３に伝達されにくくなり、弾性層１３の熱分解の進行を遅くすることができる。弾性層１３に熱が伝達されにくいということは、当然に、第二電池セル２ｂに熱が伝達されることを抑制することができる。また、第二断熱層１２が主断熱層３１および進入抑制層３２を有する場合には、弾性層１３に伝達された熱が第二電池セル２ｂに伝達されにくくできる。従って、第二電池セル２ｂに熱が伝達されることを抑制することができる。以上より、断熱緩衝材４は、断熱性能および弾性性能を向上させることができる。
【0065】
また、弾性層１３は、一方面に凹凸面を有するように形成した。これにより、弾性層１３の凹面部分と第一断熱層１１の進入抑制層２２との間、または、弾性層１３の凹面部分と第二断熱層１２の進入抑制層３２との間に、空間１４が形成される。当該空間１４を形成することにより、断熱性能を向上することができる。さらに、当該空間１４に、冷却流体を流通可能とすることにより、冷却機能を付与することができる。
【0066】
（実施形態２）
電池モジュール１を構成する実施形態２の断熱緩衝材１０１の構成について図５および図６を参照して説明する。なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素などを表す。
電池モジュール１を構成する実施形態２の断熱緩衝材１０１の構成について図５および図６を参照して説明する。なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素などを表す。
【0067】
本形態の断熱緩衝材１０１は、図５に示すように、第一電池セル２ａ側に配置された第一断熱層１１と、第二電池セル２ｂ側に配置された第二断熱層１２と、第一断熱層１１と第二断熱層１２との間に挟まれて配置された弾性層１３とを備える。第一断熱層１１は、主断熱層１１１と進入抑制層１１２とを備える。第二断熱層１２は、主断熱層１２１と進入抑制層１２２とを備える。なお、主断熱層１１１，１２１は、実施形態１における主断熱層２１，３１と同様の材料を用いる。進入抑制層１１２，１２２は、実施形態１における進入抑制層２２，３２と同様の材料を用いる。
【0068】
本形態では、図６に示すように、第一断熱層１１の進入抑制層１１２および第二断熱層１２の進入抑制層１２２が、弾性層１３の表面に配置されて構成される。例えば、進入抑制層１１２，１２２は、弾性層１３の表面に塗布されることにより、弾性層１３の表面に密着した状態で配置される。第一断熱層１１の進入抑制層１１２は、弾性層１３の弾性塊４１の台形短辺の面および側面と、弾性層１３の連結膜４２の一方面とに密着して配置される。第二断熱層１２の進入抑制層１２２は、弾性層１３の弾性塊４１の台形長辺の面と、弾性層１３の連結膜４２の他方面とに密着して配置される。
【0069】
第一断熱層１１の主断熱層１１１は、平板状に形成される。従って、第一断熱層１１の主断熱層１１１は、第一断熱層１１の進入抑制層１１２の一部に接触し、進入抑制層１１２の他の一部との間に空間１４を有する。第二断熱層１２の主断熱層１２１は、平板状に形成される。従って、第二断熱層１２の主断熱層１２１は、ほぼ全面に亘って、第二断熱層１２の進入抑制層１２２に接触する。
【0070】
本形態の断熱緩衝材１０１については、実施形態１の断熱緩衝材４と同様の効果を発揮することができる。
【0071】
（実施形態３）
電池モジュール１を構成する実施形態３の断熱緩衝材１０２の構成について図７を参照して説明する。本形態の断熱緩衝材１０２は、図７に示すように、第一電池セル２ａ側に配置された第一断熱層１１と、第二電池セル２ｂ側に配置された第二断熱層１２と、第一断熱層１１と第二断熱層１２との間に挟まれて配置された弾性層１３とを備える。
電池モジュール１を構成する実施形態３の断熱緩衝材１０２の構成について図７を参照して説明する。本形態の断熱緩衝材１０２は、図７に示すように、第一電池セル２ａ側に配置された第一断熱層１１と、第二電池セル２ｂ側に配置された第二断熱層１２と、第一断熱層１１と第二断熱層１２との間に挟まれて配置された弾性層１３とを備える。
【0072】
第一断熱層１１は、複数の断熱ユニット１３１ａ，１３１ｂを重ね合わせて配列することにより構成されている。断熱ユニット１３１ａ，１３１ｂのそれぞれは、１つの主断熱層２１と、１つの進入抑制層２２とを備えて構成される。主断熱層２１および進入抑制層２２は、実施形態１の主断熱層２１および進入抑制層２２と同様である。
【0073】
従って、断熱ユニット１３１ａにおいて、進入抑制層２２が、主断熱層２１より弾性層１３側に配置される。また、断熱ユニット１３１ｂにおいて、進入抑制層２２が、主断熱層２１より弾性層１３側に配置される。つまり、第一断熱層１１において、第一電池セル２ａ側から、主断熱層２１、進入抑制層２２、主断熱層２１、進入抑制層２２、弾性層１３の順に配列される。従って、第一断熱層１１において、複数の進入抑制層２２，２２が１つの主断熱層２１を挟むように配置されている。そして、進入抑制層２２の１つは、第一断熱層１１において最も弾性層１３寄りに位置する。
【0074】
第二断熱層１２は、複数の断熱ユニット１３２ａ，１３２ｂを重ね合わせて配列することにより構成されている。断熱ユニット１３２ａ，１３２ｂのそれぞれは、１つの主断熱層３１と、１つの進入抑制層３２とを備えて構成される。主断熱層３１および進入抑制層３２は、実施形態１の主断熱層３１および進入抑制層３２と同様である。
【0075】
従って、断熱ユニット１３２ａにおいて、進入抑制層３２が、主断熱層３１より弾性層１３側に配置される。また、断熱ユニット１３２ｂにおいて、進入抑制層３２が、主断熱層３１より弾性層１３側に配置される。つまり、第二断熱層１２において、第二電池セル２ｂ側から、主断熱層３１、進入抑制層３２、主断熱層３１、進入抑制層３２、弾性層１３の順に配列される。従って、第二断熱層１２において、複数の進入抑制層３２，３２が１つの主断熱層３１を挟むように配置されている。そして、進入抑制層３２の１つは、第一断熱層１１において最も弾性層１３寄りに位置する。
【0076】
本形態の断熱緩衝材１０２については、実施形態１の断熱緩衝材４と同様の効果を発揮することができる。また、本形態の断熱緩衝材１０２は、第一断熱層１１が複数の断熱ユニット１３１ａ，１３１ｂを重ねて配列した。弾性層１３の材料が第一断熱層１１に進入する際において、第一段として最も弾性層１３側に位置する断熱ユニット１３１ａの進入抑制層２２が、弾性層１３の材料の進入抑制効果を発揮する。
【0077】
弾性層１３が第一断熱層１１にさらに深く進入した場合において、異なる材料による多層構造とすることにより、次の層である断熱ユニット１３１ｂの進入抑制層２２が弾性層１３の材料の進入深さを変化させることができる。従って、次の層である断熱ユニット１３１ｂの進入抑制層２２が、弾性層１３の材料の進入抑制効果を好適に発揮する。
【0078】
つまり、第一断熱層１１において、主断熱層２１と進入抑制層２２のそれぞれの総厚みが同等である場合に、１つの断熱ユニット１３１ａにより構成する場合に比べて、複数の断熱ユニット１３１ａ，１３１ｂにより構成する場合の方が、断熱効果が高くなる。また、第二断熱層１２についても、第一断熱層１１と同様の効果を発揮する。
【0079】
（実施形態４）
電池モジュール１を構成する実施形態４の断熱緩衝材１０３の構成について図８を参照して説明する。本形態の断熱緩衝材１０３は、図８に示すように、第一電池セル２ａ側に配置された第一断熱層１１と、第二電池セル２ｂ側に配置された第二断熱層１２と、第一断熱層１１と第二断熱層１２との間に挟まれて配置された弾性層１３とを備える。
電池モジュール１を構成する実施形態４の断熱緩衝材１０３の構成について図８を参照して説明する。本形態の断熱緩衝材１０３は、図８に示すように、第一電池セル２ａ側に配置された第一断熱層１１と、第二電池セル２ｂ側に配置された第二断熱層１２と、第一断熱層１１と第二断熱層１２との間に挟まれて配置された弾性層１３とを備える。
【0080】
第一断熱層１１は、主断熱層１４１と、主断熱層１４１を挟むように配置された２つの進入抑制層１４２，１４３とを備える。主断熱層１４１は、実施形態１における主断熱層２１と同様の材料を用いる。進入抑制層１４２，１４３は、実施形態１における進入抑制層２２と同様の材料を用いる。
【0081】
従って、第一断熱層１１において、第一電池セル２ａ側から、進入抑制層１４３、主断熱層１４１、進入抑制層１４２、弾性層１３の順に配列される。従って、第一断熱層１１において、複数の進入抑制層１４２，１４３が１つの主断熱層１４１を挟むように配置されている。そして、進入抑制層１４２が、第一断熱層１１において最も弾性層１３側に位置する。
【0082】
第二断熱層１２は、主断熱層１５１と、主断熱層１５１を挟むように配置された２つの進入抑制層１５２，１５３とを備える。主断熱層１５１は、実施形態１における主断熱層３１と同様の材料を用いる。進入抑制層１５２，１５３は、実施形態１における進入抑制層３２と同様の材料を用いる。
【0083】
従って、第二断熱層１２において、第二電池セル２ｂ側から、進入抑制層１５３、主断熱層１５１、進入抑制層１５２、弾性層１３の順に配列される。従って、第二断熱層１２において、複数の進入抑制層１５２，１５３が１つの主断熱層１５１を挟むように配置されている。そして、進入抑制層１５２が、第二断熱層１２において最も弾性層１３側に位置する。
【0084】
本形態の断熱緩衝材１０３については、実施形態１の断熱緩衝材４と同様の効果を発揮することができる。特に、第一断熱層１１および第二断熱層１２のそれぞれが対称構造を有することにより、第一電池セル２ａが異常発熱した場合にも所望の効果を発揮すると共に、第二電池セル２ｂが異常発熱した場合にも所望の効果を発揮する。
【0085】
（実施形態５）
電池モジュール１を構成する実施形態５の断熱緩衝材１０４の構成について図９を参照して説明する。本形態の断熱緩衝材１０４は、図９に示すように、第一電池セル２ａ側に配置された第一断熱層１１と、第二電池セル２ｂ側に配置された第二断熱層１２と、第一断熱層１１と第二断熱層１２との間に挟まれて配置された弾性層１３とを備える。
電池モジュール１を構成する実施形態５の断熱緩衝材１０４の構成について図９を参照して説明する。本形態の断熱緩衝材１０４は、図９に示すように、第一電池セル２ａ側に配置された第一断熱層１１と、第二電池セル２ｂ側に配置された第二断熱層１２と、第一断熱層１１と第二断熱層１２との間に挟まれて配置された弾性層１３とを備える。
【0086】
弾性層１３は、複数の弾性塊１６１と、連結膜１６２とを備える。弾性塊１６１は、長尺形状に形成しても良いし、柱形状に形成しても良い。弾性塊１６１は、例えば、断面樽型の長尺形状、または、樽型の柱形状に形成されている。樽型とは、先端幅が中央幅よりも狭い形状を意味する。
【0087】
連結膜１６２は、隣り合う弾性塊１６１の側面同士を連結する。本形態では、連結膜１６２は、弾性塊１６１の側面中間部分同士を連結する。従って、弾性層１３は、両面に凹凸面を有する。従って、弾性層１３の一方面の凹面部分と第一断熱層１１の進入抑制層２２との間に空間１４が形成される。さらに、弾性層１３の他方面の凹面部分と第二断熱層１２の進入抑制層３２との間に空間１４が形成される。
【0088】
本形態の断熱緩衝材１０４については、実施形態１の断熱緩衝材４と同様の効果を発揮することができる。弾性層１３の両側の空間１４，１４に、冷却流体を流通可能とすることにより、冷却機能を付与することができる。特に、弾性層１３が対称構造を有することにより、第一電池セル２ａが異常発熱した場合にも所望の効果を発揮すると共に、第二電池セル２ｂが異常発熱した場合にも所望の効果を発揮する。
【0089】
（実施形態６）
電池モジュール１を構成する実施形態６の断熱緩衝材１０５の構成について図１０を参照して説明する。本形態の断熱緩衝材１０５は、図１０に示すように、第一電池セル２ａ側に配置された第一断熱層１１と、第二電池セル２ｂ側に配置された第二断熱層１２と、第一断熱層１１と第二断熱層１２との間に挟まれて配置された弾性層１３とを備える。
電池モジュール１を構成する実施形態６の断熱緩衝材１０５の構成について図１０を参照して説明する。本形態の断熱緩衝材１０５は、図１０に示すように、第一電池セル２ａ側に配置された第一断熱層１１と、第二電池セル２ｂ側に配置された第二断熱層１２と、第一断熱層１１と第二断熱層１２との間に挟まれて配置された弾性層１３とを備える。
【0090】
弾性層１３は、複数の弾性塊１７１と、第一連結膜１７２と、第二連結膜１７３とを備える。弾性塊１７１は、長尺形状に形成しても良いし、柱形状に形成しても良い。弾性塊１７１は、例えば、断面逆樽型の長尺形状、または、逆樽型の柱形状に形成されている。逆樽型とは、先端幅が中央幅よりも広い形状を意味する。
【0091】
第一連結膜１７２は、隣り合う弾性塊１７１における第一断熱層１１側同士を連結し、第一断熱層１１に接触する。第二連結膜１７３は、隣り合う弾性塊１７１における第二断熱層１２側同士を連結し、第二断熱層１２に接触する。さらに、第一連結膜１７２と、第二連結膜１７３とは、距離を隔てて対向して配置されている。つまり、弾性塊１７１の側面、第一連結膜１７２と第二連結膜１７３との対向面により、空間１４が形成される。
【0092】
本形態の断熱緩衝材１０５については、実施形態１の断熱緩衝材４と同様の効果を発揮することができる。弾性層１３の両側の空間１４に、冷却流体を流通可能とすることにより、冷却機能を付与することができる。特に、弾性層１３が対称構造を有することにより、第一電池セル２ａが異常発熱した場合にも所望の効果を発揮すると共に、第二電池セル２ｂが異常発熱した場合にも所望の効果を発揮する。
【0093】
（実施形態７）
電池モジュール１を構成する実施形態７の断熱緩衝材１０６の構成について図１１を参照して説明する。本形態の断熱緩衝材１０６は、図１１に示すように、第一電池セル２ａ側に配置された第一断熱層１１と、第二電池セル２ｂ側に配置された第二断熱層１２と、第一断熱層１１と第二断熱層１２との間に挟まれて配置された弾性層１３とを備える。
電池モジュール１を構成する実施形態７の断熱緩衝材１０６の構成について図１１を参照して説明する。本形態の断熱緩衝材１０６は、図１１に示すように、第一電池セル２ａ側に配置された第一断熱層１１と、第二電池セル２ｂ側に配置された第二断熱層１２と、第一断熱層１１と第二断熱層１２との間に挟まれて配置された弾性層１３とを備える。
【0094】
本形態では、弾性層１３が、発泡材料により形成されている。この場合、弾性層１３は、両面に凹凸面を有しない形状、いわゆる平板状に形成すると良い。つまり、弾性層１３の一方面のほぼ全面が、平板状に形成された第一断熱層１１に接触する。また、弾性層１３の他方面のほぼ全面が、平板状に形成された第二断熱層１２に接触する。本形態の断熱緩衝材１０６については、実施形態１の断熱緩衝材４と同様の効果を発揮することができる。弾性層１３が発泡体の場合、熱により内圧上昇し、断熱層１１，１２へ浸入し易い為、進入抑制層２２，３２による効果が顕著となる。
【0095】
（実施形態８）
電池モジュール１を構成する実施形態８の断熱緩衝材１０７の構成について図１２～図１４を参照して説明する。本形態の断熱緩衝材１０７は、図１２および図１３に示すように、板材を折り返した形状に形成されている。断熱緩衝材１０７は、上記実施形態と同様に、隙間変動吸収機能および断熱機能を発揮する。
電池モジュール１を構成する実施形態８の断熱緩衝材１０７の構成について図１２～図１４を参照して説明する。本形態の断熱緩衝材１０７は、図１２および図１３に示すように、板材を折り返した形状に形成されている。断熱緩衝材１０７は、上記実施形態と同様に、隙間変動吸収機能および断熱機能を発揮する。
【0096】
断熱緩衝材１０７は、図１３に示すように、第一電池セル２ａ側に配置された第一断熱層１８１と、第二電池セル２ｂ側に配置された第二断熱層１８２と、第一断熱層１１と第二断熱層１２との間に挟まれて配置された弾性層１８３とを備える。
【0097】
第一断熱層１８１は、図１４に示すように、主断熱層１８１ａと進入抑制層１８１ｂとを備える。第二断熱層１８２は、主断熱層１８２ａと進入抑制層１８２ｂとを備える。なお、主断熱層１８１ａ，１８２ａは、実施形態１における主断熱層２１，３１と同様に構成される。進入抑制層１８１ｂ，１８２ｂは、実施形態１における進入抑制層２２，３２と同様に構成される。
【0098】
弾性層１８３は、図１３に示すように、第一平板部１９１、第一折り返し部１９２、第二平板部１９３、第二折り返し部１９４、第三平板部１９５を備える。なお、弾性層１８３は、２回の折り返し部１９２，１９４を有する。ただし、弾性層１８３は、少なくとも２回の折り返し部１９２，１９４を有する構成であれば良く、３回以上の折り返し部１９２，１９４を有する構成としても良い。
【0099】
第一平板部１９１、第二平板部１９３、第三平板部１９５は、ほぼ同形状の大きさに形成されている。第一平板部１９１と第二平板部１９３とは、距離を隔てて対向して配置される。従って、図１４に示すように、第一平板部１９１と第二平板部１９３との間には、空間１８４が形成される。第二平板部１９３と第三平板部１９５とは、距離を隔てて対向して配置される。従って、第二平板部１９３と第三平板部１９５との間には、空間１８５が形成されている。
【0100】
第一折り返し部１９２は、Ｕ字状に形成されており、第一平板部１９１と第二平板部１９３とを接続する。第一折り返し部１９２は、弾性変形可能に構成されている。第二折り返し部１９４は、Ｕ字状に形成されており、第二平板部１９３と第三平板部１９５とを接続する。第二折り返し部１９４は、弾性変形可能に構成されている。
【0101】
また、弾性層１８３は、芯材を構成する主弾性部１８３ａと、主弾性部１８３ａの一方の表層を構成する第一副弾性層１８３ｂと、主弾性部１８３ａの他方の表層を構成する第二副弾性層１８３ｃとを備える。主弾性部１８３ａは、金属製または樹脂製の板バネにより構成されている。従って、折り返し部１９２，１９４を構成する主弾性部１８３ａが、特に弾性力を発揮する。また、平板部１９１，１９３，１９５を構成する主弾性部１８３ａは、平板部１９１，１９３，１９５が容易に変形しにくくするための剛性を有する。
【0102】
第一副弾性層１８３ｂおよび第二副弾性層１８３ｃは、主弾性部１８３ａの表面においてゴムまたはエラストマーをバインダーとして構成された機能層であって、低放射率、高放射率性、高耐熱性の少なくとも１つを有する機能層を構成する。第一副弾性層１８３ｂおよび第二副弾性層１８３ｃは、例えば、中外商工株式会社製のサーモレジン（登録商標）ＳＶ６００、株式会社アサヒペン社製の耐熱塗料スプレー黒などにより構成される。そして、第一平板部１９１を構成する第一副弾性層１８３ｂが、第一断熱層１８１の進入抑制層１８１ｂに接触している。第三平板部１９５を構成する第二副弾性層１８３ｃが、第二断熱層１８２の進入抑制層１８２ｂに接触している。
【0103】
従って、第一断熱層１８１と第一副弾性層１８３ｂとの関係は、実施形態１における第一断熱層１１と弾性層１３との関係と同様の関係となる。また、第二断熱層１８２と第二副弾性層１８３ｃとの関係は、実施形態１における第二断熱層１２と弾性層１３との関係と同様の関係となる。従って、本形態の断熱緩衝材１０７については、実施形態１の断熱緩衝材４と同様の効果を発揮することができる。
【0104】
（その他）
上述した実施形態２～４における第一断熱層１１および第二断熱層１２の構成は、実施形態５～８の構成に適用することができる。また、上記実施形態においては、第一断熱層１１および第二断熱層１２の両者が、主断熱層２１，３１および進入抑制層２２，３２を有する構成とした。この他に、第一断熱層１１および第二断熱層１２の一方のみが、主断熱層２１，３１および進入抑制層２２，３２を有する構成とすることもできる。ただし、第一断熱層１１および第二断熱層１２の両者が、主断熱層２１，３１および進入抑制層２２，３２を有する構成とする方が、高い効果を発揮する。
上述した実施形態２～４における第一断熱層１１および第二断熱層１２の構成は、実施形態５～８の構成に適用することができる。また、上記実施形態においては、第一断熱層１１および第二断熱層１２の両者が、主断熱層２１，３１および進入抑制層２２，３２を有する構成とした。この他に、第一断熱層１１および第二断熱層１２の一方のみが、主断熱層２１，３１および進入抑制層２２，３２を有する構成とすることもできる。ただし、第一断熱層１１および第二断熱層１２の両者が、主断熱層２１，３１および進入抑制層２２，３２を有する構成とする方が、高い効果を発揮する。
【符号の説明】
【0105】
１ 電池モジュール
２，２ａ，２ｂ 電池セル
４，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７ 断熱緩衝材
１１，１８１ 第一断熱層
１２，１８２ 第二断熱層
１３，１８３ 弾性層
２１，３１，１１１，１２１，１４１，１５１，１８１ａ 主断熱層
２２，３２，１１２，１２２，１４２，１４３，１５２，１５３，１８１ｂ 進入抑制層
２，２ａ，２ｂ 電池セル
４，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７ 断熱緩衝材
１１，１８１ 第一断熱層
１２，１８２ 第二断熱層
１３，１８３ 弾性層
２１，３１，１１１，１２１，１４１，１５１，１８１ａ 主断熱層
２２，３２，１１２，１２２，１４２，１４３，１５２，１５３，１８１ｂ 進入抑制層
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】