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(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】P2024141909
(43)【公開日】2024-10-10
(54)【発明の名称】熱伝達抑制シート及びその製造方法、並びに組電池
(51)【国際特許分類】
F16L 59/02 20060101AFI20241003BHJP
H01M 10/658 20140101ALI20241003BHJP
H01M 10/651 20140101ALI20241003BHJP
H01M 10/625 20140101ALI20241003BHJP
H01M 10/613 20140101ALI20241003BHJP
【ＦＩ】
F16L59/02
H01M10/658
H01M10/651
H01M10/625
H01M10/613
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023053782
(22)【出願日】2023-03-29
(71)【出願人】
【識別番号】000000158
【氏名又は名称】イビデン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002000
【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所
(72)【発明者】
【氏名】井戸 貴彦
【テーマコード（参考）】
3H036
5H031
【Ｆターム（参考）】
3H036AA09
3H036AB13
3H036AB18
3H036AB23
3H036AB25
3H036AC03
3H036AE07
5H031AA09
5H031KK02
(57)【要約】
【課題】断熱材と弾性体とを備える熱伝達抑制シートにおいて、電池セルの膨張時に、弾性体を変形させるための隙間を有するとともに、弾性体と断熱材との位置合わせを容易にすることができる熱伝達抑制シートを提供する。
【解決手段】熱伝達抑制シート１０は、矩形の断熱材１と、断熱材１の厚さ方向に積層された弾性体２とを有する。断熱材１は、厚さ方向に平行な断熱材端面（第１端面１ａ、第２端面１ｂ、第３端面１ｃ及び第４端面１ｄ）を有する。弾性体２は、１断熱材と略同一の形状及び大きさを有する仮想矩体に対して、少なくとも一部に切り欠きが設けられ、厚さ方向に平行な弾性体端面を有し、第１端面１ａ、第２端面１ｂ、第３端面１ｃ及び第４端面１ｄのそれぞれの断熱材端面において、少なくとも一部が、弾性体端面と略面一となるように配置され、両者が積層されている。
【選択図】図１Ａ
【解決手段】熱伝達抑制シート１０は、矩形の断熱材１と、断熱材１の厚さ方向に積層された弾性体２とを有する。断熱材１は、厚さ方向に平行な断熱材端面（第１端面１ａ、第２端面１ｂ、第３端面１ｃ及び第４端面１ｄ）を有する。弾性体２は、１断熱材と略同一の形状及び大きさを有する仮想矩体に対して、少なくとも一部に切り欠きが設けられ、厚さ方向に平行な弾性体端面を有し、第１端面１ａ、第２端面１ｂ、第３端面１ｃ及び第４端面１ｄのそれぞれの断熱材端面において、少なくとも一部が、弾性体端面と略面一となるように配置され、両者が積層されている。
【選択図】図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
矩形の断熱材と、前記断熱材の厚さ方向に積層された弾性体と、を有する熱伝達抑制シートにおいて、
前記断熱材は、厚さ方向に平行な断熱材端面を有し、
前記断熱材端面は、一対の対向する第１端面及び第２端面と、前記第１端面及び前記第２端面に略直交する方向に延びる、一対の対向する第３端面及び第４端面と、を有し、
前記弾性体は、前記断熱材と略同一の形状及び大きさを有する仮想矩体に対して、少なくとも一部に切り欠きが設けられ、厚さ方向に平行な弾性体端面を有し、
前記第１端面、第２端面、第３端面及び第４端面のそれぞれの断熱材端面において、少なくとも一部が、前記弾性体端面と略面一となるように配置されていることを特徴とする、熱伝達抑制シート。
前記断熱材は、厚さ方向に平行な断熱材端面を有し、
前記断熱材端面は、一対の対向する第１端面及び第２端面と、前記第１端面及び前記第２端面に略直交する方向に延びる、一対の対向する第３端面及び第４端面と、を有し、
前記弾性体は、前記断熱材と略同一の形状及び大きさを有する仮想矩体に対して、少なくとも一部に切り欠きが設けられ、厚さ方向に平行な弾性体端面を有し、
前記第１端面、第２端面、第３端面及び第４端面のそれぞれの断熱材端面において、少なくとも一部が、前記弾性体端面と略面一となるように配置されていることを特徴とする、熱伝達抑制シート。
【請求項2】
前記弾性体は、少なくとも一部が、前記断熱材の前記第１端面から前記第２端面に至る位置まで、前記第１端面及び前記第２端面に直交する方向に連続して延在しているとともに、
少なくとも一部が、前記断熱材の前記第３端面から前記第４端面に至る位置まで、前記第３端面及び前記第４端面に直交する方向に連続して延在し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。
少なくとも一部が、前記断熱材の前記第３端面から前記第４端面に至る位置まで、前記第３端面及び前記第４端面に直交する方向に連続して延在し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3】
前記仮想矩体における対向する二対の辺についてそれぞれ二等分線を作成し、２本の前記二等分線が交わる位置を仮想矩体中心とした場合に、少なくとも前記仮想矩体中心に前記弾性体が存在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4】
前記仮想矩体における対向する二対の辺についてそれぞれ二等分線を作成し、２本の前記二等分線が交わる位置を仮想矩体中心とした場合に、前記仮想矩体中心に前記弾性体が存在しないことを特徴とする、請求項１に記載の熱伝達抑制シート。
【請求項5】
前記切り欠きは、前記仮想矩体の辺上における任意の位置から他の任意の位置まで、直線状又は曲線状に設けら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6】
前記仮想矩体における４つの角部が切断されるように、前記切り欠きが設けら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7】
一対の前記断熱材の間に、前記弾性体が配置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8】
一対の前記弾性体の間に、前記断熱材が配置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9】
請求項１～８のいずれか１項に記載の熱伝達抑制シートの製造方法であって、
前記弾性体の材料となる弾性体材料シートにおいて、前記断熱材と略同一の形状及び大きさを有する前記仮想矩体を想定し、前記仮想矩体から前記切り欠きを有する前記弾性体を切り出す弾性体成形工程と、
前記弾性体と前記断熱材とを積層する積層工程とを有し、
前記積層工程は、前記断熱材の前記第１端面、第２端面、第３端面及び第４端面のそれぞれの端面において、少なくとも一部が、前記弾性体端面と略面一に配置されるように積層する工程を有することを特徴とする、熱伝達抑制シートの製造方法。
前記弾性体の材料となる弾性体材料シートにおいて、前記断熱材と略同一の形状及び大きさを有する前記仮想矩体を想定し、前記仮想矩体から前記切り欠きを有する前記弾性体を切り出す弾性体成形工程と、
前記弾性体と前記断熱材とを積層する積層工程とを有し、
前記積層工程は、前記断熱材の前記第１端面、第２端面、第３端面及び第４端面のそれぞれの端面において、少なくとも一部が、前記弾性体端面と略面一に配置されるように積層する工程を有することを特徴とする、熱伝達抑制シートの製造方法。
【請求項10】
複数の電池セルと、請求項１～８のいずれか１項に記載の熱伝達抑制シートを有し、前記複数の電池セルが直列又は並列に接続された、組電池。
【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その製造方法、並びに該熱伝達抑制シートを有する組電池に関する。
【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。なお。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。
【0003】
組電池では、電池セルが積層され、隣接する電池セル間に熱伝達抑制シートが介在しているのが一般的である。このような組電池においては、電池の充放電時や繰り返しの使用によって電池セルが膨張することがある。そして、電池セルが膨張及び収縮を繰り返す度に、熱伝達抑制シートからの反発力が電池セルに与えられると、電池の性能が低下しやすくなる。したがって、熱伝達抑制シートとしては、電池セル間の熱の伝達を抑えるとともに、電池セルの膨張を弾性体により吸収する効果を有していることも要求される。
【0004】
例えば、特許文献１には、断熱シートと、断熱シートの表面に積層してなる弾性層とを備えるとともに、弾性層が電池セルの膨張で変形する弾性突出部を有し、電池セルとの間に弾性突出部が押圧方向と直交する外周方向に移動する変形スペースを有するセパレータが記載されている。
【0005】
また、特許文献２には、電池の表面に対向して配置される断熱部と、断熱部より圧縮変形しやすい緩衝部と、を含み、緩衝部の少なくとも一部は、断熱部より電池の表面に近い位置に配置されている断熱材が記載されている。なお、上記特許文献２には、緩衝部が島部分を形成し、断熱部が海部分を形成する海島構造を有する断熱材も記載されている。この断熱材は、一方のセルの表面と断熱部の表面との間に隙間が形成されており、セルが膨張して緩衝部が押圧された場合に、緩衝部の一部が隙間中に張り出すことにより、容易に圧縮変形することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】国際公開第２０２０／２６２０８０号
【特許文献2】特開２０２１－１４０９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記特許文献１に記載されたセパレータや、上記特許文献２に記載の海島構造を有する断熱材は、いずれも、弾性層や緩衝部が押圧された場合に逃げ場となる隙間を有している。しかし、弾性層や緩衝部は、電池セルにおける膨張する領域に配置する必要がある一方で、隙間を設ける必要もあるため、弾性層や緩衝部と断熱材との位置合わせが煩雑となり、セパレータや断熱材の製造コストを上昇させる原因となる可能性がある。
【0008】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、断熱材と弾性体とを備える熱伝達抑制シートにおいて、電池セルの膨張時に、弾性体を変形させるための隙間を有するとともに、弾性体と断熱材との位置合わせを容易にすることができる熱伝達抑制シート及びその製造方法、並びにこの熱伝達抑制シートを有す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】
【0009】
本発明の上記目的は、熱伝達抑制シートに係る下記［１］の構成により達成される。
【0010】
［１］ 矩形の断熱材と、前記断熱材の厚さ方向に積層された弾性体と、を有する熱伝達抑制シートにおいて、
前記断熱材は、厚さ方向に平行な断熱材端面を有し、
前記断熱材端面は、一対の対向する第１端面及び第２端面と、前記第１端面及び前記第２端面に略直交する方向に延びる、一対の対向する第３端面及び第４端面と、を有し、
前記弾性体は、前記断熱材と略同一の形状及び大きさを有する仮想矩体に対して、少なくとも一部に切り欠きが設けられ、厚さ方向に平行な弾性体端面を有し、
前記第１端面、第２端面、第３端面及び第４端面のそれぞれの断熱材端面において、少なくとも一部が、前記弾性体端面と略面一となるように配置されていることを特徴とする、熱伝達抑制シート。
前記断熱材は、厚さ方向に平行な断熱材端面を有し、
前記断熱材端面は、一対の対向する第１端面及び第２端面と、前記第１端面及び前記第２端面に略直交する方向に延びる、一対の対向する第３端面及び第４端面と、を有し、
前記弾性体は、前記断熱材と略同一の形状及び大きさを有する仮想矩体に対して、少なくとも一部に切り欠きが設けられ、厚さ方向に平行な弾性体端面を有し、
前記第１端面、第２端面、第３端面及び第４端面のそれぞれの断熱材端面において、少なくとも一部が、前記弾性体端面と略面一となるように配置されていることを特徴とする、熱伝達抑制シート。
【0011】
また、熱伝達抑制シートに係る本発明の好ましい実施形態は、以下の［２］～［８］に関する。
【0012】
［２］ 前記弾性体は、少なくとも一部が、前記断熱材の前記第１端面から前記第２端面に至る位置まで、前記第１端面及び前記第２端面に直交する方向に連続して延在しているとともに、
少なくとも一部が、前記断熱材の前記第３端面から前記第４端面に至る位置まで、前記第３端面及び前記第４端面に直交する方向に連続して延在していることを特徴とする、［１］に記載の熱伝達抑制シート。
［３］ 前記仮想矩体における対向する二対の辺についてそれぞれ二等分線を作成し、２本の前記二等分線が交わる位置を仮想矩体中心とした場合に、少なくとも前記仮想矩体中心に前記弾性体が存在することを特徴とする、［１］又は［２］に記載の熱伝達抑制シート。
［４］ 前記仮想矩体における対向する二対の辺についてそれぞれ二等分線を作成し、２本の前記二等分線が交わる位置を仮想矩体中心とした場合に、前記仮想矩体中心に前記弾性体が存在しないことを特徴とする、［１］又は［２］に記載の熱伝達抑制シート。
［５］ 前記切り欠きは、前記仮想矩体の辺上における任意の位置から他の任意の位置まで、直線状又は曲線状に設けられていることを特徴とする、［１］～［４］のいずれか１つに記載の熱伝達抑制シート。
［６］ 前記仮想矩体における４つの角部が切断されるように、前記切り欠きが設けられていることを特徴とする、［１］～［５］のいずれか１つに記載の熱伝達抑制シート。
［７］ 一対の前記断熱材の間に、前記弾性体が配置されていることを特徴とする、［１］～［６］のいずれか１つに記載の熱伝達抑制シート。
［８］ 一対の前記弾性体の間に、前記断熱材が配置されていることを特徴とする、［１］～［６］のいずれか１つに記載の熱伝達抑制シート。
少なくとも一部が、前記断熱材の前記第３端面から前記第４端面に至る位置まで、前記第３端面及び前記第４端面に直交する方向に連続して延在していることを特徴とする、［１］に記載の熱伝達抑制シート。
［３］ 前記仮想矩体における対向する二対の辺についてそれぞれ二等分線を作成し、２本の前記二等分線が交わる位置を仮想矩体中心とした場合に、少なくとも前記仮想矩体中心に前記弾性体が存在することを特徴とする、［１］又は［２］に記載の熱伝達抑制シート。
［４］ 前記仮想矩体における対向する二対の辺についてそれぞれ二等分線を作成し、２本の前記二等分線が交わる位置を仮想矩体中心とした場合に、前記仮想矩体中心に前記弾性体が存在しないことを特徴とする、［１］又は［２］に記載の熱伝達抑制シート。
［５］ 前記切り欠きは、前記仮想矩体の辺上における任意の位置から他の任意の位置まで、直線状又は曲線状に設けられていることを特徴とする、［１］～［４］のいずれか１つに記載の熱伝達抑制シート。
［６］ 前記仮想矩体における４つの角部が切断されるように、前記切り欠きが設けられていることを特徴とする、［１］～［５］のいずれか１つに記載の熱伝達抑制シート。
［７］ 一対の前記断熱材の間に、前記弾性体が配置されていることを特徴とする、［１］～［６］のいずれか１つに記載の熱伝達抑制シート。
［８］ 一対の前記弾性体の間に、前記断熱材が配置されていることを特徴とする、［１］～［６］のいずれか１つに記載の熱伝達抑制シート。
【0013】
本発明の上記目的は、熱伝達抑制シートの製造方法に係る下記［９］の構成により達成される。
［９］ ［１］～［８］のいずれか１つに記載の熱伝達抑制シートの製造方法であって、
前記弾性体の材料となる弾性体材料シートにおいて、前記断熱材と略同一の形状及び大きさを有する前記仮想矩体を想定し、前記仮想矩体から前記切り欠きを有する前記弾性体を切り出す弾性体成形工程と、
前記弾性体と前記断熱材とを積層する積層工程とを有し、
前記積層工程は、前記断熱材の前記第１端面、第２端面、第３端面及び第４端面のそれぞれの端面において、少なくとも一部が、前記弾性体端面と略面一に配置されるように積層する工程を有することを特徴とする、熱伝達抑制シートの製造方法。
［９］ ［１］～［８］のいずれか１つに記載の熱伝達抑制シートの製造方法であって、
前記弾性体の材料となる弾性体材料シートにおいて、前記断熱材と略同一の形状及び大きさを有する前記仮想矩体を想定し、前記仮想矩体から前記切り欠きを有する前記弾性体を切り出す弾性体成形工程と、
前記弾性体と前記断熱材とを積層する積層工程とを有し、
前記積層工程は、前記断熱材の前記第１端面、第２端面、第３端面及び第４端面のそれぞれの端面において、少なくとも一部が、前記弾性体端面と略面一に配置されるように積層する工程を有することを特徴とする、熱伝達抑制シートの製造方法。
【0014】
本発明の上記目的は、組電池に係る下記［１０］の構成により達成される。
【0015】
［１０］ 複数の電池セルと、［１］～［８］のいずれか１つに記載の熱伝達抑制シートを有し、前記複数の電池セルが直列又は並列に接続された、組電池。
【発明の効果】
【0016】
本発明の熱伝達抑制シートは、弾性体が、断熱材の形状及び大きさに対して切り欠きを設けた形状を有し、切り欠きの部分において空隙部が形成されるため、弾性体が膨出するスペースを確保することができ、弾性体が圧縮変形しやすくなる。したがって、例えば弾性体によって電池セルの膨張を吸収することができ、電池セルの性能が低下することを抑制することができる。
【0017】
本発明の熱伝達抑制シートの製造方法は、断熱材の全ての端面において、少なくとも一部が、弾性体の端面と略面一となるように、弾性体の形状が設計されているため、断熱材と弾性体とを積層する際に、極めて容易に位置合わせをすることができる。
【0018】
また、本発明の組電池は、上記の熱伝達抑制シートを有するため、電池の充放電に伴なう電池セルの膨張に対応でき、電池セルの寿命を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【発明を実施するための形態】
【0020】
本発明者が、上記課題を解決するため鋭意検討を行った結果、弾性体が切り欠きを有するとともに、断熱材の全ての４端面について、少なくとも一部が弾性体の端面と略面一に配置されるような形状の弾性体を使用することが効果的であることを見出した。
【0021】
以下、本発明の実施形態に係る熱伝達抑制シート及びその製造方法、並びに組電池について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下で説明する実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変更して実施することができる。
【0022】
［熱伝達抑制シート］
まず、熱伝達抑制シートについて詳細に説明する。
まず、熱伝達抑制シートについて詳細に説明する。
【0023】
図１Ａは、本発明の実施形態に係る熱伝達抑制シートを示す平面図であり、図１Ｂは、図１Ａに示す熱伝達抑制シートを示す側面図である。本実施形態に係る熱伝達抑制シート１０は、矩形の断熱材１と、この断熱材１の厚さ方向に積層された弾性体２と、を有する。断熱材１は、その厚さ方向に平行な４つの断熱材端面を有し、これら断熱材端面のうち一対の対向する端面を、第１端面１ａ、第２端面１ｂとする。また、第１端面１ａ及び第２端面１ｂに略直交する方向に延びる一対の対向する端面を、第３端面１ｃ、第４端面１ｄとする。
【0024】
また、弾性体２の形状は、断熱材１と略同一の形状及び大きさを有する仮想矩体３を想定した場合に、この仮想矩体３の４つの角部４を直線状に切断して切り欠きが設けられた形状である。本実施形態においては、仮想矩体３の４つの角部が切り落とされることにより、弾性体２は八角形に形成されている。なお、この八角形の弾性体２においても、厚さ方向に平行な端面を有し、仮想矩体３と重なっている端面を非切り欠き端面２ａとし、角部４の切断により形成された端面を切り欠き端面２ｂとする。また、非切り欠き端面２ａは、断熱材１の第１端面１ａ、第２端面１ｂ、第３端面１ｃ及び第４端面１ｄの全ての端面に面一となるように、弾性体２と断熱材１とが積層されて配置されている。
【0025】
【0026】
このように構成された熱伝達抑制シート１０においては、電池セル２０の充放電時にこれらが膨張すると、弾性体２が押圧されて一部が圧縮され、これに伴って、弾性体２に対する押圧力が低い領域に弾性体２が膨出する。本実施形態においては、断熱材１と略同一の形状及び大きさを有する仮想矩体３に対して切り欠きを設けた形状の弾性体２を使用しているため、切り欠きの部分において、電池セル２０と断熱材１との間に空隙部５が形成されている。したがって、弾性体２は空隙部５に向かって膨出することができ、圧縮変形しやすくなるため、弾性体２によって電池セル２０の膨張を吸収することができ、電池セル２０の性能が低下することを抑制することができる。
【0027】
例えば、単に、弾性体のサイズを断熱材よりも小さくするのみであっても、電池セルと断熱材との間に空隙部が形成されるため、弾性体の膨出が阻害されず、電池セルの膨張を良好な状態で吸収することができる。しかし、断熱材よりも小さいサイズを有する弾性体を使用して、熱伝達抑制シートを製造しようとすると、弾性体を配置する位置の目安となるものがないため、弾性体を断熱材の中央に配置する工程が煩雑となる。また、弾性体を予め決定された位置に配置することができず、ずれが発生することがあり、その結果、弾性体によって電池セルの膨張を十分に吸収させることができなくなる。
【0028】
これに対して、本実施形態においては、熱伝達抑制シート１０の製造時に、非切り欠き端面２ａが、断熱材１の第１端面１ａ、第２端面１ｂ、第３端面１ｃ及び第４端面１ｄの全ての端面に面一となるように、弾性体２と断熱材１とを積層する。したがって、弾性体２の非切り欠き端面２ａを、断熱材１の断熱材端面に揃えるのみによって、断熱材１と弾性体２とを位置合わせすることができ、弾性が要求される領域を、熱伝達抑制シートの所望の位置に極めて容易に配置することができる。また、複数の位置に切り欠きを設けることにより、所望の圧縮応力を維持しつつ、熱伝達抑制シート１０を軽量化することもできる。
【0029】
なお、本実施形態において、図１Ａ中に矢印Ａ１で示すように、弾性体２は、少なくとも一部が、断熱材１の第１端面１ａから第２端面１ｂに至る位置まで、第１端面１ａ及び第２端面１ｂに直交する方向に連続して延在している。また、図１Ａ中に矢印Ａ２で示すように、弾性体２は、少なくとも一部が、断熱材１の第３端面１ｃから第４端面１ｄに至る位置まで、第３端面１ｃ及び第４端面１ｄに直交する方向に連続して延在している。
【0030】
弾性体２が上記のように構成されていることにより、熱伝達抑制シート１０を電池セル２０の間に配置した際に、安定して熱伝達抑制シート１０を支持することができる。
【0031】
また、図１中の矢印Ａ１及び矢印Ａ２は、仮想矩体３における対向する二対の辺についてそれぞれ作成した二等分線を示すものでもある。本実施形態において、２本の二等分線、すなわち、矢印Ａ１及び矢印Ａ２が交わる位置を仮想矩体中心Ｏとした場合に、本実施形態においては、仮想矩体中心Ｏの位置に弾性体が存在する。
【0032】
一般的に、電池の充放電時においては、電池セル２０の中央付近が膨張することが多いため、上記のように仮想矩体中心Ｏの部分まで弾性体２に切り欠きを設けず、弾性体２が存在することにより、弾性体２による効果を十分に得ることができる。ただし、電池セル２０の中央付近から外れた領域において弾性効果が要求される場合がある。このような場合に、要求される領域に弾性体２が配置されるように、切り欠きの形状を適切に設計すればよい。図示は省略するが、例えば、仮想矩体中心Ｏの位置まで切り欠きを形成してもよく、仮想矩体中心Ｏの位置がくり抜かれていてもよい。仮想矩体中心Ｏの位置に弾性体２が存在しないように構成することにより、仮想矩体中心Ｏの位置にも周囲の弾性体２を膨出させることができ、弾性体２をより一層圧縮変形させることができる。
【0033】
切り欠きの形状については特に限定されず、任意の形状で弾性体２の仮想矩体３に対して切り欠きを設け、任意の形状の弾性体２を形成すればよい。例えば、仮想矩体３の辺上における任意の位置から、仮想矩体３の辺上における他の任意の位置まで、直線状又は曲線状に設けることができる。上記図１Ａ及び図１Ｂに示す熱伝達抑制シート１０においては、仮想矩体３の４つの角部が直線状に切断されるように、切り欠きが設けられている。ここで、弾性体２の他の形状についても、図面を参照して以下に例示する。
【0034】
図３Ａ～図３Ｃは、本実施形態に係る熱伝達抑制シートにおける弾性体の形状例を示す平面図である。図３Ａ～図３Ｃにおいて、図１Ａと同一物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略又は簡略化する。図３Ａに示す熱伝達抑制シート１１は、仮想矩体３の４つの角部のうち、１つの角部４のみを直線状に切断することにより切り欠きを設け、切り欠き端面２ｂが形成されたものである。
【0035】
また、図３Ｂに示す熱伝達抑制シート１２は、仮想矩体３の４つの角部４を、仮想矩体３の二対の辺に対して平行となるように矩形に切断することにより切り欠きを設け、切り欠き端面２ｂが形成されたものである。
【0036】
さらに、図３Ｃに示す熱伝達抑制シート１３は、仮想矩体３の４つの角部４を、切り欠きが設けられた後の弾性体２が楕円形状となるように曲線状に切断することにより切り欠きを設け、切り欠き端面２ｂが形成されたものである。
【0037】
これらの形状例のように、種々の領域に切り欠きを設けることにより、熱伝達抑制シートが電池セルに押圧された場合に、弾性体２が膨出するスペースが形成されるため、弾性体２の膨出が阻害されない。したがって、電池セル２０が膨張及び収縮を繰り返した場合であっても、弾性体２による大きな反発力が電池セル２０に与えられることを抑制し、電池性能の低下を抑制することができる。また、上記熱伝達抑制シート１１～１３はいずれも、弾性体２の非切り欠き端面２ａが、断熱材１の第１端面１ａ、第２端面１ｂ、第３端面１ｃ及び第４端面１ｄのそれぞれに、略面一となるように配置されている。したがって、熱伝達抑制シートの製造時に、断熱材１と弾性体２とを重ね合わせる際に、位置合わせを容易にすることができる。
【0038】
なお、本発明において、弾性体２の非切り欠き端面２ａと、断熱材１の第１端面１ａ、第２端面１ｂ、第３端面１ｃ及び第４端面１ｄのそれぞれとは、確実に面一となる必要はない。断熱材１と弾性体２との位置合わせを容易にする効果を得られる程度にずれていてもよく、例えば、弾性体２の方が断熱材１よりも僅かに小さくなるように形成してもよい。また、断熱材１は正確な矩形である必要はなく、例えば角部が曲線状に形成されていてもよい。
【0039】
さらに、本実施形態に係る熱伝達抑制シートは、他の層を有していてもよいし、複数の断熱材１や複数の弾性体２を有していてもよい。例えば、一対の断熱材１の間に、１枚の弾性体２が配置された３層構造の熱伝達抑制シートであってもよい。また、一対の弾性体２の間に、１枚の断熱材１が配置された３層構造の熱伝達抑制シートであってもよい。断熱材１と弾性体２とを固定する方法は特に限定されない。例えば、接着剤等により接着する方法、熱圧縮性のフィルムにより包装する方法、固定治具等を使用する方法等により、両者を積層した状態で固定することができる。
【0040】
図４Ａ～図４Ｃは、本実施形態に係る熱伝達抑制シートにおける弾性体の形状の設計例を示す平面図である。なお、図４Ａ～図４Ｃは、弾性体２よりも大きいサイズの弾性体材料シート６から複数の弾性体２を形成する例について示している。図４Ａ～図４Ｃにおいて、図１Ａと同一物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略又は簡略化する。
【0041】
図４Ａに示す弾性体２は、図３Ｂに示す十字形状の弾性体と同様の形状を有する。例えば、仮想矩体３における角部４は、切り欠きを設ける際に切断して削除される領域であるが、この領域が隣接する弾性体２の一部となる。すなわち、弾性体２の切り欠き端面２ｂと、隣接する弾性体２の非切り欠き端面２ａの位置を一致させるように、弾性体２の形状を設計している。
【0042】
図４Ｂにおいては、十字形状の弾性体２ｘと、Ｉ字形状の弾性体２ｙとを交互に隣接させるように設計することにより、十字形状の弾性体２ｘにおける削除される領域が、隣接するＩ字形状の弾性体２の一部を構成する。すなわち、弾性体２ｘの切り欠き端面２ｂと、隣接する弾性体２ｙの非切り欠き端面２ａの位置を一致させるように、弾性体の形状を設計している。
【0043】
図４Ｃにおいても同様に、互いに同一の形状を有する複数の弾性体２を組み合わせて配置しており、弾性体２における削除される領域が、隣接する弾性体２の一部を構成する。すなわち、弾性体２の切り欠き端面２ｂと、隣接する弾性体２の非切り欠き端面２ａの位置を一致させるように、弾性体の形状を設計している。
【0044】
上記図４Ａ～図４Ｃに示すように、１枚の弾性体材料シート６から複数の弾性体２を切り出す際に、弾性体２の凸状部分と、これに隣接する弾性体２の凹状部分を組み合わせるように弾性体２の形状を設計することができる。これにより、弾性体２の切り欠きを設けるために除去する領域を減少させることができ、材料コストを低減することができる。
【0045】
以下、本実施形態に係る熱伝達抑制シートを構成する材料について、説明する。
【0046】
〔弾性体〕
弾性体の材料としては、電池セル２０の膨張及び収縮に追従して、圧縮変形する材質であればよく、公知のものを使用することができる。弾性体の材料としては、例えば、ゴムや熱可塑性エラストマーを適宜用いることができる。
弾性体の材料としては、電池セル２０の膨張及び収縮に追従して、圧縮変形する材質であればよく、公知のものを使用することができる。弾性体の材料としては、例えば、ゴムや熱可塑性エラストマーを適宜用いることができる。
【0047】
ゴムは合成ゴム及び天然ゴムのいずれでもよく、合成ゴムとしては、例えば、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、シリコーンゴム、ふっ素ゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、多硫化ゴム及びエビクロルヒドリンゴムなどを挙げることができる。
【0048】
熱可塑性エラストマーとしては、例えば、ポリスチレン系、ポリオレフィン系、塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系の各熱可塑性エラストマーなどを挙げることができる。また、エラストマーは、多孔性及び非多孔性のいずれでもよい。なお、多孔性の場合、気泡構造は独立気泡型及び連通気泡型のいずれでもよい。
【0049】
（弾性体の厚さ）
弾性体２の厚さは特に限定されないが、弾性体２についての効果を効果的に得るために、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることが好ましい。
弾性体２の厚さは特に限定されないが、弾性体２についての効果を効果的に得るために、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることが好ましい。
【0050】
〔断熱材〕
本実施形態に係る熱伝達抑制シートに用いられる断熱材１としては、断熱効果を有するものであれば、特に限定されない。断熱効果を表す指標として、熱伝導率を挙げることができるが、本実施形態においては、断熱材１の熱伝導率は１（Ｗ／ｍ・Ｋ）未満であることが好ましく、０．５（Ｗ／ｍ・Ｋ）未満であることがより好ましく、０．２（Ｗ／ｍ・Ｋ）未満であることがより好ましい。さらに、断熱材１の熱伝導率は０．１（Ｗ／ｍ・Ｋ）未満であることがより好ましく、０．０５（Ｗ／ｍ・Ｋ）未満であることがより好ましく、０．０２（Ｗ／ｍ・Ｋ）未満であることが特に好ましい。
なお、断熱材の熱伝導率は、ＪＩＳ Ｒ ２２５１に記載の「耐火物の熱伝導率の試験方法」に準拠して、測定することができる。
本実施形態に係る熱伝達抑制シートに用いられる断熱材１としては、断熱効果を有するものであれば、特に限定されない。断熱効果を表す指標として、熱伝導率を挙げることができるが、本実施形態においては、断熱材１の熱伝導率は１（Ｗ／ｍ・Ｋ）未満であることが好ましく、０．５（Ｗ／ｍ・Ｋ）未満であることがより好ましく、０．２（Ｗ／ｍ・Ｋ）未満であることがより好ましい。さらに、断熱材１の熱伝導率は０．１（Ｗ／ｍ・Ｋ）未満であることがより好ましく、０．０５（Ｗ／ｍ・Ｋ）未満であることがより好ましく、０．０２（Ｗ／ｍ・Ｋ）未満であることが特に好ましい。
なお、断熱材の熱伝導率は、ＪＩＳ Ｒ ２２５１に記載の「耐火物の熱伝導率の試験方法」に準拠して、測定することができる。
【0051】
断熱材１は無機粒子を含むことが好ましく、その他の成分として、例えば、無機繊維、有機繊維及び有機粒子から選択された少なくとも１種を含有することがより好ましい。それぞれの具体例を下記に示す。
【0052】
＜無機粒子＞
無機粒子として、単一の無機粒子を使用してもよいし、２種以上の無機粒子を組み合わせて使用してもよい。無機粒子の種類としては、熱伝達抑制効果の観点から、酸化物粒子、炭化物粒子、窒化物粒子及び無機水和物粒子から選択される少なくとも１種の無機材料からなる粒子を使用することが好ましく、酸化物粒子を使用することがより好ましい。また、形状についても特に限定されないが、ナノ粒子、中空粒子及び多孔質粒子から選択される少なくとも１種を含むことが好ましく、具体的には、シリカナノ粒子、金属酸化物粒子、マイクロポーラス粒子や中空シリカ粒子等の無機バルーン、熱膨張性無機材料からなる粒子、含水多孔質体からなる粒子等を使用することもできる。
無機粒子として、単一の無機粒子を使用してもよいし、２種以上の無機粒子を組み合わせて使用してもよい。無機粒子の種類としては、熱伝達抑制効果の観点から、酸化物粒子、炭化物粒子、窒化物粒子及び無機水和物粒子から選択される少なくとも１種の無機材料からなる粒子を使用することが好ましく、酸化物粒子を使用することがより好ましい。また、形状についても特に限定されないが、ナノ粒子、中空粒子及び多孔質粒子から選択される少なくとも１種を含むことが好ましく、具体的には、シリカナノ粒子、金属酸化物粒子、マイクロポーラス粒子や中空シリカ粒子等の無機バルーン、熱膨張性無機材料からなる粒子、含水多孔質体からなる粒子等を使用することもできる。
【0053】
無機粒子の平均二次粒子径が０．０１μｍ以上であると、入手しやすく、製造コストの上昇を抑制することができる。また、２００μｍ以下であると、所望の断熱効果を得ることができる。したがって、無機粒子の平均二次粒子径は、０．０１μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、０．０５μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましい。
【0054】
なお、２種以上の熱伝達抑制効果が互いに異なる無機粒子を併用すると、発熱体を多段に冷却することができ、吸熱作用をより広い温度範囲で発現できる。具体的には、大径粒子と小径粒子とを混合使用することが好ましい。例えば、一方の無機粒子として、ナノ粒子を使用する場合に、他方の無機粒子として、金属酸化物からなる無機粒子を含むことが好ましい。以下、小径の無機粒子を第１の無機粒子、大径の無機粒子を第２の無機粒子として、無機粒子についてさらに詳細に説明する。
【0055】
＜第１の無機粒子＞
（酸化物粒子）
酸化物粒子は屈折率が高く、光を乱反射させる効果が強いため、第１の無機粒子として酸化物粒子を使用すると、特に異常発熱などの高温度領域において輻射伝熱を抑制することができる。酸化物粒子としては、シリカ、チタニア、ジルコニア、ジルコン、チタン酸バリウム、酸化亜鉛及びアルミナから選択された少なくとも１種の粒子を使用することができる。すなわち、無機粒子として使用することができる上記酸化物粒子のうち、１種のみを使用してもよいし、２種以上の酸化物粒子を使用してもよい。特に、シリカは断熱性が高い成分であり、チタニアは他の金属酸化物と比較して屈折率が高い成分であって、５００℃以上の高温度領域において光を乱反射させ輻射熱を遮る効果が高いため、酸化物粒子としてシリカ及びチタニアを用いることが最も好ましい。
（酸化物粒子）
酸化物粒子は屈折率が高く、光を乱反射させる効果が強いため、第１の無機粒子として酸化物粒子を使用すると、特に異常発熱などの高温度領域において輻射伝熱を抑制することができる。酸化物粒子としては、シリカ、チタニア、ジルコニア、ジルコン、チタン酸バリウム、酸化亜鉛及びアルミナから選択された少なくとも１種の粒子を使用することができる。すなわち、無機粒子として使用することができる上記酸化物粒子のうち、１種のみを使用してもよいし、２種以上の酸化物粒子を使用してもよい。特に、シリカは断熱性が高い成分であり、チタニアは他の金属酸化物と比較して屈折率が高い成分であって、５００℃以上の高温度領域において光を乱反射させ輻射熱を遮る効果が高いため、酸化物粒子としてシリカ及びチタニアを用いることが最も好ましい。
【0056】
（酸化物粒子の平均一次粒子径：０．００１μｍ以上５０μｍ以下）
酸化物粒子の粒子径は、輻射熱を反射する効果に影響を与えることがあるため、平均一次粒子径を所定の範囲に限定すると、より一層高い断熱性を得ることができる。
すなわち、酸化物粒子の平均一次粒子径が０．００１μｍ以上であると、加熱に寄与する光の波長よりも十分に大きく、光を効率よく乱反射させるため、５００℃以上の高温度領域において熱伝達抑制シート内における熱の輻射伝熱が抑制され、より一層断熱性を向上させることができる。
一方、酸化物粒子の平均一次粒子径が５０μｍ以下であると、圧縮されても粒子間の接点や数が増えず、伝導伝熱のパスを形成しにくいため、特に伝導伝熱が支配的な通常温度域の断熱性への影響を小さくすることができる。
酸化物粒子の粒子径は、輻射熱を反射する効果に影響を与えることがあるため、平均一次粒子径を所定の範囲に限定すると、より一層高い断熱性を得ることができる。
すなわち、酸化物粒子の平均一次粒子径が０．００１μｍ以上であると、加熱に寄与する光の波長よりも十分に大きく、光を効率よく乱反射させるため、５００℃以上の高温度領域において熱伝達抑制シート内における熱の輻射伝熱が抑制され、より一層断熱性を向上させることができる。
一方、酸化物粒子の平均一次粒子径が５０μｍ以下であると、圧縮されても粒子間の接点や数が増えず、伝導伝熱のパスを形成しにくいため、特に伝導伝熱が支配的な通常温度域の断熱性への影響を小さくすることができる。
【0057】
なお、本発明において平均一次粒子径は、顕微鏡で粒子を観察し、標準スケールと比較し、任意の粒子１０個の平均をとることにより求めることができる。
【0058】
（ナノ粒子）
本発明において、ナノ粒子とは、球形又は球形に近い平均一次粒子径が１μｍ未満のナノメートルオーダーの粒子を表す。ナノ粒子は低密度であるため伝導伝熱を抑制し、第１の無機粒子としてナノ粒子を使用すると、さらに細かい空隙部が分散するため、対流伝熱を抑制する優れた断熱性を得ることができる。このため、通常の常温域の電池使用時において、隣接するナノ粒子間の熱の伝導を抑制することができる点で、ナノ粒子を使用することが好ましい。
さらに、酸化物粒子として、平均一次粒子径が小さいナノ粒子を使用すると、電池セルの熱暴走に伴う膨張によって熱伝達抑制シートが圧縮され、内部の密度が上がった場合であっても、熱伝達抑制シートの伝導伝熱の上昇を抑制することができる。これは、ナノ粒子が静電気による反発力で粒子間に細かな空隙部ができやすく、かさ密度が低いため、クッション性があるように粒子が充填されるからであると考えられる。
本発明において、ナノ粒子とは、球形又は球形に近い平均一次粒子径が１μｍ未満のナノメートルオーダーの粒子を表す。ナノ粒子は低密度であるため伝導伝熱を抑制し、第１の無機粒子としてナノ粒子を使用すると、さらに細かい空隙部が分散するため、対流伝熱を抑制する優れた断熱性を得ることができる。このため、通常の常温域の電池使用時において、隣接するナノ粒子間の熱の伝導を抑制することができる点で、ナノ粒子を使用することが好ましい。
さらに、酸化物粒子として、平均一次粒子径が小さいナノ粒子を使用すると、電池セルの熱暴走に伴う膨張によって熱伝達抑制シートが圧縮され、内部の密度が上がった場合であっても、熱伝達抑制シートの伝導伝熱の上昇を抑制することができる。これは、ナノ粒子が静電気による反発力で粒子間に細かな空隙部ができやすく、かさ密度が低いため、クッション性があるように粒子が充填されるからであると考えられる。
【0059】
なお、第１の無機粒子としてナノ粒子を使用する場合に、上記ナノ粒子の定義に沿ったものであれば、材質について特に限定されない。例えば、シリカナノ粒子は、断熱性が高い材料であることに加えて、粒子同士の接点が小さいため、シリカナノ粒子により伝導される熱量は、粒子径が大きいシリカ粒子を使用した場合と比較して小さくなる。また、一般的に入手されるシリカナノ粒子は、かさ密度が０．１（ｇ／ｃｍ３）程度であるため、例えば、熱伝達抑制シートの両側に配置された電池セルが熱膨張し、熱伝達抑制シートに対して大きな圧縮応力が加わった場合であっても、シリカナノ粒子同士の接点の大きさ（面積）や数が著しく大きくなることはなく、断熱性を維持することができる。したがって、ナノ粒子としてはシリカナノ粒子を使用することが好ましい。シリカナノ粒子としては、湿式シリカ、乾式シリカ及びエアロゲル等が挙げられるが、本実施形態に特に好適であるシリカナノ粒子について、以下に説明する。
【0060】
一般的に、湿式シリカは粒子が凝集しているのに対し、乾式シリカは粒子を分散させることができる。９０℃以下の温度範囲において、熱の伝導は伝導伝熱が支配的であるため、粒子を分散させることができる乾式シリカの方が、湿式シリカと比較して、優れた断熱性能を得ることができる。
なお、本実施形態に係る熱伝達抑制シートは、材料を含む混合物を、乾式法によりシート状に加工する製造方法を用いることが好ましい。したがって、無機粒子としては、熱伝導率が低い乾式シリカ、シリカエアロゲル等を使用することが好ましい。
なお、本実施形態に係る熱伝達抑制シートは、材料を含む混合物を、乾式法によりシート状に加工する製造方法を用いることが好ましい。したがって、無機粒子としては、熱伝導率が低い乾式シリカ、シリカエアロゲル等を使用することが好ましい。
【0061】
（ナノ粒子の平均一次粒子径：１ｎｍ以上１００ｎｍ以下）
ナノ粒子の平均一次粒子径を所定の範囲に限定すると、より一層高い断熱性を得ることができる。
すなわち、ナノ粒子の平均一次粒子径を１ｎｍ以上１００ｎｍ以下とすると、特に５００℃未満の温度領域において、熱伝達抑制シート内における熱の対流伝熱及び伝導伝熱を抑制することができ、断熱性をより一層向上させることができる。また、圧縮応力が印加された場合であっても、ナノ粒子間に残った空隙部と、多くの粒子間の接点が伝導伝熱を抑制し、熱伝達抑制シートの断熱性を維持することができる。
なお、ナノ粒子の平均一次粒子径は、２ｎｍ以上であることがより好ましく、３ｎｍ以上であることが更に好ましい。一方、ナノ粒子の平均一次粒子径は、５０ｎｍ以下であることがより好ましく、１０ｎｍ以下であることが更に好ましい。
ナノ粒子の平均一次粒子径を所定の範囲に限定すると、より一層高い断熱性を得ることができる。
すなわち、ナノ粒子の平均一次粒子径を１ｎｍ以上１００ｎｍ以下とすると、特に５００℃未満の温度領域において、熱伝達抑制シート内における熱の対流伝熱及び伝導伝熱を抑制することができ、断熱性をより一層向上させることができる。また、圧縮応力が印加された場合であっても、ナノ粒子間に残った空隙部と、多くの粒子間の接点が伝導伝熱を抑制し、熱伝達抑制シートの断熱性を維持することができる。
なお、ナノ粒子の平均一次粒子径は、２ｎｍ以上であることがより好ましく、３ｎｍ以上であることが更に好ましい。一方、ナノ粒子の平均一次粒子径は、５０ｎｍ以下であることがより好ましく、１０ｎｍ以下であることが更に好ましい。
【0062】
（無機水和物粒子）
無機水和物粒子は、発熱体からの熱を受けて熱分解開始温度以上になると熱分解し、自身が持つ結晶水を放出して発熱体及びその周囲の温度を下げる、所謂「吸熱作用」を発現する。また、結晶水を放出した後は多孔質体となり、無数の空気孔により断熱作用を発現する。
無機水和物の具体例として、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）、水酸化亜鉛（Ｚｎ（ＯＨ）２）、水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）２）、水酸化マンガン（Ｍｎ（ＯＨ）２）、水酸化ジルコニウム（Ｚｒ（ＯＨ）２）、水酸化ガリウム（Ｇａ（ＯＨ）３）等が挙げられる。
無機水和物粒子は、発熱体からの熱を受けて熱分解開始温度以上になると熱分解し、自身が持つ結晶水を放出して発熱体及びその周囲の温度を下げる、所謂「吸熱作用」を発現する。また、結晶水を放出した後は多孔質体となり、無数の空気孔により断熱作用を発現する。
無機水和物の具体例として、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）、水酸化亜鉛（Ｚｎ（ＯＨ）２）、水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）２）、水酸化マンガン（Ｍｎ（ＯＨ）２）、水酸化ジルコニウム（Ｚｒ（ＯＨ）２）、水酸化ガリウム（Ｇａ（ＯＨ）３）等が挙げられる。
【0063】
例えば、水酸化アルミニウムは約３５％の結晶水を有しており、下記式に示すように、熱分解して結晶水を放出して吸熱作用を発現する。そして、結晶水を放出した後は多孔質体であるアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）となり、断熱材として機能する。
２Ａｌ（ＯＨ）３→Ａｌ２Ｏ３＋３Ｈ２Ｏ
２Ａｌ（ＯＨ）３→Ａｌ２Ｏ３＋３Ｈ２Ｏ
【0064】
なお、上述のとおり、本実施形態に係る熱伝達抑制シートは、例えば、電池セル間に介在されることが好適であるが、熱暴走を起こした電池セルでは、２００℃を超える温度に急上昇し、７００℃付近まで温度上昇を続ける。したがって、断熱材に含まれる無機粒子としては、熱分解開始温度が２００℃以上である無機水和物からなることが好ましい。
上記に挙げた無機水和物の熱分解開始温度は、水酸化アルミニウムは約２００℃、水酸化マグネシウムは約３３０℃、水酸化カルシウムは約５８０℃、水酸化亜鉛は約２００℃、水酸化鉄は約３５０℃、水酸化マンガンは約３００℃、水酸化ジルコニウムは約３００℃、水酸化ガリウムは約３００℃であり、いずれも熱暴走を起こした電池セルの急激な昇温の温度範囲とほぼ重なり、温度上昇を効率よく抑えることができることから、好ましい無機水和物であるといえる。
上記に挙げた無機水和物の熱分解開始温度は、水酸化アルミニウムは約２００℃、水酸化マグネシウムは約３３０℃、水酸化カルシウムは約５８０℃、水酸化亜鉛は約２００℃、水酸化鉄は約３５０℃、水酸化マンガンは約３００℃、水酸化ジルコニウムは約３００℃、水酸化ガリウムは約３００℃であり、いずれも熱暴走を起こした電池セルの急激な昇温の温度範囲とほぼ重なり、温度上昇を効率よく抑えることができることから、好ましい無機水和物であるといえる。
【0065】
（無機水和物粒子の平均二次粒子径：０．０１μｍ以上２００μｍ以下）
また、第１の無機粒子として、無機水和物粒子を使用した場合に、その平均粒子径が大きすぎると、断熱材の中心付近にある第１の無機粒子（無機水和物）が、その熱分解温度に達するまでにある程度の時間を要するため、断熱材の中心付近の第１の無機粒子が熱分解しきれない場合がある。このため、無機水和物粒子の平均二次粒子径は、０．０１μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、０．０５μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましい。
また、第１の無機粒子として、無機水和物粒子を使用した場合に、その平均粒子径が大きすぎると、断熱材の中心付近にある第１の無機粒子（無機水和物）が、その熱分解温度に達するまでにある程度の時間を要するため、断熱材の中心付近の第１の無機粒子が熱分解しきれない場合がある。このため、無機水和物粒子の平均二次粒子径は、０．０１μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、０．０５μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましい。
【0066】
（熱膨張性無機材料からなる粒子）
熱膨張性無機材料としては、バーミキュライト、ベントナイト、雲母、パーライト等を挙げることができる。
熱膨張性無機材料としては、バーミキュライト、ベントナイト、雲母、パーライト等を挙げることができる。
【0067】
（含水多孔質体からなる粒子）
含水多孔質体の具体例としては、ゼオライト、カオリナイト、モンモリロナイト、酸性白土、珪藻土、湿式シリカ、乾式シリカ、エアロゲル、マイカ、バーミキュライト等が挙げられる。
含水多孔質体の具体例としては、ゼオライト、カオリナイト、モンモリロナイト、酸性白土、珪藻土、湿式シリカ、乾式シリカ、エアロゲル、マイカ、バーミキュライト等が挙げられる。
【0068】
（無機バルーン）
本発明に用いる断熱材は、第１の無機粒子として無機バルーンを含んでいてもよい。
無機バルーンが含まれると、５００℃未満の温度領域において、断熱材内における熱の対流伝熱又は伝導伝熱を抑制することができ、断熱材の断熱性をより一層向上させることができる。
無機バルーンとしては、シラスバルーン、シリカバルーン、フライアッシュバルーン、バーライトバルーン、及びガラスバルーンから選択された少なくとも１種を用いることができる。
本発明に用いる断熱材は、第１の無機粒子として無機バルーンを含んでいてもよい。
無機バルーンが含まれると、５００℃未満の温度領域において、断熱材内における熱の対流伝熱又は伝導伝熱を抑制することができ、断熱材の断熱性をより一層向上させることができる。
無機バルーンとしては、シラスバルーン、シリカバルーン、フライアッシュバルーン、バーライトバルーン、及びガラスバルーンから選択された少なくとも１種を用いることができる。
【0069】
（無機バルーンの含有量：断熱材全質量に対して６０質量％以下）
無機バルーンの含有量としては、断熱材全質量に対し、６０質量％以下が好ましい。
無機バルーンの含有量としては、断熱材全質量に対し、６０質量％以下が好ましい。
【0070】
（無機バルーンの平均粒子径：１μｍ以上１００μｍ以下）
無機バルーンの平均粒子径としては、１μｍ以上１００μｍ以下が好ましい。
無機バルーンの平均粒子径としては、１μｍ以上１００μｍ以下が好ましい。
【0071】
＜第２の無機粒子＞
熱伝達抑制シートに２種の無機粒子が含有されている場合に、第２の無機粒子は、第１の無機粒子と材質や粒子径等が異なっていれば特に限定されない。第２の無機粒子としては、酸化物粒子、炭化物粒子、窒化物粒子、無機水和物粒子、シリカナノ粒子、金属酸化物粒子、マイクロポーラス粒子や中空シリカ粒子等の無機バルーン、熱膨張性無機材料からなる粒子、含水多孔質体からなる粒子等を使用することができ、これらの詳細については、上述のとおりである。
熱伝達抑制シートに２種の無機粒子が含有されている場合に、第２の無機粒子は、第１の無機粒子と材質や粒子径等が異なっていれば特に限定されない。第２の無機粒子としては、酸化物粒子、炭化物粒子、窒化物粒子、無機水和物粒子、シリカナノ粒子、金属酸化物粒子、マイクロポーラス粒子や中空シリカ粒子等の無機バルーン、熱膨張性無機材料からなる粒子、含水多孔質体からなる粒子等を使用することができ、これらの詳細については、上述のとおりである。
【0072】
なお、ナノ粒子は伝導伝熱が極めて小さいとともに、熱伝達抑制シートに圧縮応力が加わった場合であっても、優れた断熱性を維持することができる。また、チタニア等の金属酸化物粒子は、輻射熱を遮る効果が高い。さらに、大径の無機粒子と小径の無機粒子とを使用すると、大径の無機粒子同士の隙間に小径の無機粒子が入り込むことにより、より緻密な構造となり、熱伝達抑制効果を向上させることができる。したがって、上記第１の無機粒子として、例えばナノ粒子を使用した場合に、さらに、第２の無機粒子として、第１の無機粒子よりも大径である金属酸化物からなる粒子を、熱伝達抑制シートに含有させることが好ましい。
金属酸化物としては、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、酸化亜鉛、ジルコン、酸化ジルコニウム等を挙げることがでる。特に、酸化チタン（チタニア）は他の金属酸化物と比較して屈折率が高い成分であり、５００℃以上の高温度領域において光を乱反射させ輻射熱を遮る効果が高いため、チタニアを用いることが最も好ましい。
金属酸化物としては、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、酸化亜鉛、ジルコン、酸化ジルコニウム等を挙げることがでる。特に、酸化チタン（チタニア）は他の金属酸化物と比較して屈折率が高い成分であり、５００℃以上の高温度領域において光を乱反射させ輻射熱を遮る効果が高いため、チタニアを用いることが最も好ましい。
【0073】
第１の無機粒子として、乾式シリカ粒子及びシリカエアロゲルから選択された少なくとも１種の粒子を使用し、第２の無機粒子として、チタニア、ジルコン、ジルコニア、炭化ケイ素、酸化亜鉛及びアルミナから選択された少なくとも１種の粒子を使用する場合に、９０℃以下の温度範囲内において、優れた断熱性能を得るためには、第１の無機粒子は、無機粒子全質量に対して、５０質量％以上であることが好ましく、６０質量％以上であることがより好ましく、７０質量％以上であることがさらに好ましい。また、第１の無機粒子は、無機粒子全質量に対して、９５質量％以下であることが好ましく、９０質量％以下であることがより好ましく、８０質量％以下であることがさらに好ましい。
【0074】
一方、９０℃を超える温度範囲内において、優れた断熱性能を得るためには、第２の無機粒子は、無機粒子全質量に対して、５質量％以上であることが好ましく、１０質量％以上であることがより好ましく、２０質量％以上であることがさらに好ましい。また、第２の無機粒子は、無機粒子全質量に対して、５０質量％以下であることが好ましく、４０質量％以下であることがより好ましく、３０質量％以下であることがさらに好ましい。
【0075】
（第２の無機粒子の平均一次粒子径）
金属酸化物からなる第２の無機粒子を熱伝達抑制シートに含有させる場合に、第２の無機粒子の平均一次粒子径は、１μｍ以上５０μｍ以下であると、５００℃以上の高温度領域で効率よく輻射伝熱を抑制することができる。第２の無機粒子の平均一次粒子径は、５μｍ以上３０μｍ以下であることが更に好ましく、１０μｍ以下であることが最も好ましい。
金属酸化物からなる第２の無機粒子を熱伝達抑制シートに含有させる場合に、第２の無機粒子の平均一次粒子径は、１μｍ以上５０μｍ以下であると、５００℃以上の高温度領域で効率よく輻射伝熱を抑制することができる。第２の無機粒子の平均一次粒子径は、５μｍ以上３０μｍ以下であることが更に好ましく、１０μｍ以下であることが最も好ましい。
【0076】
（無機粒子の含有量）
本実施形態において、断熱材中の無機粒子の合計の含有量が適切に制御されていると、断熱材の断熱性を十分に確保することができる。
無機粒子の合計の含有量は、断熱材の全質量に対して６０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましい。また、無機粒子の合計の含有量が多くなりすぎると、有機繊維の含有量が相対的に減少するため、骨格の補強効果及び無機粒子の保持効果を十分に得るためには、無機粒子の合計の含有量は、断熱材の全質量に対して９５質量％以下であることが好ましく、９０質量％以下であることがより好ましい。
本実施形態において、断熱材中の無機粒子の合計の含有量が適切に制御されていると、断熱材の断熱性を十分に確保することができる。
無機粒子の合計の含有量は、断熱材の全質量に対して６０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましい。また、無機粒子の合計の含有量が多くなりすぎると、有機繊維の含有量が相対的に減少するため、骨格の補強効果及び無機粒子の保持効果を十分に得るためには、無機粒子の合計の含有量は、断熱材の全質量に対して９５質量％以下であることが好ましく、９０質量％以下であることがより好ましい。
【0077】
なお、断熱材中の無機粒子の含有量は、例えば、断熱材を８００℃で加熱し、有機分を分解後、残部の質量を測定することにより、算出することができる。
【0078】
＜無機繊維＞
無機繊維として、単一の無機繊維を使用してもよいし、２種以上の無機繊維を組み合わせて使用してもよい。無機繊維としては、例えば、シリカ繊維、アルミナ繊維、アルミナシリケート繊維、ジルコニア繊維、カーボンファイバ、ソルブルファイバ、リフラクトリーセラミック繊維、エアロゲル複合材、マグネシウムシリケート繊維、アルカリアースシリケート繊維、チタン酸カリウム繊維、炭化ケイ素繊維、チタン酸カリウムウィスカ繊維等のセラミックス系繊維、ガラス繊維、グラスウール、スラグウール等のガラス系繊維、及びこれらの繊維以外の鉱物系繊維である、ロックウール、バサルトファイバ、ウォラストナイト、ムライト繊維等が挙げられる。
これらの無機繊維は、耐熱性、強度、入手容易性などの点で好ましい。無機繊維のうち、取り扱い性の観点から、特にシリカ－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、ガラス繊維が好ましい。
無機繊維として、単一の無機繊維を使用してもよいし、２種以上の無機繊維を組み合わせて使用してもよい。無機繊維としては、例えば、シリカ繊維、アルミナ繊維、アルミナシリケート繊維、ジルコニア繊維、カーボンファイバ、ソルブルファイバ、リフラクトリーセラミック繊維、エアロゲル複合材、マグネシウムシリケート繊維、アルカリアースシリケート繊維、チタン酸カリウム繊維、炭化ケイ素繊維、チタン酸カリウムウィスカ繊維等のセラミックス系繊維、ガラス繊維、グラスウール、スラグウール等のガラス系繊維、及びこれらの繊維以外の鉱物系繊維である、ロックウール、バサルトファイバ、ウォラストナイト、ムライト繊維等が挙げられる。
これらの無機繊維は、耐熱性、強度、入手容易性などの点で好ましい。無機繊維のうち、取り扱い性の観点から、特にシリカ－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、ガラス繊維が好ましい。
【0079】
無機繊維の断面形状は、特に限定されず、円形断面、平断面、中空断面、多角断面、芯断面などが挙げられる。中でも、中空断面、平断面又は多角断面を有する異形断面繊維は、断熱性が若干向上されるため好適に使用することができる。
【0080】
（無機繊維の平均繊維長）
無機繊維の平均繊維長の好ましい下限は０．１ｍｍであり、より好ましい下限は０．５ｍｍである。一方、無機繊維の平均繊維長の好ましい上限は５０ｍｍであり、より好ましい上限は１０ｍｍである。無機繊維の平均繊維長が０．１ｍｍ未満であると、無機繊維同士の絡み合いが生じにくく、断熱材の機械的強度が低下するおそれがある。一方、５０ｍｍを超えると、補強効果は得られるものの、無機繊維同士が緊密に絡み合うことができなったり、単一の無機繊維だけで丸まったりし、それにより断熱性の低下を招くおそれがある。
無機繊維の平均繊維長の好ましい下限は０．１ｍｍであり、より好ましい下限は０．５ｍｍである。一方、無機繊維の平均繊維長の好ましい上限は５０ｍｍであり、より好ましい上限は１０ｍｍである。無機繊維の平均繊維長が０．１ｍｍ未満であると、無機繊維同士の絡み合いが生じにくく、断熱材の機械的強度が低下するおそれがある。一方、５０ｍｍを超えると、補強効果は得られるものの、無機繊維同士が緊密に絡み合うことができなったり、単一の無機繊維だけで丸まったりし、それにより断熱性の低下を招くおそれがある。
【0081】
無機繊維の平均繊維径の好ましい下限は１μｍであり、より好ましい下限は２μｍであり、更に好ましい下限は３μｍである。一方、無機繊維の平均繊維径の好ましい上限は１５μｍであり、より好ましい上限は１０μｍである。無機繊維の平均繊維径が１μｍ未満であると、無機繊維自体の機械的強度が低下するおそれがある。また、人体の健康に対する影響の観点より、無機繊維の平均繊維径が３μｍ以上であることが好ましい。一方、無機繊維の平均繊維径が１５μｍより大きいと、無機繊維を媒体とする固体伝熱が増加して断熱性の低下を招くおそれがあり、また、熱伝達抑制シートの成形性及び強度が悪化するおそれがある。
【0082】
（無機繊維の含有量）
本実施形態において、断熱材が無機繊維を含む場合に、無機繊維の含有量は、断熱材の全質量に対して３質量％以上１５質量％以下であることが好ましい。
本実施形態において、断熱材が無機繊維を含む場合に、無機繊維の含有量は、断熱材の全質量に対して３質量％以上１５質量％以下であることが好ましい。
【0083】
また、無機繊維の含有量は、断熱材の全質量に対して、５質量％以上１０質量％以下であることがより好ましい。このような含有量にすることにより、無機繊維による保形性や押圧力耐性、抗風圧性や、無機粒子の保持能力がバランスよく発現される。また、無機繊維の含有量を適切に制御することにより、有機繊維及び無機繊維が互いに絡み合って３次元ネットワークを形成するため、無機粒子、及び後述する他の配合材料を保持する効果をより一層向上させることができる。
【0084】
＜有機繊維＞
有機繊維は、断熱材に柔軟性を与える効果を有するとともに、有機繊維が骨格を形成することにより、断熱材の強度を高める効果を有する。また、有機繊維の表面に無機粒子及び他の有機繊維が溶着されていると、シートの強度を向上させる効果及び形状を保持する効果をより一層向上させることができる。また、断熱材に適切な含有量で有機繊維が含まれていると、断熱材の内部に複数の空隙部が形成され、断熱材が加熱された際に、空気や水分を、空隙部を介して外部に放出することができる。
有機繊維は、断熱材に柔軟性を与える効果を有するとともに、有機繊維が骨格を形成することにより、断熱材の強度を高める効果を有する。また、有機繊維の表面に無機粒子及び他の有機繊維が溶着されていると、シートの強度を向上させる効果及び形状を保持する効果をより一層向上させることができる。また、断熱材に適切な含有量で有機繊維が含まれていると、断熱材の内部に複数の空隙部が形成され、断熱材が加熱された際に、空気や水分を、空隙部を介して外部に放出することができる。
【0085】
断熱材における有機繊維の材料として、セルロースファイバ等の単成分の有機繊維を使用することもできるが、芯鞘構造のバインダ繊維を使用することが好ましい。芯鞘構造のバインダ繊維は、繊維の長手方向に延びる芯部と、芯部の外周面を被覆するように形成された鞘部とを有するものである。この場合に、芯部は第１の有機材料からなり、鞘部は第２の有機材料からなり、第１の有機材料の融点は、第２の有機材料の融点よりも高いものとする。
【0086】
（第１の有機材料）
本実施形態において、芯鞘構造のバインダ繊維を使用する場合に、芯部を構成する第１の有機材料は、芯部の外周面に存在する鞘部、すなわち第２の有機材料の融点よりも高いものであれば、特に限定されない。第１の有機材料としては、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種が挙げられる。
本実施形態において、芯鞘構造のバインダ繊維を使用する場合に、芯部を構成する第１の有機材料は、芯部の外周面に存在する鞘部、すなわち第２の有機材料の融点よりも高いものであれば、特に限定されない。第１の有機材料としては、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種が挙げられる。
【0087】
（第２の有機材料）
第２の有機材料は、上記有機繊維を構成する第１の有機材料の融点よりも低いものであれば、特に限定されない。第２の有機材料としては、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種が挙げられる。
なお、第２の有機材料の融点は、９０℃以上であることが好ましく、１００℃以上であることがより好ましい。また、第２の有機材料の融点は、１５０℃以下であることが好ましく、１３０℃以下であることがより好ましい。
第２の有機材料は、上記有機繊維を構成する第１の有機材料の融点よりも低いものであれば、特に限定されない。第２の有機材料としては、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種が挙げられる。
なお、第２の有機材料の融点は、９０℃以上であることが好ましく、１００℃以上であることがより好ましい。また、第２の有機材料の融点は、１５０℃以下であることが好ましく、１３０℃以下であることがより好ましい。
【0088】
（有機繊維の含有量）
断熱材における有機繊維の含有量が適切に制御されていると、骨格の補強効果を十分に得ることができる。
有機繊維の含有量は、断熱材の全質量に対して５質量％以上であることが好ましく、１０質量％以上であることがより好ましい。また、有機繊維の含有量が多くなりすぎると、無機粒子の含有量が相対的に減少するため、所望の断熱性能を得るためには、有機繊維の含有量は、断熱材の全質量に対して２５質量％以下であることが好ましく、２０質量％以下であることがより好ましい。
断熱材における有機繊維の含有量が適切に制御されていると、骨格の補強効果を十分に得ることができる。
有機繊維の含有量は、断熱材の全質量に対して５質量％以上であることが好ましく、１０質量％以上であることがより好ましい。また、有機繊維の含有量が多くなりすぎると、無機粒子の含有量が相対的に減少するため、所望の断熱性能を得るためには、有機繊維の含有量は、断熱材の全質量に対して２５質量％以下であることが好ましく、２０質量％以下であることがより好ましい。
【0089】
（有機繊維の繊維長）
有機繊維の繊維長については特に限定されないが、成形性や加工性を確保する観点から、有機繊維の平均繊維長は１０ｍｍ以下とすることが好ましい。
一方、有機繊維を骨格として機能させ、熱伝達抑制シートの圧縮強度を確保する観点から、有機繊維の平均繊維長は０．５ｍｍ以上とすることが好ましい。
有機繊維の繊維長については特に限定されないが、成形性や加工性を確保する観点から、有機繊維の平均繊維長は１０ｍｍ以下とすることが好ましい。
一方、有機繊維を骨格として機能させ、熱伝達抑制シートの圧縮強度を確保する観点から、有機繊維の平均繊維長は０．５ｍｍ以上とすることが好ましい。
【0090】
＜有機粒子＞
有機粒子としては、中空ポリスチレン粒子等を使用することができる。
有機粒子としては、中空ポリスチレン粒子等を使用することができる。
【0091】
＜他の配合材料＞
（ホットメルトパウダー）
熱伝達抑制シートには、上記バインダ繊維、無機粒子の他に、混合物中にホットメルトパウダーを含有させてもよい。ホットメルトパウダーは、例えば上記第１の有機材料及び第２の有機材料とは異なる第３の有機材料を含有し、加熱により溶融する性質を有する粉体である。混合物中にホットメルトパウダーを含有させ、加熱することにより、ホットメルトパウダーは溶融し、その後冷却すると、周囲の無機粒子を含んだ状態で硬化する。したがって、断熱材の無機粒子の脱落をより一層抑制することができる。
（ホットメルトパウダー）
熱伝達抑制シートには、上記バインダ繊維、無機粒子の他に、混合物中にホットメルトパウダーを含有させてもよい。ホットメルトパウダーは、例えば上記第１の有機材料及び第２の有機材料とは異なる第３の有機材料を含有し、加熱により溶融する性質を有する粉体である。混合物中にホットメルトパウダーを含有させ、加熱することにより、ホットメルトパウダーは溶融し、その後冷却すると、周囲の無機粒子を含んだ状態で硬化する。したがって、断熱材の無機粒子の脱落をより一層抑制することができる。
【0092】
ホットメルトパウダーとしては、種々の融点を有するものが挙げられるが、使用するバインダ繊維の芯部及び鞘部の融点を考慮して、適切な融点を有するホットメルトパウダーを選択すればよい。有機繊維として芯鞘構造のバインダ繊維を使用する場合に、ホットメルトパウダーを構成する成分である第３の有機材料は、上記有機繊維を構成する第１の有機材料の融点よりも低いものであれば、芯部を残して、鞘部及びホットメルトパウダーを溶融させるための加熱温度を設定することができる。例えば、ホットメルトパウダーの融点が、鞘部の融点以下であると、製造時の加熱温度は、芯部の融点と鞘部の融点との間で設定すればよいため、より一層容易に加熱温度を設定することができる。
【0093】
一方、ホットメルトパウダーの融点が、芯部の融点と鞘部の融点との間となるように、使用するホットメルトパウダーの種類を選択することもできる。このような融点を有するホットメルトパウダーを使用すると、鞘部及びホットメルトパウダーがともに溶融した後、冷却されて硬化する際に、先に有機繊維（芯部）とその周囲の溶融した鞘部、及び無機粒子の隙間に存在するホットメルトパウダーが硬化する。その結果、有機繊維の位置を固定することができ、その後、溶融していた鞘部が有機繊維に溶着することにより、立体的な骨格が形成されやすくなる。したがって、シート全体の強度をより一層向上させることができる。
【0094】
ホットメルトパウダーを構成する第３の有機材料の融点が、芯部を構成する第１の有機材料の融点よりも十分に低いと、加熱する工程における加熱温度の設定裕度を広げることができ、より一層所望の構造を得るための温度設定を容易にすることができる。例えば、第１の有機材料の融点は、第３の有機材料の融点よりも６０℃以上高いことが好ましく、７０℃以上高いことがより好ましく、８０℃以上高いことがさらに好ましい。
【0095】
なお、ホットメルトパウダー（第３の有機材料）の融点は、８０℃以上であることが好ましく、９０℃以上であることがより好ましい。また、ホットメルトパウダー（第３の有機材料）の融点は、１８０℃以下であることが好ましく、１５０℃以下であることがより好ましい。ホットメルトパウダーを構成する成分としては、ポリエチレン、ポリエステル、ポリアミド、エチレン酢酸ビニル等が挙げられる。
【0096】
（ホットメルトパウダーの含有量）
無機粒子の脱落を抑制するために、断熱材の材料中にホットメルトパウダーを含有させる場合に、その含有量は微量でも粉落ち抑制の効果を得ることができる。したがって、ホットメルトパウダーの含有量は、断熱材の材料全質量に対して０．５質量％以上であることが好ましく、１質量％以上であることがより好ましい。
一方、ホットメルトパウダーの含有量を増加させると、無機粒子等の含有量が相対的に減少するため、所望の断熱性能を得るためには、ホットメルトパウダーの含有量は、断熱材の材料全質量に対して５質量％以下であることが好ましく、４質量％以下であることがより好ましい。
無機粒子の脱落を抑制するために、断熱材の材料中にホットメルトパウダーを含有させる場合に、その含有量は微量でも粉落ち抑制の効果を得ることができる。したがって、ホットメルトパウダーの含有量は、断熱材の材料全質量に対して０．５質量％以上であることが好ましく、１質量％以上であることがより好ましい。
一方、ホットメルトパウダーの含有量を増加させると、無機粒子等の含有量が相対的に減少するため、所望の断熱性能を得るためには、ホットメルトパウダーの含有量は、断熱材の材料全質量に対して５質量％以下であることが好ましく、４質量％以下であることがより好ましい。
【0097】
断熱材の材料としてホットメルトパウダーを含む場合に、加熱する工程における加熱温度は、鞘部を構成する第２の有機材料の融点、及びホットメルトパウダーを構成する第３の有機材料の融点のいずれか高い方よりも１０℃以上高く設定することが好ましく、２０℃以上高く設定することがより好ましい。一方、加熱温度は、芯部を構成する第１の有機材料の融点よりも１０℃以上低く設定することが好ましく、２０℃以上低く設定することがより好ましい。このような加熱温度に設定することにより、強固な骨格を形成することができ、シートの強度をより一層向上させることができるとともに、無機粒子の脱落を防止することができる。
【0098】
なお、断熱材は、さらに、必要に応じて、他の結合材、着色剤等を含有させることができる。これらはいずれも断熱材の補強や成形性の向上等を目的とする上で有用であり、断熱材の全質量に対して合計量で、１０質量％以下とすることが好ましい。
【0099】
【0100】
［熱伝達抑制シートの製造方法］
上記本実施形態に係る熱伝達抑制シート１０は、例えば、以下の方法により製造することができる。
上記本実施形態に係る熱伝達抑制シート１０は、例えば、以下の方法により製造することができる。
【0101】
＜弾性体成形工程＞
弾性体２の材料となる弾性体材料シートを準備し、断熱材１と略同一の形状及び大きさを有する仮想矩体３を想定して、弾性体材料シートを切断する。その後、仮想矩体３から切り欠きを有する弾性体２を切り出す。なお、仮想矩体３の形状で弾性体材料シートを切断する必要はなく、図４Ａ～図４Ｃに示すように、予め隣接する弾性体の凸状部分と凹状部分とが組み合わさるように設計して、弾性体材料シートから直接弾性体２を切り出してもよい。
弾性体２の材料となる弾性体材料シートを準備し、断熱材１と略同一の形状及び大きさを有する仮想矩体３を想定して、弾性体材料シートを切断する。その後、仮想矩体３から切り欠きを有する弾性体２を切り出す。なお、仮想矩体３の形状で弾性体材料シートを切断する必要はなく、図４Ａ～図４Ｃに示すように、予め隣接する弾性体の凸状部分と凹状部分とが組み合わさるように設計して、弾性体材料シートから直接弾性体２を切り出してもよい。
【0102】
＜断熱材作製工程＞
無機粒子やその他の材料を、一般的な湿式法又は乾式法により成形し、シート状に加工された断熱材１を得る。
無機粒子やその他の材料を、一般的な湿式法又は乾式法により成形し、シート状に加工された断熱材１を得る。
【0103】
＜積層工程＞
次に、上記断熱材１と弾性体２とを積層する。このとき、断熱材１の第１端面１ａ、第２端面１ｂ、第３端面１ｃ及び第４端面１ｄのそれぞれの端面において、少なくとも一部が、弾性体２の端面（弾性体端面）と略面一に配置されるように、両者を積層して固定する。上述のとおり、断熱材１と弾性体２とを固定する方法としては、接着剤等により接着する方法、熱圧縮性のフィルムにより包装する方法、固定治具等を使用する方法等が挙げられる。
次に、上記断熱材１と弾性体２とを積層する。このとき、断熱材１の第１端面１ａ、第２端面１ｂ、第３端面１ｃ及び第４端面１ｄのそれぞれの端面において、少なくとも一部が、弾性体２の端面（弾性体端面）と略面一に配置されるように、両者を積層して固定する。上述のとおり、断熱材１と弾性体２とを固定する方法としては、接着剤等により接着する方法、熱圧縮性のフィルムにより包装する方法、固定治具等を使用する方法等が挙げられる。
【0104】
本実施形態においては、断熱材１の全ての端面において、少なくとも一部が、弾性体２の端面と略面一となるように、弾性体２の形状が設計されているため、断熱材１と弾性体２とを積層する際に、極めて容易に位置合わせをすることができる。
【0105】
［組電池］
続いて、組電池について詳細に説明する。図２に示すように、本実施形態に係る組電池１００は、例えば図１に示す熱伝達抑制シート１０を有する。より具体的に、組電池１００は、複数の電池セル２０と、上記の熱伝達抑制シート１０とを有し、各電池セル２０が直列又は並列に接続されたものである。そして、熱伝達抑制シート１０は、電池セル２０と電池セル２０との間に介在されている。また、電池セル２０及び熱伝達抑制シート１０は、電池ケース３０に収容されている。
続いて、組電池について詳細に説明する。図２に示すように、本実施形態に係る組電池１００は、例えば図１に示す熱伝達抑制シート１０を有する。より具体的に、組電池１００は、複数の電池セル２０と、上記の熱伝達抑制シート１０とを有し、各電池セル２０が直列又は並列に接続されたものである。そして、熱伝達抑制シート１０は、電池セル２０と電池セル２０との間に介在されている。また、電池セル２０及び熱伝達抑制シート１０は、電池ケース３０に収容されている。
【0106】
上記のような組電池１００においては、電池セル２０が膨張すると弾性体２が圧縮されるが、弾性体２には切り欠きが設けられており、断熱材１と電池セル２０との間に空隙部５が形成されるため、弾性体２が空隙部５に向かって膨出する。このように、電池セル２０の膨張及び収縮に伴って、弾性体２が容易に圧縮変形するため、電池セル２０の電池性能の低下を抑制することができる。
【0107】
なお、図示は省略するが、上記［熱伝達抑制シート］に記載の熱伝達抑制シートは、複数の電池セル間のみでなく、例えば、電池セルと電池ケースとの間の狭隘な領域に配設することができる。このように、熱伝達抑制シートを電池セルと電池ケースとの間に配設した場合であっても、電池セルに不均一な押圧力が印加されることを抑制することができ、電池セルの寿命を向上させることができる。
【0108】
また、本発明に係る熱伝達抑制シートは、断熱材を有するため、優れた断熱性を有する。したがって、熱伝達抑制シートを適用した組電池１００が、電気自動車（ＥＶ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）等に使用され、搭乗者の床下に配置された場合に、仮に電池セルが発火しても、搭乗者の安全を確保することができる。
さらにこの場合に、熱伝達抑制シート等を、電池セルと電池ケースとの間に配置すると、新たに防炎材等を作製する必要がなく、低コストで安全な組電池を構成することができる。
さらにこの場合に、熱伝達抑制シート等を、電池セルと電池ケースとの間に配置すると、新たに防炎材等を作製する必要がなく、低コストで安全な組電池を構成することができる。
【符号の説明】
【0109】
１ 断熱材
２、２ｘ、２ｙ 弾性体
２ａ 切り欠き端面
２ｂ 非切り欠き端面
３ 仮想矩体
４ 角部
５ 空隙部
６ 弾性体材料シート
１０、１１、１２、１３ 熱伝達抑制シート
２０ 電池セル
３０ 電池ケース
１００ 組電池
２、２ｘ、２ｙ 弾性体
２ａ 切り欠き端面
２ｂ 非切り欠き端面
３ 仮想矩体
４ 角部
５ 空隙部
６ 弾性体材料シート
１０、１１、１２、１３ 熱伝達抑制シート
２０ 電池セル
３０ 電池ケース
１００ 組電池
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図4C】