特許 7651346 組電池用熱伝達抑制シート及び組電池

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-03-17

(45)【発行日】2025-03-26

(54)【発明の名称】組電池用熱伝達抑制シート及び組電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/652 20140101AFI20250318BHJP

   H01M 10/6555 20140101ALI20250318BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20250318BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20250318BHJP

   H01M 10/653 20140101ALI20250318BHJP

   H01M 10/658 20140101ALI20250318BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20250318BHJP

   H01M 50/293 20210101ALI20250318BHJP

   H01M 50/249 20210101ALN20250318BHJP

【ＦＩ】

H01M10/652

H01M10/6555

H01M10/613

H01M10/625

H01M10/653

H01M10/658

H01M50/204 401H

H01M50/293

H01M50/249

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021055769

(22)【出願日】2021-03-29

(65)【公開番号】P2022152840

(43)【公開日】2022-10-12

【審査請求日】2024-03-07

(73)【特許権者】

【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】渡邊 翔吾

(72)【発明者】

【氏名】女屋 尚紀

【審査官】早川 卓哉

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１６５４８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／１７４８０４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１３７０６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１８７８６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０６４９５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－１３１２０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ１０／６０－１０／６６７

Ｈ０１Ｍ５０／２０－５０／２９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電池セルが直列又は並列に接続された組電池に使用され、前記電池セル間に設けられる組電池用熱伝達抑制シートであって、
一対の断熱材と、
前記一対の断熱材の間に配設された少なくとも１層の高熱伝導層と、を有し、
前記高熱伝導層の熱伝導率は、前記断熱材の熱伝導率よりも高く、且つ、
前記高熱伝導層の厚さは、前記熱伝達抑制シートの一端面側に向かって厚くなっており、
前記高熱伝導層は、前記一端面側において露出している、組電池用熱伝達抑制シート。

【請求項2】

前記高熱伝導層は、金属、セラミック及びカーボンから選択された少なくとも１種の材料からなる、請求項１に記載の組電池用熱伝達抑制シート。

【請求項3】

前記高熱伝導層の厚さは、前記一端面側に向かって連続的に厚くなっている、請求項１又は２に記載の組電池用熱伝達抑制シート。

【請求項4】

前記高熱伝導層の厚さは、前記一端面側に向かって階段状に厚くなっている、請求項１又は２に記載の組電池用熱伝達抑制シート。

【請求項5】

前記高熱伝導層の厚さが厚くなる割合が増加するように、前記高熱伝導層の厚さが前記熱伝達抑制シートの前記一端面側に向かって厚くなっている、請求項１～４のいずれか１項に記載の組電池用熱伝達抑制シート。

【請求項6】

前記高熱伝導層は、前記一端面から突出している、請求項１～５のいずれか１項に記載の組電池用熱伝達抑制シート。

【請求項7】

前記高熱伝導層は、前記一端面に対向する前記熱伝達抑制シートの他端面側において露出していない、請求項１～６のいずれか１項に記載の組電池用熱伝達抑制シート。

【請求項8】

電池ケースと、
前記電池ケースの内部に収容され、直列又は並列に接続された複数の電池セルと、
前記複数の電池セル間に介在される請求項１～７のいずれか１項に記載の組電池用熱伝達抑制シートと、
前記電池ケースと前記熱伝達抑制シートとの間に配設される冷却部と、を有し、
前記高熱伝導層は、前記一端面側において前記冷却部に接している、組電池。

【請求項9】

前記高熱伝導層は、前記一端面から突出する突出部を有し、
前記突出部が前記冷却部を押圧した状態で、前記熱伝達抑制シートが前記電池セル間に固定される、請求項８に記載の組電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、電気自動車又はハイブリッド車などを駆動する電動モータの電源となる組電池に好適に用いられる組電池用熱伝達抑制シート及び該組電池用熱伝達抑制シートを用いた組電池に関する。

【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など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などには、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】

この電池セルには、鉛蓄電池やニッケル水素電池などに比べて、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が、電池の内部短絡や過充電などが原因で１つの電池セルに熱暴走が生じた場合（すなわち「異常時」の場合）、隣接する他の電池セルへ熱の伝播が起こることで、他の電池セルの熱暴走を引き起こすおそれがある。

【0004】

例えば、特許文献１には、リチウムイオン二次電池のような複数の蓄電素子間において、効果的な断熱を実現することができる蓄電装置が開示されている。上記特許文献１に記載の蓄電装置は、互いに隣り合う第一蓄電素子と第二蓄電素子との間に、断熱性を有する第一板材及び第二板材が配置されたものである。また、第一板材と第二板材との間には、これら第一板材及び第二板材よりも熱伝導率が低い物質の層である低熱伝導層が形成されている。

【0005】

このように構成された特許文献１に係る蓄電装置において、第一蓄電素子から第二蓄電素子に向かう輻射熱、又は、第二蓄電素子から第一蓄電素子に向かう輻射熱は、第一板材及び第二板材によって遮断される。また、これら２枚の板材の一方から他方への熱の移動は、低熱伝導層によって抑制される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１５－２１１０１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、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、電池セルの充放電性能を十分に発揮させるためには、電池セル表面の温度を所定値以下（例えば、１５０℃以下）に維持する必要がある。
また、電池セルが、例えば２００℃以上の温度となるような異常事態が発生した場合に、電池セルを効果的に冷却するとともに、隣接する電池セルへの熱の伝播を抑制し、熱暴走を阻止する必要がある。

【0008】

しかしながら、特許文献１に示すような、蓄電装置の断熱性を有する板材の間に低熱伝導層が設けられた構造では、充放電サイクル時に発生した熱を効率的に外部に拡散することができない。また、１つの電池セルに熱暴走が生じた場合に、上記構造のみでは、熱暴走の連鎖を効果的に抑制することが困難である。
このように、通常使用時において、電池セルで発生した熱を効率的に外部に拡散することができるとともに、異常時には熱暴走の連鎖を抑制することができる熱制御の手段については、近時、更なる改良が要求されている。

【0009】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、複数の電池セルが直列又は並列に接続される組電池に使用され、通常使用時において電池セルで発生した熱を効率的に熱伝達抑制シートの外部に拡散し、異常時には電池セル間の熱の伝播が抑制されることで、熱暴走の連鎖を防止することができる組電池用熱伝達抑制シート及び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】

【0010】

本発明の上記目的は、組電池用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。

【0011】

［１］ 複数の電池セルが直列又は並列に接続された組電池に使用され、前記電池セル間に設けられる組電池用熱伝達抑制シートであって、
一対の断熱材と、
前記一対の断熱材の間に配設された少なくとも１層の高熱伝導層と、を有し、
前記高熱伝導層の熱伝導率は、前記断熱材の熱伝導率よりも高く、且つ、
前記高熱伝導層の厚さは、前記熱伝達抑制シートの一端面側に向かって厚くなっており、
前記高熱伝導層は、前記一端面側において露出している、組電池用熱伝達抑制シート。

【0012】

また、組電池用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］～［７］に関する。
［２］ 前記高熱伝導層は、金属、セラミック及びカーボンから選択された少なくとも１種の材料からなる、［１］に記載の組電池用熱伝達抑制シート。

【0013】

［３］ 前記高熱伝導層の厚さは、前記一端面側に向かって連続的に厚くなっている、［１］又は［２］に記載の組電池用熱伝達抑制シート。

【0014】

［４］ 前記高熱伝導層の厚さは、前記一端面側に向かって階段状に厚くなっている、［１］又は［２］に記載の組電池用熱伝達抑制シート。

【0015】

［５］ 前記高熱伝導層の厚さが厚くなる割合が増加するように、前記高熱伝導層の厚さが前記熱伝達抑制シートの前記一端面側に向かって厚くなっている、［１］～［４］のいずれか１つに記載の組電池用熱伝達抑制シート。

【0016】

［６］ 前記高熱伝導層は、前記一端面から突出している、［１］～［５］のいずれか１つに記載の組電池用熱伝達抑制シート。

【0017】

［７］ 前記高熱伝導層は、前記一端面に対向する前記熱伝達抑制シートの他端面側において露出していない、［１］～［６］のいずれか１つに記載の組電池用熱伝達抑制シート。

【0018】

また、本発明の上記目的は、組電池に係る下記［８］の構成により達成される。

【0019】

［８］ 電池ケースと、
前記電池ケースの内部に収容され、直列又は並列に接続された複数の電池セルと、
前記複数の電池セル間に介在される［１］～［７］のいずれか１つに記載の組電池用熱伝達抑制シートと、
前記電池ケースと前記熱伝達抑制シートとの間に配設される冷却部と、を有し、
前記高熱伝導層は、前記一端面側において前記冷却部に接している、組電池。

【0020】

また、組電池に係る本発明の好ましい実施形態は、以下の［９］に関する。

【0021】

［９］ 前記高熱伝導層は、前記一端面から突出する突出部を有し、
前記突出部が前記冷却部を押圧した状態で、前記熱伝達抑制シートが前記電池セル間に固定される、［８］に記載の組電池。

【発明の効果】

【0022】

本発明の組電池用熱伝達抑制シートは、一対の断熱材の間に設けられた高熱伝導層の厚さが熱伝達抑制シートの一端面側に向かって厚くなっており、かつ、高熱伝導層が一端面側において露出している。
したがって、電池セルから発生し、断熱材を介して高熱伝導層に到達した熱は、高熱伝導層の面方向（高熱伝導層の厚さ方向に直交する面の方向）に促され、熱は上記一端面側へ選択的に移動し、熱伝達抑制シートの外部へと拡散される。また、高熱伝導層の厚さは、一端面側に向かって徐々に厚くなっており、上記一端面側に近づくほど高熱伝導層を移動できる熱量は多くなるため、高熱伝導層に多量の熱が伝わった場合、高熱伝導層の熱が断熱材へ漏れ出て、隣接する電池セルに伝わることを抑制できる。
その結果、通常使用時には電池セルで発生する熱を効率的に熱伝達抑制シートの外部に拡散し、異常時には電池セル間の熱の伝播が抑制されることで、熱暴走の連鎖を阻止することができる。

【0023】

本発明の組電池は、上記熱伝達抑制シートを複数の電池セル間に介在させているため、通常使用時には電池セルで発生する熱を効率的に熱伝達抑制シートの外部に拡散し、異常時には電池セル間の熱の伝播が抑制されることで、熱暴走の連鎖を阻止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】図１は、本発明の第１の実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シートを模式的に示す断面図である。

【図2】図２は、第１の実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シートを適用した組電池を模式的に示す断面図である。

【図3】図３は、本発明の第２の実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シートを模式的に示す断面図である。

【図4】図４は、本発明の第３の実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シートを模式的に示す断面図である。

【図5】図５は、第３の実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シートを適用した組電池を模式的に示す断面図である。

【図6】図６は、本発明の第４の実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シートを模式的に示す断面図である。

【図7】図７は、本発明の第５の実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シートを模式的に示す断面図である。

【図8】図８は、本発明の第６の実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シートを模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明者らは、通常使用時において、電池セルから発生した熱を効率的に熱伝達抑制シートの外部に拡散することができ、かつ、多量の熱が発生する異常時においても各電池セル間の熱の伝播を抑制することで、熱暴走の連鎖を抑止することができる組電池用熱伝達抑制シートを提供するため、鋭意検討を行った。

【0026】

その結果、本発明者らは、電池セル間に設けられる熱伝達抑制シートにおいて、断熱材の間に設けられた高熱伝導層の厚さが、熱伝達抑制シートの一端面側に向かって厚くなった構成とし、更に高熱伝導層が一端面側において露出している構成とすることで、上記課題を解決できることを見出した。
すなわち、熱が高熱伝導層に到達した際に、高熱伝導層は、熱を高熱伝導層の面方向（高熱伝導層の厚さ方向に直交する面の方向）に伝導し、上記一端面側へと選択的に移動させるため、熱伝達抑制シートの外部に効率的に拡散させることができる。

【0027】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。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。

【0028】

［１．組電池用熱伝達抑制シート］
以下、本発明の実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シートについて、第１から第６の実施形態を順に説明する。その後、本実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シートを構成する断熱材、高熱伝導層等について説明する。さらに、本実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シートの製造方法について説明する。

【0029】

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シートを模式的に示す断面図である。以下、組電池用熱伝達抑制シートを、単に「熱伝達抑制シート」ということがある。
第１の実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シート１０は、断熱材１１ａ及び１１ｂと、断熱材１１ａと１１ｂとの間に設けられた高熱伝導層１２ａとを有する。断熱材１１ａ及び１１ｂに比べ高熱伝導層１２ａは高い熱伝導率を有しており、高熱伝導層１２ａは熱伝達抑制シート１０の一端面１０ａ側に向かって連続的に厚くなっている。

【0030】

図２は、第１の実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シートを適用した組電池を模式的に示す断面図である。組電池１００は、電池ケース３０と、電池ケース３０の内部に収容された複数の電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃと、電池セル２０ａと電池セル２０ｂとの間、及び電池セル２０ｂと電池セル２０ｃとの間に介在された熱伝達抑制シート１０と、これらの電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び熱伝達抑制シート１０と、電池ケース３０との間に配設された冷却部４０と、を有する。

【0031】

そして、熱伝達抑制シート１０は、その一端面１０ａ側が冷却部４０に接するように配置されている。また、複数の電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、不図示のバスバー等により、直列又は並列に接続されている。

【0032】

なお、冷却部４０は、図２に示すように、電池ケース３０の底面全面に配設される必要はなく、少なくとも、熱伝達抑制シート１０と電池ケース３０との間に設置されていればよい。電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、例えば、リチウムイオン二次電池が好適に用いられるが、特にこれに限定されず、その他の二次電池にも適用され得る。

【0033】

このように構成された第１の実施形態において、例えば電池セル２０ａから生じる熱が、断熱材１１ａを通じて高熱伝導層１２ａに伝わると、高熱伝導層１２ａは熱伝導率が高いため、高熱伝導層１２ａの熱は、高熱伝導層１２ａの中を、その面方向に沿って速やかに移動する。
ここで、高熱伝導層１２ａの厚さが一定の場合には、多量の熱が高熱伝導層１２ａに伝わると、高熱伝導層１２ａにおける熱の一部は、その面方向に移動する間に、断熱材１１ａや断熱材１１ｂへと漏れ出てしまい、隣接する電池セル２０ｂに伝わってしまう。

【0034】

一方、本実施形態において、高熱伝導層１２ａの厚さは熱伝達抑制シート１０の一端面１０ａ側に向かって徐々に厚くなっており、一端面１０ａ側に近づくほど、高熱伝導層１２ａを移動できる熱量は多くなるため、一端面１０ａ側に向かって、選択的に面方向の熱の移動が促される。
したがって、高熱伝導層１２ａの厚さが厚くなっている熱伝達抑制シート１０の一端面１０ａ側に冷却部４０が設けられると、高熱伝導層１２ａの熱は、高熱伝導層１２ａに接するように配置されている冷却部４０によって効率よく奪われ、熱伝達抑制シート１０の外部へと拡散される。その結果、高熱伝導層１２ａに到達した熱が、断熱材１１ｂを通じて、隣接する電池セルに伝わることを抑制できる。
なお、高熱伝導層１２ａの「面方向」とは、高熱伝導層１２ａの厚さ方向に直交する面の方向をいう（図１中、左右方向）。

【0035】

このように、本実施形態においては、断熱材１１ａと断熱材１１ｂとの間に、特定の形状を有する高熱伝導層１２ａを配設しているため、高熱伝導層１２ａに到達した熱を選択的に一方向に伝播することができる。その結果、ある電池セルから熱が発生した場合に、通常使用時には効率よく熱を熱伝達抑制シートの外部に拡散するとともに、異常時には隣接する電池セルへの熱の伝播が抑制され、熱暴走の連鎖を阻止することができる。

【0036】

＜第２の実施形態＞
図３は、本発明の第２の実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シートを模式的に示す断面図である。以下、図３～図８に示す第２～第６の実施形態において、上記第１の実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略又は簡略化する。また、第２の実施形態は、図２に示す組電池１００に記載の熱伝達抑制シート１０に代えて使用することができるため、第２の実施形態に係る熱伝達抑制シートを組電池１００に適用したものとして、その効果等を説明する。

【0037】

図３に示すように、第２の実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シート１５は、断熱材１１ａ及び１１ｂと、断熱材１１ａと１１ｂとの間に設けられた高熱伝導層１２ｂとを有する。上記第１の実施形態の高熱伝導層１２ａと同様に、高熱伝導層１２ｂは、熱伝達抑制シート１５の一端面１５ａ側に向かって連続的に厚くなる構成となっている。ただし、本実施形態においては、上記一端面１５ａに対向する他端面１５ｂの近傍では、高熱伝導層１２ｂは極めて薄く、一端面１５ａに近づくにしたがって、高熱伝導層１２ｂの厚さが厚くなる割合が増加している。

【0038】

このように構成された第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。また、第２の実施形態では、高熱伝導層１２ｂの厚さの増加する割合が、他端面１５ｂ側から一端面１５ａ側に近づくにつれて大きくなっているため、放熱効果の小さい他端面１５ｂの近傍では、断熱材１１ａ、１１ｂによる断熱効果が高くなる。したがって、電池セル２０ａから熱が発生し、この熱が他端面１５ｂの近傍における高熱伝導層１２ｂに到達した場合に、断熱材１１ｂを介して電池セル２０ｂ側に流入するのを抑制することができる。

【0039】

＜第３の実施形態＞
図４は、本発明の第３の実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シートを模式的に示す断面図である。また、図５は、第３の実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シートを適用した組電池を模式的に示す断面図である。

【0040】

図４に示すように、第３の実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シート１６は、断熱材１１ａ及び１１ｂと、断熱材１１ａと１１ｂとの間に設けられた高熱伝導層１２ｃとを有する。また、第１の実施形態と同様に、高熱伝導層１２ｃは、熱伝達抑制シート１６の一端面１６ａ側に向かって連続的に厚くなっている。ただし、第３の実施形態における高熱伝導層１２ｃは、熱伝達抑制シート１６の一端面１６ａから、断熱材１１ａ及び断熱材１１ｂよりも組電池１００の外部方向に突出する突出部２２ｃを有している。
そして、図５に示すように、高熱伝導層１２ｃの突出部２２ｃが、冷却部４０を押圧した状態で、熱伝達抑制シート１６が電池セル間に固定されている。

【0041】

このように構成された第３の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。また、第３の実施形態では、高熱伝導層１２ｃが、熱伝達抑制シート１６の一端面１６ａ側で、断熱材１１ａ及び断熱材１１ｂよりも組電池１００の外部方向に突出しており、突出部２２ｃが冷却部４０を押圧している。したがって、突出部２２ｃは冷却部４０に覆われた状態となり、高熱伝導層１２ｃと冷却部４０との接触面積が増加するため、高熱伝導層１２ｃをより効率的に冷却することができる。

【0042】

＜第４の実施形態＞
図６は、本発明の第４の実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シートを模式的に示す断面図である。以下に示す第４～第６の実施形態は、図２に示す組電池１００に記載の熱伝達抑制シート１０に代えて使用することができるため、第４～第６の実施形態に係る熱伝達抑制シートを組電池１００に適用したものとして、その効果等を説明する。

【0043】

図６に示すように、第４の実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シート１７は、断熱材１１ａ及び１１ｂと、断熱材１１ａと１１ｂとの間に設けられた高熱伝導層１２ｄとを有する。第４の実施形態に係る熱伝達抑制シート１７は、図６に示されるように、熱伝達抑制シート１７の一端面１７ａ側に対向する他端面１７ｂ側において、高熱伝導層１２ｄが組電池１００の外部に向かって露出しないように構成されている。

【0044】

このように構成された第４の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。また、熱伝達抑制シート１７の他端面１７ｂ側には、電池セルの端子を互いに接続するようにバスバーが設けられる。本実施形態においては、高熱伝導層１２ｄとバスバーとの間に断熱材１１ａや断熱材１１ｂが設けられているため、高熱伝導層１２ｄとバスバーとの間の絶縁を良好にとることができる。

【0045】

＜第５の実施形態＞
図７は、本発明の第５の実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シートを模式的に示す断面図である。
図７に示すように、第５の実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シート１８は、断熱材１１ａ及び１１ｂと、断熱材１１ａと１１ｂとの間に設けられた高熱伝導層１２ｅとを有する。第５の実施形態に係る熱伝達抑制シート１８は、図７に示されるように、高熱伝導層１２ｅが熱伝達抑制シート１８の他端面１８ｂ側に露出しており、この他端面１８ｂ側においても、高熱伝導層１２ｅは所定の厚さを有しているため、空冷方式による冷却を備えている場合には端面１８ｂ側から放熱され、高熱伝導層１２ｃをより効率的に冷却することができる。

【0046】

このように構成された第５の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。また、熱伝達抑制シート１８の一端面１８ａ側から他端面１８ｂ側の全域にわたって、所定の厚さを有する高熱伝導層１２ｅが存在するため、電池セルから発生した熱が高熱伝導層１２ｅに到達しやすくなる。したがって、より一層効率的に、熱を熱伝達抑制シート１８の外部に拡散させることができる。さらに、高熱伝導層１２ｅが、熱伝達抑制シート１８の一端面１８ａ側から他端面１８ｂ側に渡って所定の厚さを有することで、熱伝達抑制シート１８の全体の強度を向上させることができる。
高熱伝導層１２ｅの面方向に熱を移動させるとともに、熱伝達抑制シート１８全体の強度を向上させる観点から、高熱伝導層１２ｅの上記他端面１８ｂ側の厚さは、シートの厚さに対して０．５％～５０％であるのが好ましく、１％～２５％であることがより好ましい。また、高熱伝導層１２ｅの上記他端面１８ｂ側の厚さは、０．００５～１ｍｍであるのが好ましく、０．０１～０．５ｍｍであることがより好ましい。

【0047】

＜第６の実施形態＞
図８は、本発明の第６の実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シートを模式的に示す断面図である。
図８に示すように、第６の実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シート１９は、断熱材１１ａ及び１１ｂと、断熱材１１ａと１１ｂとの間に設けられた高熱伝導層１２ｆとを有する。なお、第６の実施形態の組電池用熱伝達抑制シート１９では、高熱伝導層１２ｆは熱伝達抑制シート１９の一端面１９ａ側に向かって階段状に厚くなっている。

【0048】

このように構成された第６の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。また、第６の実施形態においては、例えば図８に示すように、大きさの異なる複数のシートを重ね合わせることにより、形成することができる。したがって、第１～第５の実施形態と比較して、一端面１９ａ側に向かって厚くなるように構成された高熱伝導層１２ｆを容易に作製することができる。
さらに、第６の実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シート１９では、高熱伝導層１２ｆは、一端面１９ａ側に向かって階段状に厚くなる構成をとっているため、階段状に厚くなった高熱伝導層１２ｆと断熱材１１ａ又は断熱材１１ｂとの間に空間２１が生じることがある。したがって、空間２１に、空気が保持されることにより、隣接する電池セル間の断熱効果をより一層向上させることができる。

【0049】

なお、熱伝達抑制シートの一端面側に向かって階段状に厚くなっている高熱伝導層１２ｆは、１枚の金属等からなる材料でこのような形状が形成されていてもよい。

【0050】

次に、本発明に係る組電池用熱伝達抑制シートを構成する高熱伝導層、断熱材、及び冷却部について、詳細に説明する。

【0051】

（高熱伝導層）
本実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シートに用いられる高熱伝導層は、隣り合う電池セルに放射伝熱が伝わるのを抑制する効果と、高熱伝導層に到達した熱を、熱伝達抑制シートの一端面方向に移動させ、熱伝達抑制シートの外部に拡散させる効果を有する。

【0052】

断熱材の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する高熱伝導層としては、例えば、金属、セラミック及びカーボンから選択された少なくとも１種の材料からなるものを選択することが好ましい。金属としては、具体的に、アルミニウム又はアルミニウム合金、ステンレス鋼、銅又は銅合金、銀又は銀合金、ニッケル又はニッケル合金及びチタン又はチタン合金等から選択することができる。また、セラミックとしては、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等から選択することができる。さらに、カーボンとしては、炭素繊維、カーボンナノチューブ、ダイヤモンド、グラファイト等から選択することができる。

【0053】

なお、異なる種類の上記金属からなる複数の金属層を積層して高熱伝導層を構成してもよい。このような高熱伝導層としては、例えば、［アルミニウム／銅／アルミニウム］複合層、［アルミニウム／銀／アルミニウム］複合層、［ニッケル／ステンレス鋼／ニッケル］複合層、［銀／ステンレス鋼／銀］複合層等が挙げられる。上記複合層は、中心となる基層の両面に、湿式めっき又は蒸着等の方法により表層を形成することにより得ることができる。
また、高熱伝導層は、上記金属、セラミック及びカーボンから選択された異なる種類の材料を組み合わせたものにより構成されていてもよい。

【0054】

高熱伝導層の熱伝導率は、５～４５０（Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、後述する断熱材の熱伝導率（例えば、０．０５（Ｗ／ｍ・Ｋ））よりも十分に大きいため、高熱伝導層に到達した熱を効率的に熱伝達抑制シートの外部に拡散することができる。断熱材と比較した場合の具体的な熱伝導率としては、高熱伝導層の熱伝導率は、断熱材の熱伝導率の１０倍以上であることが好ましく、１００倍以上であることがより好ましい。

【0055】

なお、高熱伝導層の熱伝導率は、下記（１）～（３）に示すように、レーザフラッシュ法及び示差走査熱量測定（ＤＳＣ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）法により算出することができる。
（１）ＪＩＳ Ｈ ７８０１に記載の「金属のレーザフラッシュ法による熱拡散率の測定方法」に準拠し、熱拡散率を測定する。
（２）ＪＩＳ Ｒ １６７２に記載の「長繊維強化セラミックス複合材料の示差走査熱量法による比熱容量測定方法」に準拠し、比熱容量を測定する。
（３）（１）及び（２）で得られた値に基づいて、熱伝導率を算出する。

【0056】

高熱伝導層の厚さは、伝導伝熱による熱の拡散効果を十分に得るためには、高熱伝導層の最も薄いところで、０μｍを超えていることが好ましく、１０μｍ以上であることがより好ましく、２０μｍ以上であることがさらに好ましく、３０μｍ以上であることがさらにより好ましく、５０μｍ以上であることが特に好ましい。
一方、熱伝達抑制シート全体の厚さの観点から、高熱伝導層の厚さは、最も厚いところで３００μｍ以下であることが好ましく、２００μｍ以下であることがより好ましい。
さらに、上述のとおり、高熱伝導層は一層からなるものであっても、種々の材料からなる層が複数積層されたものでもよい。同一の材料からなる層が積層されて高熱伝導層を構成する場合に、複数層の合計の厚さは、一層からなる高熱伝導層の厚さと同じであれば、同様の効果が得られる。したがって、高熱伝導層が複数層からなる場合であっても、その合計の厚さは上記範囲であることが好ましい。

【0057】

（断熱材）
本実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シートに用いられる断熱材としては、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。
このような断熱材として、例えば、無機繊維、有機繊維、無機粒子及び有機粒子から選択された少なくとも一種を含有するものを用いることができる。

【0058】

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。

【0059】

無機繊維としては、アルミナファイバ、カーボンファイバ、バサルトファイバ、ソルブルファイバ、リフラクトリーセラミックファイバ、グラスファイバ、エアロゲル複合材等を使用することができる。
有機繊維としては、セルロースファイバ等を使用することができる。
なお、これらの繊維については、単一の繊維を使用してもよいし、２種以上の繊維を組み合わせて使用してもよい。

【0060】

無機粒子としては、マイカ、マイクロポーラス粒子、中空シリカ粒子、熱膨張性無機材料及びエアロゲルを使用することができる。
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。
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。

【0061】

これらの断熱材としての材料のうち、アルミナファイバ、グラスファイバ、エアロゲル複合材等を、好適に使用することができる。

【0062】

＜熱伝達抑制シートの厚さ＞
本実施形態において、熱伝達抑制シートの厚さは特に限定されないが、０．０５～６ｍｍの範囲にあることが好ましい。熱伝達抑制シートの厚さが０．０５ｍｍ未満であると、充分な機械的強度を熱伝達抑制シートに付与することができない。一方、熱伝達抑制シートの厚さが６ｍｍを超えると、熱伝達抑制シートの成形自体が困難となるおそれがある。

【0063】

続いて、本実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シートの製造方法について説明する。

【0064】

＜熱伝達抑制シートの製造方法＞
本実施形態に係る熱伝達抑制シートは、例えば、一対の断熱材の間に上記特定の形状を有する高熱伝導層を配置することにより得ることができる。これらは接合しても接合しなくてもよく、接合する場合は、例えば、積層されたシートの周縁部を接着又は溶着等により固定する方法を利用することができる。

【0065】

なお、本実施形態に係る熱伝達抑制シートは、高熱伝導層及び断熱材の種類及び厚さの選択によっては、容易に屈曲可能なものとなる。したがって、電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び電池ケース３０の形状に影響されず、どのような形状のものにも対応させることができる。具体的には、角型電池の他、円筒形電池、平板型電池等にも適用することができる。

【0066】

また、本実施形態に係る熱伝達抑制シートは、図２に示すように、冷却部４０を必ずしも設ける必要はない。例えば、電池ケース３０内の空間や、電池ケース３０を冷却部として、発熱した電池セルにより加熱された高熱伝導層１２ａから、温度の低い電池ケース３０内の空間や電池ケース３０へと熱を拡散させる構成とすることもできる。

【0067】

［２．組電池］
本実施形態に係る組電池は、複数の電池セルが直列又は並列に接続される組電池であって、本実施形態に係る組電池用熱伝達抑制シートが、電池セル間に介在されたものである。具体的には、例えば、図２に示すように、組電池１００は、複数個の電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃを並設し、直列又は並列に接続して電池ケース３０に収容したものであり、電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ間に、熱伝達抑制シート１０が介在されている。また、電池ケース３０と熱伝達抑制シート１０の間には冷却部４０が配設されており、熱伝達抑制シート１０の高熱伝導層１２ａが冷却部４０に接するように配設されている。

【0068】

このような組電池１００では、各電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃの間に、熱伝達抑制シート１０が介在されているため、通常使用時において熱伝達抑制シート１０は熱伝達抑制シートの一端部に選択的に熱を移動させ、熱伝達抑制シートの外部に拡散する。したがって、各電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ間の熱の伝播を抑制することができる。
また、複数の電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃのうち、一つの電池セルが熱暴走して高温になり、膨張したり発火したりする場合でも、本実施形態に係る熱伝達抑制シート１０が存在することにより、電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ間の熱の伝播が抑制され、熱暴走の連鎖が阻止される。これにより、他の電池セルへの悪影響を最小限に抑えることができる。

【0069】

（冷却部）
本実施形態に係る組電池において、冷却部としては、気体又は液体の冷媒を循環させるように構成されたもの、冷媒が密閉されたもの、冷却プレート、放熱シート、放熱ゲル等が挙げられるが、本発明においては、冷却部の構造及び材質について、特に限定されない。

【符号の説明】

【0070】

１０，１５，１６，１７，１８，１９ 組電池用熱伝達抑制シート
１０ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａ，１８ａ，１９ａ 一端面
１１ａ，１１ｂ 断熱材
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ 高熱伝導層
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ 電池セル
２１ 空間
３０ 電池ケース
４０ 冷却部
１００ 組電池

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】