[發明專利]絕熱片及其制造方法、電子設備和電池單元

在審

• 申請號: 202010076027.4
• 申請日: 2020-01-23
• 公開（公告）號: CN111547728A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 和田享;酒谷茂昭;及川一摩;久保隆志
• 申請（專利權）人: 松下知識產權經營株式會社
• 主分類號: C01B33/157
• 分類號: C01B33/157;C04B30/02;H01M10/658;C04B111/40
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 葛凡

本發明涉及絕熱片及其制造方法、電子設備和電池單元。本發明提供即使在高載荷下也能夠使用的絕熱片及其制造方法和電子設備。使用一種絕熱片，其包含氣凝膠和無紡布纖維，且在0.30～5.0MPa下的壓縮率為40％以下、壓縮時的熱阻為0.01m²K/W以上。使用一種絕熱片的制造方法，其包括：復合體生成工序，使向水玻璃組合物中添加碳酸酯而制作的溶膠浸滲至上述無紡布纖維結構體，從而生成水凝膠?無紡布纖維的復合體；表面修飾工序，將上述復合體進行水洗處理后，與甲硅烷基化劑混合而進行表面修飾；以及干燥工序，通過以低于臨界溫度和壓力的條件進行干燥而去除上述復合體中所含的液體。使用一種電子設備，其在殼體與伴有發熱的電子部件之間配置有上述絕熱片。

技術領域

本發明涉及絕熱片及其制造方法和電子設備。尤其涉及高強度的絕熱片及其制造方法、電子設備和電池單元。

背景技術

在車載/產業設備領域中，為了確保對于來自狹小空間內的發熱部件的熱流進行控制、制品的安全性、防延燒性而要求壓縮特性優異的高性能絕熱片。期待這種絕熱片在例如鋰離子電池模塊的電池單元之間的間隔件中的應用。

在鋰離子電池的安全標準中，進行耐延燒試驗。耐延燒試驗是檢驗當電池模塊內的一個電池單元發生熱失控時，是否會因向包括相鄰電池單元在內的其它電池單元的熱連鎖(熱連鎖)而導致起火、破裂的方法。

為了阻止向相鄰電池單元的熱失控，存在將熱絕緣性優異的材料夾在電池單元之間的安全設計的想法。在理論上，即使是熱導率高至某種程度的材料，通過增加厚度，也能夠在某種程度上防止熱連鎖、延燒。

然而，由于電池模塊設置在設備內，因而實際上鋪設空間有限。因此，電池模塊存在尺寸限制。

進而，即使想要將電池模塊進行高容量化，也存在必須兼顧防延燒、小型化的難處。

為了兼顧它們，對于電池單元間的間隔件期望薄且具有高絕熱性的材料。此外，若設想在電池的充放電循環過程中活性物質發生劣化、膨脹而導致電池單元膨脹，則期望絕熱片還兼具不易壓扁(潰れる)的特性。

即，雖然在電池模塊的初始組裝時，對作為電池單元間的間隔件的絕熱片施加的載荷比較小，為1MPa以下，但若電池發生膨脹，則有時最大承載5MPa左右的載荷。因此，重要的是考慮到壓縮特性的絕熱片的材料設計。

作為熱導率小的物質，已知二氧化硅氣凝膠。二氧化硅氣凝膠包含由數10nm數量級的二氧化硅粒子以點接觸的形式連接而成的網絡結構，平均細孔直徑為空氣的平均自由程68nm以下。

因此，二氧化硅氣凝膠的熱導率小于靜止空氣的熱導率。因此，二氧化硅氣凝膠作為優異的絕熱材料而備受關注。但是，二氧化硅氣凝膠對于壓縮、彎曲、剪切等各種變形模式的強度極低這一點被視作實用上的一個課題。

專利文獻1發明了一種將二氧化硅氣凝膠與無紡布纖維進行復合化而改善了處理性的薄且均質的片狀絕熱材料。該薄型絕熱片的處理性優異，彎曲性較強。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特許第6064149號公報

發明內容

發明要解決的課題

然而，在將以往的絕熱片夾持于電池單元等來使用的情況下，尤其是在高載荷下，氣凝膠被壓縮而壓扁，與低載荷時相比絕熱效果大幅降低。

因而，本申請的課題是提供即使在高載荷下也能夠使用的絕熱片及其制造方法、電子設備和電池單元。

用于解決課題的方案