(57)【要約】【課題】通常使用時には伝熱材として機能し、異常時には断熱材として機能する部材、又は、通常時には導電材として機能し、異常時には非導電材として機能する部材を提供する。【解決手段】本発明の伝導率可変部材は、フィラー及び熱膨張性材料を含有する伝導率可変部材であって、前記フィラーが、熱伝導性フィラー及び導電性フィラーからなる群から選択されるいずれかであり、前記熱膨張性材料の膨張により、熱伝導率及び導電率の少なくともいずれかが低くなる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィラー及び熱膨張性材料を含有する伝導率可変部材であって、前記フィラーが、熱伝導性フィラー及び導電性フィラーからなる群から選択される少なくともいずれかであり、前記熱膨張性材料の膨張により、熱伝導率及び導電率の少なくともいずれかが低くなる、伝導率可変部材。
【請求項２】
樹脂成分及び油状成分からなる群から選択されるマトリックス成分を含有し、前記マトリックス成分中に、前記フィラー及び熱膨張性材料が混合されている請求項１に記載の伝導率可変部材。
【請求項３】
前記フィラーの含有量が、マトリックス成分１００質量部に対して、１０〜３５００質量部である請求項２に記載の伝導率可変部材。
【請求項４】
前記熱膨張性材料の含有量が、マトリックス成分１００質量部に対して、０．１〜５００質量部である請求項２又は３に記載の伝導率可変部材。
【請求項５】
前記フィラーが熱伝導性フィラーである請求項１〜４のいずれか１項に記載の伝導率可変部材。
【請求項６】
バッテリーセルと、前記バッテリーセルで発生した熱を放熱する放熱部材の間に配置される請求項５に記載の伝導率可変部材。
【請求項７】
前記フィラーが導電性フィラーである請求項１〜４のいずれか１項に記載の伝導率可変部材。
【請求項８】
バッテリーの電気回路の一部を構成するように使用される請求項７に記載の伝導率可変部材。
【請求項９】
車輌用のリチウムイオン電池に使用される請求項１〜８のいずれか１項に記載の伝導率可変部材。
【請求項１０】
請求項５に記載の伝導率可変部材と、複数のバッテリーセルと、前記バッテリーセルで発生した熱を放熱する放熱部材とを備え、前記バッテリーセルそれぞれが前記伝導率可変部材を介して前記放熱部材に接続される安全システム。
【請求項１１】
前記放熱部材が、内部に冷却媒体が流れる冷却管を有する構造である請求項１０に記載の安全システム。
【請求項１２】
請求項７に記載の伝導率可変部材と、バッテリーセルとを備え、前記伝導率可変部材が、前記バッテリーセルの端子に取り付けられ、電気回路の一部を構成する安全システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱伝導率、導電率が変化することが可能な伝導率可変部材、及び伝導率可変部材を備える安全システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池に代表される各種バッテリーは、高温になったり、また、過電流、劣化、変形や異物の衝突等の異常により熱暴走し、発火、発煙等が生じたりすることがある。熱暴走によって発生する熱は、他のバッテリーに伝わるおそれがある。そのため、従来、熱暴走したときの被害を最小限にとどめるために、熱暴走時の熱を周囲に伝えにくくする対策が行われている。
例えば、特許文献１には、複数のバッテリーセルと、それら複数のバッテリーセルを包囲するシェルとを備え、これらの間に、グラファイトなどの熱膨張剤を含有する防火制御剤が配置されたバッテリーパックが開示されている。このような構成によれば、熱暴走したときに防火制御剤が熱膨張して断熱することになるので、１つのバッテリーパックの熱暴走が他のバッテリーパックに伝わりにくくなるが、バッテリーパック内の複数のバッテリーセルには熱が伝わり、バッテリーパック全体が発火する危険性がある。
【０００３】
一方で、バッテリーセルまたは／及びパックは、熱暴走や劣化を防止するために、通常使用時にはバッテリーセルまたは／及びパックの放熱性を確保する必要がある。そのため、従来、バッテリーセルまたは／及びパックでは、各種の放熱機構により放熱することが試みられており、例えば車載用のものでは、空冷などによりバッテリーセルまたは／及びパックが冷却されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１５−５１８６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、車輌用のバッテリーセルでは、室内空間を保持しながらも、充電後の走行可能距離を伸ばすために、バッテリーセルのエネルギー密度を高くする試みがなされている。そのため、放熱効果のより高い水冷などを使用することが検討されている。水冷によりバッテリーセルを冷却する場合、バッテリーセルに水冷管又は水冷管と放熱板とを組み合わせたもの等（以下、「水冷管等」ともいう）を設けて、その水冷管等に各バッテリーセルを接触させることが考えられる。さらには、各バッテリーセルと水冷管等の間にＴＩＭ（サーマル・インターフェース・マテリアル）材を入れることも考えられる。
【０００６】
しかし、各バッテリーセルと水冷管等を接触させ、また、これらの間にＴＩＭ材を入れた場合には、事故等の不測の事態により水冷管等中の冷媒が漏れ、あるバッテリーセルが熱暴走を起こすと、その熱暴走の熱が、熱伝導率が高い水冷管等を介して他のバッテリーセルに伝わることになる。そして、他のバッテリーセルは、次々、伝熱により熱暴走に至り、大規模な類焼を起こす恐れがある。そのような類焼は、水冷管等とバッテリーセルを接触させ、また、これらの間にＴＩＭ材を入れた構成では防止するのが困難である。
【０００７】
また、バッテリーセルの異常発生時には、バッテリーセルへの電力を供給する回路を遮断すれば、その異常の進行を抑制するので、通常時には導電材として機能する一方、過電流が流れたり、熱暴走が発生したりする異常時には非導電材として機能する部材も望まれている。
【０００８】
本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、通常使用時には伝熱材として機能し、異常時には断熱材として機能する部材、又は、通常時には導電材として機能し、異常時には非導電材として機能する部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は鋭意検討の結果、熱伝導性フィラー又は導電性フィラーのいずれかと、熱膨張性材料を含有する部材を使用することで、上記課題が解決できることを見出し、以下の本発明を完成させた。すなわち、本発明は、以下の［１］〜［１２］を提供する。
［１］フィラー及び熱膨張性材料を含有する伝導率可変部材であって、前記フィラーが、熱伝導性フィラー及び導電性フィラーからなる群から選択される少なくともいずれかであり、前記熱膨張性材料の膨張により、熱伝導率及び導電率の少なくともいずれかが低くなる、伝導率可変部材。
［２］樹脂成分及び油状成分からなる群から選択されるマトリックス成分を含有し、前記マトリックス成分中に、前記フィラー及び熱膨張性材料が混合されている上記［１］に記載の伝導率可変部材。
［３］前記フィラーの含有量が、マトリックス成分１００質量部に対して、１０〜３５００質量部である上記［２］に記載の伝導率可変部材。
［４］前記熱膨張性材料の含有量が、マトリックス成分１００質量部に対して、０．１〜５００質量部である上記［２］又は［３］に記載の伝導率可変部材。
［５］前記フィラーが熱伝導性フィラーである上記［１］〜［４］のいずれか１項に記載の伝導率可変部材。
［６］バッテリーセルと、前記バッテリーセルで発生した熱を放熱する放熱部材の間に配置される上記［５］に記載の伝導率可変部材。
［７］前記フィラーが導電性フィラーである上記［１］〜［４］のいずれか１項に記載の伝導率可変部材。
［８］バッテリーの電気回路の一部を構成するように使用される上記［７］に記載の伝導率可変部材。
［９］車輌用のリチウムイオン電池に使用される上記［１］〜［８］のいずれか１項に記載の伝導率可変部材。
［１０］上記［５］に記載の伝導率可変部材と、複数のバッテリーセルと、前記バッテリーセルで発生した熱を放熱する放熱部材とを備え、前記バッテリーセルそれぞれが前記伝導率可変部材を介して前記放熱部材に接続される安全システム。
［１１］前記放熱部材が、内部に冷却媒体が流れる冷却管を有する構造である上記［１０］に記載の安全システム。
［１２］上記［７］に記載の伝導率可変部材と、バッテリーセルとを備え、前記伝導率可変部材が、前記バッテリーセルの端子に取り付けられ、電気回路の一部を構成する安全システム。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、通常使用時には伝熱材として機能し、異常時には断熱材として機能する部材、又は、通常時には導電材として機能し、異常時には非導電材として機能する部材を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る安全システムを示す模式図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る安全システムを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明について実施形態を用いて詳細に説明する。
（伝導率可変部材）
本発明の伝導率可変部材は、フィラー及び熱膨張性材料を含有する伝導率可変部材である。本発明において、フィラーは、熱伝導性フィラー及び導電性フィラーから選択される少なくともいずれかであり、伝導率可変部材は、熱膨張性材料の膨張により、熱伝導率又は導電率の少なくともいずれかが低くなるものである。
このような構成により、本発明の伝導率可変部材は、熱膨張性材料の膨張前においては、熱伝導性フィラー又は導電性フィラーにより、熱又は電気を伝導する部材として使用される。一方で、伝導率可変部材は、高温に加熱され熱膨張性材料が膨張すると、膨張した熱膨張性材料により断熱し、又は導電率を低下させる。
【００１３】
したがって、本発明の伝導率可変部材は、熱伝導性フィラーを含有する場合には、例えば、通常時にバッテリーセルの熱を水冷管等の放熱部材に伝導させるための伝熱材として使用される。そして、バッテリーセルが熱暴走する異常時には、断熱して、熱暴走が放熱部材や、他の構成部材に伝わることを防止する安全部材として機能する。
【００１４】
また、本発明の伝導率可変部材は、導電性フィラーを含有する場合には、例えば、通常時にバッテリーの回路の一部を構成する導電材として使用される。そして、その回路に過電流が発生して伝導率可変部材が過加熱され、または、バッテリーセルが熱暴走する異常時には、伝導率可変部材は加熱され非導電材となるので、回路を断線して、過電流又は熱暴走の進行を抑制する安全部材として機能する。
【００１５】
伝導率可変部材が熱伝導性フィラーを含有する場合、伝導率可変部材の熱伝導率は、好ましくは０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、より好ましくは１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、さらに好ましくは２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。熱伝導率がこれら下限値以上となることで、伝導率可変部材は、通常使用時には伝熱材として十分に機能する。また、伝導率可変部材が熱伝導性フィラーを含有する場合、伝導率可変部材の熱伝導率は、実用的には、５０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。
また、熱伝導性フィラーを含有する伝導率可変部材は、熱膨張性材料の膨張により、上記したように熱伝導率が低くなるものである。伝導率可変部材の膨張後の熱伝導率は、具体的には、上記した範囲から、０．４Ｗ／ｍ・Ｋ以下に低下することが好ましく、より好ましくは０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以下、さらに好ましくは０．２Ｗ／ｍ・Ｋ以下に低下する。膨張後の熱伝導率をこれら上限値以下とすることで、伝導率可変部材は、異常発生時に、断熱材として十分に機能する。
【００１６】
また、伝導率可変部材が導電性フィラーを含有する場合、伝導率可変部材の体積抵抗率は、好ましくは１×１０−１Ω・ｍ以下、より好ましくは２×１０−３Ω・ｍ以下、さらに好ましくは１×１０−７Ω・ｍ以下である。体積抵抗率がこれら下限値以下となることで、伝導率可変部材は、通常使用時には導電材として十分に機能する。また、伝導率可変部材は、導電性フィラーを含有する場合、その体積抵抗率が、実用的には、１．５×１０−８Ω・ｍ以上である。なお、体積抵抗率は、その値が小さいほど導電率が高いことを意味する。
また、導電性フィラーを含有する伝導率可変部材は、熱膨張性材料の膨張により、上記したように導電率が低くなるものである。伝導率可変部材の膨張後の体積抵抗率は、上記した範囲から、２×１０−１Ω・ｍ以上に高くすることが好ましく、より好ましく１×１０４Ω・ｍ以上、さらに好ましくは１×１０１０Ω・ｍ以上に高くする。膨張後の体積抵抗率をこれら下限値以上とすることで、伝導率可変部材は、異常発生時に、非導電材として十分に機能する。
【００１７】
伝導率可変部材は、異方性を有する場合には、いずれか一方の方向の熱伝導率又体積抵抗率が上記のような範囲になるとよいが、使用時に熱伝導する方向、又は導電する方向に沿って上記の熱伝導率又は体積抵抗率を有しているとよい。例えば、伝導率可変部材は、熱伝導性フィラーを含有し、かつ、後述するように、バッテリーセルと、放熱部材との間に配置される場合には、バッテリーセルから放熱部材に向かう方向に沿って上記した熱伝導率を有していればよい。
【００１８】
伝導率可変部材の膨張開始温度は、８０℃より高いことが好ましく、９０℃以上が好ましく、１００℃以上が好ましい。また、伝導率可変部材の膨張開始温度は、好ましくは３００℃以下、より好ましくは２００℃以下、さらに好ましくは１５０℃以下である。
膨張開始温度をこれら下限値以上とすることで、バッテリー通常使用時の発熱により誤って膨張することを防止する。また、これら上限値以下とすることで、バッテリーに異常が発生したときに、適切に断熱し、また非導電にすることが可能になり、安全部材としての機能を適切に果たすことが可能になる。
【００１９】
また、伝導率可変部材の膨張倍率は、例えば１．５〜５０倍、好ましくは２〜３０倍となるように調整される。ここで、膨張倍率は、膨張前と膨張後の伝導率可変部材の最も変化率が大きい、一方向における寸法変化率（膨張後の寸法／膨張前の寸法）を意味する。なお、シート状の伝導率可変部材は、通常、シートの厚さ方向の寸法変化率を測定すればよい。膨張倍率を上記下限値以上とすることで、膨張後の熱伝導率、導電率を十分に低くすることが可能である。また、上記上限値以下とすることで、膨張後も所定の強度を有することが可能になるので、安全部材としての機能を適切に発揮することが可能になる。
なお、伝導率可変部材の熱伝導率、体積抵抗率、膨張開始温度、及び膨張倍率は、詳しくは後述する実施例に記載の測定方法によって測定する。
【００２０】
本発明において、伝導率可変部材は、シート状、ブロック状、点状、線状などあらゆる形状で使用されてもよい。また、伝導率可変部材は、固体状で使用されてもよいし、ペースト状で使用されてもよい。
伝導率可変部材は、マトリックス成分を含有するとよい。フィラー及び熱膨張性材料は、マトリックス成分中に混合され、マトリックス成分により一定の形状に保持されるとよい。マトリックス成分としては、後述するように、樹脂成分、油状成分、又はこれらの混合物が挙げられる。
【００２１】
伝導率可変部材は、特に限定されないが、熱膨張したときに断熱性、非導電性を確保できるように、適度な厚さを有することが好ましい。具体的には、好ましくは０．０１〜１０ｍｍ、より好ましくは０．１〜５ｍｍ、さらに好ましくは０．１５〜１ｍｍ程度の厚さを有する。なお、厚さは、通常、導電する方向、熱伝導する方向に沿う長さであり、例えば、バッテリーセルと、放熱部材の間に配置される場合には、バッテリーセルから放熱部材に向かう方向に沿う伝導率可変部材の長さである。
【００２２】
（フィラー）
本発明で使用するフィラーとしては、上記したように、熱伝導性フィラー、導電性フィラーが挙げられる。熱伝導性フィラーは、熱伝導性が高く、伝導率可変部材の熱伝導率を向上させるフィラーである。また、導電性フィラーは、導電率が高く、伝導率可変部材の導電率を向上させるフィラーである。
熱伝導性フィラーの具体例としては、シリカ、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、炭化珪素、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、ダイヤモンド、カーボンナノチューブ(CNT)、窒化ホウ素ナノチューブ(BNNT)、タルク、グラファイト、グラフェン、アセチレンブラック、ケッチンブラック、繊維状炭素材料、及び、アルミニウム、銅、銀、チタン、ニッケル、スズ、金などの金属粒子等が挙げられる。
【００２３】
熱伝導性フィラーとしては、上記した中では、アルミナ、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、金属粒子、グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ、ダイヤモンド、窒化ホウ素、炭化珪素などが好ましい。
また、導電性フィラーの具体例としては、アルミニウム、銅、銀、チタン、ニッケル、スズ、金などの金属粒子や繊維状金属が挙げられる。なお、金属粒子や繊維状金属は、熱伝導性フィラーとしても使用されるし、導電性フィラーとしても使用される。
フィラーは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２４】
熱伝導性フィラーの熱伝導率は、１Ｗ／ｍ・Ｋ以上が好ましく、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上がより好ましい。熱伝導率が上記下限値以上であれば、伝導率可変部材の熱伝導率が十分に高いものになる。また、熱伝導率は、その上限は特に限定されないが、実用的には５５００Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。なお、熱伝導性フィラーの熱伝導率は、定常法により測定されるものである。
また、導電性フィラーの体積抵抗率は、１×１０−７Ω・ｍ以下が好ましく、７×１０−８Ω・ｍ以下がより好ましい。体積抵抗率が上記上限値以下であれば、伝導率可変部材の導電率が十分に高いものになる。また、体積抵抗率は、その下限は特に限定されないが、実用的には１．５×１０−８Ω・ｍ以上である。なお、導電性フィラーの体積抵抗率は、４探針法により測定されるものである。
【００２５】
フィラーの平均粒径は、熱伝導性若しくは導電性、成形性、加工性、又は伝導率可変部材の力学的物性の維持等の点から、０．００１〜３０００μｍであることが好ましく、０．０１〜３００μｍであることがより好ましく、０．１〜８０μｍがさらに好ましい。
なお本明細書において、平均粒径は、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置（HELOS BFM, Sympatec GmbH社製）により測定した５回の平均値として算出されるものである。
【００２６】
フィラーの含有量は、マトリックス成分１００質量部に対して１０〜３５００質量部が好ましく、１０〜２０００質量部がより好ましく、１０〜１０００質量部がさらに好ましい。フィラーの含有量が上記の範囲内であれば、伝導率可変部材にフィラーを十分に分散させつつ、十分な熱伝導性又は導電性を付与することができる。
【００２７】
（熱膨張性材料）
熱膨張性材料は、加熱されることにより、液体などから気体への相変化、又は気体の発生などが生じて、容積が増加する材料である。熱膨張性材料としては、具体的には、化学発泡剤、物理発泡剤、マイクロカプセル発泡粒子、熱膨張性層状無機物が挙げられる。熱膨張性材料は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２８】
化学発泡剤としては、加熱により熱分解してガス状になる有機系又は無機系の熱分解型発泡剤が挙げられる。具体的な有機系発泡剤としては、アゾジカルボンアミド、アゾジカルボン酸バリウム等のアゾジカルボン酸金属塩、アゾジアミノベンゼン、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン等のニトロソ化合物、ヒドラゾジカルボンアミド、４，４’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、トルエンスルホニルヒドラジド等のヒドラジン誘導体、トルエンスルホニルセミカルバジド等のセミカルバジド化合物等が挙げられる。
また、無機系発泡剤としては、炭酸アンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、亜硝酸アンモニウム、水素化ホウ素ナトリウム、無水クエン酸モノソーダ等が挙げられる。これら化学発泡剤は、通常粒子状で使用される。
【００２９】
物理発泡剤としては、低沸点有機溶剤が挙げられ、プロパン、プロペン、ｎ−ブタン、イソブタン、ｎ−ブテンイソブテン、ｎ−ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、ｎ−ヘキサン、ヘプタン、ノナン、デカン、石油エーテルなどの炭化水素；ＣＣｌ3Ｆ、ＣＣｌ2Ｆ2、ＣＣｌＦ3、ＣＣｌＦ2ＣＣｌＦ2などのクロロフルオロカーボン、テトラメチルシラン、トリメチルエチルシラン、トリメチルイソプロピルシラン、トリメチル−ｎ−プロピルシランなどのテトラアルキルシラン、各種エステル化合物や水系溶液等が挙げられる。これらの中では、炭化水素を用いることが好ましく、中でも炭素数４〜１２の炭化水素が好ましい。
【００３０】
マイクロカプセル発泡粒子としては、上記した発泡剤の１種又は２種以上を壁材内に封入した熱膨張マイクロカプセルが挙げられる。壁材としては、樹脂などを使用すればよいが、熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。熱可塑性樹脂としては、一定温度以上になれば溶融ないし軟化し、熱膨張性マイクロカプセルが割れず略球状に膨張する程度の粘性を有するものを使用すればよい。使用される熱可塑性樹脂としては、（メタ）アクリロニトリル、（メタ）アクリル酸エステル、スチレン、塩化ビニリデン、酢酸ビニルなどを重合したポリマーが挙げられ、これらの中では（メタ）アクリロニトリルを重合したもの、又は（メタ）アクリロニトリルと（メタ）アクリロニトリル以外のモノマーを重合したものが好ましい。
マイクロカプセル発泡粒子に内包される発泡剤は、壁材が軟化する温度以下でガス状になるものが好ましい。マイクロカプセル発泡粒子に内包される発泡剤の具体例としては、上記した中では、低沸点有機溶剤及び熱分解発泡剤が好ましく、なかでも低沸点有機溶剤がより好ましく、炭素数４〜１２の炭化水素がさらに好ましい。マイクロカプセル発泡粒子に内包される発泡剤は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
また、マイクロカプセル発泡粒子としては、水を内包したマイクロカプセルを使用してもよい。
【００３１】
熱膨張性層状無機物としては、バーミキュライト、熱膨張性黒鉛などが挙げられ、特に限定されないが、熱膨張性黒鉛が好ましい。熱膨張性層状無機物としては、粒子状やりん片状のものを用いてもよい。
熱膨張性黒鉛は、天然鱗状グラファイト、熱分解グラファイト、キッシュグラファイト等の粉末を、濃硫酸、硝酸、セレン酸等の無機酸と、濃硝酸、過塩素酸、過塩素酸塩、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、重クロム酸塩、過酸化水素等の強酸化剤とで処理してグラファイト層間化合物を生成させたものであり、炭素の層状構造を維持したままの結晶化合物の一種である。上記のように酸処理して得られた熱膨張性黒鉛は、更にアンモニア、脂肪族低級アミン、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物等でさらに中和処理してもよい。
【００３２】
本発明で使用する熱膨張性材料の膨張開始温度は、上記した伝導率可変部材の膨張開始温度と同様のものを選択すればよい。また、熱膨張性材料は、粒子状またはりん片状のものが好ましく、その平均粒径は例えば０．１〜５００μｍ、好ましくは０．５〜３００μｍ、より好ましくは１〜２００μｍである。
熱膨張性材料は、膨張開始温度を好適な範囲に調整しやすい観点などから、上記した中では、マイクロカプセル発泡粒子、熱膨張性黒鉛、アゾジカルボン酸金属塩などが好ましい。
【００３３】
伝導率可変部材における熱膨張性材料の含有量は、所望の膨張倍率となるように適宜調整すればよい。熱膨張性材料の含有量は、具体的にはマトリックス成分１００質量部に対して、通常０．１〜５００質量部であり、１〜４００質量部が好ましく、５〜３００質量部がさらに好ましい。熱膨張性材料の含有量をこれら下限値以上とすることで、膨張倍率を適度なものとにして、熱膨張したときに断熱性、又は非導電性を確保しやすくなる。また、上限値以下とすることで、伝導率可変部材が膨張後も所定の強度を有することが可能になるので、安全部材として適切な機能を果たすことが可能になる。
【００３４】
（マトリックス成分）
マトリックス成分としては、樹脂成分、油状成分、又はこれらの混合物が挙げられる。マトリックス成分中にはフィラー及び熱膨張性材料が混合され、フィラー及び熱膨張性材料はマトリックス成分により保持する。
マトリックス成分の樹脂成分としては、硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、エラストマー樹脂、粘着性樹脂などが挙げられる。樹脂成分は、１種単独で使用してもよいし、２種以上併用してもよい。また、マトリックス成分としては、硬化型樹脂、油状成分が好ましい。
【００３５】
硬化型樹脂としては、２液硬化型、湿気硬化型、光硬化型、熱硬化型、嫌気硬化型などの各種の硬化型樹脂が使用される。また、溶媒揮発型も使用することが可能である。本発明では、硬化型樹脂又は溶媒揮発型を使用する場合、伝導率可変部材を、２つの部材の間（例えば、バッテリーセルと、放熱部材などのバッテリーセル以外の構成部材との間）に配置させて硬化などさせることで、２つの部材を密着し接合させる接着剤として使用することも可能になる。
【００３６】
２液硬化型樹脂は、主剤からなる一液と、主剤を硬化するための硬化剤からなる二液が混合されて構成されるものである。２液硬化型樹脂の具体例としては、２液硬化型ウレタン系樹脂、２液硬化型エポキシ系樹脂、２液硬化型アクリル系樹脂、２液硬化型シリコーン系樹脂、２液硬化型アミド系樹脂、２液硬化型イミド系樹脂、２液硬化型ビニル系樹脂、２液硬化型オレフィン系樹脂などが挙げられる。
ここで、２液硬化型シリコーン系樹脂としては、（ａ）オルガノポリシロキサン、及び（ｂ）架橋剤を含有することが好ましい。
（ａ）オルガノポリシロキサンは、（ｂ）架橋剤により架橋される官能基を１分子中に少なくとも２個有するオルガノポリシロキサンである。（ａ）オルガノポリシロキサンとしては、アルケニル基含有オルガノポリシロキサン、水酸基含有オルガノポリシロキサン、（メタ）アクリル基含有オルガノポリシロキサン、イソシアネート含有オルガノポリシロキサン、アミノ基含有オルガノポリシロキサン、エポキシ基含有オルガノポリシロキサンなどが挙げられる。アルケニル基含有オルガノポリシロキサンは、付加硬化型のシリコーンゴム組成物の主原料として用いられる。
（ｂ）架橋剤は、（ａ）オルガノポリシロキサンを架橋する架橋剤である。（ｂ）架橋剤としては、ヒドロシリル架橋剤、硫黄架橋剤、過酸化物架橋剤などが挙げられる。ヒドロシリル架橋剤は、付加硬化型のシリコーンゴム組成物の架橋剤として用いられる。
湿気硬化型樹脂は、空気中の湿気で硬化する樹脂であり、湿気硬化型シリコーン系樹脂、アルコキシシリル基変性ポリオキシアルキレン、湿気硬化型ウレタン系樹脂、湿気硬化型アミド系樹脂、湿気硬化型イミド系樹脂、湿気硬化型エポキシ系樹脂（ケチミン硬化剤）などが挙げられる。
【００３７】
光硬化型樹脂としては、活性エネルギー線硬化型樹脂などが挙げられ、例えば、活性エネルギー線硬化型アクリル系樹脂、活性エネルギー型エポキシ系樹脂、活性エネルギー線硬化型シリコーン系樹脂、活性エネルギー線硬化型ビニル系樹脂、活性エネルギー線硬化型オレフィン系樹脂、活性エネルギー線硬化型エンチオール系樹脂、活性エネルギー線硬化型（ビス）マレイミド系樹脂、活性エネルギー線硬化型エピスルフィド系樹脂などが挙げられる。活性エネルギー線としてはUV、可視光、赤外線、X線、γ線等が例示できる。
また、熱硬化型樹脂は、熱エネルギーにより硬化される樹脂であり、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、エピスルフィド系樹脂、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、シリコーン系樹脂、アミド系樹脂、イミド系樹脂、ビニル系樹脂、オレフィン系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、アミノ系樹脂、（ユリア樹脂、メラミン樹脂）、BT（ビスマレイミドトリアジン）樹脂、（ビス）マレイマド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂などが挙げられる。マトリックス成分は、熱硬化型樹脂を使用する場合、適宜硬化剤を含有してもよい。
また、嫌気硬化型樹脂は、嫌気により硬化される樹脂であり、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ビニル系樹脂などが挙げられる。
【００３８】
また、溶媒揮発型は、溶媒に各種樹脂成分が配合され、溶媒の揮発により固化するものであり、化学変化を伴わなくてもよいが、もちろん、化学変化を伴ってもよい。例えば、溶媒が揮発することによって反応を阻害していたものがなくなり、反応が進むことがあり、そのようなものも溶媒揮発型に含まれてもよい。
使用する樹脂成分としてはアクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ビニル系樹脂、アミド系樹脂、フェノール系樹脂、イミド系樹脂、オレフィン系樹脂などが挙げられる。溶媒としては、水などの水溶液系、トルエン、ＭＥＫ、酢酸エチル等の有機溶媒等が提示される。
【００３９】
硬化型樹脂は、２つ以上の硬化タイプが付与されたものでもよい。例えば、光硬化と湿気硬化の２つの硬化タイプが付与されてもよく、具体的には活性エネルギー線硬化型アクリル系樹脂に湿気硬化性を付与してもよい。
さらに、後述するエラストマー樹脂に官能基を導入して、加熱などにより硬化する熱硬化型樹脂としてもよい。具体的には、酸無水物基を有する、ポリブタジエン、ポリイソプレン等のジエンゴムなどが挙げられる。これら酸無水物基を有するジエンゴムは、硬化前においては液状となるものであるが、硬化後は固体状となるものであるとよい。
【００４０】
各種の硬化型樹脂は、硬化前において、室温（２３℃）、常圧（１気圧）で固体となるものでもよいし、液状となるものでもよいが、液状となるものが好ましい。液状の硬化型樹脂を使用することで、伝導率可変部材は、硬化前においてペースト状として、硬化後に固体状にすることが可能になる。伝導率可変部材は、硬化前にペースト状であると、硬化前においてバッテリーセル、放熱部材などの所望の位置に、塗布、ポッティングなどにより配置させることが可能になる。また、その後、２つの部材間（例えば、バッテリーセルと、放熱部材などの間）に配置させた状態で硬化すると、接着剤として２つの部材間を容易に接合することが可能になる。溶媒揮発型の場合も同様に、固化前は液状ないしペースト状とし、固化後に固体状となるので、同様に２つの部材間を容易に接合することが可能になる。
【００４１】
硬化型樹脂は、２液硬化型、湿気硬化型、光硬化型、嫌気硬化型などが好ましく、また、熱硬化型樹脂である場合には室温付近の温度で硬化する常温硬化型であることが好ましい。また、溶媒揮発型を使用することも好ましい。これら硬化型樹脂又は溶媒揮発型は、室温付近にて硬化又は固化が可能であるので、それら樹脂をバッテリーセル上に配置して硬化などする場合にバッテリーセルが加熱することが防止され、バッテリーセルの劣化や、バッテリーセルの熱暴走の発生を防止することが可能である。中でも、リチウムイオン電池は、比較的低温でも劣化や熱暴走が生じるので、バッテリーセルにリチウムイオン電池を使用する場合に好適である。
また、硬化型樹脂を使用する場合には、例えば、バッテリーセルとバッテリーセル以外の構成部材（例えば、放熱部材）の間に、硬化前又はＢステージ状態の伝導率可変部材を配置して、室温付近（例えば、５〜４０℃）の温度環境下で硬化させるとよい。それにより、バッテリーセルを熱劣化などさせることなく、硬化型樹脂によって、バッテリーセルとバッテリーセル以外の構成部材を接合することが可能になる。
【００４２】
なお、常温硬化型の熱硬化型樹脂としては、室温未満の温度で保存され、室温付近の温度（例えば、５〜４０℃程度）で熱硬化するものが挙げられる。
また、常温硬化型樹脂は、初期にある程度の熱（例えば、６０℃以上の加熱）を加えることで半硬化（Ｂステージ）状態となり、その後、室温付近の温度（例えば、５〜４０℃程度）でも硬化が進行するトリガー硬化性を有するものを使用してもよい。このようなトリガー硬化性を有するものは、Ｂステージ状態とした後に、例えば、バッテリーセルとバッテリーセル以外の構成部材（例えば、放熱部材）の間に配置して、室温付近で熱硬化することで、バッテリーセルを熱劣化などすることなく、熱硬化型樹脂によって、バッテリーセルとバッテリーセル以外の構成部材を接合することが可能になる。
【００４３】
マトリックス成分に使用する熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリブテン樹脂、ポリペンテン樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、塩素化ポリ塩化ビニル樹脂（ＣＰＶＣ）、ノボラック樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイソブチレン樹脂等の合成樹脂が挙げられる。
【００４４】
エラストマー樹脂としては、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、エチレン−プロピレンゴム、天然ゴム、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、水素添加スチレン−ブタジエンブロック共重合体、水素添加スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、水素添加スチレン−イソプレンブロック共重合体、水素添加スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン系、オレフィン系、エステル系、ウレタン系、アミド系、ＰＶＣ系、フッ素系等の熱可塑性エラストマーが挙げられる。これらエラストマー樹脂は、室温（２３℃）、常圧（１気圧）で固体となるものでもよいし、液状となるもの（液状エラストマー樹脂）でもよい。
【００４５】
また、粘着性樹脂としては、アクリル系粘着性樹脂、シリコーン系粘着性樹脂、ウレタン系粘着性樹脂、ビニルアルキルエーテル系粘着性樹脂、ビニルピロリドン系粘着性樹脂、アクリルアミド系粘着性樹脂、セルロース系粘着性樹脂などが挙げられる。伝導率可変部材は、これら粘着性樹脂を使用することで、室温で感圧接着性を有することが可能になるので、バッテリーセルは、伝導率可変部材を介して、容易に放熱部材などのその他の構成部材に高い密着性で接着させることが可能になる。
また、上記したエラストマー樹脂を使用する場合も同様に伝導率可変部材に室温で感圧接着性を持たせることが可能になる。そのような場合には、感圧接着性を高めるために、エラストマー樹脂に粘着付与樹脂を加えてもよい。
【００４６】
マトリックス成分に使用する油状成分としては、室温（２３℃）、常圧（１気圧）で液状となる高分子有機材料などが挙げられ、具体的には上記した各種の液状エラストマー樹脂、液状シリコーンオイル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのポリアルキレングリコール、液状潤滑剤などが挙げられる。
油状成分の２５℃における動粘度は、好ましくは１００万ｍｍ２／ｓ以下であり、より好ましくは５０００ｍｍ２／ｓ以下であり、さらに好ましくは３０００ｍｍ２／ｓ以下であり、また、好ましくは０．１ｍｍ２／ｓ以上、より好ましくは０．３ｍｍ２／ｓ以上、さらに好ましくは０．４ｍｍ２／ｓ以上である。なお、粘度は、Ｂ型粘度計（商品名「ＢＩＩ形粘度計」、東機産業株式会社製）で測定したものである。また、これら油状成分と上記した固体状のエラストマー樹脂を併用してもよい。
【００４７】
（その他の添加剤）
伝導率可変部材は、さらに、上記フィラー及び熱膨張性材料以外のその他の添加剤を含有してもよい。そのような添加剤として、例えば、増粘剤、消泡剤、滑剤、収縮防止剤、気泡核剤、結晶核剤、可塑剤、顔料、染料等の着色剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、老化防止剤、上記フィラー及び熱膨張性材料以外の充填剤、補強剤、難燃剤、難燃助剤、帯電防止剤、界面活性剤、加硫剤、架橋剤、及び表面処理剤等が挙げられる。添加剤の添加量は、熱膨張性材料の膨張を阻害しない範囲、及び熱伝導性又は導電性に悪影響を及ぼさない範囲で適宜選択できる。
【００４８】
また、上記添加剤の中では、難燃剤を使用することが好ましい。難燃剤としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物の他に、デカブロモジフェニルエーテル等の臭素系難燃剤、ポリリン酸アンモニウム等のリン系難燃剤等が挙げられる。また、難燃剤に難燃助剤を併用することも好ましい。そのような難燃助剤としては、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモン、ピロアンチモン酸ナトリウム、三塩化アンチモン、三硫化アンチモン、オキシ塩化アンチモン、二塩化アンチモンパークロロペンタン、アンチモン酸カリウム等のアンチモン化合物、メタホウ酸亜鉛、四ホウ酸亜鉛、ホウ酸亜鉛、塩基ホウ酸亜鉛等のホウ素化合物、ジルコニウム酸化物、スズ酸化物、モリブデン酸化物等が挙げられる。
さらに、本発明では、マトリックス成分に液状潤滑剤などの油状成分を使用する場合には、油状成分に増粘剤が加えられた、半固形状の例えばグリースと呼ばれるものを使用してもよい。
【００４９】
（安全システム）
本発明の伝導率可変部材は、例えば、バッテリーの熱暴走を抑制する安全システムに使用されるものである。バッテリーとしては、リチウムイオン電池、ニッケル・水素電池、リチウム・硫黄電池、ニッケル・カドミウム電池、ニッケル・鉄電池、ニッケル・亜鉛電池、ナトリウム・硫黄電池、鉛蓄電池、空気電池等の二次電池が挙げられる。これらの中では、リチウムイオン電池であることが好ましい。
また、伝導率可変部材は、車輌用のバッテリー、特に車輌用のリチウムイオン電池に使用されることが好ましい。
【００５０】
バッテリーは、１又は複数のバッテリーセルから構成されるものであるが、通常、複数のバッテリーセルから構成される。バッテリーセルは、正極材、負極材、セパレータ、正極端子、負極端子等が外装部材に収容されたバッテリーの構成単位を意味する。バッテリーセルは、円筒型、角型、ラミネート型のいずれでもよい。バッテリーセルの表面を構成する外装材は、通常、ＰＥＴフィルムが積層されたアルミニウムシート、又は円筒型若しくは角型形状等の金属等で形成されている。
【００５１】
バッテリーにおいて、バッテリーセルは、一般的に、複数個並べられるとともに、その複数のバッテリーセルが１つの筐体内に配置されバッテリーモジュールを構成する。また、バッテリーモジュールは、複数個並べられ、その複数のバッテリーモジュールが１つの筐体内に配置され、バッテリーパックを構成してもよい。
【００５２】
［第１の実施形態］
本発明の伝導率可変部材は、熱伝導性フィラーを含有する場合、例えば、バッテリーセルと、バッテリーセルで発生した熱を放熱する放熱部材の間に配置されて使用される。以下、そのような態様を、第１の実施形態に係る安全システムとして説明する。
図１に示すように、第１の実施形態に係る安全システム１０は、バッテリーセル１１と、バッテリーセル１１で発生した熱を放熱する放熱部材１２と、伝導率可変部材１５とを備えるものである。
【００５３】
バッテリーセル１１は、複数個並べられており、放熱部材１２は、複数個のバッテリーセル１１で発生した熱を放熱するように配置される。これら複数個のバッテリーセル１１は、一般的に、１つの筐体内に配置され、バッテリーパックを構成する。放熱部材１２は、内部に冷却媒体が流れる冷却管を有する構造である。冷却媒体としては、特に限定されないが各種の気体、水系液体、フッ素系液体、絶縁油等の液体が挙げられるが、好ましくは不凍液などが挙げられる。放熱部材は、特に限定されず、例えば、内部に冷却媒体が流れる冷却管をプレート状に配置したもの、プレートと、プレートの外側又は内側に設けられ、内部に冷却媒体が流れる冷却管とを組み合わせたものなどが使用される。
【００５４】
伝導率可変部材１５は、各バッテリーセル１１に対応して複数個設けられ、各伝導率可変部材１５は、各バッテリーセル１１と、放熱部材１２との間に配置される。ここで、各伝導率可変部材１５は、対応するバッテリーセル１１と、放熱部材１２とに接触するように配置されている。すなわち、各バッテリーセル１１は、伝導率可変部材１５を介して放熱部材１２に接続されることになる。そのため、各バッテリーセル１１の発熱は、バッテリーセル１１の通常作動時には、伝導率可変部材１５を介して放熱部材１２に熱伝導され、放熱部材１２から放熱される。なお、伝導率可変部材は、バッテリーセル間に用いてもよい。
【００５５】
一方、バッテリーセル１１が熱暴走し、その高温発熱により、伝導率可変部材１５が、膨張開始温度以上に加熱されると、熱膨張性材料が熱膨張し、伝導率可変部材１５の熱伝導率が低くなり、断熱材として機能する。そのため、伝導率可変部材１５は、１つのバッテリーセル１１の熱暴走が、放熱部材１２を介して他のバッテリーセル１１に伝わるのを防止する。
【００５６】
なお、各バッテリーセル１１は、放熱部材１２との間の密着性を確保するために、伝導率可変部材１５を介して放熱部材１２に接合されていてもよいし、接合されていなくてもよい。接合されていない場合には、バッテリーセル１１は、放熱部材１２に縛り付けておくなどして、放熱部材１２に押し付けておき、バッテリーセル１１が温度変化により熱膨張や熱収縮する場合などでも、密着性が確保されるようにしておくとよい。
【００５７】
［第２の実施形態］
本発明の伝導率可変部材は、導電性フィラーを含有する場合、例えば、バッテリーの電気回路の一部を構成するように使用される。以下、そのような態様を、第２の実施形態に係る安全システムとして説明する。
図２に示すように、第２の実施形態に係る安全システム２０は、バッテリーセル１１と、伝導率可変部材１５を備えるものである。伝導率可変部材１５は、バッテリーセル１１の一方の端子１１Ａに取り付けられ、バッテリーの電気回路の一部を構成する。すなわち、端子１１Ａは、伝導率可変部材１５を介して他の電気部品などに接続される。したがって、通常作動時には、バッテリーセル１１から、端子１１Ａ及び伝導率可変部材１５を介して、他の電気部品に電力が供給され、電気部品が駆動する。また、バッテリーセル１１へ伝導率可変部材１５及び端子１１Ａを介して電力が供給され、バッテリーセル１１が充電される。なお、伝導率可変部材１５は、例えば、一方の面が端子１１Ａに密着し、その反対側の面が他の電気部品に接続するための部材（例えば、電気配線１４）に接続される。
【００５８】
一方で、バッテリーの電気回路に過電流が流れたり、バッテリーセル１１が熱暴走したりする異常時には、過電流又は熱暴走による高温発熱により、伝導率可変部材１５の熱膨張性材料が膨張して、伝導率可変部材１５の導電率が低くなり、実質的に非導電となる。そのため、伝導率可変部材１５は、電気回路を遮断し、バッテリーセル１１からの電力供給や、バッテリーセル１１への電力供給を実質的に停止し、バッテリーセル１１の異常状態を停止する。
なお、図１、２においては、伝導率可変部材１５はシート状であるが、シート状に限定されず、他のいかなる形状であってもよい。また、伝導率可変部材１５は固体状であってもよいし、ペースト状であってもよい。
【００５９】
（伝導率可変部材の製造方法及び配置方法）
次に、伝導率可変部材の製造方法、及び配置方法を説明する。
伝導率可変部材は、例えば、ペースト状とする場合などには、上記した伝導率可変部材を構成する各成分を、バンバリーミキサー、ニーダーミキサー、混練ロール、ライカイ機、遊星式攪拌機、自転・公転ミキサー等の公知の攪拌又は混練装置を用いて混練ないし攪拌して得ることができる。ベースト状の伝導率可変部材は、塗布、ポッティングなどによりバッテリーなどの所定の位置に配置させるとよい。
【００６０】
また、伝導率可変部材は、シート状などの所定の形状に成形される場合には、例えば、単軸又は二軸押出機などを使用し、混練したものをシート状などの所定の形状に押し出して成形すればよい。また、上記した攪拌又は混練装置で混合された、伝導率可変部材を構成する成分を、カレンダー成形装置、射出成形機、プレス成形機など公知の成形装置を用いて所定の形状に成形すればよい。また、マトリックス成分として硬化型樹脂を使用するときは、上記した攪拌又は混練装置で混合された、伝導率可変部材を構成する成分を、剥離シート上に塗布して、硬化させてシート状にしてもよい。所定の形状に成形した伝導率可変部材は、電子線を照射して電子線架橋をしてもよい。また、所定の形状に成形した伝導率可変部材は、公知の方法でバッテリーの所定の位置に配置させるとよい。
【００６１】
さらに、伝導率可変部材は、マトリックス成分として硬化型樹脂を使用するときは、硬化前の状態（例えば、ペースト状）又はＢステージ状態とした上で、バッテリーの構成部材（例えば、バッテリーセル、放熱部材など）の所定の位置に、塗布、ポッティング、又はその他の方法により配置させてもよい。その後、例えば、バッテリーセルとバッテリーセル以外の構成部材（例えば、放熱部材）の間に、伝導率可変部材を配置させて硬化させることで、バッテリーセルとバッテリーセル以外の構成部材は、伝導率可変部材に含有される硬化型樹脂によって接合させることが可能になる。
また、伝導率可変部材は、バッテリーセル、又はバッテリーセル以外の構成部材上に硬化前の状態で配置したうえで硬化型樹脂を部分硬化してＢステージ状態とした後、バッテリーセルと、バッテリーセル以外の構成部材の間に配置させて全硬化させてもよい。このような方法によっても、バッテリーセルと、バッテリーセル以外の構成部材は、伝導率可変部材に含有される硬化型樹脂によって接合させることが可能になる。
【実施例】
【００６２】
以下に本発明の実施例を説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００６３】
なお、伝導率可変部材の各種物性の測定方法は以下の通りである。
（膨張開始温度、膨張倍率）
ホットプレートを用いて、伝導率可変部材を室温（２３℃）から３０℃／分で昇温し膨張開始を目視で見て、膨張開始温度を測定した。その後、伝導率可変部材を、さらに、３０℃／分加熱しながら、最大膨張寸法を目視測定して膨張倍率を算出した。
【００６４】
（熱伝導率及び体積抵抗率）
伝導率可変部材の熱伝導率は、ＲＨＥＳＣＡ社の定常法熱伝導率測定装置を用いて測定した。測定条件は、圧力５０Ｎ，８０℃、３分保持であった。また、体積抵抗率は、株式会社三菱ケミカルアナリテックのロレスタＧＸ ＭＣＰ−Ｔ７００を用いて、４探針法で測定した。膨張後の熱伝導率及び体積抵抗率は、３０℃／分で昇温して膨張させ、膨張終了後に測定した。なお、以下の各実施例では、伝導率可変部材の厚さ方向の熱伝導率及び体積抵抗率を測定した。
【００６５】
実施例、比較例で使用する各原料は以下の通りである。
（マトリックス成分）
湿気硬化型ウレタン系樹脂：商品名「ＴＢ１５３０Ｃ」、スリーボンド社製
常温硬化型エポキシ樹脂：商品名「ＴＢ２２０２」、スリーボンド社製、トリガー硬化性を有する常温硬化型樹脂
シリコーンオイル：商品名「ＫＦ−９６−３００ｃｓ」、信越化学工業株式会社製、２５℃における動粘度：３００ｍｍ２／ｓ
シリコーン化合物１：商品名「ＤＭＳ−Ｖ２２」、Ｇｅｌｅｓｔ社製、重量平均分子量：９４００、ビニル両末端ポリジメチルシロキサン
シリコーン化合物２：商品名「ＤＭＳ−Ｖ２５」、Ｇｅｌｅｓｔ社製、重量平均分子量：１７２００、ビニル両末端ポリジメチルシロキサン
シリコーン化合物３：メチルヒドロシロキサンージメチルシロキサンコポリマー、商品名「ＨＭＳ−３０１」、Ｇｅｌｅｓｔ社製
（熱伝導性フィラー）
酸化マグネシウム：商品名「ＲＦ−７０Ｃ−ＳＣ」、宇部マテリアルズ株式会社製、体積平均粒径：７０〜１１０μｍ
窒化ホウ素：商品名「デンカボロンナイトライドＦＰ４０」、デンカ株式会社製
アルミナフィラー１：商品名「ＡＳ−４００」、昭和電工株式会社製、平均粒径（ｄ５０）：１３μｍ、熱伝導率：３４Ｗ／ｍ・Ｋ
アルミナフィラー２：商品名「ＡＯ−５０２」、アドマテックス製、平均粒径：０．７μｍ、熱伝導率：３２Ｗ／ｍ・Ｋ
（導電性フィラー）
フレーク状銀：商品名「シルコートＡｇＣ−２２４」、福田金属箔粉工業株式会社製、５０％平均粒径：７．０〜９．５μｍ
（熱膨張性材料）
熱膨張性マイクロカプセル発泡粒子：商品名「アドバンセルＥＭＨ２０４」、積水化学工業株式会社製、平均粒径：３８〜４４μｍ
熱膨張性黒鉛１：商品名「ＥＸＰ−５０Ｓ１５０Ｌ」、富士黒鉛工業株式会社、粒度：＋５０ｍｅｓｈ
熱膨張性黒鉛２：商品名「ＥＸＰ−５０Ｓ１２０」、富士黒鉛工業株式会社製、膨張開始温度１２０℃
（難燃剤）
ポリリン酸アンモニウム：商品名「ＦＣＰ−７０」、株式会社鈴裕化学製
（増粘剤）
ポリブテン、商品名「ニッサンポリブテン」、日本油脂社製
【００６６】
［実施例１］
湿気硬化型ウレタン系樹脂１００質量部、熱伝導性フィラーとしての酸化マグネシウム３００質量部及び窒化ホウ素５５質量部、熱膨張性材料としての熱膨張性マイクロカプセル発泡粒子３０質量部及び熱膨張性黒鉛１を２０質量部、ポリリン酸アンモニウム３０質量部、ジメチルシリコーン系消泡剤１質量部を、グローボックス内の攪拌機で、これらを攪拌して、ペースト状の伝導率可変部材（硬化前）を得た。
その伝導率可変部材を厚さが５ｍｍとなるように、剥離シートに塗布して、プレスした後、２５℃、湿度６０％、２４時間放置して硬化させ、シート状の伝導率可変部材（硬化後）を得た。硬化後の伝導率可変部材を剥離シートから剥がして、各物性を測定した。熱膨張前の熱伝導率が３Ｗ／ｍ・Ｋ、膨張開始温度が１１５℃、膨張倍率が１５倍、膨張後の熱伝導率が０．１８Ｗ／ｍ・Ｋであった。
【００６７】
［実施例２］
常温硬化型エポキシ樹脂１００質量部、熱伝導性フィラーとしての酸化マグネシウム２５０質量部及び窒化ホウ素８０質量部、熱膨張性材料としての熱膨張性マイクロカプセル発泡粒子１５質量部及び熱膨張性黒鉛１を４０質量部、ポリリン酸アンモニウム２０質量部を、自転・公転ミキサーに投入した。これらを攪拌して、ペースト状の伝導率可変部材（硬化前）を得た。
その後、ペースト状の伝導率可変部材を厚さが５ｍｍとなるように、剥離シートに塗布して、６０℃で３０分間プレス加熱して、伝導率可変部材をＢステージ（半硬化）状態とした。その後、室温（２３℃）で１０日間放置することで全硬化させ、シート状の伝導率可変部材を得た。硬化後の伝導率可変部材を剥離シートから剥がして、各物性を測定した。熱膨張前の伝導率可変部材の熱伝導率が３．３Ｗ／ｍ・Ｋ、膨張開始温度が１１５℃であり、膨張倍率が２０倍、膨張後の熱伝導率が０．１５Ｗ／ｍ・Ｋであった。
【００６８】
［実施例３］
シリコーンオイル１００質量部、熱伝導性フィラーとしての酸化マグネシウム４５０質量部及び窒化ホウ素２０質量部、熱膨張性材料としての熱膨張性マイクロカプセル発泡粒子３０質量部及び熱膨張性黒鉛１を１４質量部、ポリリン酸アンモニウム７質量部、増粘剤５質量部を、自転・公転ミキサーに投入した。これらを攪拌して得たものを、プレスしてシート状の伝導率可変部材を得た。得られた伝導率可変部材の各物性を測定した。熱膨張前の伝導率可変部材の熱伝導率が２．５Ｗ／ｍ・Ｋ、膨張開始温度が１１５℃であり、膨張倍率が１０倍、膨張後の熱伝導率が０．２Ｗ／ｍ・Ｋであった。
【００６９】
［実施例４］
熱伝導性フィラーの代わりに、導電性フィラーとしてフレーク状銀を５００質量部使用した点を除いて実施例３と同様に実施した。得られたシート状の伝導率可変部材を剥離シートから剥がして、得られた伝導率可変部材の各物性を測定した。熱膨張前の伝導率可変部材の体積抵抗率は９×１０−４Ω・ｍであり、膨張開始温度は１１５℃であり、膨張倍率が１０倍、膨張後の体積抵抗率は測定不能であった。
【００７０】
［実施例５］
シリコーン化合物１を５０質量部、シリコーン化合物２を５０質量部、シリコーン化合物３を５質量部、触媒（Ｋａｒｓｔｅｄｔ触媒、白金系触媒、和光純薬株式会社製）０．００１質量部、反応抑制剤（３,５−ジメチル−１−ヘキシン−３−オール、和光純薬株式会社製）０．１質量部を、熱膨張性材料として熱膨張性黒鉛２を４０質量部、熱伝導性フィラーとしてアルミナフィラー１を７００質量部、アルミナフィラー２を３００質量部、混練ロールで混練した。得られた組成物を離型紙上に０．５ｍｍ厚で塗布し、１００℃２時間加熱して硬化させ、０．５ｍｍ厚のシート状の熱伝導性熱膨張性部材を得た。各物性を測定した。熱膨張前の熱伝導率が２．７Ｗ／ｍ・Ｋ、膨張開始温度が１２０℃、膨張倍率が４倍、膨張後の熱伝導率が０．２Ｗ／ｍ・Ｋであった。
【００７１】
［比較例１］
熱膨張性材料の代わりに、黒鉛（商品名「ＢＦ−２０Ａ」、富士黒鉛工業株式会社製、平均粒子径：２０μｍ）２０質量部を使用し、熱膨張性材料を使用しなかった点を除いて実施例１と同様に実施した。得られた硬化後のシート状の部材を２００℃まで加熱したが、膨張せず熱伝導率も変化しなかった。
【００７２】
［実施例６］
（仮想試験の実施）
本実施例では、以下のように、加熱されたヒーターを、熱暴走したバッテリーセルと仮想した仮想試験を実施した。
まず、実施例２と同様に調製した、ペースト状の伝導率可変部材（硬化前）を、水冷管の一面の２箇所に厚さ２ｍｍとなるようにシート状に塗布して、６０℃で３０分間加熱してＢステージ状態にした。その後、伝導率可変部材を塗布した位置のうち１箇所の上にヒーターを置くとともに、別の１箇所に、リチウムイオン二次電池からなるバッテリーセルを置いて、室温で１０日間放置して、伝導率可変部材を完全に硬化させた。ヒーターとバッテリーセル間は断熱し熱が伝わらないようにした。
その後、水冷管の中には水は流さず、室温（２３℃）環境下で、ヒーターを２００℃まで加熱したところ、そのヒーターと水冷管の間に配置された伝導率可変部材が膨張した。ヒーターの熱は、膨張した伝導率可変部材により断熱され、水冷管を介してバッテリーセルにはほとんど伝わらず、バッテリーセルの温度は室温程度に保たれていた。
【符号の説明】
【００７３】
１０、２０  安全システム
１１  バッテリーセル
１１Ａ  端子
１２  放熱部材（水冷管）
１４  導線
１５  伝導率可変部材
【図１】
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【図２】
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