JP2020537297A - バッテリーモジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

本出願はバッテリーモジュールの製造方法を提供することができる。本出願では、逆吐出現状が発生することなく、簡単な工程と低費用でバッテリーモジュールを製造する方法を提供することができる。

Description

二次電池には、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池またはリチウム二次電池などがあり、代表的なものはリチウム二次電池である。

リチウム二次電池は、主にリチウム酸化物と炭素素材をそれぞれ正極および負極活物質として使う。リチウム二次電池は、正極活物質と負極活物質がそれぞれ塗布された正極板と負極板がセパレーターを挟んで配置された電極組立体および電極組立体を電解液と共に密封収納する外装材を含むが、外装材の形状によって缶型二次電池とパウチ型二次電池とに分類され得る。

本明細書では単一の二次電池をバッテリーセルと呼称し得る。

自動車や電力貯蔵装置のような中大型装置に利用される場合、容量および出力を高めるために、多数のバッテリーセルが互いに電気的に連結されてバッテリーモジュールまたはバッテリーパックが構成され得る。

例えば、特許文献１は、軽くて体積対比出力が優秀であり、放熱特性が優秀なバッテリーモジュールを開示している。

特許文献１に開示されたバッテリーモジュールは、ケース内に収納されたバッテリーセルを含み、前記バッテリーセルとケースの間に樹脂層が存在する。この樹脂層は、前記ケースに形成されている注入口を通じて、製造過程で硬化性樹脂組成物を注入した後に硬化させて形成する。

ところが、前記硬化性樹脂組成物を注入する過程でケース内の内部圧力が上昇するが、注入工程後、上昇した内部圧力の解消につれて注入された硬化性樹脂組成物が再び注入口の外に吐出される現象が発生する（図１参照）。このように逆吐出された硬化性樹脂は別途の工程で除去しなければならない必要がある。

本出願は、バッテリーモジュールの製造方法を提供する。本出願では、硬化性樹脂組成物を注入口に注入する場合に発生する逆吐出現象による工程の遅延やケースの汚染などを解決できる製造方法を提供することを目的とする。

本明細書で言及する物性のうち、測定温度がその結果に影響を及ぼす場合には、特に別途に規定しない限り、該当物性は常温で測定した物性である。用語常温は加温または減温されていない自然そのままの温度であって、通常約１０℃〜約３０℃の範囲内の一温度または約２３℃または約２５℃程度である。また、本明細書で特に別途に言及しない限り、温度の単位は℃である。

本明細書で言及する物性のうち、測定圧力がその結果に影響を及ぼす場合には、特に別途に規定しない限り、該当物性は常圧で測定した物性である。用語常圧は加圧または減圧されていない自然そのままの圧力であって、通常約１気圧程度を常圧と指称する。

以下、本出願の製造方法によって製造されるバッテリーモジュールの構造と関連して説明する。

本出願で製造されるバッテリーモジュールは、モジュールケースおよびバッテリーセルを含み、前記バッテリーセルは前記モジュールケース内に収納されている。バッテリーセルはモジュールケース内に一つ以上存在し得、複数のバッテリーセルがモジュールケース内に収納されていてもよい。モジュールケース内に収納されるバッテリーセルの数は用途などにより調節されるものであって、特に制限されない。モジュールケースに収納されているバッテリーセルは互いに電気的に連結されていてもよい。

モジュールケースは、バッテリーセルが収納され得る内部空間を形成する側壁と下部板を少なくとも含むことができる。モジュールケースは、前記内部空間を密閉する上部板をさらに含むことができる。前記側壁、下部板そして上部板は互いに一体型に形成されているか、あるいはそれぞれ分離された側壁、下部板および／または上部板が組み立てられて前記モジュールケースが形成されていてもよい。このようなモジュールケースの形態および大きさは特に制限されず、用途、前記内部空間に収納されるバッテリーセルの形態および個数などにより適切に選択され得る。

本明細書で用語上部板と下部板は、側壁を除くと、モジュールケースを構成している板が少なくとも２個存在するため、それを区別するために使う相対的な概念の用語である。すなわち、実際の使用状態において、上部板は必ず上部に存在し、下部板は必ず下部に存在しなければならないことを意味するものではない。

図２は、例示的なモジュールケース１０を示した図面であり、一つの下部板１０ａと４個の側壁１０ｂを含む箱状のケース１０の例示である。図２のように、モジュールケース１０は内部空間を密閉する上部板１０ｃをさらに含むことができる。

図３は、バッテリーセル２０が収納されている図２のモジュールケース１０を上部から観察した模式図である。

モジュールケースの前記下部板、側壁および／または上部板には注入口が形成されている。このような注入口は、後述する樹脂層と接触している上部板と下部板などに形成されていてもよい。前記注入口は後述するように、樹脂層を形成する樹脂組成物を注入する工程のために形成されている。前記注入口の形態、個数および位置は前記樹脂組成物の注入効率を考慮して調整され得る。一つの例示で前記注入口は少なくとも前記下部板および上部板に形成されていてもよい。

一つの例示で前記注入口は、前記側壁、下部板または上部板の全体の長さの約１／４〜３／４地点または約３／８〜７／８地点または略中間部に形成されていてもよい。この地点に形成された注入口を通じて樹脂組成物を注入することによって、樹脂層を広い接触面積を有するように注入することができる。前記の１／４、３／４、３／８または７／８地点は、例えば、図４に示した通り、下部板などのいずれか一つの末端面Ｅを基準として測定した全体の長さＬ対比前記ホールの形成位置までの距離Ａの比率である。また、前記で長さＬおよび距離Ａが形成される末端Ｅは、前記長さＬと距離Ａを同じ末端Ｅから測定する一つの任意の末端Ｅであり得る。図４で注入口５０ａは下部板１０ａの略中間部に位置する形態である。

注入口の大きさおよび形状は特に制限されず、後述する樹脂層材料の注入効率を考慮して形成することができる。例えば、前記注入口は、円形、楕円形、三角形や四角形などの多角形または無定形であり得る。注入口の個数およびその間隔もさほど制限されるものではなく、前述した通り樹脂層が下部板などと広い接触面積を有するように調節され得る。

前記注入口が形成されている上部板と下部板などの末端には、観察ホール（例えば、図面４の５０ｂ）が形成され得る。このような観察ホールは、例えば、前記注入口を通じて樹脂組成物を注入する時に、注入された組成物が該当側壁、下部板または上部板の末端までよく注入されるかを観察するためのものであり得る。前記観察ホールの位置、形態、大きさおよび個数は、前記注入される材料が適切に注入されたかを確認できるように形成される限り、制限されない。

前記モジュールケースは熱伝導性ケースであり得る。用語熱伝導性ケースは、ケース全体の熱伝導度が１０Ｗ／ｍｋ以上であるか、あるいは少なくとも前記のような熱伝導度を有する部位を含むケースを意味する。例えば、前述した側壁、下部板および上部板のうち少なくとも一つは、前述した熱伝導度を有することができる。他の例示で前記側壁、下部板および上部板のうち少なくとも一つが、前記熱伝導度を有する部位を含むことができる。

一例示によるバッテリーモジュールの構造には、後述するように、上部板およびバッテリーセルと接触する第１フィラー含有硬化樹脂層と下部板およびバッテリーセルと接触する第２フィラー含有硬化樹脂層が含まれている。このような構造において、少なくとも前記第１および第２フィラー含有硬化樹脂層のうち少なくとも一つの樹脂層は熱伝導性樹脂層であり得、これに伴い、少なくとも前記熱伝導性樹脂層と接する上部板または下部板は熱伝導性であるか、熱伝導性部位を含むことができる。

熱伝導性である上部板、下部板または側壁；または熱伝導性部位；の熱伝導度は、他の例示で約２０Ｗ／ｍｋ以上、３０Ｗ／ｍｋ以上、４０Ｗ／ｍｋ以上、５０Ｗ／ｍｋ以上、６０Ｗ／ｍｋ以上、７０Ｗ／ｍｋ以上、８０Ｗ／ｍｋ以上、９０Ｗ／ｍｋ以上、１００Ｗ／ｍｋ以上、１１０Ｗ／ｍｋ以上、１２０Ｗ／ｍｋ以上、１３０Ｗ／ｍｋ以上、１４０Ｗ／ｍｋ以上、１５０Ｗ／ｍｋ以上、１６０Ｗ／ｍｋ以上、１７０Ｗ／ｍｋ以上、１８０Ｗ／ｍｋ以上、１９０Ｗ／ｍｋ以上または約１９５Ｗ／ｍｋ以上であり得る。前記熱伝導度はその数値が高いほどモジュールの放熱特性などの側面で有利であるため、その上限は特に制限されない。一例示において、前記熱伝導度は約１，０００Ｗ／ｍＫ以下、９００Ｗ／ｍｋ以下、８００Ｗ／ｍｋ以下、７００Ｗ／ｍｋ以下、６００Ｗ／ｍｋ以下、５００Ｗ／ｍｋ以下、４００Ｗ／ｍｋ以下、３００Ｗ／ｍｋまたは約２５０Ｗ／ｍＫ以下であり得るが、これに制限されるものではない。前記のような熱伝導度を示す材料の種類は特に制限されず、例えば、アルミニウム、金、純銀、タングステン、銅、ニッケルまたは白金などの金属素材などがある。モジュールケースは全体が前記のような熱伝導性材料からなるか、少なくとも一部の部位が前記熱伝導性材料からなる部位であり得る。これに伴い、前記モジュールケースは前記言及された範囲の熱伝導度を有するか、あるいは前記言及された熱伝導度を有する部位を少なくとも含むことができる。

モジュールケースで前記範囲の熱伝導度を有する部位は、後述する樹脂層および／または絶縁層と接触する部位であり得る。また、前記熱伝導度を有する部位は、冷却水のような冷却媒体と接する部位であり得る。このような構造によると、バッテリーセルから発生した熱を効果的に外部に放出できる構造が具現され得る。

モジュールケース内に収納されるバッテリーセルの種類も特に制限されず、公知の多様なバッテリーセルがすべて適用され得る。一つの例示で前記バッテリーセルはパウチ型であり得る。図５を参照して説明すると、パウチ型バッテリーセル１００は通常的に電極組立体、電解質およびパウチ外装材を含むことができる。

図５は例示的なパウチ型セルの構成を概略的に示した分離斜視図であり、図６は図５の構成の結合斜視図である。

パウチ型セル１００に含まれる電極組立体１１０は、一つ以上の正極板および一つ以上の負極板がセパレーターを挟んで配置された形態であり得る。電極組立体１１０は、一つの正極板と一つの負極板がセパレーターとともに巻き取られた巻き取り型であるか、多数の正極板と多数の負極板がセパレーターを挟んで交互に積層されたスタック型などに区分され得る。

パウチ外装材１２０は、例えば、外部絶縁層、金属層および内部接着層を具備する形態で構成され得る。このような外装材１２０は、電極組立体１１０など、内部要素を保護する。電極組立体１１０の金属層は、電解液などの内部要素を保護し、電極組立体１１０と電解液による電気化学的性質に対する補完および放熱性などを勘案してアルミニウムなどの金属薄膜を含むことができる。このような金属薄膜は、電極組立体１１０および電解液などの要素や電池１００の外部の他の要素との電気的絶縁性を確保するために、絶縁物質で形成された絶縁層間に介在され得る。

一つの例示で外装材１２０は、上部パウチ１２１と下部パウチ１２２を含むことができ、上部パウチ１２１と下部パウチ１２２のうち少なくとも一つには、窪んだ形態の内部空間Ｉが形成され得る。このようなパウチの内部空間Ｉには電極組立体１１０が収納され得る。上部パウチ１２１と下部パウチ１２２の外周面にはシーリング部Ｓが備えられ、このようなシーリング部Ｓが互いに接着されて、電極組立体１１０が収容された内部空間が密閉され得る。

電極組立体１１０の各電極板には電極タブが備えられ、一つ以上の電極タブが電極リードと連結され得る。電極リードは上部パウチ１２１と下部パウチ１２２のシーリング部Ｓの間に介在されて、外装材１２０の外部に露出することによって、二次電池１００の電極端子として機能することができる。

前述したパウチ型セルの形態は一つの例示に過ぎず、本出願で適用されるバッテリーセルは前記のような種類に制限されるものではない。本出願では公知とされている多様な形態のパウチ型セルまたはその他の形態の電池がすべてバッテリーセルとして適用され得る。

本出願のバッテリーモジュールは、樹脂層をさらに含むことができる。具体的には、本出願のバッテリーモジュールは、少なくともフィラー含有硬化樹脂層を含むことができる。本出願で用語フィラー含有硬化樹脂層は、樹脂成分とフィラーを含む層である。用語硬化樹脂層は、液状であるか、十分な流動性を有する程度の低粘度の樹脂組成物が硬化して形成された層を意味する。前記で液状または十分な流動性を有する低粘度は、約４００ｃＰ以下または約１００〜約４００ｃＰの範囲（常温、２．５／ｓせん断速度基準）を意味し得る。前記粘度は後述する実施例の方式にしたがって測定した結果である。前記粘度の下限は、樹脂組成物が十分な低粘度を有するのであれば特に制限されないが、一般的に約１０Ｐａｓ以上であり得る。また、前記粘度は硬化前の樹脂組成物の粘度である。

バッテリーモジュールは、前記フィラー含有硬化樹脂層として、前記上部板およびバッテリーセルと接触している第１フィラー含有硬化樹脂層と前記下部板とバッテリーセルと接触している第２フィラー含有硬化樹脂層を含むことができる。

一つの例示で前記各樹脂層は、接着剤層でもよい。用語接着剤層は、前記樹脂層の接着力が約１５０ｇｆ／１０ｍｍ以上、２００ｇｆ／１０ｍｍ以上、２５０ｇｆ／１０ｍｍ以上、３００ｇｆ／１０ｍｍ以上、３５０ｇｆ／１０ｍｍ以上または約４００ｇｆ／１０ｍｍ以上である場合を意味する。前記接着力は、後述する実施例に開示された方法にしたがって、アルミニウムパウチに対して測定する。前記樹脂層の接着力の上限は特に制限されず、例えば、約２，０００ｇｆ／１０ｍｍ以下、１、５００ｇｆ／１０ｍｍ以下、１，０００ｇｆ／１０ｍｍ以下、９００ｇｆ／１０ｍｍ以下、８００ｇｆ／１０ｍｍ以下、７００ｇｆ／１０ｍｍ以下、６００ｇｆ／１０ｍｍ以下または約５００ｇｆ／１０ｍｍ以下程度であり得る。

バッテリーモジュール内に少なくとも２個のフィラー含有硬化樹脂層を形成することによって、外部の衝撃や振動に対する耐久性が優秀なバッテリーモジュールが提供され得る。

バッテリーモジュールで前記樹脂層と接触している側壁、下部板および上部板の少なくとも一つは、前述した熱伝導性の側壁、下部板または上部板であり得る。一方、本明細書で用語接触は、例えば、樹脂層と前記上部板、下部板および／または側壁；またはバッテリーセル；が直接接触しているか、その間に他の要素、例えば、絶縁層などが存在する場合を意味し得る。また、熱伝導性の側壁、下部板または上部板と接触する樹脂層は、該当対象と熱的に接触していてもよい。この時、熱的接触は、前記樹脂層が前記下部板などと直接接触しているか、あるいは前記樹脂層と前記下部板などの間に他の要素、例えば、後述する絶縁層などが存在するものの、その他の要素が前記バッテリーセルから樹脂層、そして前記樹脂層から前記下部板などへの熱の伝達を妨害していない状態を意味し得る。前記で熱の伝達を妨害しないとは、前記樹脂層と前記下部板などの間に他の要素（ｅｘ．絶縁層または後述するガイディング部）が存在する場合にも、その他の要素と前記樹脂層の全体の熱伝導度が約１．５Ｗ／ｍＫ以上、約２Ｗ／ｍＫ以上、２．５Ｗ／ｍＫ以上、３Ｗ／ｍＫ以上、３．５Ｗ／ｍＫ以上または約４Ｗ／ｍＫ以上となるか、あるいは前記樹脂層およびそれと接触している下部板などの全体の熱伝導度が前記他の要素がある場合にも前記範囲内に含まれる場合を意味する。前記熱的接触の熱伝導度は約５０Ｗ／ｍＫ以下、４５Ｗ／ｍｋ以下、４０Ｗ／ｍｋ以下、３５Ｗ／ｍｋ以下、３０Ｗ／ｍｋ以下、２５Ｗ／ｍｋ以下、２０Ｗ／ｍｋ以下、１５Ｗ／ｍｋ以下、１０Ｗ／ｍＫ以下、５Ｗ／ｍＫ以下、４．５Ｗ／ｍＫ以下または約４．０Ｗ／ｍＫ以下であり得る。このような熱的接触は、前記他の要素が存在する場合に、その他の要素の熱伝導度および／または厚さを制御して達成することができる。

硬化性樹脂層のうち、少なくとも後述する熱伝導性硬化樹脂層は、前記下部板などと熱的に接触しており、また、前記バッテリーセルとも熱的に接触していてもよい。前記のような構造の採用を通じて、一般的なバッテリーモジュールまたはそのようなモジュールの集合体であるバッテリーパックの構成時に、既存に要求されていた多様な締結部品やモジュールの冷却装備などを大幅に減少させつつも、放熱特性を確保し、単位体積当たり、より多くのバッテリーセルが収納されるモジュールを具現することができる。これに伴い、本出願ではより小型で、軽量かつ高出力のバッテリーモジュールを提供することができる。

図７は前記バッテリーモジュールの例示的な断面図であり、例えば、前記モジュールは、図７のように側壁１０ｂと下部板１０ａを含むケース１０；前記ケースの内部に収納されている複数のバッテリーセル２０および前記バッテリーセル２０とケース１０の両方と接触している樹脂層３０を含む形態であり得る。図７は下部板１０ａ側に存在する樹脂層３０に対する図面であるが、バッテリーモジュールは上部板側にも図７のような形態の樹脂層を含んでいる。

樹脂層と下部板などの接触面積は、前記下部板などの全体面積対比約７０％以上、７５％以上、８０％以上、８５％以上、９０％以上または約９５％以上であり得る。前記接触面積の上限は特に制限されず、例えば、１００％以下または約１００％未満であり得る。

上部板または下部板が熱伝導性であり、それと接触している硬化樹脂層も熱伝導性である場合に、前記熱伝導性部位または熱伝導性下部板などは冷却水のような冷却媒体と接する部位であり得る。すなわち、図７に模式的に示した通り、前記のような構造によって熱Ｈが下部板などに容易に排出され得、このような下部板などを冷却媒体ＣＷと接触させることによって、より簡素化した構造でも熱の放出が容易に行われるようにすることができる。

第１および第２硬化樹脂層はそれぞれ厚さが例えば、約１００μｍ〜約５ｍｍの範囲内または約２００μｍ〜約５ｍｍの範囲内であり得る。本出願の構造では前記樹脂層の厚さは、目的とする放熱特性や耐久性を考慮して適正厚さに設定することができる。前記厚さは、樹脂層の最も薄い部位の厚さ、最も厚い部位の厚さまたは平均厚さであり得る。

図７に示した通り、前記モジュールケース１０の内部の少なくとも一面、例えば、樹脂層３０と接触する面１０ａには、収納されるバッテリーセル２０をガイドできるガイディング部１０ｄが存在してもよい。この時、ガイディング部１０ｄの形状は特に制限されず、適用されるバッテリーセルの形態などを考慮して適正な形状が採用され得、前記ガイディング部１０ｄは、前記下部板などと一体に形成されているものであるか、あるいは別途に付着されたものであり得る。前記ガイディング部１０ｄは、前述した熱的接触を考慮して熱伝導性素材、例えば、アルミニウム、金、純銀、タングステン、銅、ニッケルまたは白金などの金属素材を使って形成することができる。また、図面には図示されていないが、収納されるバッテリーセル２０の間には、間紙または接着剤層が存在することもある。前記で間紙はバッテリーセルの充放電時にバッファーの役割をすることができる。

前記樹脂層またはその樹脂層が適用されたバッテリーモジュールは、後述する物性のうち少なくとも一つ以上の物性を有することができる。後述する各物性は独立的なものであって、いずれか一つの物性が他の物性を優先するものではなく、樹脂層は、下記で記述する物性のうち少なくとも一つまたは２個以上を満足することができる。

一つの例示で、前記第１および第２フィラー含有硬化樹脂層のうち少なくとも一つは、熱伝導性樹脂層であり得る。このような場合に熱伝導性樹脂層の熱伝導度は、約１．５Ｗ／ｍＫ以上、２Ｗ／ｍＫ以上、２．５Ｗ／ｍＫ以上、３Ｗ／ｍＫ以上、３．５Ｗ／ｍＫ以上または約４Ｗ／ｍＫ以上であり得る。前記熱伝導度は約５０Ｗ／ｍＫ以下、４５Ｗ／ｍｋ以下、４０Ｗ／ｍｋ以下、３５Ｗ／ｍｋ以下、３０Ｗ／ｍｋ以下、２５Ｗ／ｍｋ以下、２０Ｗ／ｍｋ以下、１５Ｗ／ｍｋ以下、１０Ｗ／ｍＫ以下、５Ｗ／ｍＫ以下、４．５Ｗ／ｍＫ以下または約４．０Ｗ／ｍＫ以下であり得る。前記のように樹脂層が熱伝導性樹脂層である場合、前記樹脂層が付着している下部板、上部板および／または側壁などは、前述した熱伝導度が約１０Ｗ／ｍＫ以上の部位であり得る。この時、前記熱伝導度を示すモジュールケース部位は、冷却媒体、例えば、冷却水などと接する部位であり得る。樹脂層の熱伝導度は、例えば、ＡＳＴＭ Ｄ５４７０規格またはＩＳＯ ２２００７−２規格に沿って測定された数値である。樹脂層の熱伝導度を前記のような範囲にする方式は特に制限されない。例えば、樹脂層の熱伝導度は樹脂層に含まれるフィラーとして、熱伝導性を有するフィラーを使って調節することができる。

接着剤として一般的に使われ得るものと知られている樹脂成分のうち、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂およびシリコン系樹脂は互いに類似する熱伝導特性を有し、エポキシ系樹脂がそれに比べて熱伝導性が優秀であり、オレフィン系樹脂はエポキシ樹脂に比べて高い熱伝導性を有していると知られている。したがって、必要に応じて樹脂のうち優秀な熱伝導度を有するものを選択することができる。ただし、一般的に樹脂成分だけでは目的とする熱伝導度の確保が難しく、後述するように熱伝導性が優秀なフィラー成分を適正比率で樹脂層に含ませる方式も適用することができる。

バッテリーモジュールに含まれる第１および第２フィラー含有硬化樹脂層は、両者とも前記熱伝導度を有する熱伝導性樹脂層であってもよく、少なくとも一つが前記熱伝導性樹脂層であってもよい。一例示において、前記第１および第２フィラー含有硬化樹脂層のうちいずれか一つは前記熱伝導性樹脂層であり、他の一つは熱伝導性が低い樹脂層であり得る。このような構造がバッテリーモジュールの放熱特性に有利であり得る。

このような場合、熱伝導性が低い樹脂層の熱伝導度は約１．５Ｗ／ｍＫ未満、１Ｗ／ｍＫ以下、０．８Ｗ／ｍＫ以下、０．６Ｗ／ｍＫ以下、０．４Ｗ／ｍＫ以下または約０．２Ｗ／ｍＫ以下であり得る。前記で熱伝導度の下限は特に制限されず、約０Ｗ／ｍＫ以上または０Ｗ／ｍＫ超過であり得る。

バッテリーモジュールで前記樹脂層またはその樹脂層が適用されたバッテリーモジュールの熱抵抗は、約５Ｋ／Ｗ以下、４．５Ｋ／Ｗ以下、４Ｋ／Ｗ以下、３．５Ｋ／Ｗ以下、３Ｋ／Ｗ以下または約２．８Ｋ／Ｗ以下であり得る。このような範囲の熱抵抗を示すように樹脂層またはその樹脂層が適用されたバッテリーモジュールを調節する場合に、優秀な冷却効率乃至は放熱効率が確保され得る。前記熱抵抗を測定する方式は特に制限されない。例えば、ＡＳＴＭ Ｄ５４７０規格またはＩＳＯ ２２００７−２規格に沿って測定することができる。

樹脂層はまた、熱衝撃試験、例えば、約−４０℃の低温で３０分維持した後再び温度を８０℃に上げて３０分維持することを一サイクルとして、前記サイクルを１００回繰り返す熱衝撃試験後にバッテリーモジュールのモジュールケースまたはバッテリーセルから離れるか剥離またはクラックが発生しないように形成されることが要求され得る。例えば、バッテリーモジュールが自動車などのように、長い保証期間（自動車の場合、約１５年以上）が要求される製品に適用される場合に、耐久性が確保されるためには前記のような水準の性能が要求され得る。

１および第２フィラー含有硬化樹脂層は、電気絶縁性樹脂層であり得る。前述した構造で樹脂層が電気絶縁性を示すことによって、バッテリーモジュールの性能を維持し、安定性を確保することができる。電気絶縁性樹脂層は、ＡＳＴＭ Ｄ１４９に準拠して測定した絶縁破壊電圧が約３ｋＶ／ｍｍ以上、５ｋＶ／ｍｍ以上、７ｋＶ／ｍｍ以上、１０ｋＶ／ｍｍ以上、１５ｋＶ／ｍｍ以上または約２０ｋＶ／ｍｍ以上であり得る。前記絶縁破壊電圧はその数値が高いほど樹脂層が優秀な絶縁性を示すものであって、特に制限されないが、樹脂層の組成などを考慮すれば約５０ｋＶ／ｍｍ以下、４５ｋＶ／ｍｍ以下、４０ｋＶ／ｍｍ以下、３５ｋＶ／ｍｍ以下または約３０ｋＶ／ｍｍ以下であり得る。前記のような絶縁破壊電圧も樹脂層の樹脂成分の絶縁性を調節して制御することができ、例えば、樹脂層内に絶縁性フィラーを適用することによって前記絶縁破壊電圧を調節することができる。一般的に熱伝導性フィラーのうち、後述するようなセラミックフィラーは絶縁性を確保できる成分として知られている。

第１および第２フィラー含有硬化樹脂層としては、安定性を考慮して難燃性樹脂層が適用され得る。本出願で用語難燃性樹脂層は、ＵＬ ９４ Ｖ Ｔｅｓｔ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｂｕｒｎｉｎｇ Ｔｅｓｔ）でＶ−０等級を示す樹脂層を意味し得る。これを通じてバッテリーモジュールで発生し得る火災およびその他事故に対する安定性を確保することができる。

第１および第２フィラー含有硬化樹脂層は比重が５以下であり得る。前記比重は他の例示で約４．５以下、４以下、３．５以下または約３以下であり得る。このような範囲の比重を示す樹脂層は、より軽量化したバッテリーモジュールの製造に有利である。前記比重はその数値が低いほどモジュールの軽量化に有利であるため、その下限は特に制限されない。例えば、前記比重は約１．５以上または約２以上であり得る。樹脂層が前記のような範囲の比重を示すために樹脂層に添加される成分が調節され得る。例えば、フィラーの添加時に、できるだけ低い比重でも目的とする熱伝導性が確保され得るフィラー、すなわち自体の比重が低いフィラーを適用するか、表面処理がなされたフィラーを適用する方式などが使われ得る。

第１および第２フィラー含有硬化樹脂層は、できるだけ揮発性物質を含まないことが適切である。例えば、前記樹脂層は不揮発成分の比率が約９０重量％以上、９５重量％以上または約９８重量％以上であり得る。前記で不揮発成分とその比率は次の方式で規定され得る。すなわち、前記不揮発成分は、樹脂層を１００℃で１時間程度維持した後に残存する部分を不揮発成分と定義することができ、したがって前記比率は前記樹脂層の初期重量と前記１００℃で１時間程度維持した後の比率を基準として測定することができる。

第１および第２フィラー含有硬化樹脂層には、必要に応じて劣化に対して優秀な抵抗性を有することや、モジュールケースまたはバッテリーセルの表面ができる限り化学的に反応しない安定性が要求され得る。

第１および第２フィラー含有硬化樹脂層はまた、硬化過程または硬化した後に低い収縮率を有することが有利であり得る。これを通じてモジュールの製造乃至は使用過程で発生し得る剥離や空隙の発生などを防止することができる。前記収縮率は前述した効果を発揮できる範囲で適切に調節され得、例えば、５％未満、３％未満または約１％未満であり得る。前記収縮率はその数値が低いほど有利であるため、その下限は特に制限されない。

第１および第２フィラー含有硬化樹脂層はまた、低い熱膨張係数（ＣＴＥ）を有することが有利であり得る。これを通じてモジュールの製造乃至は使用過程で発生し得る剥離や空隙の発生などを防止することができる。前記熱膨張係数は前述した効果を発揮できる範囲で適切に調節され得、例えば、約３００ｐｐｍ／Ｋ未満、２５０ｐｐｍ／Ｋ未満、２００ｐｐｍ／Ｋ未満、１５０ｐｐｍ／Ｋ未満または約１００ｐｐｍ／Ｋ未満であり得る。前記熱膨張係数はその数値が低いほど有利であるため、その下限は特に制限されない。

第１および第２フィラー含有硬化樹脂層は、引張強度が適切に調節され得、これを通じて優秀な耐衝撃性などが確保されて適切な耐久性を示すモジュールの提供が可能であり得る。引張強度（ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）は、例えば、約１．０ＭＰａ以上の範囲で調節され得る。

第１および第２フィラー含有硬化樹脂層は延伸率（ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ）が適切に調節され得、これを通じて優秀な耐衝撃性などが確保されて適切な耐久性を示すモジュールの提供が可能であり得る。延伸率は、例えば、約１０％以上または約１５％以上の範囲で調節され得る。

第１および第２フィラー含有硬化樹脂層はまた、適切な硬度を示すことが有利であり得る。例えば、樹脂層の硬度が過度に高いと、樹脂層が過度に脆く（ｂｒｉｔｔｌｅ）なって信頼性に悪影響を及ぼしかねない。また、樹脂層の硬度の調節を通じて、耐衝撃性、耐振動性を確保し、製品の耐久性を確保することができる。樹脂層は、例えば、ショア（ｓｈｏｒｅ）Ａタイプでの硬度が約１００未満、９９以下、９８以下、９５以下または約９３以下であるか、ショアＤタイプでの硬度が約８０未満、７０以下または約６５以下または約６０以下であり得る。前記硬度の下限は特に制限されない。例えば、硬度はショア（ｓｈｏｒｅ）Ａタイプで硬度が６０以上であるか、ショア（ｓｈｏｒｅ）Ｄタイプでの硬度が約５以上または約１０以上程度であり得る。樹脂層の硬度は通常その樹脂層に含まれるフィラーの種類乃至比率によって左右され、過量のフィラーを含むと、通常硬度が高くなる。ただし、シリコン系樹脂が通常エポキシまたはウレタンなどの他の樹脂に比べて低い硬度を示すように、樹脂層に含まれる樹脂成分もその硬度に影響を与える。

第１および第２フィラー含有硬化樹脂層は、また、熱重量分析（ＴＧＡ）での５％重量損失（５％ ｗｅｉｇｈｔ ｌｏｓｓ）温度が４００℃以上であるか、８００℃残量が７０重量％以上であり得る。このような特性によってバッテリーモジュールの高温での安定性がより改善され得る。前記８００℃残量は他の例示で約７５重量％以上、８０重量％以上、８５重量％以上または約９０重量％以上であり得る。前記８００℃残量は他の例示で約９９重量％以下であり得る。前記熱重量分析（ＴＧＡ）は、６０ｃｍ^３／分の窒素（Ｎ_２）雰囲気下で２０℃／分の昇温速度で２５℃〜８００℃の範囲内で測定することができる。前記熱重量分析（ＴＧＡ）結果も樹脂層の組成の調節を通じて達成することができる。例えば、８００℃残量は、通常その樹脂層に含まれるフィラーの種類乃至比率によって左右され、過量のフィラーを含むと、前記残量は増加する。ただし、シリコン系樹脂が一般的にエポキシまたはウレタンなどの他の樹脂に比べて耐熱性が高いため前記残量はさらに高く、このように樹脂層に含まれる樹脂成分もその硬度に影響を与える。

一つの例示で前記バッテリーモジュールは、前記モジュールケースと前記バッテリーセルの間または前記樹脂層と前記モジュールケースの間に絶縁層をさらに含むことができる。図８は、樹脂層３０とケースの下部板１０ａ上に形成されたガイディング部１０ｄとの間に絶縁層４０が形成されている場合の例示である。絶縁層を追加することによって、使用過程で発生し得る衝撃によるセルとケースの接触による電気的短絡現象や火災発生などの問題を防止することができる。前記絶縁層は高い絶縁性と熱伝導性を有する絶縁シートを使って形成するか、あるいは絶縁性を示す物質の塗布乃至は注入によって形成することができる。例えば、後述するバッテリーモジュールの製造方法で、樹脂組成物の注入前に絶縁層を形成する過程が遂行され得る。絶縁層の形成には、いわゆるＴＩＭ（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ）等が適用されてもよい。他の方式で絶縁層は接着性物質で形成することができ、例えば、熱伝導性フィラーなどのフィラーの含量が少ないかない樹脂層を使って絶縁層を形成することもできる。絶縁層の形成に使われ得る樹脂成分としては、アクリル樹脂、ＰＶＣ（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌ ｃｈｌｏｒｉｄｅ））、ＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）等のオレフィン樹脂、エポキシ樹脂、シリコンやＥＰＤＭラバー（（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｄｉｅｎｅ ｍｏｎｏｍｅｒ ｒｕｂｂｅｒ）等のラバー成分などが例示され得るが、これに制限されるものではない。前記絶縁層は、ＡＳＴＭ Ｄ１４９に準拠して測定した絶縁破壊電圧が約５ｋＶ／ｍｍ以上、１０ｋＶ／ｍｍ以上、１５ｋＶ／ｍｍ以上、２０ｋＶ／ｍｍ以上、２５ｋＶ／ｍｍ以上または約３０ｋＶ／ｍｍ以上であり得る。前記絶縁破壊電圧はその数値が高いほど優秀な絶縁性を示すものであって、特に制限されるものではない。例えば、前記絶縁層の絶縁破壊電圧は約１００ｋＶ／ｍｍ以下、９０ｋＶ／ｍｍ以下、８０ｋＶ／ｍｍ以下、７０ｋＶ／ｍｍ以下または約６０ｋＶ／ｍｍ以下であり得る。前記絶縁層の厚さはその絶縁層の絶縁性や熱伝導性などを考慮して適正範囲に設定することができ、例えば、約５μｍ以上、１０μｍ以上、２０μｍ以上、３０μｍ以上、４０μｍ以上、５０μｍ以上、６０μｍ以上、７０μｍ以上、８０μｍ以上または約９０μｍ以上以上程度であり得る。ま
た、厚さの上限も特に制限されず、例えば、約１ｍｍ以下、約２００μｍ以下、１９０μｍ以下、１８０μｍ以下、１７０μｍ以下、１６０μｍ以下または１５０μｍ以下であり得る。

本出願は、例示的な態様である前記のような形態のバッテリーモジュールを製造する方法に関するものである。すなわち、例示的な前記製造方法は、下部板と側壁によって内部空間が形成されており、前記下部板または側壁には注入口が形成されているモジュールケース；前記内部空間に存在する複数のバッテリーセル；および前記バッテリーセルと接触しつつ、前記下部板または側壁と接触している樹脂層を含むバッテリーモジュールの製造方法であり得る。

前記製造方法でケースの具体的な構造、その材料および形態などとバッテリーセルおよび樹脂層に対する事項は、前記の通りである。ただし、前記バッテリーモジュールは、本出願の製造方法によって製造され得るモジュールの一例示であり、本出願の製造方法は、前述したモジュールの他にも製造過程で類似する注入工程が要求される製造される他のモジュールの形成にも適用され得る。

本出願の前記製造方法は、前記注入口を通じて樹脂組成物を注入する前に注入口にテープを付着する工程を含む。すなわち、前記製造方法は、前記下部板または側壁の注入口を覆うようにテープを付着する段階を含むことができる。図９は、前記テープ６００が注入口５００を覆うように付着されている下部板１００ａまたは側壁の模式図である。

本出願の製造方法では、前記のような段階に引き続き、樹脂組成物の注入装置を前記注入口に装着する。この過程で前記注入装置が前記テープを貫通して前記注入口に装着されるように、前記注入装置を装着することができる。このような過程は図１０に模式的に示されているが、前記工程は図１０のように、注入装置７００を下部板など１００ａの注入口を覆っているテープ６００に向けて進行させて遂行することができ、その結果、図１１に示されたように、前記テープが破裂しながら前記注入装置は前記テープを貫通して注入口に装着され得る。

この過程で適用される注入装置の種類は特に制限されず、樹脂組成物を注入できるノズルやその他の装置を使えばよい。

本出願の製造方法では前記のような注入装置の装着後に、該当注入装置で樹脂組成物を注入することができる。

このような方式によって前述した逆吐出現象を防止するか、逆吐出が起きるとしても注入装置の除去後にテープを除去することによって、逆吐出されている物質を簡単かつきれいに除去することができる。

本出願の製造方法で前記注入口に付着されるテープの種類は特に制限されず、適切な種類が使われ得る。例えば、前記テープは、紙、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系ポリマーフィルム、ジアセチルセルロースやトリアセチルセルロースなどのセルロース系ポリマーフィルム、ポリメチルメタクリレ−トなどのアクリル系ポリマーフィルム、ポリスチレンやアクリロニトリル／スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）等のスチレン系ポリマーフィルム、ポリカーボネート系ポリマーフィルムなどが挙げられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系乃至はノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン／プロピレン共重合体のようなポリオレフィン系ポリマーフィルム、塩化ビニル系ポリマーフィルム、ナイロンや芳香族ポリアミドなどのアミド系ポリマーフィルム、イミド系ポリマーフィルム、スルホン系ポリマーフィルム、ポリエーテルスルホン系ポリマーフィルム、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマーフィルム、ポリフェニレンスルフィド系ポリマーフィルム、ビニルアルコール系ポリマーフィルム、塩化ビニリデン系ポリマーフィルム、ピニルブチラール系ポリマーフィルム、アリレート系ポリマーフィルム、ポリオキシメチレン系ポリマーフィルム、エポキシ系ポリマーフィルム、あるいは前記ポリマーのブレンド物のフィルムなども使われ得る。このようなテープの一面に公知の粘着層を形成することによって、前記付着工程を遂行できる。また、前記フィルムの厚さも特に制限はなく、目的により適正厚さを選択すればよい。

本出願の方法で、前記注入口を覆うように付着されているテープには、注入口に比べて小さい大きさの貫通補助部位が形成されていてもよく、他の例示では前記テープを注入口に付着した後に前記貫通補助部位を形成する段階をさらに遂行してもよい。

図１２は貫通補助部位８００が形成されている場合の例示であるが、このような貫通補助部位は、例えば、テープに切れ目を入れる方式などの公知の方式で遂行できる。

このような補助部位を形成した後に注入装置を前記補助部位に向けて装着することによって、注入装置がテープをより効果的に貫通しながらテープ内に装着されるようにすることができる。

本出願の製造方法で、前記テープの付着、注入装置の装着、樹脂組成物の注入の一連の工程は、モジュールケースの内部空間にバッテリーセルが存在する状態で遂行してもよく、存在しない状態で遂行してもよいが、一般的に前記内部空間に複数のバッテリーセルが存在する状態で遂行できる。

本出願の製造方法では、前記注入過程に引き続き、付着されていたテープを除去する過程をさらに遂行できる。

また、任意の必要な工程をさらに遂行できるが、例えば、前記注入された樹脂組成物が硬化性樹脂である場合に該当樹脂組成物を硬化させる工程が進行され得、前記した通り、第１および第２樹脂層が同時に適用された構造を形成するために、下部板の注入口を通じて前記工程を遂行し、再び上部板の注入口を通じて同一工程を繰り返して遂行してもよい。

前記過程で注入される樹脂組成物の種類は特に制限されず、前述したような樹脂層を形成できるように組成されたものであれば、いずれの種類も使われ得る。例えば、前記樹脂組成物は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂、ＥＶＡ（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｖｉｎｙｌ ａｃｅｔａｔｅ）系樹脂またはシリコン系樹脂などや前記樹脂の前駆体を含むことができる。

樹脂組成物は、前述した通り接着材料であり得、また、溶剤型、水系または無溶剤型であり得るが、後述する製造工程の便宜などを考慮して無溶剤型樹脂層なのが適切であり得る。

樹脂層材料は活性エネルギー線硬化型、湿気硬化型、熱硬化型または常温硬化型などであり得、同様に後述する製造工程の便宜性などを考慮して常温硬化型であることが適切であり得る。

一例示において、前記樹脂組成物は硬化性樹脂組成物であり得る。例えば、前述した構造のバッテリーモジュールの製造のために、前記硬化性樹脂組成物には次のような物性が要求される。まず、必要に応じて揺変性を確保したり、熱伝導性を確保するために、前記樹脂組成物には非常に多量のフィラーが含まれ得るが、このような場合にも注入工程性などの確保のために、樹脂組成物が前述したような十分な低粘度を示す必要がある。また、単に低粘度だけを示すと、同様に工程性の確保が困難であるため、適切な揺変性が要求され、硬化して優秀な接着力を示しつつも、硬化自体は常温で進行されることが必要であり得る。

本出願ではこのような特性を確保する樹脂組成物として、ウレタン系樹脂組成物を適用することができる。すなわち、前記樹脂層は、ウレタン系樹脂層、すなわちウレタン樹脂を、樹脂成分のうち主成分として含む樹脂層であり得る。

ウレタン系樹脂組成物は、少なくともポリオールなどを含む主剤組成物部；および少なくともイソシアネート化合物を含む硬化剤組成物部を含む二液型であり得、このような二液型を配合して樹脂組成物を調製し、これを硬化させて前記樹脂層を形成することができる。

例えば、スタティックミキサーなどの公知のミキサーを適用して前記主剤組成物部と硬化剤組成物を混合した後に、混合物を前記注入装置を通じて注入することができる。

したがって、前記ウレタン樹脂層は、少なくとも前記ポリオール由来単位と前記ポリイソシアネート由来単位を含むことができる。このような場合、前記ポリオール由来単位は前記ポリオールが前記ポリイソシアネートとウレタン反応して形成される単位であり、ポリイソシアネート由来単位は前記ポリイソシアネートが前記ポリオールとウレタン反応して形成される単位であり得る。

ウレタン系樹脂組成物としては、前記物性の確保のために、少なくとも主剤組成物に含まれるポリオールとして、非結晶性であるか、十分に結晶性の低いポリオールを含む樹脂組成物が適用され得る。

前記で用語非結晶性は、ＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）分析で結晶化温度（Ｔｃ）と溶融温度（Ｔｍ）が観察されない場合を意味し、このとき、前記ＤＳＣ分析は１０℃／分の速度で−８０℃〜６０℃の範囲内で遂行することができ、例えば、前記速度で２５℃から６０℃に昇温後に再び−８０℃に減温し、再び６０℃に昇温する方式で測定することができる。また、前記で十分に結晶性が低いとは、前記ＤＳＣ分析で観察される溶融点（Ｔｍ）が約２０℃以下、約１５℃以下、１０℃以下、５℃以下、０℃以下、−５℃以下、−１０℃以下または約−２０℃以下程度である場合を意味する。前記で溶融点の下限は特に制限されず、例えば、前記溶融点は、約−８０℃以上、−７５℃以上または約−７０℃以上程度であり得る。

前記のようなポリオールとしては、後述するエステル系ポリオールが例示され得る。すなわち、エステル系ポリオールのうち、カルボン酸系ポリオールやカプロラクトン系ポリオール、具体的には、後述する構造のポリオールは前述した特性を効果的に充足させる。

一般的にカルボン酸系ポリオールは、ジカルボン酸とポリオール（ｅｘ．ジオールまたはトリオールなど）を含む成分をウレタン反応させて形成し、カプロラクトン系ポリオールはカプロラクトンとポリオール（ｅｘ．ジオールまたはトリオールなど）を含む成分をウレタン反応させて形成するが、この時、各成分の種類および比率の調節を通じて前述した物性を満足するポリオールを構成することができる。

一例示において、前記ポリオールは、下記の化学式１または２で表示されるポリオールであり得る。

化学式１および２でＸはジカルボン酸由来単位であり、Ｙはポリオール由来単位、例えば、トリオールまたはジオール単位であり、ｎおよびｍは任意の数である。

前記でジカルボン酸由来単位はジカルボン酸がポリオールとウレタン反応して形成された単位であり、ポリオール由来単位はポリオールがジカルボン酸またはカプロラクトンとウレタン反応して形成された単位である。

すなわち、ポリオールのヒドロキシ基とジカルボン酸のカルボキシ基が反応すれば、縮合反応によって水（Ｈ_２Ｏ）分子が脱離されながら、エステル結合が形成されるが、前記化学式１のＸは、前記ジカルボン酸が前記縮合反応によってエステル結合を形成した後に前記エステル結合部分を除いた部分を意味し、Ｙは同様に前記縮合反応によってポリオールがエステル結合を形成した後にそのエステル結合を除いた部分であり、前記エステル結合は化学式１に表示されている。

また、化学式２のＹもポリオールがカプロラクトンとエステル結合を形成した後にそのエステル結合を除いた部分を表す。

一方、前記でＹのポリオール由来単位がトリオール単位のように、３個以上のヒドロキシ基を含むポリオールから由来した単位である場合には、前記化学式の構造でＹ部分が分枝が形成された構造が具現され得る。

前記化学式１のＸのジカルボン酸由来単位の種類は特に制限されないが、単位、目的とする物性の確保のために、フタル酸単位、イソフタル酸単位、テレフタル酸単位、トリメリット酸単位、テトラヒドロフタル酸単位、ヘキサヒドロフタル酸単位、テトラクロロフタル酸単位、シュウ酸単位、アジピン酸単位、アゼライン酸単位、セバシン酸単位、コハク酸単位、リンゴ酸単位、グルタル酸単位、マロン酸単位、ピメリン酸単位、スベリン酸単位、２，２−ジメチルコハク酸単位、３，３−ジメチルグルタル酸単位、２，２−ジメチルグルタル酸単位、マレイン酸単位、フマル酸単位、イタコン酸単位および脂肪酸単位からなる群から選択されたいずれか一つの単位であり得、硬化樹脂層のガラス転移温度を考慮して芳香族ジカルボン酸由来単位よりは脂肪族ジカルボン酸由来単位が有利である。

一方、化学式１および２でＹのポリオール由来単位の種類は特に制限されないが、単位、目的とする物性の確保のために、エチレングリコール単位、プロピレングリコール単位、１，２−ブチレングリコール単位、２，３−ブチレングリコール単位、１，３−プロパンジオール単位、１，３−ブタンジオール単位、１，４−ブタンジオール単位、１，６−ヘキサンジオール単位、ネオペンチルグリコール単位、１，２−エチルヘキシルジオール単位、１、５−ペンタンジオール単位、１，１０−デカンジオール単位、１３−シクロヘキサンジメタノール単位、１，４−シクロヘキサンジメタノール単位、グリセリン単位およびトリメチロールプロパン単位からなる群から選択されるいずれか一つまたは２個以上であり得る。

一方、前記化学式１でｎは任意の数であり、その範囲は目的とする物性を考慮して選択され得、例えば、約２〜１０または２〜５であり得る。

また、前記化学式２でｍは任意の数であり、その範囲は目的とする物性を考慮して選択され得、例えば、約１〜１０または１〜５であり得る。

化学式１および２でｎとｍが過度に大きくなると、ポリオールの結晶性の発現が強くなり得る。

前記のようなポリオールの分子量は、目的とする低粘度特性や耐久性または接着性などを考慮して調節され得、例えば、約３００〜２０００の範囲内であり得る。本明細書で言及する分子量は、例えばＧＰＣ（Ｇｅｌ Ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈ）を使って測定した重量平均分子量であり得、本明細書で特に別途に規定しない限り、高分子の分子量は重量平均分子量を意味する。

ウレタン系樹脂組成物の硬化剤組成物部に含まれるポリイソシアネートの種類は特に制限されないが、目的とする物性の確保のために指環族系列であることが有利であり得る。

すなわち、前記ポリイソシアネートは、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ポリエチレンフェニレンポリイソシアネート、キシレンジイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネートおよびトリフェニルメタントリイソシアネートなどのような芳香族ポリイソシアネート化合物や；ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネートメチル、エチレンジイソシアネート、プロピレンジイソシアネートまたはテトラメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネート；トランスシクロヘキサン−１，４−ジイソシアネート、イソボロンジイソシアネート、ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサンジイソシアネートまたはジシクロヘキシルメタンジイソシアネートなどの指環族ポリイソシアネート；または前記のうちいずれか一つまたは２個以上のカルボジイミド変成ポリイソシアネートまたはイソシアヌレート変成ポリイソシアネート；などを使用できるが、芳香族以外のポリイソシアネートの適用が適切である。

樹脂組成物内で前記ポリオールとポリイソシアネートの比率は特に制限されず、それらのウレタン反応が可能であるように適切に制御される。

樹脂層に後述するフィラー、難燃剤などのその他成分を含ませるためには、前記樹脂組成物の主剤および／または硬化剤組成物部に目的とする添加剤を配合して硬化させればよい。

したがって、樹脂組成物は前述した、熱伝導性、絶縁性、耐熱性（ＴＧＡ分析）または比重などを考慮してフィラーを含むことができる。必要な場合に適切なフィラーの使用を通じて、前述した範囲の熱伝導度などを確保することができる。一つの例示において、少なくとも熱伝導性のフィラー含有硬化樹脂層に含まれる前記フィラーは、熱伝導性フィラーであり得る。本出願で用語熱伝導性フィラーは、熱伝導度が約１Ｗ／ｍＫ以上、５Ｗ／ｍＫ以上、１０Ｗ／ｍＫ以上または約１５Ｗ／ｍＫ以上の素材を意味する。前記熱伝導性フィラーの熱伝導度は約４００Ｗ／ｍＫ以下、３５０Ｗ／ｍＫ以下または約３００Ｗ／ｍＫ以下であり得る。使われ得る熱伝導性フィラーの種類は特に制限されないが、絶縁性などを考慮してセラミックフィラーを適用することができる。例えば、アルミナ、ＡｌＮ（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｎｉｔｒｉｄｅ）、ＢＮ（ｂｏｒｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ）、窒化ケイ素（ｓｉｌｉｃｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ）、ＳｉＣまたはＢｅＯなどのようなセラミック粒子が使われ得る。また、樹脂層の絶縁特性が確保され得るのであれば、グラファイト（ｇｒａｐｈｉｔｅ）等の炭素フィラーの適用も考慮することができる。樹脂組成物内に含まれる前記フィラーの形態や比率は特に制限されず、樹脂組成物の粘度、樹脂層内での沈降可能性、目的とする熱抵抗乃至は熱伝導度、絶縁性、充填効果または分散性などを考慮して選択され得る。一般的にフィラーのサイズが大きくなるほど樹脂組成物の粘度が高くなり、樹脂層内でフィラーが沈降する可能性が高くなる。また、サイズが小さくなるほど熱抵抗が高くなる傾向がある。したがって、前記のような点を考慮して適正種類のフィラーが選択され得、必要であれば２種以上のフィラーを使うこともできる。また、充填される量を考慮すると、球型のフィラーを使うことが有利であるが、ネットワークの形成や伝導性などを考慮して針状や板状などのような形態のフィラーも使われ得る。一つの例示において、前記樹脂層は平均、が約０．００１μｍ〜約８０μｍの範囲内にある熱伝導性フィラーを含むことができる。前記フィラーの平均粒径は他の例示で約０．０１μｍ以上、０．１以上、０．５μｍ以上、１μｍ以上、２μｍ以上、３μｍ以上、４μｍ以上、５μｍ以上または約６μｍ以上であり得る。前記フィラーの平均粒径は他の例示で約７５μｍ以
下、７０μｍ以下、６５μｍ以下、６０μｍ以下、５５μｍ以下、５０μｍ以下、４５μｍ以下、４０μｍ以下、３５μｍ以下、３０μｍ以下、２５μｍ以下、２０μｍ以下、１５μｍ以下、１０μｍ以下または約５μｍ以下であり得る。

熱伝導性である樹脂層または樹脂組成物に含まれるフィラーの比率は、前述した特性、例えば、熱伝導度、絶縁性などが確保されるように、樹脂層の特性を考慮して選択され得る。例えば、前記フィラーは、樹脂層または樹脂組成物の樹脂成分またはその前駆体１００重量部対比約５０〜約２，０００重量部の範囲内で含まれ得る。前記フィラーの重量部は他の例示で約１００重量部以上、約１５０重量部以上、２００重量部以上、２５０重量部以上、３００重量部以上、３５０重量部以上、４００重量部以上、５００重量部以上、５５０重量部以上、６００重量部以上または約６５０重量部以上であり得る。

したがって、前記フィラーの前記樹脂組成物での比率は前記の内容にしたがって調節され得る。

熱伝導性でないフィラー含有硬化樹脂層にも、目的により、例えば、揺変性の確保のためにフィラーが含まれ得る。この場合、前記フィラーは熱伝導性である必要がなく、その比率も適切な揺変性が確保される限り、特に多いことが要求されはしない。

この樹脂層に含まれるフィラーの種類は特に制限されないが、例えば、フュームドシリカ、クレーまたは炭酸カルシウムなどであり得る。もちろん必要な場合に前記樹脂層または樹脂組成物にも前述した熱伝導性フィラーのうち、適切な種類が少量含まれてもよい。前記フィラーの形態や比率は特に制限されず、樹脂組成物の粘度、樹脂層内での沈降可能性、揺変性、絶縁性、充填効果または分散性などを考慮して選択され得る。前記のように樹脂組成物の粘度、フィラーの沈降可能性や熱抵抗などを考慮して適正種類のフィラーが選択され得、必要であれば２種以上のフィラーを使うこともできる。一つの例示で前記樹脂層に含まれるフィラーの平均粒径は約０．００１μｍ〜約８０μｍの範囲内にあり得る。前記フィラーの平均粒径は他の例示で約０．０１μｍ以上、０．１以上、０．５μｍ以上、１μｍ以上、２μｍ以上、３μｍ以上、４μｍ以上、５μｍ以上または約６μｍ以上であり得る。前記フィラーの平均粒径は他の例示で約７５μｍ以下、７０μｍ以下、６５μｍ以下、６０μｍ以下、５５μｍ以下、５０μｍ以下、４５μｍ以下、４０μｍ以下、３５μｍ以下、３０μｍ以下、２５μｍ以下、２０μｍ以下、１５μｍ以下、１０μｍ以下または約５μｍ以下であり得る。

前記熱伝導性が低い樹脂層または樹脂組成物に含まれるフィラーの比率は、目的とする揺変性などを考慮して選択され得る。例えば、前記フィラーは、樹脂層または樹脂組成物の樹脂成分１００重量部対比約１００〜約３００重量部の範囲内で含まれ得る。

樹脂層または樹脂組成物は、必要であれば、粘度の調節、例えば粘度を高くしたりあるいは低くするために、またはせん断力による粘度の調節のために、粘度調節剤、例えば、揺変性付与剤、希釈剤、分散剤、表面処理剤またはカップリング剤などをさらに含んでいてもよい。

揺変性付与剤は樹脂組成物のせん断力による粘度を調節してバッテリーモジュールの製造工程が効果的に行われるようにすることができる。使用できる揺変性付与剤としては、フュームドシリカなどが例示され得る。

希釈剤または分散剤は通常樹脂組成物の粘度を低くするために使われるものであって、前記のような作用を示すことができるものであれば、業界で公知とされている多様な種類のものを制限なく使うことができる。

表面処理剤は樹脂層に導入されているフィラーの表面処理のためのものであって、前記のような作用を示すことができるものであれば、業界で公知とされている多様な種類のものを制限なく使うことができる。

カップリング剤の場合は、例えば、アルミナのような熱伝導性フィラーの分散性を改善するために使われ得、前記のような作用を示すことができるものであれば、業界で公知とされている多様な種類のものを制限なく使うことができる。

樹脂層または樹脂組成物は難燃剤または難燃補助剤などをさらに含むことができる。このような樹脂層または樹脂組成物は難燃性樹脂層を形成することができる。難燃剤としては、特に制限なく公知の多様な難燃剤が適用され得、例えば、固相のフィラー形態の難燃剤や液状難燃剤などが適用され得る。難燃剤としては、例えば、メラミンシアヌレート（ｍｅｌａｍｉｎｅ ｃｙａｎｕｒａｔｅ）等のような有機系難燃剤や水酸化マグネシウムなどのような無機界難燃剤などがあるが、これに制限されるものではない。

樹脂層または樹脂組成物に充填されるフィラーの量が多い場合、液状タイプの難燃材料（ＴＥＰ、Ｔｒｉｅｔｈｙｌ ｐｈｏｓｐｈａｔｅまたはＴＣＰＰ、ｔｒｉｓ（１，３−ｃｈｌｏｒｏ−２−ｐｒｏｐｙｌ）ｐｈｏｓｐｈａｔｅなど）を使うこともできる。また、難燃相乗剤の作用ができるシランカップリング剤が追加されてもよい。

本出願では逆吐出現状が発生することなく、簡単な工程と低費用でバッテリーモジュールを製造する方法を提供することができる。

逆吐出現象を示す写真。 例示的なモジュールケースを示す図面。 モジュールケース内にバッテリーセルが収納されている形態を示した図面。 注入口と観察ホールが形成された例示的な下部板の図面。 バッテリーセルで使われ得る例示的なバッテリーパウチを示した図面 バッテリーセルで使われ得る例示的なバッテリーパウチを示した図面。 例示的なバッテリーモジュールの構造を示した図面。 例示的なバッテリーモジュールの構造を示した図面。 注入口を覆うようにテープが付着している形態の模式図。 注入装置を注入口に装着する過程の模式図。 注入口に装着された注入装置を示した図面。 テープに貫通補助部が形成された場合の模式図。

以下、実施例および比較例を通じて本出願のバッテリーモジュールを説明するが、本出願の範囲は下記に提示された範囲によって制限されるものではない。

１．樹脂組成物の粘度
樹脂組成物の粘度は、流変物性測定機（ＡＲＥＳ）を使って常温で０．０１〜１０．０／ｓまでのせん断速度（ｓｈｅａｒ ｒａｔｅ）条件で測定した。実施例で言及した粘度はせん断速度２．５／ｓの地点での粘度であり、せん断速度が１．０／ｓである地点と１０．０／ｓである地点での粘度の比を通じてＴＩ（ｔｈｉｘｏｔｒｏｐｉｃ ｉｎｄｅｘ）を定めることができる。

実施例１．

樹脂組成物の製造
樹脂組成物としては、２液型ウレタン系接着剤組成物を使った。主剤組成物として、前記化学式２で表示されるカプロラクトン系ポリオールとして、繰り返し単位の数（化学式２のｍ）が約１〜３程度の水準であり、ポリオール由来単位（化学式２のＹ）として、エチレングリコールとプロピレングリコール単位を含むポリオールを含む主剤組成物（粘度：約３５０，０００〜４００，０００ｃＰ、常温、２．５／ｓせん断速度基準）を使用し、硬化剤組成物（粘度：約２７０，０００〜３００，０００ｃＰ、常温、２．５／ｓせん断速度基準）としては、ポリイソシアネート（ＨＤＩ、Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ、ヘキサメチレンジイソシアネート）を含む組成物を使った。前記樹脂組成物にはフィラーとして、揺変性を確保するために、炭酸カルシウムを前記主剤および硬化剤組成物合計固形分１００重量部対比約２８０重量部程度の重量比率となるように、主剤および硬化剤組成物に同量で分割配合した。樹脂層の形成には前記主剤および硬化剤組成物を当量を合わせて配合して使った。実施例で記述された主剤および硬化剤組成物の粘度は、フィラーが配合された状態での粘度である。

バッテリーモジュールの製造
図２のような形状のモジュールケースとして、アルミニウムで製造された下部板、側壁および上部板を有するモジュールケースを使った。前記モジュールケースの下部板の内側面には、バッテリーセルの装着をガイドするガイディング部が形成されており、前記モジュールケースの下部板の中心部には図４に示したように、樹脂組成物の注入のための注入口５０ａが一定の間隔で形成されており、末端には観察ホール５０ｂが形成されている。モジュールケース内にバッテリーパウチを複数個積層したパウチの束を収納した。引き続き、前記モジュールケースの上面に上部板を覆った。その後、図９に示したように下部板１００ａの注入口５００を覆うようにテープ６００を付着し、中心部に小さい切れ目を入れて図１２に示したような補助部を形成した。前記でテープ６００としては、厚さが約３０μｍ〜約５０μｍ程度であるＰＥＴ（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリエチレンテレフタレート）基材フィルムの一面にアクリル粘着剤が形成されているテープを使った。

引き続き、注入ノズルを図１０に示した方式で前記テープの切れ目部位に向けて移動させて図１１に示した形態で装着した後、前記樹脂組成物を注入した。前記注入は注入される樹脂組成物が観察ホールまで到達するのが確認されるまで遂行した。注入完了後に注入装置を除去した後、テープも除去した。

その結果、注入口部位に全く逆吐出された樹脂組成物の成分は存在しなかったし、このような一連の工程は２０秒未満で行われた。

比較例１．
テープを付着せず、すぐに注入装置を使って樹脂組成物を注入したことを除いては、実施例１と同じ方式でバッテリーモジュールを製造した。その結果、図１に記載されたような逆吐出現象が観察された。このため、前記逆吐出された樹脂組成物を溶剤で除去する過程で、樹脂組成物内のフィラーによってケースの表面が研がれてケースの表面が黒く変わる現象が観察されたし、その除去にも２０分以上の時間が遂行された

比較例２．
実施例１と同様にしてテープを付着するものの、そのテープにはあらかじめ孔を注入口の形状に合わせて打ち抜き、打ち抜かれた孔が注入口に合うようにテープを付着した。すなわち、前記例示ではテープが注入口を覆っていない状態であった。このような方式によっても注入口の周囲に依然として残存する樹脂組成物が観察されたし、これを除去する過程で、同様に樹脂組成物内のフィラーによってケースの表面が研がれてケースの表面が黒く変わる現象が観察された。また、比較例１に比べて残存する樹脂組成物の量が少なかったため除去に時間は短縮されたが、それも１０分程度の時間が必要とされた。

１０ モジュールケース
１０ａ 下部板
１０ｂ 側壁
１０ｃ 上部板
１０ｄ ガイディング部
２０ バッテリーセル
３０ 樹脂層
４０ 絶縁層
５０ａ 注入口
５０ｂ 観察ホール
１００、１００ａ 下部板
１１０ 電極組立体
１２０ 外装材
１２１ 上部パウチ
１２２ 下部パウチ
５００ 注入口
６００ テープ
７００ 注入装置
８００ 貫通補助部位
Ｅ 末端面
Ｉ 内部空間
Ｓ シーリング部
ＣＷ 冷却媒体
Ｈ 熱

Claims (12)

1. 下部板と側壁によって内部空間が形成されており、前記下部板または側壁には注入口が形成されているモジュールケース；前記内部空間に存在する複数のバッテリーセル；および前記バッテリーセルと接触しながら前記下部板または側壁と接触している樹脂層を含むバッテリーモジュールの製造方法であって、
   前記下部板または側壁の注入口を覆うようにテープを付着する段階；樹脂組成物の注入装置が前記テープを貫通して前記注入口に装着されるように、前記注入装置を装着する段階；および装着された注入装置で樹脂組成物を注入する段階を含む、バッテリーモジュールの製造方法。
2. 注入口は、側壁または下部板の全体の長さの１／４〜３／４地点に形成されている、請求項１に記載のバッテリーモジュールの製造方法。
3. 注入口を覆うように付着されるテープは、ポリエステルフィルム、アクリルフィルム、ポリオレフィンフィルム、紙、セルロース系ポリマーフィルム、ポリスチレンフィルムまたはポリカーボネート系フィルムを含む、請求項１または２に記載のバッテリーモジュールの製造方法。
4. 注入口を覆うように付着されているテープには注入口に比べて小さい大きさの貫通補助部が形成されているか、前記テープを注入口に付着した後に前記貫通補助部を形成する段階をさらに遂行する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールの製造方法。
5. 注入装置を貫通補助部に向けて注入口に装着する、請求項４に記載のバッテリーモジュールの製造方法。
6. 樹脂組成物の注入は、内部空間に複数のバッテリーセルが存在する状態で遂行する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールの製造方法。
7. 樹脂組成物の注入後にテープを除去する工程をさらに遂行する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールの製造方法。
8. 注入される樹脂組成物の常温粘度は２．５／ｓせん断速度で４００ｃＰ以下である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールの製造方法。
9. 樹脂組成物は常温硬化型樹脂組成物である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールの製造方法。
10. 樹脂組成物は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂、ＥＶＡ系樹脂またはシリコン系樹脂である樹脂成分を含むか、または前記樹脂のうちいずれか一つ以上の前駆体を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載のバッテリーモジュールの製造方法。
11. 樹脂組成物はフィラーをさらに含む、請求項１０に記載のバッテリーモジュールの製造方法。
12. 樹脂組成物は、樹脂成分または前駆体１００重量部対比５０〜２，０００重量部の範囲内のフィラーを含む、請求項１１に記載のバッテリーモジュールの製造方法。

Images