KR101481222B1 - 배터리 모듈용 발열 시트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단위 시트를 하나 이상 포함하는 발열 시트 및 배터리 셀(cell)을 포함하는 배터리 모듈에 대한 것이다. 본 발명의 발열 시트는 배터리 셀을 빠른 속도로 가열하면서도, 배터리 셀로 전기가 흐르는 것을 방지할 수 있다.

Description

배터리 모듈용 발열 시트{HEATING SHEET FOR BATTERY MODULE}

본 발명은 전기 자동차의 배터리 모듈에 사용되는 발열 시트에 대한 것이다. 또한 본 발명은 상기 발열 시트를 이용한 배터리 모듈에 대한 것이다.

태양광 발전 및 전기 자동차에 사용되는 배터리는 기온이 낮아지는 동절기에는 방전 효율이 낮아지는 문제점이 있다. 즉, 기온이 -20 ℃ 이하로 낮으면 배터리의 방전 효율이 50 % 이하로 낮아지며, 주위 온도가 -10 ℃ 이하인 환경에서 배터리는 전해질 내 이온의 이동도가 낮아져, 전류의 흐름이 나빠지고 동시에 배터리의 출력이 떨어지게 된다. 특히, 전기 자동차(EV car)의 경우 완전 충전된 상태에서 외부에 주차하게 되면, 외부 기온에 의해 전해질이 딱딱해지는데, 이는 배터리의 장기 수명에도 문제를 일으키게 된다. 그러므로 배터리의 수명과 효율이 일정하게 유지되기 위해서는 겨울에도 일정 온도를 유지시켜줄 필요가 있다.

종래에는 이를 위하여 PTC 히터를 이용하여 배터리를 가열시켜 주었는데(한국공개공보 10-2011-0062276호), 이는 외부의 PTC 히터로 공기를 가열시킨 후 Fan을 이용하여 가열된 공기를 배터리에 불어넣거나, 배터리 셀에 부착한 PTC 히터로 공기를 가열시키는 것이다. 그러나 PTC 히터를 이용한 배터리 가열은 일반적으로 복수 개의 배터리 셀이 사용되는 배터리 모듈을 균일하게 가열하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 배터리 셀들을 균일하게 가열시킬 수 있으면서도, 온도 상승률이 높고, 배터리 셀과의 밀착력이 좋아 자동차 주행 시 배터리 셀과의 충격이 완화된 발열 시트를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

단위 시트를 복수 개 포함하는 발열 시트로,

상기 단위 시트는 면상 발열체를 포함하고,

각각의 단위 시트들은 전극에 의하여 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈용 발열 시트를 제공한다.

또한 본 발명은,

단위 시트를 복수 개 포함하는 발열 시트로, 상기 단위 시트는 면상 발열체를 포함하며, 각각의 단위 시트들은 전극에 의하여 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 발열 시트;및

배터리 셀(cell)을 포함하는 배터리 모듈을 제공한다.

본 발명의 발열 시트는 전류가 배터리 셀로 흐르는 위험이 없이 배터리 셀의 온도를 효율적으로 상승시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 발열 시트(100)의 구조를 나타낸다.
도 2는 단위 시트(110)의 단면을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 배터리 모듈(300)을 나타낸다.
도 4는 단순한 면상인 발열 시트를 이용한 배터리 모듈을 나타낸다.

본 발명은,

단위 시트를 복수 개 포함하는 발열 시트로,

상기 단위 시트는 면상 발열체를 포함하고, 각각의 단위 시트들은 전극에 의하여 서로 연결되어 있는 특징으로 하는 배터리 모듈용 발열 시트에 대한 것이다.

또한 본 발명은,

단위 시트를 복수 개 포함하는 발열 시트로, 상기 단위 시트는 면상 발열체를 포함하며, 각각의 단위 시트들은 전극에 의하여 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 발열 시트;및

배터리 셀(cell)을 포함하는 배터리 모듈에 대한 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 발열 시트 및 이를 포함하는 배터리 모듈에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

발열 시트(100)

본 발명의 발열 시트(100)는 단위 시트(110)를 포함한다. 바람직하게는 본 발명의 발열 시트(100)는 복수 개의 단위 시트(110)를 포함하며, 각각의 단위 시트(110)들은 서로 일렬로 연결되어 있다. 바람직하게는 본 발명의 단위 시트(110)들은 단위 시트 연결용 전극(120)에 의하여 일렬로 연결되어 있다(도 1). 이때, 일렬로 연결이란 단위 시트-전극-단위 시트-전극-단위 시트~의 순서로 연결되었다는 것을 의미한다. 바람직하게는 본 발명의 발열 시트(100)는 배터리 모듈용 발열 시트이며, 더욱 바람직하게는 본 발명의 발열 시트(100)는 자동차 배터리 모듈용 발열 시트이다.

본 발명의 발열 시트(100)는 단위 시트(110)를 복수 개 포함한다. 바람직하게는 본 발명의 발열 시트(100)는 단위 시트(110)를 3 내지 50개 포함하며, 더욱 바람직하게는 7 내지 11개 포함한다.

본 발명의 발열 시트는 히터임에도 불구하고 부성저항이 발생하지 않아 전기 자동차에서 시동이 꺼지는 현상이 발생하지 않으며, 기존의 wire 히터 대비 80%의 전력으로 배터리의 온도를 상승시킬 수 있을 뿐 아니라, 동일한 온도로 상승시키는데 소비되는 시간 역시 기존의 wire 히터보다 훨씬 짧다. 아울러, 본 발명의 발열 시트는 배터리 셀과의 직접적인 접촉을 통한 열전도 방식으로 배터리 셀을 가열하는바, 기존의 PTC 히터 등과 같이 가열된 공기의 대류를 통한 열 전달 방식에 비하여 소모 전력이 적고 열 효율이 좋다.

또한 본 발명의 발열 시트는 얇고 가벼워 경량화가 요구되는 전기 자동차의 부품으로서 적합하다.

단위 시트(110)

본 발명의 단위 시트(110)는 단위 시트 연결용 전극(120)에 의하여 전력을 공급받으며, 배터리 셀(200)에 열을 전달하여, 배터리 셀(200)의 온도를 올리게 된다.

본 발명의 단위 시트(110)는,

면상 발열체(111);

상기 면상 발열체(111)의 양면에 위치한 절연 점착층(112);및

상기 절연 점착층 상에 위치하며, 상기 면상 발열체과는 반대 방향에 위치하는 열 전달층(113)을 포함한다(도 2).

본 발명의 단위 시트(110)는 인접한 물체, 본 발명의 경우 배터리 셀의 표면을 발열 시작 2분 이내에 30 ℃ 이상, 바람직하게는 30 ℃ ~ 65 ℃ 상승시킬 수 있다. 또한 본 발명의 단위 시트(110)는 온도 조절부를 포함할 수 있으며, 상기 온도 조절부는 단위 시트(110)의 온도가 40 ℃에 도달 시 발열 시트로의 전력 공급을 차단할 수 있다. 바람직하게는 상기 온도 조절부는 단위 시트(110)의 온도가 35 ℃에 도달 시 발열 시트로의 전력 공급을 차단할 수 있다. 상기 온도 조절부는 열 전달층(113)에 위치하는 것이 바람직하며, 본 발명의 단위 시트는 균일하게 가열이 되기 때문에 열 전달층(113)의 임의의 곳에 위치하면 된다.

단위 시트의 크기는 배터리 셀의 크기에 따라 달라질 수 있다. 그러나 본 발명의 단위 시트는 가로(d)의 길이가 150~480 mm이고, 세로(l)의 길이가 60~370 mm인 것이 바람직하다. 가로의 길이가 150mm 미만이거나 세로의 길이가 60 mm 미만인 경우, 배터리 셀을 균일하게 가열하지 못할 가능성이 있으며, 가로의 길이가 480mm를 초과하거나 세로의 길이가 380 mm를 초과하는 경우 배터리 셀의 면적이 좁은 면으로 단위 시트가 휘게 될 위험이 있다. 이 때, 단위 시트의 가로(d)는 단위 시트의 면적이 넓은 면에 있어서, 긴 모서리를 가리키며, 세로(l)은 짧은 모서리를 가리킨다.

한편, 본 발명의 단위 시트는 가로(d)의 길이가 배터리 셀(200)의 면적이 넓은 면의 긴 모서리의 길이 15mm 인 것이 바람직하며, 단위 시트의 세로(l)의 길이는 배터리 셀(200)의 면적이 넓은 면의 짧은 모서리의 길이 15mm 인 것이 바람직하다. 단위 시트의 크기가 이보다 작은 경우 배터리 셀을 균일하게 가열하지 못하게 되며, 단위 시트의 크기가 이보다 큰 경우, 배터리 셀의 면적이 좁은 면으로 단위 시트가 휘게 될 수 있다.

면상 발열체(111)

본 발명의 면상 발열체(111)는 베이스 필름(111a), 발열층(111b) 및 전극층(111c)이 순서대로 적층된 구조를 갖는다.

베이스 필름(111a)

베이스 필름(111a)은 양면에 프라이머(Primer)가 처리된 BOPET(Biaxially-oriented polyethylene terephthalate), PI(polyimide), OPS(Oriented Polystyrene), OPP(oriented polypropylene), PEI(polyethyleneimine), PPS(Polyphenylene sulfide), PEN(Polyethylene naphthalate) 및 PES(Poly(ether sulfones))로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으며, 절연성을 갖는다.

상기 베이스 필름(111a)은 10~100 ㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 베이스 필름의 두께가 10 ㎛ 미만인 경우, 그 위에 적층될 발열층을 인쇄 후 건조 과정에서 열안정성 부족으로 필름층의 평할도를 유지하기 어렵다. 또한 베이스 필름의 두께가 100 ㎛를 초과할 경우, 발열층의 열을 열 전달층에 전달하는 효율이 낮아진다.

발열층(111b)

본 발명의 발열층(111b)은 전도성 고분자를 포함한다. 본 발명의 발열층(111b)은 전도성 고분자를 포함하는 페이스트를 베이스 기재 상에 코팅하여 제조하며, 이 때 그라비에(Gravure) 방식을 이용하는 것이 바람직하다.

상기 전도성 고분자는 탄소나노튜브, 카본 블랙, 그래핀, 그래파이트로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하며, 이들을 둘 이상 혼합하여 사용할 수도 있다. 바람직하게는 상기 전도성 고분자는 탄소나노튜브이다.

상기 발열층의 두께는 2 ~ 10㎛ 인 것이 바람직하다. 두께가 2㎛ 이하일 경우는 발열층의 균일한 두께 유지가 어렵고, 12 ~ 380 Volt 의 전압에서 10⁶Ω저항 이상이 나와 발열체로 작동하기 어렵다. 또한 두께 10㎛ 이상일 경우는 단단한 발열층에 크랙(crack)이 발생하게 된다.

전극층(111c)

본 발명의 전극층(111c)은 전극 간의 간격을 조절함으로써, 최종 제품의 저항을 조절한다. 이때 전극 간의 간격은 4~16 mm인 것이 바람직한데, 전극 간의 간격이 4mm 미만인 경우 마치 와이어 히터(wire heater)처럼 되어 면 발열체가 아닌 선 발열체처럼 된다. 이 경우, 배터리 셀 표면에 국부적으로 열 공급이 증가하게 되어 배터리 셀의 폭발 가능성이 생기게 된다. 또한 전극 간의 간격이 16 mm를 초과할 경우, 배터리 셀의 표면의 온도를 균일하게 상승시키기 어렵게 되어, 역시 배터리 셀이 폭발할 위험이 있다.

배터리 발열 시트에서 선택할 수 있는 인가 전압은 12 볼트, 24 볼트, 110 볼트, 220 볼트, 360 볼트, 380 볼트이다. 본 발명에서는 발열층(111b)의 면저항과 전극의 간격으로 조절하여 저항을 결정하고, 시간 당 온도 상승률을 계산하여 전력을 결정하게 된다.

예컨대, 12 볼트 기준으로 전극층(111c)의 면 저항은 3.5 mΩ/□ 이하로 유지하여, 전극층(111c)에 전류가 흐르도록 한다. 또한 상기 전압에서 발열층(111b)과 전극층(111c)의 구성으로 결정된 발열층(111b)의 전력은 발열층의 크기가 100mm(L)*100mm(W) 일 때, 10~50와트가 바람직하다. 전력이 10와트 미만이 되면 배터리 셀(200)의 온도를 충분히 올려주지 못하게 되고, 전력이 50와트를 초과할 경우 면상 발열체(111)의 온도가 2분 이내에 300 ℃ 이상 상승하게 되어, 베이스 필름(111a)이 녹고 배터리(200)에서 불이 날 수 위험이 있다.

본 발명의 전극층(111c)은 스크린 프린팅을 이용하여 발열층(111b)에 패터닝하여 형성할 수 있다. 전극층(111c)의 소재로는 Ag, Cu 등을 사용할 수 있다.

절연 점착층(112)

본 발명의 절연 점착층(112)은 그 상부에 위치하는 열 전달층(113)을 전기적으로 절연시킴과 동시에, 면상 발열체(111)에서 발생한 열을 상기 열 전달층(113)에 전달하는 역할을 한다.

상기 절연 점착층(112)은 아크릴계, 실리콘(Silicone)계 또는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate)계 화합물을 이용하여 제조할 수 있다.

상기 아크릴계 화합물은 아크릴계 화합물, 아크릴계 중합체, 아크릴계 공중합체 등이 될 수 있으며, 예컨대, (메트)아크릴레이트, 비스아크릴레이트 등 및 이의 중합체, 공중합체 등이 될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 절연성 및 점착성을 갖는 아크릴계 화합물이라면 제한 없이 사용할 수 있다.

상기 실리콘계 화합물은 폴리디메틸실록산(poly dimethyl siloxane)계 화합물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 절연성 및 점착성을 갖는 실리콘계 화합물이라면 제한 없이 사용할 수 있다.

EVA계 화합물 역시 특별히 제한되지 않으며, 절연성 및 점착성을 갖는 EVA계 화합물이라면 제한 없이 사용할 수 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다.

본 절연 점착층(112)의 두께는 5 ~ 30 ㎛인 것이 바람직하다.

본 발명에서는 절연 점착층(112)의 두께를 달리하여 내전압 테스트를 수행하였는데, 이는 GPT/GPI-700A Series를 사용하여 수행하였으며, Heater선 단자부와 제품 발열 표면간에 AC 500V(RMS)를 1분간 인가하여 누설 전류를 측정하는 것이다. 내전압 테스트 결과, 절연 점착층(112)의 두께가 5 ㎛ 미만인 경우 누설 전류가 100 μA 이상 발생하여, 차체로 전류가 흐를 위험이 있는 것으로 나타났다.

한편, 절연 점착층(112)의 두께가 30 ㎛를 초과하는 경우, 발열층(111b)에서 발생한 열이 열 전달층(113)까지 늦게 전달되기 때문에 배터리 셀(200)의 표면을 발열 시작 2분 이내에 30 ℃ 이상 상승시킬 수 없었다.

열 전달층(113)

본 발명의 열 전달층(113)은 면상 발열체(111)에서 발생하는 열을 배터리 셀(200)에 효과적으로 전달하여 주는 기능을 한다.

이를 위하여, 본 발명의 열 전달층(113)은 금속 박막, 그래핀 시트, 카본 섬유로 만들어진 시트로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 금속 박막은 구리, 알루미늄, 은 등이 될 수 있다. 알루미늄 박막을 사용하는 것이 열전도성 및 비용 면에서 가장 바람직하다.

단위 시트 연결용 전극(120)

본 발명의 단위 시트 연결용 전극(120)은 각각의 단위 시트(110)을 연결하며, 단위 시트(110), 즉, 전극층(111c)에 전력을 공급한다. 상기 단위 시트 연결용 전극(120)의 폭은 단위 시트의 가로(d)의 길이보다 짧은데, 바람직하게는 단위 시트의 가로(d)의 길이의 1/4보다 짧고, 더욱 바람직하게는 단위 시트의 가로(d)의 길이의 1/5보다 짧고, 가장 바람직하게는 단위 시트의 가로(d)의 길이의 1/6보다 짧다. 예컨대, 본 발명의 단위 시트 연결용 전극(120)은 그 폭이 4~20mm인 것이 그 기능을 하는데 적절하다.

본 발명의 단위 시트 연결용 전극(120)은 피복 물질과 함께 사용될 수도 있다. 예컨대 본 발명의 단위 시트 연결용 전극(120)은 끈과 같이 납작한 형상의 피복 물질 내에 싸여서 단위 시트(110)를 연결할 수도 있다. 바람직하게는 본 발명의 단위 시트 연결용 전극(120)은 단위 시트(110)와 일체형으로 제작된다. 즉, 본 발명의 단위 시트 연결용 전극(120)은 단위 시트(110) 내 전극층(111c)의 전극과 연결되며, 발열 시트를 제작 시, 단위 시트 내 전극층과 함께 한 번에 제작된다. 또한 본 발명의 단위 시트 연결용 전극(120)은 단위 시트(110)와 마찬가지로, 열 전달층(113)/절연 점착층(112)/베이스 필름(111a)/발열층(111b)/전극층(111c)/절연 점착층(112)/열 전달층(113)의 형태로 단위 시트(110)와 함께 제작될 수도 있다.

본 발명의 단위 시트 연결용 전극(120)은 단위 시트(110)와 함께 일체형으로 제작됨으로써, 그 공정이 간단하면서도 양산에 용이하고, 절연이 되는 장점이 있다. 만약 단위 시트(110)들을 제작한 후 이들을 별도로 연결하는 방안을 택한다면, 전선을 이용하여 단위 시트(110)들을 연결하여야 하는데, 이 경우 전선과 단위 시트(110)의 연결 부위를 납땜으로 연결하여야 한다. 이 때 납땜 때문에 전선과 단위 시트(110)의 연결 부위의 두께가 두꺼워져, 배터리 셀 간의 간격이 좁으므로 납땜 부위의 안전성이 문제될 뿐 아니라, 배터리 모듈로 이용 시 불편하게 된다.

배터리 셀(200)

본 발명의 배터리 셀(cell)(200)은 일반적인 배터리 셀(200)이다. 바람직하게는 본 발명의 배터리 셀(200)은 태양광 발전용 배터리 셀 또는 자동차용 배터리 셀이며, 더욱 바람직하게는 전기 자동차용 배터리 셀이다.

배터리 모듈(300)

본 발명의 배터리 모듈(300)은 본 발명의 발열 시트(100) 및 배터리 셀(200)을 포함한다. 바람직하게는 본 발명의 배터리 모듈(300)은 본 발명의 발열 시트(100) 및 복수 개의 배터리 셀(200)들을 포함한다.

본 발명의 배터리 모듈(300)에 있어서, 복수 개의 배터리 셀(200)들은 적층되어 있고, 각각의 배터리 셀(200)들의 사이에는 발열 시트(100)가 위치하게 된다. 더욱 바람직하게는, 단위 시트(110)가 배터리 셀(200)의 면적이 넓은 면과 인접하고, 단위 시트 연결용 전극(120)은 배터리 셀(200)의 면적이 좁은 면과 인접하게 위치한다. 이로써, 본 발명의 배터리 모듈(300)은 단위 시트 연결용 전극(120)이 배터리 셀(200)의 표면과의 접촉 면적을 줄이게 되어 전류가 배터리 셀(200)로 흘러가는 위험을 감소시키게 된다. 이 때, 배터리 셀(200)의 상면에 접착제를 적용하고, 그 위에 단위 시트(110)를 위치시켜 자동차의 이동 시 배터리 셀(200)로부터 단위 시트(110)가 분리되는 것을 방지한다. 상기 접착제의 두께는 단위 시트(110)와 배터리 셀(200)의 접착성이 보장되는 한 얇을수록 좋으며, 25 μm 이하인 것이 바람직하다. 상기 접착제는 고온으로 온도가 상승하는 발열 시트(100) 및 배터리 셀(200)에 사용되는 것이므로, 유리전이온도가 70 ℃ 이상이며, 내열성이 있는 아크릴계 접착제를 이용하는 것이 바람직하다(도 3). 도 3은 설명의 편의를 위하여 배터리 셀(200)을 3개만 도시하였으나, 본 발명의 실시 시 배터리 셀(200)의 개수가 이보다 많을 수 있다는 것은 당연하다.

이로써, 본 발명의 발열 시트(100)는 단순한 면상인 발열 시트를 이용 시 발열 시트 내 전극이 휘어지면서 그 부분으로부터 배터리 셀로 전류가 흐를 위험(도 4)을 방지한다.

본 발명의 배터리 모듈(300)은 배터리 셀(200)을 5~15개 포함하며, 바람직하게는 7~10개 포함한다. 또한 본 발명의 배터리 모듈(300)은 단위 시트(110)를 5~16개 포함하며, 바람직하게는 7~11개 포함한다.

본 발명의 발열 시트(100)는 상기 배터리 셀(200)의 표면의 온도를 발열 시작 2분 이내에 30 ℃ 이상 상승시키며, 더욱 바람직하게는 본 발명의 발열 시트(100)는 배터리 셀(200)의 표면의 온도를 발열 시작 2분 이내에 40 ℃ 이상 상승시킨다.

<실시예 1> 발열 시트의 제조

양면이 프라이머 처리된 100 ㎛ 두께의 BOPET 베이스 필름 5개에 카본나노튜브 페이스트를 5㎛ 두께로 각각 코팅하였다. 그 위에 상기 5개 카본나노튜브 코팅된 베이스 필름들이 전극에 의하여 연결되도록 한 번에 Ag 전극층을 스크린 프린팅하여 면상 발열체를 제조하였다. 그리고, 각각의 면상 발열체의 양 면에 아크릴계 점착제를 25㎛ 두께로 도포하고, 알루미늄 박막(호일)을 적층하여 서로 연결된 5 개의 단위 시트들, 즉 발열 시트 1장을 제조하였다.

<실시예 2> 배터리 모듈의 제조

상기 실시예 1에서 제조한 발열 시트 1 장을 각각 4 개의 배터리 셀 사이에 위치시키면서, 순서대로 적층하여 전기 자동차용 배터리 모듈을 제조하였다. 이때, 단위 시트가 배터리 셀의 면적이 넓은 면에 인접하게 위치시키고, 단위 시트 연결용 전극은 배터리 셀의 면적이 좁은 면에 인접하게 위치시켰다.

<실험예 1> 발열 시트를 이용한 배터리 모듈의 온도 상승율

전력을 변화시켜 가면서, 상기 실시예 2에서 제조한 배터리 모듈의 온도 상승율을 측정하였다. 제품 표면에 K type의 thermocouple을 상, 중, 하 중좌, 중우 이렇게 5군대 절연테이프로 부착한 후, 배터리 셀 사이에 위치시킨 후, 고정 브라켓을 이용하여 모듈을 조립하였다. 이를 대형 항온항습기(DS-TH-1100) 넣고, -20 ℃, 50%로 맞춰 항온항습기를 가동한 후, 24시간 방치하였다. 항온항습기가 가동이 되고 있는 상태에서 미리 연결된 전선에 transformer(SPS-2415)를 연결한 후, 서로 다른 전력을 공급하고, 배터리 셀 표면의 온도 변화를 측정하였다.

그 결과, 전력 공급 후 배터리 셀 표면의 2분 간 온도 상승율은 표 1과 같았다. 배터리 셀 표면과 배터리 셀 코어의 온도 차이는 보통 약 5~10 ℃ 정도 나며, 온도가 40 ℃ 이상이 되면 배터리 셀이 폭발할 위험이 있다. 그러므로 배터리 셀 표면의 온도의 전력 공급 후 2분간 바람직한 온도 상승률은 30~65 ℃이다. 실험 결과 전력은 17.5~50 W로 공급하는 것이 바람직한 것으로 확인되었다.

공급 전력(W)	10	17.5	25	42.5	50	60
△T	15.2	30.4	39	51.8	64.5	75.6

△T: 전력 공급 후 2분간 배터리 셀 표면의 상승한 온도(℃)

베이스 필름 111a
발열층 111b
전극층 111c
면상 발열체 111
절연 점착층 112
열 전달층 113
단위 시트 110
단위 시트 연결용 전극120
발열 시트 100
배터리 셀 200
배터리 모듈 300

Claims (12)

1. 단위 시트를 복수 개 포함하는 발열 시트로,
   상기 단위 시트는,
   면상 발열체;
   상기 면상 발열체의 양면에 위치한 절연 점착층;및
   상기 절연 점착층 상에 위치하며, 상기 면상 발열체과는 반대 방향에 위치하는 열 전달층을 포함하고,
   각각의 단위 시트들은 전극에 의하여 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하며,
   상기 발열 시트는 배터리 셀과 함께 배터리 모듈에 포함되는 것인,
   배터리 모듈용 발열 시트.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 절연 점착층은 5~30 μm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈용 발열 시트.
   
4. 제 1항에 있어서
   상기 면상 발열체는 베이스 필름, 발열층 및 전극층을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈용 발열 시트.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 발열층은 탄소나노튜브, 카본 블랙, 그래핀 및 그래파이트로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈용 발열 시트.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 발열 시트는 자동차 배터리 모듈용 발열 시트인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈용 발열 시트.
   
7. 제 1항에 있어서,
   온도 조절부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈용 발열 시트.
   
8. 단위 시트를 복수 개 포함하는 발열 시트로, 상기 단위 시트는 면상 발열체를 포함하며, 각각의 단위 시트들은 전극에 의하여 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 발열 시트;및
   복수 개의 배터리 셀(cell)들을 포함하는 배터리 모듈로,
   상기 배터리 셀들은 적층되어 있고,
   각각의 배터리 셀들의 사이에는 상기 발열 시트가 위치하되,
   상기 단위 시트는 상기 배터리 셀의 면적이 넓은 면과 인접하고,
   상기 단위 시트 연결용 전극은 상기 배터리 셀의 면적이 좁은 면과 인접하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
   
9. 삭제
10. 삭제
11. 제 8항에 있어서,
    상기 발열 시트는 상기 배터리 셀의 표면의 온도를 발열 시작 2분 이내에 30 ℃ 이상 상승시키는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
    
12. 제 8항에 있어서,
    상기 발열 시트는 상기 배터리 셀의 표면의 발열 시작 2분 이내에 30 ℃ ~65 ℃ 상승시키는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.

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