KR102253108B1 - Composite material for battery pack case - Google Patents

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Abstract

배터리팩의 기계적 물성과 안전성을 향상시킬 수 있는 동시에 전자파 차폐성능을 가진 배터리팩 케이스용 복합소재가 제공된다. 상기 배터리팩 케이스용 복합소재는 난연층과 상기 난연층 상에 배치된 금속층을 포함한다. 상기 금속층의 두께는 20 nm 내지 100 ㎛ 이다.
상기 난연층은 면내(面內) 배향된 연속섬유들을 포함하는 섬유층들과 상기 섬유층들의 사이에 배치된 적어도 하나의 금속 메쉬를 포함하는 적층체와 상기 적층체에 함침된 난연성 수지기재를 포함한다. 상기 섬유층들은 상기 연속섬유들의 배향면들이 마주하도록 상기 난연층의 두께 방향으로 적층된다.
상기 적어도 하나의 금속 메쉬의 개구는 1 ㎛ 내지 100 ㎛이다.
A composite material for a battery pack case with electromagnetic wave shielding performance is provided while improving the mechanical properties and safety of the battery pack. The composite material for the battery pack case includes a flame retardant layer and a metal layer disposed on the flame retardant layer. The thickness of the metal layer is 20 nm to 100 μm.
The flame-retardant layer includes a laminate including fibrous layers including continuous fibers oriented in-plane, at least one metal mesh disposed between the fibrous layers, and a flame-retardant resin substrate impregnated in the laminate. The fibrous layers are stacked in the thickness direction of the flame retardant layer so that the oriented surfaces of the continuous fibers face each other.
The opening of the at least one metal mesh is 1 μm to 100 μm.

Description

배터리팩 케이스용 복합소재{COMPOSITE MATERIAL FOR BATTERY PACK CASE}Composite material for battery pack case{COMPOSITE MATERIAL FOR BATTERY PACK CASE}

본 발명은 배터리팩 케이스용 복합소재에 관한 것이다.The present invention relates to a composite material for a battery pack case.

리튬이온 이차전지는 휴대용 전자기기, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그인 하이브리드 전기자동차, 에너지 저장장치 등의 전원으로 사용되고 있다. 리튬이온 이차전지는 배터리셀, 보호회로, 보호소자 등이 케이스 내에 세트화된 형태의 배터리팩의 형태로 상품화 되어있다. Lithium-ion secondary batteries are used as power sources for portable electronic devices, electric vehicles, hybrid electric vehicles, plug-in hybrid electric vehicles, and energy storage devices. Lithium-ion secondary batteries are commercialized in the form of a battery pack in which a battery cell, a protection circuit, and a protection device are set in a case.

리튬이온 이차전지는 전해액의 분해반응에 의한 가연성 가스, 전해액과 전극의 반응에 따른 가연성 가스, 양극의 분해에 의한 산소의 발생 등에 의해 폭발하거나 화재가 발생하는 문제점이 있다.Lithium-ion secondary batteries have a problem in that they explode or generate fire due to generation of combustible gas due to a decomposition reaction of an electrolyte, combustible gas due to a reaction between an electrolyte and an electrode, and oxygen due to decomposition of a positive electrode.

전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그인 하이브리드 전기자동차, 에너지 저장장치 등은 대용량의 전력 공급을 요하기 때문에, 2차 폭발에 대한 위험성이 매우 크다. Electric vehicles, hybrid electric vehicles, plug-in hybrid electric vehicles, energy storage devices, and the like, require a large amount of power to be supplied, so the risk of a secondary explosion is very high.

한편, 상기 배터리팩에는 전자 부품들이 내장되어 있어서, 이로부터 전자파가 발생된다. 상기 배터리팩에서 방사 또는 전도되는 전자파는 다른 기기의 기능에 장애를 줄 수 있으며, 사용자의 생식기관에 이상을 일으켜 불임 등을 초래하거나 또는 안구에 손상을 입혀 백내장 등을 유발할 수도 있으며, 두통을 초래하기도 한다.Meanwhile, since electronic components are embedded in the battery pack, electromagnetic waves are generated therefrom. Electromagnetic waves radiated or conducted from the battery pack may impair the function of other devices, cause infertility, etc. by causing abnormalities in the reproductive organs of the user, or damage to the eyeball, causing cataracts, etc., and may cause headaches. Sometimes it does.

본 발명은 배터리팩의 기계적 물성 및 안전성을 향상시킬 수 있는 배터리팩 케이스용 복합소재를 제공하고자 한다. The present invention is to provide a composite material for a battery pack case that can improve the mechanical properties and safety of the battery pack.

또한, 본 발명은 전자파 차폐성능을 가진 배터리팩 케이스용 복합소재를 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a composite material for a battery pack case having electromagnetic wave shielding performance.

그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명에 따른 배터리팩 케이스용 복합소재는 난연층과 상기 난연층 상에 배치된 금속층을 포함한다. 상기 금속층의 두께는 20 nm 내지 100 ㎛ 이다. The composite material for a battery pack case according to the present invention includes a flame retardant layer and a metal layer disposed on the flame retardant layer. The thickness of the metal layer is 20 nm to 100 μm.

상기 난연층은 면내(面內) 배향된 연속섬유들을 포함하는 섬유층들과 상기 섬유층들의 사이에 배치된 적어도 하나의 금속 메쉬를 포함하는 적층체와 상기 적층체에 함침된 난연성 수지기재를 포함한다. 상기 섬유층들은 상기 연속섬유들의 배향면들이 마주하도록 상기 난연층의 두께 방향으로 적층된다.The flame-retardant layer includes a laminate including fibrous layers including continuous fibers oriented in-plane, at least one metal mesh disposed between the fibrous layers, and a flame-retardant resin base material impregnated in the laminate. The fibrous layers are laminated in the thickness direction of the flame retardant layer so that the oriented surfaces of the continuous fibers face each other.

상기 적어도 하나의 금속 메쉬의 개구는 1 ㎛ 내지 100 ㎛이다.The opening of the at least one metal mesh is 1 μm to 100 μm.

본 발명에 따른 배터리팩 케이스용 복합소재는 난연층을 통해 화염에 대한 저항성을 확보할 수 있다.The composite material for a battery pack case according to the present invention can secure flame resistance through a flame retardant layer.

불연속섬유 복합소재는, 연속섬유 복합소재에 비해, 단섬유 등의 불연속섬유의 사이에 수지기재가 더 많이 개재될 수 있기 때문에, 수지기재가 불에 탈 수 있는 공간과 계면이 더 많이 존재한다. In the discontinuous fiber composite material, compared to the continuous fiber composite material, since more resin substrates may be interposed between discontinuous fibers such as short fibers, there are more spaces and interfaces in which the resin substrate may be burned.

상기 난연층은 면내(面內) 배향된 연속섬유들을 포함하는 섬유층들과 상기 섬유층들의 사이에 배치된 적어도 하나의 금속 메쉬를 포함하는 적층체와 상기 적층체에 함침된 난연성 수지기재를 포함한다. 상기 섬유층들은 상기 연속섬유들의 배향면들이 마주하도록 상기 난연층의 두께 방향으로 적층되므로 상기 배터리팩 케이스용 복합소재의 두께 방향으로 화염이 가해지는 경우, 상기 난연층은 불연속섬유 복합소재에 비해 상기 배터리팩 케이스용 복합소재의 두께 방향에 대한 화염 전파 경로를 줄일 수 있어서, 상기 배터리팩 케이스용 복합소재에 향상된 난연 성능을 제공할 수 있다. The flame-retardant layer includes a laminate including fibrous layers including continuous fibers oriented in-plane, at least one metal mesh disposed between the fibrous layers, and a flame-retardant resin base material impregnated in the laminate. Since the fiber layers are stacked in the thickness direction of the flame-retardant layer so that the oriented surfaces of the continuous fibers face each other, when a flame is applied in the thickness direction of the composite material for the battery pack case, the flame-retardant layer is the battery pack compared to the discontinuous fiber composite material. Since the flame propagation path in the thickness direction of the case composite material can be reduced, improved flame retardant performance can be provided to the composite material for the battery pack case.

또한, 본 발명에 따른 배터리팩 케이스용 복합소재는 금속층을 통해 배터리셀 내부 이상 반응에 의한 국소 가열에 대한 배터리팩의 안전성을 향상시킬 수 있다. In addition, the composite material for a battery pack case according to the present invention can improve the safety of the battery pack against local heating due to an abnormal reaction inside the battery cell through the metal layer.

또한, 본 발명에 따른 배터리팩 케이스용 복합소재는 보강부위를 섬유층들의 설계를 통해 보강할 수 있으므로, 불연속섬유들이 부정방향(不定方向)으로 배열되어 있는 불연속섬유 복합소재에 비해 배터리셀 보호를 위한 기계적 물성의 향상에 있어서 유리한 장점을 가진다. In addition, since the composite material for a battery pack case according to the present invention can reinforce the reinforcing part through the design of the fiber layers, it is mechanical for protecting the battery cell compared to the discontinuous fiber composite material in which the discontinuous fibers are arranged in a negative direction. It has an advantageous advantage in improving physical properties.

또한, 상기 난연층은 금속층과 적어도 하나의 금속 메쉬를 포함한다. 상기 금속층과 상기 금속 메쉬를 통해 본 발명에 따른 배터리팩 케이스용 복합소재는 전차파 차폐성능을 발휘할 수 있다.In addition, the flame retardant layer includes a metal layer and at least one metal mesh. Through the metal layer and the metal mesh, the composite material for a battery pack case according to the present invention may exhibit radio wave shielding performance.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 배터리팩 케이스용 복합소재의 일 례의 모식적인 단면도이며, 난연층 상에 금속층이 직접 접합된 것을 도시한다.
도 2는 도 1의 난연층의 일 례의 모식도이며, 연속섬유들의 배열체들과 금속 메쉬들의 적층체에 난연성 수지를 함침시킨 것을 도시한다.
도 3은 다른 일 례의 난연층의 모식도이며, 연속섬유들의 직조직물 원단들과 금속 메쉬의 적층체에 난연성 수지를 함침시킨 것을 도시한다.
도 4는 또 다른 일 례의 난연층의 모식도이며, 연속섬유들의 비굴곡 강화섬유 직물(non-crimp fabric; NCF) 원단들과 금속 메쉬의 적층체에 난연성 수지를 함침시킨 것을 도시한다.
도 5는 또 다른 일 례의 난연층의 모식도이며, UD 프리프레그들과 금속 메쉬들의 적층 구조를 도시한다.
도 6은 또 다른 일 례의 난연층의 모식도이며, 원단 프리프레그들과 금속 메쉬들의 적층 구조를 도시한다.
도 7은 배터리팩 케이스용 복합소재의 일 례의 모식적인 단면도이며, 난연층 과 금속층 상에 접합층이 개재된 것을 도시한다.
도 8은 배터리팩 케이스용 복합소재의 일 례의 모식적인 단면도이며, 섬유층들 사이에 난연 다공성층이 개재된 것을 도시한다.
1 is a schematic cross-sectional view of an example of a composite material for a battery pack case, and shows that a metal layer is directly bonded to a flame retardant layer.
FIG. 2 is a schematic diagram of an example of the flame-retardant layer of FIG. 1, and shows an arrangement of continuous fibers and a laminate of metal meshes impregnated with a flame-retardant resin.
3 is a schematic diagram of another example of a flame-retardant layer, and shows that a laminate of a woven fabric of continuous fibers and a metal mesh is impregnated with a flame-retardant resin.
4 is a schematic diagram of another example of a flame retardant layer, and shows a laminate of non-crimp fabric (NCF) fabrics of continuous fibers and a metal mesh impregnated with a flame-retardant resin.
5 is a schematic diagram of another example of a flame retardant layer, and shows a stacked structure of UD prepregs and metal meshes.
6 is a schematic diagram of another example of a flame retardant layer, and shows a laminated structure of fabric prepregs and metal meshes.
7 is a schematic cross-sectional view of an example of a composite material for a battery pack case, showing that a bonding layer is interposed on the flame retardant layer and the metal layer.
8 is a schematic cross-sectional view of an example of a composite material for a battery pack case, and shows that a flame-retardant porous layer is interposed between fiber layers.

발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시형태들과 실험예들을 참조하면 명확해질 것이다. 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다.Advantages and features of the invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to embodiments and experimental examples to be described later in detail together with the accompanying drawings. It should be noted that the accompanying drawings are only for easily understanding the spirit of the technology disclosed in the present specification, and should not be construed as limiting the spirit of the technology by the accompanying drawings.

또한, 발명은 이하에서 개시되는 내용에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하에서 개시되는 내용은 발명의 개시가 완전하도록 하며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이고, 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. In addition, the invention is not limited to the content disclosed below, but may be implemented in various forms, and the content disclosed below makes the disclosure of the invention complete, and the invention is for those of ordinary skill in the art to which the invention pertains. It is provided to fully inform the scope of the invention, and the invention is only defined by the scope of the claims.

관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략할 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다.If it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the technology, the detailed description may be omitted. The same reference numerals refer to the same elements throughout the specification. In the drawings, the sizes and relative sizes of layers and regions may be exaggerated for clarity of description.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, and the like are used to describe various components, it goes without saying that these components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another component, and unless otherwise stated, the first component may be the second component.

명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일 수도 있고 복수일 수도 있다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함하는(including)", "가진(having)" 이라고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, unless otherwise specified, each component may be singular or plural. Throughout the specification, when a part refers to "including" or "having" a certain component, this does not exclude other components, but further includes other components, unless specifically stated to the contrary. It means something that can be included.

명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다.Throughout the specification, when referred to as "A and/or B", it means A, B or A and B, unless otherwise specified, and when referred to as "C to D", it means that a special opposite description is Unless there is one, it means that it is C or more and D or less.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다.Spatially relative terms "below", "beneath", "lower", "above", "upper", etc. It may be used to easily describe the correlation between the device or components and other devices or components. Spatially relative terms should be understood as terms including different directions of the device during use or operation in addition to the directions shown in the drawings.

도 1은 배터리팩 케이스용 복합소재(100)의 일 례의 모식적인 단면도이며, 난연층(10) 상에 금속층(20)이 직접 접합된 것을 도시한다. 도 2는 도 1의 난연층(10)의 일 례의 모식도이며, 섬유층들(F1, F2, F3)이 각각 일방향으로 배향된 연속섬유(1)로 이루어진 예를 도시한다. 1 is a schematic cross-sectional view of an example of a composite material 100 for a battery pack case, and shows that the metal layer 20 is directly bonded to the flame retardant layer 10. FIG. 2 is a schematic diagram of an example of the flame-retardant layer 10 of FIG. 1, and shows an example in which the fiber layers F1, F2, and F3 are each made of continuous fibers 1 oriented in one direction.

도 1 및 도 2를 참조하면, 배터리팩 케이스용 복합소재(100)는 난연층(10)과 난연층(10) 상에 직접 접합된 금속층(20)을 포함한다. 배터리팩 케이스용 복합소재(100)는 난연층(10)을 통해 화염에 대한 저항성을 확보할 수 있으며, 금속층(20)을 통해 배터리셀 내부의 이상에 의한 고열원에 의해 국소부위의 높은 온도에 의한 분해를 제어할 수 있다. 1 and 2, the composite material 100 for a battery pack case includes a flame retardant layer 10 and a metal layer 20 directly bonded to the flame retardant layer 10. The composite material 100 for the battery pack case can secure flame resistance through the flame-retardant layer 10, and through the metal layer 20, the high heat source caused by abnormalities in the battery cell Decomposition can be controlled.

난연층(10)은 섬유층들(F1, F2, F3)과 금속 메쉬들(M1, M2)의 적층체와 난연성 수지기재(P)를 포함한다. 난연성 수지기재(P)는 섬유층들(F1, F2, F3)과 금속 메쉬들(M1, M2)의 적층체에 함침되어 있다. 난연층(10)은 섬유층들(F1, F2, F3)과 금속 메쉬들(M1, M2)의 적층체에 난연성 수지기재(P)를 함침시킨 뒤, 경화하는 HP-RTM(HIGH-PRESSURE RESIN TRANSFER MOLDING) 공법에 의해 얻어질 수 있다. The flame-retardant layer 10 includes a laminate of fibrous layers F1, F2, and F3 and metal meshes M1 and M2, and a flame-retardant resin substrate P. The flame-retardant resin substrate P is impregnated in a laminate of the fibrous layers F1, F2 and F3 and the metal meshes M1 and M2. The flame-retardant layer 10 is HP-RTM (HIGH-PRESSURE RESIN TRANSFER) impregnated with a flame-retardant resin base material (P) in a laminate of fibrous layers (F1, F2, F3) and metal meshes (M1, M2), and then cured. It can be obtained by the MOLDING) method.

섬유층들(F1, F2, F3)은 각각 면내(面內)에서 일방향 배향된 연속섬유들(1)로 이루어지며, 연속섬유들(1)의 배향면들이 마주하도록 난연층(10)의 두께 방향 또는 배터리팩 케이스용 복합소재(100)의 두께 방향으로 적층되고, 금속 메쉬들(M1, M2)은 섬유층들(F1, F2, F3)의 사이에 배치된다.The fiber layers (F1, F2, F3) are each composed of continuous fibers 1 oriented in one direction in a plane, and the thickness direction of the flame retardant layer 10 so that the oriented surfaces of the continuous fibers 1 face each other. Alternatively, it is laminated in the thickness direction of the composite material 100 for a battery pack case, and the metal meshes M1 and M2 are disposed between the fiber layers F1, F2, and F3.

섬유층들(F1, F2, F3) 간의 적층 구조는 배터리팩 케이스용 복합소재(100)에 요구되는 기계적 물성에 따라 설계될 수 있다. 섬유층들(F1, F2, F3) 간의 적층 구조는 강성 보강을 위해 이방성으로 설계되어도 무관하다. 다만, 의도하지 않은 후변형의 문제를 제한하기 위해 섬유층들(F1, F2, F3) 간의 적층 구조는 배터리팩 케이스용 복합소재(100)의 두께 방향으로 적층구조가 대칭구조인 것이 바람직하다.The laminated structure between the fibrous layers F1, F2, and F3 may be designed according to mechanical properties required for the composite material 100 for a battery pack case. The laminated structure between the fibrous layers F1, F2, and F3 may be designed to be anisotropic for reinforcing rigidity. However, in order to limit the problem of unintended post-deformation, it is preferable that the stacked structure between the fiber layers F1, F2, and F3 is a symmetrical stacked structure in the thickness direction of the composite material 100 for a battery pack case.

난연층(10)이 난연성 연속섬유 복합소재로 구성되어 있기 때문에, 배터리팩 케이스용 복합소재(100)는 불연속섬유 복합소재에 비해 향상된 난연 성능을 발휘할 수 있다. 단섬유 또는 장섬유 등의 불연속섬유 복합소재는, 불연속섬유의 사이에 수지기재가 더 많이 개재될 수 있기 때문에, 수지기재가 불에 탈 수 있는 공간과 계면이 더 많이 존재한다. Since the flame-retardant layer 10 is composed of a flame-retardant continuous fiber composite material, the composite material 100 for a battery pack case can exhibit improved flame retardant performance compared to the discontinuous fiber composite material. In the discontinuous fiber composite material such as short fibers or long fibers, since more resin substrates may be interposed between the discontinuous fibers, there are more spaces and interfaces in which the resin substrate may be burned.

반면에, 배터리팩 케이스용 복합소재(100)는 섬유층들(F1, F2, F3)이 연속섬유들(1)의 배향면들이 마주하도록 난연층(10)의 두께 방향으로 적층되며, 난연층(10)이 난연성 수지기재(P)를 포함하기 때문에, 배터리팩 케이스용 복합소재(100)의 두께 방향으로 화염이 가해지는 경우, 난연층(10)을 통해 배터리팩 케이스용 복합소재(100)의 두께 방향에 대한 화염 전파 경로를 줄일 수 있다.On the other hand, the composite material 100 for the battery pack case is laminated in the thickness direction of the flame retardant layer 10 so that the fiber layers F1, F2, F3 face the oriented surfaces of the continuous fibers 1, and the flame retardant layer 10 ) Contains a flame-retardant resin base material (P), when a flame is applied in the thickness direction of the composite material 100 for a battery pack case, in the thickness direction of the composite material 100 for a battery pack case through the flame-retardant layer 10 It can shorten the flame propagation path.

난연성 수지기재(P)는 난연 열경화성 플라스틱 또는 난연 열가소성 플라스틱으로 구성될 수 있다. 난연 열경화성 플라스틱의 예로는, 난연 에폭시 수지, 난연 우레탄 수지, 난연 페놀 수지, 난연 요소 수지, 난연 멜라민 수지 중 적어도 하나를 들 수 있다. 난연 열가소성 플라스틱의 예로는, 폴리페닐린 설파이트 (polyphenylene sulfide, PPS), 난연처방 폴리카보네이트 (polycarbonate, PC), 난연 폴리아마이드 (polyamide, PA) 중 적어도 하나를 들 수 있다.The flame-retardant resin base material P may be composed of a flame-retardant thermosetting plastic or a flame-retardant thermoplastic. Examples of the flame-retardant thermosetting plastic include at least one of a flame-retardant epoxy resin, a flame-retardant urethane resin, a flame-retardant phenol resin, a flame-retardant urea resin, and a flame-retardant melamine resin. Examples of flame-retardant thermoplastic plastics include at least one of polyphenylene sulfide (PPS), flame-retardant prescription polycarbonate (PC), and flame-retardant polyamide (PA).

난연 열경화성 플라스틱 또는 난연 열가소성 플라스틱은 공지의 난연제를 열경화성 플라스틱 또는 열가소성 플라스틱에 첨가하여 제조될 수 있으며, 공지의 난연제의 예로는 할로겐계 난연제 및/또는 비할로겐계 난연제를 들 수 있다. 유해성과 환경 친화성의 측면에서, 난연제로 비할로겐계 난연제가 사용될 수 있으며, 비할로겐계 난연제의 예로는, 인계 난연제를 들 수 있다.The flame-retardant thermosetting plastic or flame-retardant thermoplastic plastic may be prepared by adding a known flame retardant to the thermosetting plastic or thermoplastic plastic, and examples of the known flame retardant include a halogen-based flame retardant and/or a non-halogen-based flame retardant. In terms of toxicity and environmental friendliness, a non-halogen-based flame retardant may be used as a flame retardant, and examples of the non-halogen-based flame retardant include a phosphorus-based flame retardant.

연속섬유들(1)은 내열성이 좋은 재질로 구성되며, 예를 들어, 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드 섬유, 유리섬유 및 탄소섬유의 배합, 유리섬유 및 아라미드 섬유의 배합, 탄소섬유 및 아라미드 섬유의 배합 또는 유리섬유, 탄소섬유 및 아라미드 섬유의 배합일 수 있다. 난연층(10) 내에서의 연속섬유들(1)의 분율은 35 부피% 내지 60 부피% 이다. The continuous fibers (1) are composed of a material having good heat resistance, for example, glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, a combination of glass fiber and carbon fiber, a combination of glass fiber and aramid fiber, and a combination of carbon fiber and aramid fiber. It may be a blend or blend of glass fibers, carbon fibers and aramid fibers. The fraction of the continuous fibers 1 in the flame retardant layer 10 is 35% by volume to 60% by volume.

금속층(20)은, 예를 들어, 은, 알루미늄, 구리 등 열전도성이 높은 금속 또는 이의 합금으로 이루어질 수 있다. 금속 증착법 또는 금속 코팅법을 이용하여 난연층(10) 상에 금속층(20)이 직접 접합된 배터리팩 케이스용 복합소재(100)를 얻을 수 있다.The metal layer 20 may be made of, for example, a metal having high thermal conductivity, such as silver, aluminum, or copper, or an alloy thereof. A composite material 100 for a battery pack case may be obtained in which the metal layer 20 is directly bonded on the flame retardant layer 10 by using a metal deposition method or a metal coating method.

금속 메쉬들(M1, M2)은 난연성 수지기재(P)의 흐름성을 확보하는 흐름망의 역할을 하는 동시에 배터리팩 케이스용 복합소재(100)에 전자파 차폐성능을 제공할 수 있다. 금속 메쉬들(M1, M2)을 구성하는 금속의 예로는, 알루미늄 또는 이의 합금, 구리 또는 이의 합금 등을 들 수 있다. The metal meshes M1 and M2 may serve as a flow network for securing the flowability of the flame-retardant resin substrate P and may provide electromagnetic wave shielding performance to the composite material 100 for a battery pack case. Examples of the metal constituting the metal meshes M1 and M2 include aluminum or an alloy thereof, copper or an alloy thereof.

금속 메쉬들(M1, M2)의 개구는 1 ㎛ 내지 100 ㎛ 일 수 있다. 금속 메쉬들(M1, M2)의 개구가 1 ㎛ 미만인 경우 난연성 수지기재(P)의 흐름성이 저하되어 마이크로 세공(Micropore)을 통과하기 위해서는 고압 조건이 수반되어야 한다. 개구가 100 ㎛ 초과인 경우 전자파 차폐 성능 확보가 불가능하다. The openings of the metal meshes M1 and M2 may be 1 μm to 100 μm. When the openings of the metal meshes M1 and M2 are less than 1 µm, the flowability of the flame-retardant resin base material P decreases, and a high pressure condition must be accompanied in order to pass through the micropore. If the opening exceeds 100 µm, it is impossible to secure electromagnetic wave shielding performance.

금속층(20)은 배터리팩 케이스용 복합소재(100)에 불연성 및 전차파 차폐성능을 제공할 수 있다.The metal layer 20 may provide non-flammable and radio wave shielding performance to the composite material 100 for a battery pack case.

금속층(20)의 두께는 20 nm 내지 100 ㎛ 이다. 금속층(20)의 두께가 20 nm 미만인 경우 60 dB 이상의 전자파 차폐가 불가능하다. 금속층(20)의 두께가 100 ㎛ 초과인 경우 전자파 차폐 성능은 좋아질 수 있으나 금속층(20)의 무게 증가로 인한 경량화 효과가 저감되어 배터리팩 케이스용 복합소재(100)가 적용된 배터리팩 캐리어의 경량화율이 감소하게 된다. The thickness of the metal layer 20 is 20 nm to 100 μm. When the thickness of the metal layer 20 is less than 20 nm, it is impossible to shield electromagnetic waves of 60 dB or more. When the thickness of the metal layer 20 is more than 100 μm, the electromagnetic wave shielding performance may be improved, but the weight reduction effect due to the increase in the weight of the metal layer 20 is reduced, so that the weight reduction rate of the battery pack carrier applied with the composite material 100 for the battery pack case is reduced. Decrease.

한편, 금속층(20)이 두꺼워지면 불연 성능이 안정적이 될 수 있으나 증착 및 코팅 공정에 의해 100 ㎛ 이상의 금속층(20)을 만드는 것은 공정 비용이 커져 경제적으로 가치가 크지 않고 금속박막을 도입할 경우 다양한 자동차 사용 온도 환경에서 서로 다른 열팽창 계수로 인해 최외각층에 있는 금속층(20)의 열팽창에 의한 후변형 및 금속층(20)의 박리 문제가 야기될 수 있다. 이에, 금속층(20)의 두께는 20 nm 내지 100 ㎛ 의 범위 내일 수도 있다. On the other hand, if the metal layer 20 becomes thick, the non-flammable performance may be stable, but making the metal layer 20 of 100 µm or larger by the deposition and coating process is not economically valuable because the process cost increases, and when a thin metal film is introduced, various Due to different coefficients of thermal expansion in a vehicle use temperature environment, problems of post-deformation and peeling of the metal layer 20 may be caused by thermal expansion of the metal layer 20 in the outermost layer. Accordingly, the thickness of the metal layer 20 may be in the range of 20 nm to 100 μm.

도 3은 다른 일 례의 난연층(WF)의 모식도이며, 연속섬유들(1, 2)의 직조직물 원단들(WF1, WF2)과 금속 메쉬(Me1)의 적층체에 난연성 수지기재(P)를 함침시킨 것을 도시한다.3 is a schematic diagram of another example of a flame-retardant layer (WF), a flame-retardant resin substrate (P) in a laminate of woven fabrics (WF1, WF2) and a metal mesh (Me1) of continuous fibers (1, 2) It shows the impregnation of.

도 3을 참조하면, 직조직물 원단들(WF1, WF2)은 연속섬유로 이루어진 씨실(1)과 연속섬유로 이루어진 날실(2)이 위아래로 교차하여 짜여진 구조를 가진다. 금속 메쉬(Me1)는 직조직물 원단들(WF1, WF2)의 사이에 배치되며, 직조직물 원단들(WF1, WF2)은 난연층(WF)의 두께 방향으로 적층된다. Referring to FIG. 3, the woven fabric fabrics WF1 and WF2 have a structure in which a weft yarn 1 made of continuous fibers and a warp yarn 2 made of continuous fibers cross upward and downward. The metal mesh Me1 is disposed between the woven fabric fabrics WF1 and WF2, and the woven fabric fabrics WF1 and WF2 are stacked in the thickness direction of the flame retardant layer WF.

난연층(WF)은 연속섬유들(1, 2)의 직조직물 원단들(WF1, WF2)과 금속 메쉬(Me1)의 적층체에 난연성 수지기재(P)를 함침시킨 뒤, 경화하는 HP-RTM(HIGH-PRESSURE RESIN TRANSFER MOLDING) 공법에 의해 얻어질 수 있다. The flame-retardant layer (WF) is HP-RTM, which is hardened after impregnating the laminate of the woven fabrics (WF1, WF2) of the continuous fibers (1, 2) and the metal mesh (Me1) with a flame-retardant resin base material (P). It can be obtained by the (HIGH-PRESSURE RESIN TRANSFER MOLDING) method.

도 4는 또 다른 일 례의 난연층(NCF)의 모식도이며, 연속섬유들(1, 2)의 비굴곡 강화섬유 직물(non-crimp fabric; NCF) 원단들(NCF1, NCF2)과 금속 메쉬(Me2)의 적층체에 난연성 수지기재(P)를 함침시킨 것을 도시한다.Figure 4 is a schematic diagram of another example of a flame retardant layer (NCF), non-crimp reinforcing fiber fabric (non-crimp fabric; NCF) fabrics (NCF1, NCF2) and metal mesh of the continuous fibers (1, 2) ( It shows that the laminate of Me2) is impregnated with a flame-retardant resin base material (P).

도 4를 참조하면, NCF 원단들(NCF1, NCF2)은 직조직물 원단들(도 3의 WF1, WF2 참조)과 달리 구성 섬유들이 거의 직선적으로 배열되어 있어 굴곡이 발생되지 않는다. 도시되지는 않았지만, NCF 원단들(NCF1 NCF2)은 구성 섬유들이 스티칭(stitching) 또는 접합되어 있다. Referring to FIG. 4, the NCF fabrics NCF1 and NCF2 do not cause bending because the constituent fibers are arranged almost linearly, unlike woven fabric fabrics (see WF1 and WF2 in FIG. 3). Although not shown, in the NCF fabrics NCF1 NCF2, constituent fibers are stitched or bonded.

금속 메쉬(Me2)는 NCF 원단들(NCF1, NCF2)의 사이에 배치되며, NCF 원단들(NCF1, NCF2)은 난연층(NCF)의 두께 방향으로 적층된다. The metal mesh Me2 is disposed between the NCF fabrics NCF1 and NCF2, and the NCF fabrics NCF1 and NCF2 are stacked in the thickness direction of the flame retardant layer NCF.

NCF 원단들(NCF1, NCF2)과 금속 메쉬(Me2)의 적층체는 각 층의 연속섬유들(1, 2)의 배향방향이 서로 상이할 수 있으며, 예를 들어, 각 층의 연속섬유들(1, 2)의 배향방향이 0°/+45°/90°/-45 °또는 0°/90°/0°/90 °가 되도록 NCF 원단들(NCF1, NCF2)이 적층되어 있을 수 있다. 도 4는 각 층의 연속섬유들(1, 2)의 배향방향이 0°/90°/0°/90 °인 경우를 도시하지만, 이것 만으로 제한되지 않는다.A laminate of NCF fabrics (NCF1, NCF2) and metal mesh (Me2) may have different orientation directions of the continuous fibers 1 and 2 of each layer, for example, the continuous fibers of each layer ( NCF fabrics (NCF1, NCF2) may be stacked so that the orientation direction of 1 and 2) is 0°/+45°/90°/-45° or 0°/90°/0°/90°. 4 shows a case where the orientation direction of the continuous fibers 1 and 2 of each layer is 0°/90°/0°/90°, but is not limited thereto.

난연층(NCF)은 연속섬유들(1, 2)의 NCF 원단들(NCF1, NCF2)과 금속 메쉬(Me2)의 적층체에 난연성 수지기재(P)를 함침시킨 뒤, 경화하는 HP-RTM(HIGH-PRESSURE RESIN TRANSFER MOLDING) 공법에 의해 얻어질 수 있다. The flame-retardant layer (NCF) is HP-RTM, which is hardened after impregnating a laminate of NCF fabrics (NCF1, NCF2) and metal mesh (Me2) of continuous fibers (1, 2) with a flame-retardant resin base material (P). It can be obtained by the HIGH-PRESSURE RESIN TRANSFER MOLDING) method.

도 5는 또 다른 일 례의 난연층(UD)의 모식도이며, UD 프리프레그들(UD1, UD2, UD3)과 금속 메쉬들(M1, M2)의 적층 구조를 도시한다. 도 6은 또 다른 일 례의 난연층(FP)의 모식도이며, 원단 프리프레그들(FP1, FP2, FP3)과 금속 메쉬들(M1, M2)의 적층 구조를 도시한다. 5 is a schematic diagram of another example of a flame retardant layer UD, and shows a stacked structure of UD prepregs UD1, UD2, and UD3 and metal meshes M1 and M2. 6 is a schematic diagram of another example of the flame retardant layer FP, and shows a stacked structure of the raw prepregs FP1, FP2, and FP3 and the metal meshes M1 and M2.

도 2 내지 도 4에는 HP-RTM(HIGH-PRESSURE RESIN TRANSFER MOLDING) 공법을 이용하여 얻어진 난연층들(10, WF, NCF)이 도시되어 있다. 도 2 내지 도 4의 난연층들(10, WF, NCF)과 달리, 난연층들(UD, FP)은 UD 프리프레그들(UD1, UD2) 및/또는 원단 프리프레그들(FP1, FP2)의 적층체를 경화 또는 합지하는 것에 의해 얻어질 수 있다. 2 to 4 illustrate flame-retardant layers 10, WF, and NCF obtained using the HP-RTM (HIGH-PRESSURE RESIN TRANSFER MOLDING) method. Unlike the flame-retardant layers 10, WF, and NCF of FIGS. 2 to 4, the flame-retardant layers UD and FP are of the UD prepregs UD1 and UD2 and/or the original prepregs FP1 and FP2. It can be obtained by curing or laminating the laminate.

도 5를 참조하면, UD 프리프레그들(UD1, UD2)은 일 방향으로 배향된 연속섬유들(1, 2)로 이루어진 섬유층(도 1의 F1, F2, F3 참조)에 난연성 수지기재(P)가 기함침된 구조이며, 난연층(UD)은 UD 프리프레그들(UD1, UD2)을 적층하여 얻어질 수 있다.Referring to Figure 5, UD prepregs (UD1, UD2) is a flame-retardant resin base material (P) in a fibrous layer (see F1, F2, F3 in Figure 1) consisting of continuous fibers (1, 2) oriented in one direction. The structure is impregnated, and the flame retardant layer UD can be obtained by laminating UD prepregs UD1 and UD2.

도 6을 참조하면, 원단 프리프레그들(FP1, FP2)은 각각 연속섬유들(1, 2)로 이루어진 직조직물 원단 섬유층(도 2의 WF1, WF2 참조) 또는 NCF 원단 섬유층(도 3의 NCF1, NCF2 참조)에 난연성 수지기재가 기 함침된 구조이다. 난연층(FP)은 직조된 직조직물 원단 프리프레그들(FP1, FP2) 또는 비굴곡 강화섬유 직물(non-crimp fabric; NCF) 원단 프리프레그들(FP1, FP2)을 적층하여 얻어질 수도 있다.Referring to Figure 6, the fabric prepregs (FP1, FP2) is a woven fabric fabric layer made of continuous fibers (1, 2), respectively (see WF1, WF2 in Figure 2) or an NCF fabric fiber layer (NCF1 in Figure 3, NCF2) is impregnated with a flame retardant resin base material. The flame retardant layer (FP) may be obtained by laminating woven fabric prepregs (FP1, FP2) or non-crimp reinforcing fiber (NCF) fabric prepregs (FP1, FP2).

도 5 및 도 6 에서와 같이, 각 층의 연속섬유들(1, 2)의 일방향 배향방향은 서로 엇갈릴 수 있다. 예를 들면, 난연층들(UD, FP)은 각 층의 연속섬유들(1, 2)의 일방향 배향방향이 제1 방향인 제1 층과 연속섬유들의 일방향 배향방향이 제2 방향인 제2 층을 포함할 수 있으며, 제1 방향과 제2 방향은 서로 엇갈릴 수 있다. 예를 들어, 제2 층은 제1 층 상에 배치된 것일 수 있다. 5 and 6, the one-way orientation directions of the continuous fibers 1 and 2 of each layer may be alternated with each other. For example, the flame-retardant layers UD and FP include a first layer in which one direction of the continuous fibers 1 and 2 of each layer is a first direction, and a second layer in which one direction of the continuous fibers is a second direction. A layer may be included, and the first direction and the second direction may be alternated with each other. For example, the second layer may be disposed on the first layer.

제1 방향은 보강요구방향(Reinforcement required direction)에 대해 +θ°의 각도를 가질 수 있으며, 제2 방향은 보강요구방향에 대해 -θ°의 각도를 가질 수 있다. 이 때, θ° 는 1° 내지 44° 일 수 있다. 예를 들어, 제1 방향과 제2 방향의 교차각은 30° 내지 90° 일 수 있다. The first direction may have an angle of +θ° with respect to the reinforcement required direction, and the second direction may have an angle of -θ° with respect to the reinforcement required direction. In this case, θ° may be 1° to 44°. For example, an angle of intersection between the first and second directions may be 30° to 90°.

'보강요구방향'이란 배터리팩 케이스가 차량 등에 장착될 때, 혹은 장착 이후 차량 등이 가동 및 운동할 때, 외부에서 가해지는 외력 또는 하중을 고려하여 강도 및 강성이 보완될 필요가 있는 소정의 방향을 의미한다. 보강요구방향은 배터리팩이 차량 등의 부품으로 이에 장착될 때의 구속 위치, 설치 조건 등에 의해 결정될 수 있으며, 가장 주요하게 강도 및 강성이 보완될 필요가 있는 일 방향을 의미한다.'Reinforcement request direction' is a predetermined direction in which strength and rigidity need to be supplemented in consideration of external force or load applied from the outside when the battery pack case is mounted on a vehicle, or when the vehicle is operated and moved after installation. Means. The direction required for reinforcement may be determined by a restraint position and an installation condition when the battery pack is mounted to a component such as a vehicle, and most principally refers to one direction in which strength and rigidity need to be supplemented.

도 2 내지 도 6에서 난연층들(10, WF, NCF, UD, FP)에 구비된 섬유층들(F1, F2, F3, WF1, WF2, NCF1, NCF2, UD1, UD2, UD3, FP1, FP2, FP3)의 개수는 예시적인 것으로, 섬유층들(F1, F2, F3, WF1, WF2, NCF1, NCF2, UD1, UD2, UD3, FP1, FP2, FP3)의 개수가 도시된 것으로만 제한되지 않는다. 마찬가지로, 도 2 내지 도 6에서 난연층들(10, WF, NCF, UD, FP)에 구비된 금속 메쉬들(M1, M2, Me1, Me2)의 개수는 예시적인 것으로, 난연층(10, WF, NCF, UD, FP)에 구비된 금속 메쉬들(M1, M2, Me1, Me2)의 개수가 도시된 것으로만 제한되지 않는다.Fiber layers (F1, F2, F3, WF1, WF2, NCF1, NCF2, UD1, UD2, UD3, FP1, FP2) provided in the flame-retardant layers 10, WF, NCF, UD, FP in FIGS. 2 to 6 The number of FP3) is exemplary, and the number of fiber layers F1, F2, F3, WF1, WF2, NCF1, NCF2, UD1, UD2, UD3, FP1, FP2, FP3) is not limited only to the illustrated one. Similarly, the number of metal meshes M1, M2, Me1, Me2 provided in the flame retardant layers 10, WF, NCF, UD, and FP in FIGS. 2 to 6 is exemplary, and the flame retardant layer 10, WF The number of metal meshes (M1, M2, Me1, Me2) provided in (NCF, UD, FP) is not limited to the illustrated one.

도 7은 난연층(10)과 금속층(20) 상에 접합층(30)이 개재된 배터리팩 케이스용 복합소재(101)를 도시한다. 7 shows a composite material 101 for a battery pack case in which the bonding layer 30 is interposed on the flame retardant layer 10 and the metal layer 20.

접착제를 이용한 접착법 또는 열간 프레스 접합법을 이용하여 금속 박막을 난연층(10)에 접합하여 금속층(20)을 형성하는 경우, 배터리팩 케이스용 복합소재(100)는 난연층(10)과 금속층(20)의 사이에 개재된 접합층(30)을 더 포함한다. When forming the metal layer 20 by bonding a metal thin film to the flame-retardant layer 10 using an adhesive or hot press bonding method, the composite material 100 for a battery pack case includes the flame-retardant layer 10 and the metal layer 20 ) It further includes a bonding layer 30 interposed between.

접합층(30)은 하나 이상일 수 있으며, 적어도 하나의 접합층(30)은 비난연 수지층, 난연성 수지층, 불연속섬유 함유 비난연 수지층 및 불연속섬유 함유 난연성 수지층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The bonding layer 30 may be one or more, and at least one bonding layer 30 may include at least one of a non-flammable resin layer, a flame-retardant resin layer, a non-flammable resin layer containing discontinuous fibers, and a flame-retardant resin layer containing discontinuous fibers. have.

예를 들어, 난연층(10)의 연속섬유들이 탄소섬유로 구성되고 접합층(30)이 비난연 수지층 또는 난연 수지층인 경우, 접합층(30)은 비전도성층이며, 배터리팩 케이스용 복합소재(101)는 난연층(10)과 금속층(20)의 사이에 비전도성층이 개재된 구조를 가질 수 있다. For example, when the continuous fibers of the flame-retardant layer 10 are composed of carbon fibers and the bonding layer 30 is a non-flammable resin layer or a flame-retardant resin layer, the bonding layer 30 is a non-conductive layer, and a composite for a battery pack case The material 101 may have a structure in which a non-conductive layer is interposed between the flame retardant layer 10 and the metal layer 20.

예를 들어, 난연층(10)의 연속섬유들이 탄소섬유로 구성되고 접합층(30)이 불연속섬유 비난연 수지층 또는 불연속섬유 난연 수지층이며, 불연속섬유가 유리섬유와 같은 비전도성 섬유인 경우, 접합층(30)은 비전도성층이며, 배터리팩 케이스용 복합소재(101)는 난연층(10)과 금속층(20)의 사이에 비전도성층이 개재된 구조를 가질 수 있다. For example, when the continuous fibers of the flame retardant layer 10 are composed of carbon fibers, the bonding layer 30 is a discontinuous fiber non-flammable resin layer or a discontinuous fiber flame retardant resin layer, and the discontinuous fibers are non-conductive fibers such as glass fibers , The bonding layer 30 is a non-conductive layer, and the composite material 101 for a battery pack case may have a structure in which a non-conductive layer is interposed between the flame retardant layer 10 and the metal layer 20.

도 8은 배터리팩 케이스용 복합소재(102)의 일 례의 모식적인 단면도이다. 도 8을 참조하면, 난연 다공성층(11)은 섬유층들(F)의 사이 및 섬유층들(F)과 금속 메쉬(M)의 사이에 개재될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 난연 다공성층(11)은 금속 메쉬(M)가 개재되지 않은 채로 섬유층들(F)의 사이에만 개재될 수도 있다. 8 is a schematic cross-sectional view of an example of a composite material 102 for a battery pack case. Referring to FIG. 8, the flame-retardant porous layer 11 may be interposed between the fibrous layers (F) and between the fibrous layers (F) and the metal mesh (M). Although not shown, the flame-retardant porous layer 11 may be interposed only between the fibrous layers F without the metal mesh M being interposed therebetween.

실시예 1Example 1

유리 연속섬유 NCF 원단 4장과 개구가 10 ㎛ 인 알루미늄 금속 메쉬 1장을 이용하여 3.2 mm 두께의 난연 적층체를 제조한 뒤 스프레이 코팅을 통해 은(Ag)층을 20 nm 의 두께로 형성하여 배터리팩 케이스용 복합소재를 얻었다. Using 4 sheets of glass continuous fiber NCF fabric and 1 sheet of aluminum metal mesh with an opening of 10 µm, a 3.2 mm thick flame-retardant laminate was manufactured, and then a silver (Ag) layer was formed to a thickness of 20 nm through spray coating. A composite material for a pack case was obtained.

유리 연속섬유 NCF 원단 사이에는 개구가 10 ㎛ 인 알루미늄 금속 메쉬 1장을 적층하였다. 난연 적층체는 50 부피%의 유리 연속섬유와 50 부피% 난연 에폭시를 포함하였다. One sheet of aluminum metal mesh having an opening of 10 μm was laminated between the glass continuous fiber NCF fabrics. The flame-retardant laminate contained 50% by volume of continuous glass fiber and 50% by volume of flame retardant epoxy.

실시예 2Example 2

유리 연속섬유 NCF 원단 4장과 개구가 50 ㎛ 인 알루미늄 금속 메쉬 1장을 이용하여 3.2 mm 두께의 난연 적층체를 제조한 뒤 스프레이 코팅을 통해 은(Ag)층을 20 nm 의 두께로 형성하여 배터리팩 케이스용 복합소재를 얻었다. Using 4 sheets of glass continuous fiber NCF fabric and 1 sheet of aluminum metal mesh with an opening of 50 µm, a 3.2 mm thick flame-retardant laminate was manufactured, and then a silver (Ag) layer was formed to a thickness of 20 nm through spray coating. A composite material for a pack case was obtained.

유리 연속섬유 NCF 원단 사이에는 개구가 50 ㎛ 인 알루미늄 금속 메쉬 1장을 적층하였다. 난연 적층체는 50 부피%의 유리 연속섬유와 50 부피% 난연 에폭시를 포함하였다.One sheet of aluminum metal mesh having an opening of 50 µm was laminated between the glass continuous fiber NCF fabrics. The flame-retardant laminate contained 50% by volume of continuous glass fiber and 50% by volume of flame-retardant epoxy.

실시예 3Example 3

유리 연속섬유 NCF 원단 4장과 개구가 10 ㎛ 인 알루미늄 금속 메쉬 3장을 이용하여 3.2 mm 두께의 난연 적층체를 제조한 뒤 스프레이 코팅을 통해 은(Ag)층을 20 nm 의 두께로 형성하여 배터리팩 케이스용 복합소재를 얻었다. Using 4 sheets of glass continuous fiber NCF fabric and 3 sheets of aluminum metal mesh with an opening of 10 µm, a 3.2 mm thick flame-retardant laminate was manufactured, and then a silver (Ag) layer was formed to a thickness of 20 nm through spray coating. A composite material for a pack case was obtained.

유리 연속섬유 NCF 원단 사이에는 개구가 10 ㎛ 인 알루미늄 금속 메쉬 3장을 적층하였다. 난연 적층체는 50 부피%의 유리 연속섬유와 50 부피% 난연 에폭시를 포함하였다. Between the glass continuous fiber NCF fabrics, three aluminum metal meshes with an opening of 10 µm were laminated. The flame-retardant laminate contained 50% by volume of continuous glass fiber and 50% by volume of flame-retardant epoxy.

실시예 4Example 4

유리 연속섬유 NCF 원단 4장을 이용하여 3.2 mm 두께의 난연 적층체를 제조한 뒤 스프레이 코팅을 통해 은(Ag)층을 200 nm 의 두께로 형성하여 배터리팩 케이스용 복합소재를 얻었다. A 3.2 mm thick flame-retardant laminate was prepared using four glass continuous fiber NCF fabrics, and then a silver (Ag) layer was formed to a thickness of 200 nm through spray coating to obtain a composite material for a battery pack case.

유리 연속섬유 NCF 원단 사이에는 개구가 10 ㎛ 인 알루미늄 금속 메쉬 1장을 적층하였다. 유리 연속섬유 NCF 원단 4 장으로 제조된 난연 적층체는 50 부피%의 유리 연속섬유와 50 부피% 난연 에폭시로 구성되어 있다. One sheet of aluminum metal mesh having an opening of 10 μm was laminated between the glass continuous fiber NCF fabrics. The flame-retardant laminate made of 4 continuous glass fiber NCF fabrics is composed of 50% by volume continuous glass fiber and 50% by volume flame-retardant epoxy.

비교예 1Comparative Example 1

유리 연속섬유 NCF 원단 4장을 이용하여 3.2 mm 두께의 난연 적층체를 제조한 뒤 스프레이 코팅을 통해 은(Ag)층을 20 nm 의 두께로 형성하여 배터리팩 케이스용 복합소재를 얻었다. A 3.2 mm thick flame-retardant laminate was prepared using four glass continuous fiber NCF fabrics, and then a silver (Ag) layer was formed to a thickness of 20 nm through spray coating to obtain a composite material for a battery pack case.

유리 연속섬유 NCF 원단 4 장으로 제조된 난연 적층체는 50 부피%의 유리 연속섬유와 50 부피% 난연 에폭시로 구성되어 있다. The flame-retardant laminate made of 4 continuous glass fiber NCF fabrics is composed of 50% by volume continuous glass fiber and 50% by volume flame-retardant epoxy.

비교예 2Comparative Example 2

유리 연속섬유 NCF 원단 4장을 이용하여 3.2 mm 두께의 난연 적층체를 제조한 뒤 스프레이 코팅을 통해 은(Ag)층을 200 nm 의 두께로 형성하여 배터리팩 케이스용 복합소재를 얻었다. A 3.2 mm thick flame-retardant laminate was prepared using four glass continuous fiber NCF fabrics, and then a silver (Ag) layer was formed to a thickness of 200 nm through spray coating to obtain a composite material for a battery pack case.

유리 연속섬유 NCF 원단 4 장으로 제조된 난연 적층체는 50 부피%의 유리 연속섬유와 50 부피% 난연 에폭시로 구성되어 있다. The flame-retardant laminate made of 4 continuous glass fiber NCF fabrics is composed of 50% by volume continuous glass fiber and 50% by volume flame retardant epoxy.

실험예 1Experimental Example 1

실시예 1 내지 4 의 소재 및 비교예 1 내지 2 의 소재에 대한 전자파 차폐 성능을 평가하였다. 표 1에 전자파 차폐 결과가 정리되어 있다.The electromagnetic wave shielding performance of the materials of Examples 1 to 4 and the materials of Comparative Examples 1 to 2 was evaluated. Table 1 summarizes the electromagnetic shielding results.

Shielding Effectiveness (dB)Shielding Effectiveness (dB) 실시예1Example 1 40~4540~45 실시예2Example 2 30~3530~35 실시예3Example 3 85 이상85 or more 실시예4Example 4 85 이상85 or more 비교예1Comparative Example 1 20~2520-25 비교예2Comparative Example 2 60~6560~65

이상 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 설명하였으나, 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 각 실시예에 개시된 내용들을 조합하여 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments have been described with reference to the accompanying drawings, the invention is not limited to the above embodiments, but may be manufactured in various different forms by combining the contents disclosed in each embodiment. Those skilled in the art will understand that the invention can be implemented in other specific forms without changing the technical idea or essential features. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative and non-limiting in all respects.

1,2: 연속섬유
P: 난연성 수지기재
10, WF, NCF, UD, FP: 난연층
20: 금속층
100, 101, 102: 배터리팩 케이스용 복합소재
M, M1, M2, Me1, Me2: 금속 메쉬
1,2: continuous fiber
P: flame retardant resin substrate
10, WF, NCF, UD, FP: flame retardant layer
20: metal layer
100, 101, 102: composite material for battery pack case
M, M1, M2, Me1, Me2: metal mesh

Claims (10)

면내(面內) 배향된 연속섬유들을 포함하는 섬유층들과 상기 섬유층들의 사이에 배치된 적어도 하나의 금속 메쉬를 포함하는 적층체와 상기 적층체에 함침된 난연성 수지기재를 포함하는 난연층; 및
두께가 20 nm 내지 100 ㎛ 이고, 상기 난연층 상에 배치된 금속층;을 포함하며,
상기 섬유층들은 상기 연속섬유들의 배향면들이 마주하도록 상기 난연층의 두께 방향으로 적층되고,
상기 적어도 하나의 금속 메쉬의 개구는 1 ㎛ 내지 100 ㎛ 이고,
상기 금속층은 상기 난연층 상에 직접 접합된
배터리팩 케이스용 복합소재.
A flame-retardant layer comprising a laminate including fibrous layers including continuous fibers oriented in-plane and at least one metal mesh disposed between the fibrous layers, and a flame-retardant resin substrate impregnated in the laminate; And
Including; a metal layer having a thickness of 20 nm to 100 μm and disposed on the flame retardant layer,
The fiber layers are laminated in the thickness direction of the flame retardant layer so that the oriented surfaces of the continuous fibers face each other,
The opening of the at least one metal mesh is 1 μm to 100 μm,
The metal layer is directly bonded on the flame retardant layer
Composite material for battery pack case.
제1 항에 있어서,
상기 섬유층들은 각각 상기 연속섬유들이 일방향으로 배향된
배터리팩 케이스용 복합소재.
The method of claim 1,
The fiber layers are each of the continuous fibers oriented in one direction
Composite material for battery pack case.
제1 항에 있어서,
상기 섬유층들은 제1 층과 상기 제1 층 상에 배치된 제2 층을 포함하며,
상기 제1 층은 상기 연속섬유들이 제1 방향으로 일방향 배향되며,
상기 제2 층은 상기 연속섬유들이 제2 방향으로 일방향 배향되고,
상기 제1 방향과 상기 제2 방향이 서로 엇갈린
배터리팩 케이스용 복합소재.
The method of claim 1,
The fibrous layers include a first layer and a second layer disposed on the first layer,
In the first layer, the continuous fibers are oriented in one direction in a first direction,
In the second layer, the continuous fibers are oriented in one direction in a second direction,
The first direction and the second direction are crossed
Composite material for battery pack case.
제1 항에 있어서,
상기 섬유층들은 각각 상기 연속섬유들이 직조된 직조직물 원단 섬유층인
배터리팩 케이스용 복합소재.
The method of claim 1,
Each of the fiber layers is a woven fabric fabric layer in which the continuous fibers are woven
Composite material for battery pack case.
제1 항에 있어서,
상기 섬유층들은 각각 상기 연속섬유들의 연속섬유들의 비굴곡 강화섬유 직물(non-crimp fabric; NCF) 원단 섬유층인
배터리팩 케이스용 복합소재.
The method of claim 1,
Each of the fiber layers is a non-crimp reinforcing fiber (NCF) fabric layer of continuous fibers of the continuous fibers.
Composite material for battery pack case.
제1 항에 있어서,
상기 금속층은 금속 증착법 또는 금속 코팅법에 의해 형성된
배터리팩 케이스용 복합소재.
The method of claim 1,
The metal layer is formed by a metal deposition method or a metal coating method.
Composite material for battery pack case.
삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 연속섬유들이 유리섬유 및/또는 탄소섬유로 구성된
배터리팩 케이스용 복합소재.
The method of claim 1,
The continuous fibers are composed of glass fiber and/or carbon fiber
Composite material for battery pack case.
제1 항에 있어서,
상기 난연층은 상기 연속섬유들의 분율이 35 vol% 내지 60 vol%인
배터리팩 케이스용 복합소재.
The method of claim 1,
The flame retardant layer has a fraction of the continuous fibers of 35 vol% to 60 vol%
Composite material for battery pack case.
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