KR20170068686A - Composite materials separator and method of manufacturing the same - Google Patents

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김혜원
김지연
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(주)엘지하우시스
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Abstract

전 영역에서 균일한 전기전도성을 확보할 수 있는 복합재 분리판 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 복합재 분리판은 탄소섬유 직조물 구조체; 및 상기 탄소섬유 직조물 구조체의 상면 및 하면에 각각 적층된 전도성 필러 시트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
A composite separator plate capable of ensuring uniform electrical conductivity in all areas and a method of manufacturing the same.
The composite separator according to the present invention comprises a carbon fiber woven structure; And a conductive filler sheet laminated on upper and lower surfaces of the carbon fiber woven structure, respectively.

Description

복합재 분리판 및 그 제조 방법{COMPOSITE MATERIALS SEPARATOR AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}Technical Field [0001] The present invention relates to a composite material separator,

본 발명은 복합재 분리판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전 영역에서 균일한 전기전도성을 확보할 수 있는 복합재 분리판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composite separator and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a composite separator which can ensure a uniform electrical conductivity in all regions and a method of manufacturing the same.

연료전지 스택의 구성요소인 분리판은 반응 가스(수소 및 산소)의 공급과 물의 배출 통로로서의 기능을 갖고 있으며, 연료전지 스택의 내부를 전기적으로 연결시켜 준다. 이러한 기능을 위해, 분리판은 우수한 전기전도성과 기계적 물성, 내부식성 및 낮은 수소 투과율이 요구된다.The separator plate, which is a component of the fuel cell stack, functions as a reaction gas (hydrogen and oxygen) supply and water discharge passage, and electrically connects the inside of the fuel cell stack. For this function, the separator requires excellent electrical conductivity, mechanical properties, corrosion resistance and low hydrogen permeability.

최근, 대형 이차전지 중에서 크게 주목을 받고 있는 레독스 흐름전지에도 분리판이 포함되며, 이 역시 우수한 전기전도성과 기계적 물성, 내부식성, 내화학성 및 전해질 불침투성 등의 특성이 요구된다.Recently, a redox flow cell, which has received a great deal of attention from large secondary batteries, also includes a separator plate, which is also required to have excellent electrical conductivity, mechanical properties, corrosion resistance, chemical resistance and electrolyte impermeability.

이를 만족하기 위해, 종래에는 탄소섬유 직조물에 열경화성 수지를 함침시킨 복합재 분리판을 제조하고 있으나, 이러한 방법으로 제조된 복합재 분리판은 탄소섬유 직조물의 상부에 두꺼운 수지층이 존재하여 전기전도성이 떨어지는 문제가 있었다.In order to satisfy this, a composite separator plate in which a carbon fiber woven fabric is impregnated with a thermosetting resin has been manufactured. However, the composite separator plate manufactured by this method has a problem that a thick resin layer exists on the carbon fiber woven fabric, .

최근에는 이를 해결하기 위해, 액상의 열경화성 수지에 전도성 필러를 분산시킨 후, 이를 탄소섬유 직조물에 함침시킨 복합재 분리판에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.In recent years, in order to solve this problem, research has been actively conducted on a composite separator plate in which a conductive filler is dispersed in a liquid thermosetting resin and then impregnated with a carbon fiber woven fabric.

그러나, 전도성 필러를 분산시킨 복합재 분리판의 경우, 열경화성 수지에 전도성 필러를 균일하게 분산시키는 공정에서 열경화성 수지의 높은 점도로 인해 공정성이 떨어지는 단점이 있다. 또한, 열경화성 수지에 전도성 필러를 첨가한 분산액의 분산도가 우수하지 않을 경우 복합재 분리판의 영역 별로 전도성에 편차가 발생하며, 분산액의 분산도가 우수할 경우에는 함침하는 과정에서 열경화성 수지와 전도성 필러의 이동속도가 상이하므로 복합재 분리판의 일부 영역에만 전도성 필러가 과량으로 존재하는 현상이 발생한다. 이에 따라, 복합재 분리판의 영역 별 큰 두께 편차는 전지에 적용시 신뢰성이 저하되는 문제가 있다.However, in the case of the composite separator in which the conductive filler is dispersed, there is a disadvantage in that the processability of uniformly dispersing the conductive filler in the thermosetting resin lowers the processability due to the high viscosity of the thermosetting resin. In addition, when the dispersibility of the dispersion containing the conductive filler added to the thermosetting resin is not excellent, the conductivity of the composite separator varies depending on the area of the composite separator. When the dispersibility of the dispersion is excellent, the thermosetting resin and the conductive filler There is a phenomenon that an excessive amount of the conductive filler exists in only a part of the composite separator plate. Accordingly, there is a problem that the reliability of the large thickness deviation of the composite separator plate is low when applied to a battery.

또한, 전도성 필러가 탄소섬유 직조물의 내부로 과량 침투될 경우, 섬유다발의 가닥 사이의 접촉을 방해하여 오히려 전기전도성이 떨어지는 결과를 초래하기도 한다.Also, if the conductive filler is excessively penetrated into the carbon fiber woven fabric, it may interfere with the contact between the strands of the fiber bundle, resulting in a deterioration of electrical conductivity.

관련 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0046772호(2014.04.21. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 레독스 흐름전지용 분리판 및 상기 분리판을 포함한 레독스 흐름전지에 대하여 기재되어 있다.
A related prior art is Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2014-0046772 (published on April 21, 2014), which discloses a separator for a redox flow cell and a redox flow cell including the separator .

본 발명의 목적은 전 영역에서 균일한 전기전도성을 확보할 수 있는 복합재 분리판 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide a composite separator which can ensure a uniform electrical conductivity in all regions and a method of manufacturing the composite separator.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 복합재 분리판은 탄소섬유 직조물 구조체; 및 상기 탄소섬유 직조물 구조체의 상면 및 하면에 각각 적층된 전도성 필러 시트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a composite separator comprising: a carbon fiber woven structure; And a conductive filler sheet laminated on upper and lower surfaces of the carbon fiber woven structure, respectively.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 복합재 분리판 제조 방법은 (a) 전도성 필러를 유기 용매에 분산시킨 분산액을 코팅한 후, 상기 유기 용매를 휘발시켜 전도성 필러 시트를 형성하는 단계; (b) 탄소섬유 직조물에 열경화성 수지를 함침시켜 탄소섬유 직조물 구조체를 형성하는 단계; (c) 상기 탄소섬유 직조물 구조체의 상면 및 하면에 전도성 필러 시트를 각각 적층하는 단계; 및 (d) 상기 탄소섬유 직조물 구조체 및 전도성 필러 시트를 핫 프레스로 압착 및 경화하여 복합재 분리판을 수득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a composite separator, comprising: (a) coating a dispersion in which an electrically conductive filler is dispersed in an organic solvent, and then volatilizing the organic solvent to form a conductive filler sheet; (b) impregnating the carbon fiber woven fabric with a thermosetting resin to form a carbon fiber woven structure; (c) laminating conductive filler sheets on the upper and lower surfaces of the carbon fiber woven structure, respectively; And (d) pressing and hardening the carbon fiber woven structure and the conductive filler sheet by a hot press to obtain a composite separator plate.

본 발명에 따른 복합재 분리판 및 그 제조 방법은 탄소섬유 직조물에 열경화성 수지를 함침시킨 탄소섬유 직조물 구조체가 중간에 삽입되어 우수한 기계적 강도를 확보할 수 있음과 더불어, 전 영역에 대하여 전도성 필러가 균일하게 분포하도록 분산된 시트 타입으로 설계된 전도성 필러 시트를 탄소섬유 직조물 구조체의 상면 및 하면에 각각 적층시킨 구조를 가지므로, 전도성의 편차 발생 없이 모든 영역에서 우수한 전기전도성을 가질 수 있게 된다.The composite separator according to the present invention and the method of manufacturing the same can provide an excellent mechanical strength by inserting a carbon fiber woven structure in which a thermosetting resin is impregnated into a carbon fiber woven fabric in the middle, The conductive filler sheet designed to be distributed in a sheet type is distributed on the upper and lower surfaces of the carbon fiber woven structure, respectively, so that it is possible to obtain excellent electrical conductivity in all areas without causing a deviation in conductivity.

또한, 본 발명에 따른 복합재 분리판 및 그 제조 방법은 열경화성 수지 내에 전도성 필러를 첨가하는 것이 아니라, 열경화성 수지에 비하여 점도가 휠씬 낮은 유기 용매 내에 전도성 필러를 첨가하여 분산시키는 방식으로 전도성 필러 시트가 제조되기 때문에 전도성 필러의 분포도에 대한 제어가 용이하고, 제조 과정이 간단하여 공정 간소화를 도모할 수 있게 된다.
In addition, the composite separator according to the present invention and the method for manufacturing the same may be manufactured by adding a conductive filler to an organic solvent having a viscosity lower than that of a thermosetting resin, The control of the distribution of the conductive filler is easy, and the manufacturing process is simple and the process can be simplified.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복합재 분리판을 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 복합재 분리판 제조 방법을 나타낸 공정 순서도.
도 3은 실시예 1에 따라 제조된 복합재 분리판을 촬영한 SEM 사진.
도 4는 비교예 2에 따라 제조된 탄소섬유 분리판을 촬영한 SEM 사진.
1 is a cross-sectional view of a composite separator according to an embodiment of the present invention;
2 is a process flow diagram illustrating a method of manufacturing a composite separator according to an embodiment of the present invention.
3 is a SEM photograph of a composite separator produced according to Example 1. Fig.
4 is a SEM photograph of a carbon fiber separator manufactured according to Comparative Example 2. FIG.

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.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합재 분리판 및 그 제조 방법에 관하여 상세한 설명하면 다음과 같다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a composite separator according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복합재 분리판을 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a composite separator according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 복합재 분리판(100)은 탄소섬유 직조물 구조체(120)와, 탄소섬유 직조물 구조체(120)의 상면 및 하면 상에 각각 적층된 전도성 필러 시트(140)를 포함한다. 이러한 탄소섬유 직조물 구조체(120)와 전도성 필러 시트(140)는 핫 프레스(hot press) 방식에 의해 압착되어 상호 간이 접합되는 구조를 갖는다.
1, a composite separator plate 100 according to an embodiment of the present invention includes a carbon fiber woven structure 120 and conductive filler sheets 140 (not shown) stacked on upper and lower surfaces of the carbon fiber woven structure 120, respectively. ). The carbon fiber woven fabric structure 120 and the conductive filler sheet 140 are pressed together by a hot press method and have a structure in which they are bonded together.

탄소섬유 직조물 구조체(120)는 복합재 분리판(100)의 중간에 배치되어, 복합재 분리판(100)의 기계적 강도를 향상시키는 역할을 한다. 이러한 탄소섬유 직조물 구조체(120)는 200 ~ 400㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 탄소섬유 직조물 구조체(120)의 두께가 200㎛ 미만일 경우에는 그 두께가 얇아 기계적 강도 확보에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 탄소섬유 직조물 구조체(120)의 두께가 400㎛를 초과할 경우에는 더 이상의 효과 상승 없이 두께 및 부피만을 증가시키는 요인으로 작용하여 경량화 및 박형화에 역행하는 결과를 초래할 수 있으므로, 바람직하지 못하다.The carbon fiber woven structure 120 is disposed in the middle of the composite separator plate 100 to improve the mechanical strength of the composite separator plate 100. The carbon fiber woven structure 120 preferably has a thickness of 200 to 400 mu m. If the thickness of the carbon fiber woven structure 120 is less than 200 탆, the thickness of the carbon fiber woven structure 120 may be too small to secure mechanical strength. On the contrary, when the thickness of the carbon fiber woven structure 120 exceeds 400 탆, the thickness and the volume of the carbon fiber woven fabric structure 120 increase only without increasing the effect, which may result in weight reduction and thinning.

이러한 탄소섬유 직조물 구조체(120)는 적어도 하나 이상이 수직적으로 적층된 탄소섬유 직조물(122)과, 탄소섬유 직조물(122)에 함침된 수지층(124)을 포함한다. 이때, 도 1에서는 1장의 탄소섬유 직조물(122)에 수지층(124)이 함침된 구조를 일 예로 나타낸 것이다.Such a carbon fiber woven structure 120 includes at least one vertically stacked carbon fiber woven fabric 122 and a resin layer 124 impregnated with the carbon fiber woven fabric 122. 1 illustrates a structure in which a resin layer 124 is impregnated into one piece of carbon fiber woven fabric 122.

탄소섬유 직조물(122)은 1,000 ~ 70,000 가닥이 모인 섬유다발들을 위사 및 경사로 각각 직조하는 것에 의해 제조될 수 있다. 이때, 탄소섬유 직조물(122)의 섬유다발들은 원형 또는 타원형의 단면 구조를 갖는다. 그리고, 탄소섬유 직조물(122)의 섬유다발들은 평균 이격 간격이 1.5 ~ 2.0mm일 수 있다.The carbon fiber woven fabric 122 can be produced by weaving 1,000 to 70,000 strands of fiber bundles into weft and warp yarns, respectively. At this time, the fiber bundles of the carbon fiber woven fabric 122 have a circular or elliptical cross-sectional structure. The fiber bundles of the carbon fiber woven fabric 122 may have an average spacing of 1.5 to 2.0 mm.

수지층(124)은 탄소섬유 직조물(122)의 내부에 함침되어, 기계적 강도를 향상시키는 역할을 한다. 수지층(124)은 페놀 수지, 에폭시 수지, 아미노 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스텔 수지, 폴리우레탄 수지 및 폴리이미드 수지를 포함하는 열경화성 수지 중 선택된 어느 하나의 재질로 형성된다.
The resin layer 124 is impregnated in the inside of the carbon fiber woven fabric 122 to improve the mechanical strength. The resin layer 124 is formed of any one material selected from among a phenol resin, an epoxy resin, an amino resin, a urea resin, a melamine resin, an unsaturated polyester resin, a polyurethane resin, and a thermosetting resin including a polyimide resin.

전도성 필러 시트(140)는 탄소섬유 직조물 구조체(120)의 상면 및 하면에 각각 적층된다. 이러한 전도성 필러 시트(140)는 전도성 필러를 유기 용매에 분산시킨 분산액을 코팅한 후, 유기 용매를 휘발시키는 것에 의해 제조될 수 있다.The conductive filler sheet 140 is laminated on the top and bottom surfaces of the carbon fiber woven structure 120, respectively. The conductive filler sheet 140 may be prepared by coating a dispersion in which the conductive filler is dispersed in an organic solvent, and then volatilizing the organic solvent.

따라서, 유기 용매로는 휘발성이 우수한 것을 이용하는 것이 바람직하며, 구체적으로는 에탄올, 부탄올, 아세트산에틸, 옥탄올, 에톡시 에탄올펜탄올, 메톡시 에탄올, 에틸렌 글리콜, 아세톤, 테트라하이드로퓨란, 디메틸포름아마이드, 디메틸아민, 다이클로로메테인 및 다이에틸에테르 중 1종 이상이 이용될 수 있다.Therefore, it is preferable to use an organic solvent having excellent volatility. Specific examples thereof include ethanol, butanol, ethyl acetate, octanol, ethoxy ethanol pentanol, methoxy ethanol, ethylene glycol, acetone, tetrahydrofuran, dimethylformamide , Dimethylamine, dichloromethane, and diethylether may be used.

특히, 유기 용매의 점도는 열경화성 수지의 점도에 비하여 휠씬 낮기 때문에 유기 용매에 전도성 필러를 분산시킨 분산액을 코팅한 후, 유기 용매를 휘발시켜 전도성 필러 시트(140)를 형성할 경우, 전도성 필러 시트(140)의 전 영역에 대하여 전도성 필러가 균일하게 분포하도록 분산시킬 수 있게 된다. 이 결과, 전 영역에서 균일한 전기전도성을 확보하는 것이 가능해질 수 있다.Particularly, since the viscosity of the organic solvent is much lower than the viscosity of the thermosetting resin, when the conductive filler sheet 140 is formed by volatilizing the organic solvent after coating a dispersion in which the conductive filler is dispersed in the organic solvent, The conductive filler can be dispersed uniformly over the entire region of the conductive film 140. [ As a result, it becomes possible to ensure a uniform electrical conductivity in the entire region.

또한, 전도성 필러 시트(140)는 열경화성 수지 내에 전도성 필러를 첨가하는 것이 아니라, 열경화성 수지에 비하여 점도가 휠씬 낮은 유기 용매 내에 전도성 필러를 첨가하여 분산시키는 방식으로 제조되기 때문에 전도성 필러의 분포도에 대한 제어가 용이하고, 제조 과정이 간단하여 공정 간소화를 도모할 수 있게 된다.Since the conductive filler sheet 140 is prepared not by adding the conductive filler to the thermosetting resin but by dispersing the conductive filler in an organic solvent having a viscosity lower than that of the thermosetting resin, And the manufacturing process is simple, so that the process can be simplified.

전도성 필러로는 탄소나노튜브(carbon nanotube), 흑연분말(graphite powder), 탄소 단섬유(chopped carbon fiber), 카본블랙(carbon black) 및 카본분말(carbon powder) 중 선택된 1종 이상이 이용될 수 있다.As the conductive filler, at least one selected from carbon nanotube, graphite powder, chopped carbon fiber, carbon black and carbon powder may be used. have.

이러한 전도성 필러 시트(140)는 5 ~ 100㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 전도성 필러 시트(140)의 두께가 5㎛ 미만일 경우에는 그 두께가 너무 얇은 관계로 취급성이 어려우며, 전기전도성이 저하되는 문제가 있다. 반대로, 전도성 필러 시트(140)의 두께가 100㎛를 초과할 경우에는 더 이상의 효과 상승 없이 제조 비용만을 상승시키는 요인으로 작용할 수 있으므로, 경제적이지 못하다.
The conductive filler sheet 140 preferably has a thickness of 5 to 100 mu m. When the thickness of the conductive filler sheet 140 is less than 5 占 퐉, the thickness is too thin, which makes handling difficult and deteriorates electrical conductivity. On the contrary, when the thickness of the conductive filler sheet 140 exceeds 100 mu m, it may be a factor that raises only the manufacturing cost without increasing any further effect, which is not economical.

전술한 본 발명의 실시예에 따른 복합재 분리판은 탄소섬유 직조물에 열경화성 수지를 함침시킨 탄소섬유 직조물 구조체가 중간에 삽입되어 우수한 기계적 강도를 확보할 수 있음과 더불어, 전 영역에 대하여 전도성 필러가 균일하게 분포하도록 분산된 시트 타입으로 설계된 전도성 필러 시트를 탄소섬유 직조물 구조체의 상면 및 하면에 각각 적층시킨 구조를 가지므로, 전도성의 편차 발생 없이 모든 영역에서 우수한 전기전도성을 가질 수 있게 된다.In the composite separator according to the present invention, a carbon fiber woven structure in which a thermosetting resin is impregnated into a carbon fiber woven fabric is interposed in the middle to ensure excellent mechanical strength, and the conductive filler is uniform The conductive filler sheet designed to be dispersed so as to be distributed on the upper and lower surfaces of the carbon fiber woven structure can be provided with excellent electrical conductivity in all regions without causing a deviation in conductivity.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 복합재 분리판은 열경화성 수지 내에 전도성 필러를 첨가하는 것이 아니라, 열경화성 수지에 비하여 점도가 휠씬 낮은 유기 용매 내에 전도성 필러를 첨가하여 분산시키는 방식으로 전도성 필러 시트가 제조되기 때문에 전도성 필러의 분포도에 대한 제어가 용이하고, 제조 과정이 간단하여 공정 간소화를 도모할 수 있게 된다.
In addition, the composite separator according to the embodiment of the present invention is not made by adding a conductive filler to a thermosetting resin, but by preparing a conductive filler sheet in such a manner that a conductive filler is added and dispersed in an organic solvent having a much lower viscosity than a thermosetting resin Therefore, the control of the distribution of the conductive filler is easy, and the manufacturing process is simple, so that the process can be simplified.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 복합재 분리판의 제조 방법에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a composite separator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 복합재 분리판 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.FIG. 2 is a process flow diagram illustrating a method of manufacturing a composite separator according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 복합재 분리판 제조 방법은 전도성 필러 시트 형성 단계(S210), 탄소섬유 직조물 구조체 형성 단계(S220), 적층 단계(S230) 및 핫 프레스 단계(S240)를 포함한다.
2, the composite separator manufacturing method according to an embodiment of the present invention includes a conductive filler sheet forming step S210, a carbon fiber woven fabric structure forming step S220, a laminating step S230, and a hot pressing step S240).

전도성 필러 시트 형성Conductive filler sheet formation

전도성 필러 시트 형성 단계(S210)에서는 전도성 필러를 유기 용매에 분산시킨 분산액을 코팅한 후, 유기 용매를 휘발시켜 전도성 필러 시트를 형성한다.In the conductive filler sheet forming step (S210), a dispersion in which the conductive filler is dispersed in an organic solvent is coated, and then the organic solvent is volatilized to form a conductive filler sheet.

이때, 전도성 필러로는 탄소나노튜브(carbon nanotube), 흑연분말(graphite powder), 탄소 단섬유(chopped carbon fiber), 카본블랙(carbon black) 및 카본분말(carbon powder) 중 선택된 1종 이상이 이용될 수 있다.At this time, as the conductive filler, at least one selected from a carbon nanotube, a graphite powder, a chopped carbon fiber, a carbon black and a carbon powder is used .

그리고, 유기 용매로는 휘발성이 우수한 것을 이용하는 것이 바람직하며, 구체적으로는 에탄올, 부탄올, 아세트산에틸, 옥탄올, 에톡시 에탄올펜탄올, 메톡시 에탄올, 에틸렌 글리콜, 아세톤, 테트라하이드로퓨란, 디메틸포름아마이드, 디메틸아민, 다이클로로메테인 및 다이에틸에테르 중 1종 이상이 이용될 수 있다.As the organic solvent, it is preferable to use one having excellent volatility. Specific examples thereof include ethanol, butanol, ethyl acetate, octanol, ethoxyethanol pentanol, methoxyethanol, ethylene glycol, acetone, tetrahydrofuran, dimethylformamide , Dimethylamine, dichloromethane, and diethylether may be used.

본 단계에서, 유기 용매의 점도는 열경화성 수지의 점도에 비하여 휠씬 낮기 때문에 쉽게 분산이 이루어질 수 있다. 이와 같이, 유기 용매에 전도성 필러를 분산시킨 분산액을 코팅 및 경화시킬 경우, 분산액 내의 전도성 필러가 전 영역에 균일하게 분포될 수 있는 바, 최종 제품인 전도성 필러 시트의 전 영역에 대하여 전도성 필러를 균일한 두께로 분포하도록 분산시킬 수 있으므로 전 영역에서 균일하면서 우수한 전기전도성을 확보하는 것이 가능해질 수 있다.In this step, since the viscosity of the organic solvent is much lower than the viscosity of the thermosetting resin, dispersion can be easily performed. When the dispersion liquid in which the conductive filler is dispersed in the organic solvent is coated and cured as described above, the conductive filler in the dispersion can be uniformly distributed over the entire area. As a result, the conductive filler is uniformly distributed over the entire area of the conductive filler sheet So that it becomes possible to ensure uniform and excellent electrical conductivity in the entire region.

이때, 코팅은 나이프 코팅(knife coating), 스프레이 코팅(spray coating), 딥 코팅(dip coating) 및 바 코팅(bar coating) 방법 중 어느 하나 이상이 이용될 수 있으며, 이 경우 스프레이 시간, 딥 코팅 시간, 나이프 높이 또는 바의 높이 등을 조절하는 것에 의해 전도성 필러 시트의 두께를 조절할 수 있게 된다.At this time, at least one of knife coating, spray coating, dip coating and bar coating may be used, and in this case, spray time, dip coating time The thickness of the conductive filler sheet can be adjusted by adjusting the knife height, the height of the bar, and the like.

여기서, 전도성 필러를 유기 용매에 분산시킨 분산액은 이형 필름에 도포 및 경화하여 전도성 필러 시트를 제조한 후, 이형 필름으로부터 전도성 필러 시트를 떼어내는 방식으로 제조가 이루어질 수 있다.
Here, the dispersion in which the conductive filler is dispersed in an organic solvent can be produced by coating and curing the release film to produce a conductive filler sheet, and then peeling the conductive filler sheet from the release film.

탄소섬유 직조물 구조체 형성Carbon Fiber Woven Structure Formation

탄소섬유 직조물 구조체 형성 단계(S220)에서는 탄소섬유 직조물에 열경화성 수지를 함침시켜 탄소섬유 직조물 구조체를 형성한다.In the step of forming the carbon fiber woven structure (S220), the carbon fiber woven fabric is impregnated with a thermosetting resin to form a carbon fiber woven structure.

이때, 열경화성 수지는 페놀 수지, 에폭시 수지, 아미노 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스텔 수지, 폴리우레탄 수지 및 폴리이미드 수지를 포함하는 열경화성 수지 중 선택된 어느 하나의 재질을 이용할 수 있다.At this time, the thermosetting resin may be any one selected from among a phenol resin, an epoxy resin, an amino resin, a urea resin, a melamine resin, an unsaturated polyester resin, a polyurethane resin and a thermosetting resin including a polyimide resin.

열경화성 수지를 균일하게 함침시키기 위해, 나이프 코팅(knife coating), 스프레이 코팅(spray coating), 딥 코팅(dip coating) 및 바 코팅(bar coating) 방법 중 어느 하나 이상을 이용하여 액상의 열경화성 수지 조성물을 도포한다. 이러한 도포를 실시한 이후에는 열화성 수지를 경화시키게 된다.In order to homogeneously impregnate the thermosetting resin, a liquid thermosetting resin composition is prepared by using at least one of knife coating, spray coating, dip coating and bar coating methods. Lt; / RTI > After such application, the thermosetting resin is cured.

이에 따라, 탄소섬유 직조물 구조체는 적어도 하나 이상이 수직적으로 적층된 탄소섬유 직조물과, 탄소섬유 직조물에 함침된 수지층을 포함할 수 있다. 이때, 탄소섬유 직조물은 1장을 이용하거나, 또는 2장 이상의 여러 장을 수직적으로 적층한 것을 이용할 수도 있다.Accordingly, the carbon fiber woven structure may include a carbon fiber woven fabric in which at least one is vertically stacked, and a resin layer impregnated in the carbon fiber woven fabric. At this time, the carbon fiber woven fabric may be one sheet, or a plurality of sheets of two or more sheets may be laminated vertically.

이때, 탄소섬유 직조물은 1,000 ~ 70,000 가닥이 모인 섬유다발들을 위사 및 경사로 각각 직조하는 것에 의해 제조된 것이 이용될 수 있다. 이러한 탄소섬유 직조물의 섬유다발들은 원형 또는 타원형의 단면 구조를 갖는다. 그리고, 탄소섬유 직조물의 섬유다발들은 평균 이격 간격이 1.5 ~ 2.0mm일 수 있다.
At this time, the carbon fiber woven fabric may be one produced by weaving fiber bundles each having 1,000 to 70,000 strands in weft and weft, respectively. The fiber bundles of such carbon fiber woven fabrics have a circular or elliptical cross-sectional structure. And, the fiber bundles of the carbon fiber woven fabric may have an average spacing of 1.5-2.0 mm.

적층Lamination

적층 단계(S230)에서는 탄소섬유 직조물 구조체의 상면 및 하면에 전도성 필러 시트를 각각 적층한다. 이에 따라, 2장의 전도성 필러 시트의 사이에 탄소섬유 직조물 구조체가 삽입 배치되어 샌드위치 구조를 갖게 된다.
In the laminating step S230, conductive filler sheets are laminated on the upper and lower surfaces of the carbon fiber woven structure, respectively. Thereby, the carbon fiber woven structure is interposed between the two conductive filler sheets to have a sandwich structure.

핫 프레스Hot press

핫 프레스 단계(S140)에서는 탄소섬유 직조물 구조체 및 전도성 필러 시트를 핫 프레스로 압착 및 경화하여 복합재 분리판을 수득한다.In the hot press step S140, the carbon fiber woven structure and the conductive filler sheet are squeezed and cured by hot pressing to obtain a composite separator plate.

이때, 핫 프레스는 120 ~ 180℃ 및 20 ~ 30ton의 조건으로 30 ~ 60분 동안 실시하는 것이 바람직하다. 핫 프레스 온도가 120℃ 미만이거나, 핫 프레스 시간이 30분 미만일 경우에는 충분한 경화가 이루어지지 않을 우려가 크다. 반대로, 핫 프레스 온도가 180℃를 초과하거나, 핫 프레스 시간이 60분을 초과할 경우에는 더 이상의 효과 상승 없이 제조비용만을 상승시키는 요인으로 작용할 수 있으므로, 경제적이지 못하다.At this time, the hot press is preferably performed for 30 to 60 minutes under the conditions of 120 to 180 DEG C and 20 to 30 tons. If the hot press temperature is less than 120 占 폚 or the hot press time is less than 30 minutes, there is a great possibility that sufficient curing is not achieved. On the contrary, when the hot press temperature exceeds 180 DEG C or the hot press time exceeds 60 minutes, it may be a factor for raising the manufacturing cost without further increase in the effect, which is not economical.

또한, 핫 프레스 압력이 20ton 미만일 경우에는 탄소섬유 직조물 구조체 및 전도성 필러 시트 계면 부착력이 충분하지 못하여 박리가 일어날 수 있다. 반대로, 핫 프레스 압력이 30ton을 초과할 경우에는 과도한 압력으로 인해 탄소섬유 직조물 구조체 및 전도성 필러 시트에 크랙 등의 손상이 발생할 수 있다.
In addition, when the hot press pressure is less than 20 ton, the adhesion force between the carbon fiber woven structure and the conductive filler sheet is insufficient, and peeling may occur. Conversely, if the hot press pressure exceeds 30 tones, excessive pressure may cause damage to the carbon fiber woven structure and the conductive filler sheet, such as cracks.

이러한 핫 프레스 단계(S140)에 의한 압착에 의해 두께가 감소하게 된다. 이러한 핫 프레스 단계(S140)를 실시한 이후, 탄소섬유 직조물 구조체는 200 ~ 400㎛의 두께를 갖고, 전도성 필러 시트 각각은 5 ~ 100㎛의 두께를 가질 수 있다.
The thickness is decreased by the pressing by the hot pressing step (S140). After performing this hot pressing step (S140), the carbon fiber woven structure has a thickness of 200 to 400 mu m, and each of the conductive filler sheets may have a thickness of 5 to 100 mu m.

상기의 과정(S210 ~ S240)에 의해 제조되는 복합재 분리판은 탄소섬유 직조물에 열경화성 수지를 함침시킨 탄소섬유 직조물 구조체가 중간에 삽입되어 우수한 기계적 강도를 확보할 수 있음과 더불어, 전 영역에 대하여 전도성 필러가 균일하게 분포하도록 분산된 시트 타입으로 설계된 전도성 필러 시트를 탄소섬유 직조물 구조체의 상면 및 하면에 각각 적층시킨 구조를 가지므로, 전도성의 편차 발생 없이 모든 영역에서 우수한 전기전도성을 가질 수 있게 된다.In the composite separator plate produced by the above-described processes (S210 to S240), a carbon fiber woven structure in which a thermosetting resin is impregnated into a carbon fiber woven fabric is interposed in the middle to secure an excellent mechanical strength, The conductive filler sheet designed to be a dispersed sheet type so that the fillers are uniformly distributed is laminated on the upper and lower surfaces of the carbon fiber woven structure, respectively, so that it is possible to obtain excellent electrical conductivity in all regions without causing a deviation in conductivity.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 제조된 복합재 분리판은 열경화성 수지 내에 전도성 필러를 첨가하는 것이 아니라, 열경화성 수지에 비하여 점도가 휠씬 낮은 유기 용매 내에 전도성 필러를 첨가하여 분산시키는 방식으로 전도성 필러 시트가 제조되기 때문에 전도성 필러의 분포도에 대한 제어가 용이하고, 제조 과정이 간단하여 공정 간소화를 도모할 수 있게 된다.
In addition, instead of adding the conductive filler to the thermosetting resin, the composite separator produced by the method according to the embodiment of the present invention may be produced by dispersing a conductive filler in an organic solvent having a viscosity lower than that of a thermosetting resin, Since the sheet is manufactured, the distribution of the conductive filler can be easily controlled, and the manufacturing process can be simplified, so that the process can be simplified.

실시예Example

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
The contents not described here are sufficiently technically inferior to those skilled in the art, and a description thereof will be omitted.

1. 복합재 분리판 제조1. Composite separator manufacturing

실시예 1Example 1

탄소나노튜브 100g을 에탄올 1L에 분산시킨 분산액을 이형 PET에 80㎛의 두께로 코팅한 후, 40℃에서 에탄올을 휘발시켜 탄소나노튜브 시트를 제조하였다.A dispersion in which 100 g of carbon nanotubes were dispersed in 1 L of ethanol was coated on the release PET to a thickness of 80 탆 and ethanol was volatilized at 40 캜 to prepare a carbon nanotube sheet.

이후, 탄소섬유 직조물 1장을 에폭시 수지에 함침시켜 400㎛ 두께의 탄소섬유 직조물 구조체를 제조하였다.Then, one carbon fiber woven fabric was impregnated with an epoxy resin to prepare a 400 탆 thick carbon fiber woven structure.

다음으로, 1장의 탄소섬유 직조물 구조체의 상면 및 하면에 2장의 탄소나노튜브 시트를 각각 적층한 후, 150℃ 및 25ton의 조건으로 40분 동안 핫 프레스로 압착 및 경화하여 복합재 분리판을 제조하였다. 이때, 핫 프레스에 의해, 탄소섬유 직조물 구조체의 최종 두께는 250㎛이었고, 탄소나노튜브 시트의 최종 두께는 33㎛이었다.
Next, two carbon nanotube sheets were laminated on the upper and lower surfaces of one carbon fiber woven structure, respectively, and pressed and cured by hot pressing for 40 minutes under the conditions of 150 캜 and 25 ton to prepare composite separator plates. At this time, the final thickness of the carbon fiber woven structure by the hot press was 250 占 퐉, and the final thickness of the carbon nanotube sheet was 33 占 퐉.

실시예 2Example 2

130℃ 및 25ton의 조건으로 50분 동안 핫 프레스로 압착 및 경화한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 복합재 분리판을 제조하였다.
The composite separator was prepared in the same manner as in Example 1, except that the mixture was pressed and cured by hot pressing at 130 占 폚 and 25 ton for 50 minutes.

실시예 3Example 3

흑연분말 200g을 에탄올 3L에 분산시킨 분산액을 이형 PET에 80㎛의 두께로 코팅한 후, 40℃에서 에탄올을 휘발시켜 흑연분말 시트를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 복합재 분리판을 제조하였다.
Except that a dispersion liquid in which 200 g of graphite powder was dispersed in 3 liters of ethanol was coated on the releasing PET to a thickness of 80 탆 and then ethanol was volatilized at 40 캜 to prepare a graphite powder sheet. .

비교예 1Comparative Example 1

탄소섬유 직조물에 에폭시 수지를 함침시켜 400㎛ 두께를 갖는 탄소섬유 분리판을 제조하였다.
The carbon fiber woven fabric was impregnated with an epoxy resin to prepare a carbon fiber separator having a thickness of 400 탆.

비교예 2Comparative Example 2

탄소섬유 직조물에 탄소나노튜브 1wt% 및 에폭시 수지 99wt%의 조성비를 갖는 복합 수지를 함침시켜 400㎛ 두께를 갖는 탄소섬유 분리판을 제조하였다.
The carbon fiber woven fabric was impregnated with a composite resin having a composition ratio of 1 wt% of carbon nanotubes and 99 wt% of an epoxy resin to prepare a carbon fiber separator having a thickness of 400 탆.

비교예 3Comparative Example 3

탄소섬유 직조물에 탄소나노튜브 3wt% 및 에폭시 수지 97wt%의 조성비를 갖는 복합 수지를 함침시켜 400㎛ 두께를 갖는 탄소섬유 분리판을 제조하였다.
The carbon fiber woven fabric was impregnated with a composite resin having a composition ratio of 3 wt% of carbon nanotubes and 97 wt% of an epoxy resin to prepare a carbon fiber separator having a thickness of 400 탆.

2. 미세조직 관찰2. Microstructure Observation

도 3은 실시예 1에 따라 제조된 복합재 분리판을 촬영한 SEM 사진이고, 도 4는 비교예 2에 따라 제조된 탄소섬유 분리판을 촬영한 SEM 사진이다.FIG. 3 is a SEM photograph of a composite separator manufactured according to Example 1, and FIG. 4 is a SEM photograph of a carbon fiber separator manufactured according to Comparative Example 2. FIG.

도 3에 도시된 바와 같이, 실시예 1에 따라 제조된 복합재 분리판은 탄소나노튜브를 에탄올에 분산시킨 분산액을 코팅한 후, 에탄올을 휘발시켜 탄소나노튜브 시트를 제조하는 것에 의해, 탄소나노튜브가 전 영역에 균일하게 분산 배치되어 있는 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 3, a composite separator manufactured according to Example 1 is prepared by coating a dispersion in which carbon nanotubes are dispersed in ethanol, and then volatilizing ethanol to produce a carbon nanotube sheet. Can be confirmed to be uniformly distributed over the entire area.

반면, 도 4에 도시된 바와 같이, 비교예 2에 따라 제조된 탄소섬유 분리판은탄소나노튜브가 전 영역에 균일하게 분산되지 못한 관계로, 일부 영역의 에폭시 수지가 외부로 노출되어 있는 것을 확인할 수 있다.
On the other hand, as shown in FIG. 4, the carbon fiber separator manufactured according to Comparative Example 2 can not uniformly disperse the carbon nanotubes in the entire region, and thus it is confirmed that the epoxy resin in some regions is exposed to the outside .

3. 전도성 평가3. Conductivity evaluation

표 1은 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 3에 따라 제조된 시료들에 대한 전도성평가 결과를 나타낸 것이다.
Table 1 shows the results of the conductivity evaluation for the samples prepared according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3.

1) 접촉저항 측정1) Contact resistance measurement

측정 방법 : 구리 전극 / GDL / 분리판 / GDL / 구리 전극의 순서대로 적층한 후, 양쪽의 구리 전극에 5A의 전류를 인가하면서, 구리 전극 사이에서 발생하는 전압 강하를 측정하였다. 여기서 나온 전압에 가해준 전류 값을 나누어 저항을 측정하고, 측정에 사용된 분리판의 면적을 곱해주었다. 이때, 분리판은 가로 5cm, 세로 5cm 이었다.Measurement method: A copper electrode / GDL / separator / GDL / copper electrode was laminated in this order, and a voltage drop between the copper electrodes was measured while applying a current of 5 A to both copper electrodes. The resistance was measured by dividing the value of the current applied to the voltage and the area of the separator used for the measurement was multiplied. At this time, the separation plate was 5 cm in width and 5 cm in length.

구리 전극과 GDL 사이의 접촉 저항을 빼주기 위해, 구리 전극 / GDL / 구리 전극의 순서대로 적층한 후 저항을 측정하였고, 위의 값에서 빼주어 분리판의 접촉 저항을 계산하였다.
In order to reduce the contact resistance between the copper electrode and the GDL, the copper electrode / GDL / copper electrode was laminated in this order and then the resistance was measured. The contact resistance of the separating plate was calculated by subtracting the above value.

[표 1][Table 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

표 1에 도시된 바와 같이, 실시예 1 ~ 3에 따라 제조된 복합재 분리판의 접촉저항 값이 비교예 1 ~ 3에 따라 제조된 탄소섬유 분리판의 접촉 저항 값에 비하여 낮게 나타난 것을 확인할 수 있다. 이 결과, 실시예 1 ~ 3이 비교예 1 ~ 3에 비하여 우수한 전도성을 갖는다는 것을 알 수 있다.As shown in Table 1, it can be seen that the contact resistance values of the composite separator plates prepared according to Examples 1 to 3 were lower than the contact resistance values of the carbon fiber separator plates prepared according to Comparative Examples 1 to 3 . As a result, it can be seen that Examples 1 to 3 have excellent conductivity as compared with Comparative Examples 1 to 3.

이때, 비교예 3의 전도성이 비교예 2에 비하여 떨어지는 것을 알 수 있는데, 이는 전도성 필러의 함량이 증가하였음에도 불구하고 전도성 필러의 분산이 잘 이루어지지 않은데 기인한 것으로 파악된다.
It can be seen that the conductivity of Comparative Example 3 is lower than that of Comparative Example 2 because the conductive filler is not well dispersed even though the content of the conductive filler is increased.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. These changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the following claims.

100 : 복합재 분리판
120 : 탄소섬유 직조물 구조체
122 : 탄소섬유 직조물
124 : 수지층
140 : 전도성 필러 시트
S210 : 전도성 필러 시트 형성 단계
S220 : 탄소섬유 직조물 구조체 형성 단계
S230 : 적층 단계
S240 : 핫 프레스 단계
100: composite separator plate
120: carbon fiber woven structure
122: Carbon fiber weave
124: resin layer
140: Conductive filler sheet
S210: Conductive filler sheet forming step
S220: Carbon fiber woven structure formation step
S230: Stacking step
S240: Hot press step

Claims (13)

탄소섬유 직조물 구조체; 및
상기 탄소섬유 직조물 구조체의 상면 및 하면에 각각 적층된 전도성 필러 시트;
를 포함하는 복합재 분리판.
Carbon fiber woven structures; And
A conductive filler sheet laminated on the upper and lower surfaces of the carbon fiber woven structure;
And a composite separator plate.
제1항에 있어서,
상기 탄소섬유 직조물 구조체는
200 ~ 400㎛의 두께를 갖는 복합재 분리판.
The method according to claim 1,
The carbon fiber woven structure
Composite separator having a thickness of 200 to 400 탆.
제1항에 있어서,
상기 탄소섬유 직조물 구조체는
적어도 하나 이상이 수직적으로 적층된 탄소섬유 직조물과,
상기 탄소섬유 직조물에 함침된 수지층을 포함하는 복합재 분리판.
The method according to claim 1,
The carbon fiber woven structure
A carbon fiber woven fabric in which at least one is vertically stacked,
And a resin layer impregnated in the carbon fiber woven fabric.
제3항에 있어서,
상기 수지층은
페놀 수지, 에폭시 수지, 아미노 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스텔 수지, 폴리우레탄 수지 및 폴리이미드 수지를 포함하는 열경화성 수지 중 선택된 어느 하나의 재질로 형성된 복합재 분리판.
The method of claim 3,
The resin layer
And a thermosetting resin including a phenol resin, an epoxy resin, an amino resin, a urea resin, a melamine resin, an unsaturated polyester resin, a polyurethane resin and a polyimide resin.
제1항에 있어서,
상기 전도성 필러 시트는
5 ~ 100㎛의 두께를 갖는 복합재 분리판.
The method according to claim 1,
The conductive filler sheet
A composite separator plate having a thickness of 5 to 100 탆.
제1항에 있어서,
상기 전도성 필러 시트는
전도성 필러를 유기 용매에 분산시킨 분산액을 코팅하고, 상기 유기 용매를 휘발시켜 형성된 복합재 분리판.
The method according to claim 1,
The conductive filler sheet
A composite separator formed by coating a dispersion in which an electrically conductive filler is dispersed in an organic solvent, and volatilizing the organic solvent.
제6항에 있어서,
상기 전도성 필러는
탄소나노튜브(carbon nanotube), 흑연분말(graphite powder), 탄소 단섬유(chopped carbon fiber), 카본블랙(carbon black) 및 카본분말(carbon powder) 중 선택된 1종 이상을 포함하는 복합재 분리판.
The method according to claim 6,
The conductive filler
A composite separator comprising at least one selected from the group consisting of carbon nanotubes, graphite powder, chopped carbon fiber, carbon black and carbon powder.
(a) 전도성 필러를 유기 용매에 분산시킨 분산액을 코팅한 후, 상기 유기 용매를 휘발시켜 전도성 필러 시트를 형성하는 단계;
(b) 탄소섬유 직조물에 열경화성 수지를 함침시켜 탄소섬유 직조물 구조체를 형성하는 단계;
(c) 상기 탄소섬유 직조물 구조체의 상면 및 하면에 전도성 필러 시트를 각각 적층하는 단계; 및
(d) 상기 탄소섬유 직조물 구조체 및 전도성 필러 시트를 핫 프레스로 압착 및 경화하여 복합재 분리판을 수득하는 단계;
를 포함하는 복합재 분리판 제조 방법.
(a) coating a dispersion in which an electrically conductive filler is dispersed in an organic solvent, and then volatilizing the organic solvent to form a conductive filler sheet;
(b) impregnating the carbon fiber woven fabric with a thermosetting resin to form a carbon fiber woven structure;
(c) laminating conductive filler sheets on the upper and lower surfaces of the carbon fiber woven structure, respectively; And
(d) pressing and hardening the carbon fiber woven structure and the conductive filler sheet by a hot press to obtain a composite separator plate;
≪ / RTI >
제8항에 있어서,
상기 전도성 필러는
탄소나노튜브(carbon nanotube), 흑연분말(graphite powder), 탄소 단섬유(chopped carbon fiber), 카본블랙(carbon black) 및 카본분말(carbon powder) 중 선택된 1종 이상을 포함하는 복합재 분리판 제조 방법.
9. The method of claim 8,
The conductive filler
A method for manufacturing a composite separator comprising at least one selected from carbon nanotube, graphite powder, chopped carbon fiber, carbon black and carbon powder .
제8항에 있어서,
상기 (a) 단계에서,
상기 유기 용매는
에탄올, 부탄올, 아세트산에틸, 옥탄올, 에톡시 에탄올펜탄올, 메톡시 에탄올, 에틸렌 글리콜, 아세톤, 테트라하이드로퓨란, 디메틸포름아마이드, 디메틸아민, 다이클로로메테인 및 다이에틸에테르 중 1종 이상을 포함하는 복합재 분리판 제조 방법.
9. The method of claim 8,
In the step (a)
The organic solvent
And at least one of ethanol, butanol, ethyl acetate, octanol, ethoxy ethanol pentanol, methoxy ethanol, ethylene glycol, acetone, tetrahydrofuran, dimethyl formamide, dimethyl amine, dichloromethane and diethyl ether Wherein the composite separator is formed of a composite material.
제8항에 있어서,
상기 탄소섬유 직조물은
적어도 하나 이상이 수직적으로 적층된 복합재 분리판 제조 방법.
9. The method of claim 8,
The carbon fiber weave
At least one of which is vertically laminated.
제8항에 있어서,
상기 수지층은
페놀 수지, 에폭시 수지, 아미노 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스텔 수지, 폴리우레탄 수지 및 폴리이미드 수지를 포함하는 열경화성 수지 중 선택된 어느 하나의 재질을 이용하는 복합재 분리판 제조 방법.
9. The method of claim 8,
The resin layer
A method for producing a composite separator using any one material selected from a thermosetting resin including a phenol resin, an epoxy resin, an amino resin, a urea resin, a melamine resin, an unsaturated polyester resin, a polyurethane resin and a polyimide resin.
제8항에 있어서,
상기 (d) 단계에서,
상기 핫 프레스는
120 ~ 180℃ 및 20 ~ 30ton의 조건으로 30 ~ 60분 동안 실시하는 복합재 분리판 제조 방법.
9. The method of claim 8,
In the step (d)
The hot press
Wherein the composite separator is manufactured at a temperature of 120 to 180 DEG C and 20 to 30 tons for 30 to 60 minutes.
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