KR20170118993A - Battery heater, battery system comprising the battery heater and manufacturing method thereof - Google Patents

Battery heater, battery system comprising the battery heater and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20170118993A
KR20170118993A KR1020160045901A KR20160045901A KR20170118993A KR 20170118993 A KR20170118993 A KR 20170118993A KR 1020160045901 A KR1020160045901 A KR 1020160045901A KR 20160045901 A KR20160045901 A KR 20160045901A KR 20170118993 A KR20170118993 A KR 20170118993A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heating element
base substrate
electrode wiring
electrode
planar heating
Prior art date
Application number
KR1020160045901A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101857007B1 (en
Inventor
김윤진
조진우
Original Assignee
전자부품연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전자부품연구원 filed Critical 전자부품연구원
Priority to KR1020160045901A priority Critical patent/KR101857007B1/en
Priority to PCT/KR2017/003893 priority patent/WO2017179879A1/en
Publication of KR20170118993A publication Critical patent/KR20170118993A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101857007B1 publication Critical patent/KR101857007B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/657—Means for temperature control structurally associated with the cells by electric or electromagnetic means
    • H01M10/6571—Resistive heaters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/615—Heating or keeping warm
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63—Control systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/66—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells
    • H01M10/667—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells the system being an electronic component, e.g. a CPU, an inverter or a capacitor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y02E60/122—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 배터리 히터, 그를 포함하는 배터리 시스템 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 저전압에서 대면적으로 높은 발열량을 순간적으로 필요로 하는 리튬 배터리의 히팅에 사용하기 위한 것이다. 본 발명은 절연성을 갖는 베이스 기판, 베이스 기판의 양면에 형성된 전극 배선 패턴, 베이스 기판의 양면에 형성되며 전극 배선 패턴 사이를 메우는 절연층, 및 베이스 기판의 양면에 발열체 조성물을 인쇄하여 전극 배선 패턴에 전기적으로 연결되게 형성된 복수의 면상 발열체를 구비하는 면상 발열체 어레이를 포함하는 배터리 히터를 제공한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery heater, a battery system including the battery heater, and a method of manufacturing the same, and is intended for use in heating a lithium battery that requires a large amount of heat at a low voltage and a large area instantaneously. An electrode wiring pattern is formed on both sides of a base substrate, an insulating layer is formed on both sides of the base substrate to fill the gap between the electrode wiring patterns, and a heating element composition is printed on both sides of the base substrate. There is provided a battery heater including a planar heating element array having a plurality of planar heating elements formed to be electrically connected.

Description

배터리 히터, 그를 포함하는 배터리 시스템 및 그의 제조 방법{Battery heater, battery system comprising the battery heater and manufacturing method thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery heater, a battery system including the battery heater,

본 발명은 배터리 히팅 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저전압에서 대면적으로 높은 발열량을 순간적으로 필요로 하는 리튬 배터리의 히팅에 사용되는 배터리 히터, 그를 포함하는 배터리 시스템 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery heating technique, and more particularly, to a battery heater used for heating a lithium battery which instantly requires a large amount of heat at a low voltage and a large area, a battery system including the same, and a manufacturing method thereof.

최근에 화석연료의 고갈 염려 등으로 인해 전기로 구동되는 다양한 전기 구동 장치, 예컨대 전기자동차(Electric Vehicle), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle; HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in HEV; PHEV) 등이 개발되고 있다. 전기자동차는 엔진 없이 배터리를 통한 전기에너지를 주 동력원으로 하는 자동차로서, 배출가스가 전혀 발생하지 않는다. 하이브리드 전기자동차는 엔진과 전기모터를 함께 사용하며, 엔진의 부하를 감소시켜 에너지 효율을 높일 수 있는 자동차이다. 그리고 플러그-인 하이브리드 전기자동차는 엔진과 전기모터를 함께 사용한다는 점에서 하이브리드 전기자동차에 해당되며, 배터리는 플러그-인을 통해 외부 전원으로 충전한다는 점에서 하이브리드 전기자동차와 차이가 있다.BACKGROUND ART [0002] Recently, a variety of electric driving devices driven by electricity due to concerns of depletion of fossil fuels, such as electric vehicles, hybrid electric vehicles (HEV), plug-in hybrid electric vehicles (HEVs) PHEV) are being developed. An electric vehicle is an automobile whose main power source is electric energy through a battery without an engine, and no exhaust gas is generated at all. A hybrid electric vehicle is an automobile that uses both an engine and an electric motor, and can reduce the load on the engine to improve energy efficiency. And a plug-in hybrid electric vehicle is a hybrid electric vehicle in that an engine and an electric motor are used together, and a battery is different from a hybrid electric vehicle in that it charges through an external power source through a plug-in.

이와 같은 전기 구동 장치는 필수적으로 전기를 공급하기 위한 배터리가 필요하다. 배터리로는 충전 및 방전이 가능한 리튬 배터리가 사용되고 있다.Such an electric driving apparatus essentially requires a battery for supplying electricity. The battery uses a lithium battery that can be charged and discharged.

이러한 전기 구동 장치는 다양한 환경 조건, 예컨대 고온이나 저온에서 구동이 가능해야 한다.Such an electric driving device must be capable of being driven under various environmental conditions, for example, high temperature or low temperature.

그런데 전기 구동 장치에 사용되는 리튬 배터리는 온도가 감소함에 따라 출력 전압과 전류가 급격이 감소하는 특성을 가지고 있다. 이로 인해 전기 구동 장치에 사용되는 리튬 배터리는 영하 또는 낮은 온도의 외부 환경에 장시간 노출될 경우, 배터리의 효율 및 출력이 급격히 떨어진다. 예컨대 리튬 배터리는 최적의 방전 온도는 30~35℃이기 때문에, 이 보다 낮은 작동 온도, 특히 영하의 온도에서는 방전 전류 및 사용한 가능한 전체 에너지가 급격히 떨어지는 특성을 가지고 있다. 그리고 ­10℃ 이하의 온도에서의 리튬 배터리의 충전은 잠재적인 위험성이 있다.However, the lithium battery used in the electric driving apparatus is characterized in that the output voltage and the current abruptly decrease as the temperature decreases. As a result, when the lithium battery used in the electric driving apparatus is exposed to an external environment of a subzero temperature or a low temperature for a long time, the efficiency and the output of the battery drop sharply. Lithium batteries, for example, have an optimal discharge temperature of 30 to 35 占 폚, so that the discharging current and the total available energy drop sharply at lower operating temperatures, particularly at sub-zero temperatures. And the charging of lithium batteries at temperatures below 10 ° C is a potential hazard.

이러한 문제점을 해소하기 위해서, 리튬 배터리에 배터리 히터를 장착하여 저온으로 떨어진 리튬 배터리를 히팅하는 방법이 있다. 기존의 배터리 히터는 니켈 합금 포일(foil)을 에칭 프로세스에 의한 가공하는 방식으로 제조한 선상 발열체를 구비한다.In order to solve such a problem, there is a method of heating a lithium battery which has been dropped to a low temperature by attaching a battery heater to the lithium battery. A conventional battery heater has a linear heating element manufactured by a method of processing a nickel alloy foil by an etching process.

그런데 선상 발열체를 이용한 배터리 히터는 배터리 히팅 시, 선상 발열체 사이에 빈공간이 많아 발열이 되지 않는 영역이 존재하고, 균일한 발열을 유도하기 어렵기 때문에, 리튬 배터리의 히팅 속도가 느린 문제점을 안고 있다.However, the battery heater using the line heating element has a problem in that the heating speed of the lithium battery is slow because there is a region where heat is not generated due to a lot of empty space between the line heating elements when the battery is heated and it is difficult to induce uniform heat generation .

한국공개특허 제2011-0073117호(2011.06.29.)Korea Patent Publication No. 2011-0073117 (June 29, 2011)

따라서 본 발명의 목적은 저전압에서 짧은 시간에 대면적 발열이 가능한 배터리 히터, 그를 포함하는 배터리 시스템 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a battery heater capable of large-area heat generation in a short time at a low voltage, a battery system including the battery heater, and a manufacturing method thereof.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 절연성을 갖는 베이스 기판; 상기 베이스 기판의 양면에 형성된 전극 배선 패턴; 상기 베이스 기판의 양면에 형성되며 상기 전극 배선 패턴 사이를 메우는 절연층; 및 상기 베이스 기판의 양면에 발열체 조성물을 인쇄하여 상기 전극 배선 패턴에 전기적으로 연결되게 형성된 복수의 면상 발열체를 구비하는 면상 발열체 어레이;를 포함하는 배터리 히터를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor device comprising: a base substrate having an insulating property; An electrode wiring pattern formed on both sides of the base substrate; An insulating layer formed on both sides of the base substrate and filling the space between the electrode wiring patterns; And a planar heating element array having a plurality of planar heating elements formed on both sides of the base substrate by printing a heating element composition and electrically connected to the electrode wiring patterns.

상기 베이스 기판의 소재는 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르술폰(polyethersulphone; PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate: PAR), 폴리에테르이미드(polyetherimide; PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethyelenen napthalate; PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyeleneterepthalate; PET), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리아세테이트(cellulose triacetate; CTA) 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propinonate; CAP)를 포함할 수 있다.The base substrate may be formed of a material selected from the group consisting of polyimide, polyethersulphone (PES), polyacrylate (PAR), polyetherimide (PEI), polyethylene naphthalate (PEN) (PET), polyphenylene sulfide (PPS), polyallylate, polycarbonate (PC), cellulose triacetate (CTA), or cellulose acetate propionate propinonate (CAP).

상기 면상 발열체 어레이는, 상기 베이스 기판의 상부면의 일측에 형성되며, 일렬로 배열된 복수의 제1 면상 발열체를 구비하는 제1 면상 발열체 어레이; 및 상기 제1 면상 발열체 어레이에서 이격된 상기 베이스 기판의 하부면의 일측에 형성되며, 일렬로 배열된 복수의 제2 면상 발열체를 구비하는 제2 면상 발열체 어레이;를 포함할 수 있다.The planar heating element array includes a first planar heating element array formed on one side of an upper surface of the base substrate and including a plurality of first planar heating elements arrayed in a row; And a second planar heating element array formed on one side of a lower surface of the base substrate spaced apart from the first planar heating element array and including a plurality of second planar heating elements arrayed in a row.

상기 제2 면상 발열체 어레이를 상기 베이스 기판의 상부면으로 프로젝션 했을 때, 상기 제1 면상 발열체 어레이와 상기 제2 면상 발열체 어레이는 서로 이격되어 있다.When the second planar heating element array is projected onto the upper surface of the base substrate, the first planar heating element array and the second planar heating element array are spaced apart from each other.

상기 발열체 조성물은 페놀계 수지, 아세탈계 수지, 이소시아네이트계 수지 및 에폭시계 수지 중 적어도 2종을 포함하는 합성 바인더와, 전도성 입자를 포함할 수 있다.The heating element composition may include a synthetic binder including at least two of phenol resin, acetal resin, isocyanate resin and epoxy resin, and conductive particles.

상기 발열체 조성물은, 발열체 조성물 100 중량부에 대하여 혼합 바인더 5 내지 30 중량부와, 전도성 입자 0.7 내지 60 중량부를 포함할 수 있다.The heating element composition may include 5 to 30 parts by weight of a mixed binder and 0.7 to 60 parts by weight of conductive particles based on 100 parts by weight of the heating element composition.

상기 합성 바인더는 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 폴리비닐 아세탈 및 페놀계 수지를 포함할 수 있다.The synthetic binder may include hexamethylene diisocyanate, polyvinyl acetal, and phenolic resin.

상기 전도성 입자는 탄소나노튜브 입자, 그라파이트 입자, 은 분말, 은 코팅된 니켈 분말 및 은 코팅된 구리 분말 중 적어도 2종을 포함할 수 있다.The conductive particles may include at least two of carbon nanotube particles, graphite particles, silver powder, silver-coated nickel powder, and silver-coated copper powder.

상기 혼합 바인더는 헥사메틸렌 디이소시아네이트 100 중량부에 대하여 폴리비닐 아세탈 수지 10 내지 150 중량부, 및 페놀계 수지 100 내지 500 중량부를 포함할 수 있다.The mixed binder may include 10 to 150 parts by weight of a polyvinyl acetal resin and 100 to 500 parts by weight of a phenolic resin based on 100 parts by weight of hexamethylene diisocyanate.

상기 전극 배선 패턴은 면상 발열체의 전기전도도의 400배 이상일 수 있다.The electrode wiring pattern may be 400 times or more the electrical conductivity of the planar heating element.

상기 면상 발열체의 비저항은 9ㅧ10-2 내지 1.1ㅧ10-3 Ω㎝ 일 수 있다.The specific resistance of the planar heating element may be 9 10 -2 to 1.1 10 -3立 cm.

상기 전극 배선 패턴은 상기 제1 면상 발열체 어레이 및 상기 제2 면상 발열체 어레이에 각각 병렬로 연결되어 전원을 인가할 수 있다.The electrode wiring pattern may be connected in parallel to the first planar heating element array and the second planar heating element array to apply power.

상기 전극 배선 패턴은 상기 제1 면상 발열체 어레이에 전기적으로 연결된 제1 전극 배선 패턴; 및 상기 제2 면상 발열체 어레이에 전기적으로 연결된 제2 전극 배선 패턴;을 포함할 수 있다.The electrode wiring pattern includes a first electrode wiring pattern electrically connected to the first surface heating element array; And a second electrode wiring pattern electrically connected to the second area heating element array.

상기 제1 전극 배선 패턴은, 제1-1 전극 패드; 상기 제1-1 전극 패드와 연결되며, 상기 제1 면상 발열체 어레이의 일측에 상기 복수의 제1 면상 발열체를 따라서 형성된 제1-1 연결 배선; 상기 제1-1 연결 배선에 연결되며, 상기 복수의 제1 면상 발열체의 하부에 각각 형성되는 복수의 제1-1 전극 단자; 제1-2 전극 패드; 상기 제1-2 전극 패드와 연결되며, 상기 제1 면상 발열체 어레이의 타측에 상기 복수의 제1 면상 발열체를 따라서 형성된 제1-2 연결 배선; 및 상기 제1-2 연결 배선에 연결되며, 상기 복수의 제1 면상 발열체의 하부에 각각 형성되며, 상기 복수의 제1-1 전극 단자에 이격되게 형성되는 복수의 제1-2 전극 단자;를 포함할 수 있다.The first electrode wiring pattern includes a 1-1 electrode pad; A 1-1 connection wiring connected to the 1-1 electrode pad and formed on one side of the first surface heat emission element array along the plurality of first surface heat emission elements; A plurality of first 1-1 electrode terminals connected to the 1-1 connection wiring and formed respectively under the plurality of first surface heat emission elements; A 1-2 electrode pad; A first-second connection wiring connected to the first and second electrode pads and formed on the other side of the first surface heat emission element array along the plurality of first surface heat emission elements; And a plurality of first and second electrode terminals connected to the first and second connection wirings and formed respectively below the plurality of first surface heating elements and spaced apart from the plurality of first electrode terminals; .

상기 제2 전극 배선 패턴은, 제2-1 전극 패드; 상기 제2-1 전극 패드와 연결되며, 상기 제2 면상 발열체 어레이의 일측에 상기 복수의 제2 면상 발열체를 따라서 형성된 제2-1 연결 배선; 상기 제2-1 연결 배선에 연결되며, 상기 복수의 제2 면상 발열체의 하부에 각각 형성되는 복수의 제2-1 전극 단자; 제2-2 전극 패드; 상기 제2-2 전극 패드와 연결되며, 상기 제2 면상 발열체 어레이의 타측에 상기 복수의 제2 면상 발열체를 따라서 형성된 제2-2 연결 배선; 및 상기 제2-2 연결 배선에 연결되며, 상기 복수의 제2 면상 발열체의 하부에 각각 형성되며, 상기 복수의 제2-1 전극 단자에 이격되게 형성되는 복수의 제2-2 전극 단자;를 포함할 수 있다.The second electrode wiring pattern includes a second-1 electrode pad; A second-1 connection wiring connected to the second-1-electrode pad and formed on one side of the second planar heating element array along the plurality of second planar heating elements; A plurality of second-electrode terminals connected to the second-first connecting wiring, the plurality of second-electrode terminals being formed under the plurality of second surface heating elements; A 2-2 electrode pad; A second-second connection wiring connected to the second -2 electrode pad and formed on the other side of the second planar heating element array along the plurality of second planar heating elements; And a plurality of second-electrode terminals connected to the second-second connection wiring, the plurality of second-electrode terminals being formed at a lower portion of the plurality of second planar heating elements and spaced apart from the plurality of second- .

상기 제1-1 전극 패드와 상기 제2-1 전극 패드는 공유할 수 있다.The 1-1 electrode pad and the 2-1 electrode pad may be shared.

상기 제1-2 전극 패드와 상기 제2-2 전극 패드는 공유할 수 있다.The 1-2 electrode pad and the 2-2 electrode pad may be shared.

상기 절연층의 소재는 폴리이미드, 에폭시 수지, OCA(optically clear adhesive) 또는 OCR(optically clear resin)를 포함할 수 있다.The material of the insulating layer may include polyimide, epoxy resin, optically clear adhesive (OCA), or optically clear resin (OCR).

상기 전극 배선 패턴은 소재가 알루미늄이고, 두께가 30 내지 70㎛ 일 수 있다.The electrode wiring pattern may be made of aluminum and have a thickness of 30 to 70 mu m.

본 발명에 따른 배터리 히터는, 상기 베이스 기판의 양면에 형성되며, 상기 면상 발열체 어레이를 덮는 보호층;을 더 포함할 수 있다.The battery heater according to the present invention may further include a protective layer formed on both sides of the base substrate and covering the array of surface heating elements.

본 발명은 또한, 절연성을 갖는 베이스 기판; 상기 베이스 기판의 양면에 형성된 전극 배선 패턴; 및 상기 베이스 기판의 양면에 발열체 조성물을 인쇄하여 상기 전극 배선 패턴에 전기적으로 연결되게 형성된 복수의 면상 발열체를 구비하는 면상 발열체 어레이;를 포함하는 배터리 히터를 제공한다.The present invention also provides a semiconductor device comprising: a base substrate having an insulating property; An electrode wiring pattern formed on both sides of the base substrate; And a planar heating element array having a plurality of planar heating elements formed on both sides of the base substrate by printing a heating element composition and electrically connected to the electrode wiring patterns.

본 발명은 또한, 양면에 전극 배선 패턴 홈이 형성된 절연성을 갖는 베이스 기판; 상기 베이스 기판의 전극 배선 패턴 홈에 충전되어 형성된 전극 배선 패턴; 및 상기 베이스 기판의 양면에 발열체 조성물을 인쇄하여 상기 전극 배선 패턴에 전기적으로 연결되게 형성된 복수의 면상 발열체를 구비하는 면상 발열체 어레이;를 포함하는 배터리 히터를 제공한다.The present invention also provides a semiconductor device comprising: a base substrate having an insulating property, in which electrode wiring pattern grooves are formed on both surfaces; An electrode wiring pattern filled in an electrode wiring pattern groove of the base substrate; And a planar heating element array having a plurality of planar heating elements formed on both sides of the base substrate by printing a heating element composition and electrically connected to the electrode wiring patterns.

본 발명은 또한, 베이스 기판의 양면에 전극 배선 패턴을 형성하는 단계; 상기 베이스 기판의 양면에 상기 전극 배선 패턴 사이를 메우는 절연층을 형성하는 단계; 및 상기 절연층과 상기 전극 배선 패턴 위에 발열체 조성물을 인쇄하여 전극 배선 패턴에 전기적으로 연결되는 복수의 면상 발열체를 구비하는 면상 발열체 어레이를 형성하는 단계;를 포함하는 배터리 히터의 제조 방법을 제공한다.The present invention also provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming an electrode wiring pattern on both sides of a base substrate; Forming an insulating layer on both sides of the base substrate to fill the gap between the electrode wiring patterns; And forming a planar heating element array having a plurality of planar heating elements electrically connected to the electrode wiring pattern by printing a heating element composition on the insulating layer and the electrode wiring pattern.

상기 전극 배선 패턴을 형성하는 단계는, 상기 베이스 기판의 양면에 알루미늄 소재의 금속층을 형성하는 단계; 및 상기 금속층을 사진식각공정으로 패터닝하여 전극 배선 패턴을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.The forming of the electrode wiring pattern may include: forming a metal layer of aluminum on both sides of the base substrate; And patterning the metal layer by a photolithography process to form an electrode wiring pattern.

상기 절연층을 형성하는 단계는, 상기 전극 배선 패턴 사이에 절연성 수지를 도포하여 절연층을 형성하는 단계; 상기 베이스 기판의 양면에 절연성 필름을 합지하여 상기 전극 배선 패턴 사이를 메운 후, 상기 전극 배선 패턴 상부의 절연성 필름 부분을 제거하여 절연층을 형성하는 단계; 또는 상기 전극 배선 패턴 사이의 영역에 대응되게 개방부가 형성된 절연성 필름을 합지하여 절연층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.The step of forming the insulating layer may include: forming an insulating layer by applying an insulating resin between the electrode wiring patterns; Forming an insulating layer on the insulating substrate by filling the space between the electrode wiring patterns by laminating an insulating film on both sides of the base substrate and removing the insulating film portion above the electrode wiring pattern; Or forming an insulating layer by laminating an insulating film having openings corresponding to regions between the electrode wiring patterns.

본 발명에 따른 배터리 히터의 제조 방법은, 상기 베이스 기판의 양면에 상기 면상 발열체 어레이를 덮는 보호층을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The method of manufacturing a battery heater according to the present invention may further include forming a protective layer covering the planar heating element array on both sides of the base substrate.

그리고 본 발명은 상기 리튬 배터리; 및 상기 리튬 배터리에 설치되어 상기 리튬 배터리를 히팅하는 배터리 히터;를 포함하는 배터리 시스템을 제공한다.The present invention also provides a lithium battery comprising: the lithium battery; And a battery heater installed in the lithium battery and heating the lithium battery.

본 발명에 따른 배터리 시스템은, 상기 리튬 배터리의 온도를 센싱하는 온도 센서; 상기 배터리 히터에 전원을 공급하는 보조 전원부; 및 상기 온도 센서로 센싱한 온도가 제1 임계 온도 이하인 경우, 상기 보조 전원부를 통하여 상기 배터리 히터에 전원을 공급하여 상기 배터리 히터에서 발열되는 열로 상기 리튬 배터리를 히팅하는 배터리 관리부;를 더 포함할 수 있다.A battery system according to the present invention includes: a temperature sensor for sensing a temperature of the lithium battery; An auxiliary power unit for supplying power to the battery heater; And a battery management unit for supplying power to the battery heater through the auxiliary power unit to heat the lithium battery with heat generated by the battery heater when the temperature sensed by the temperature sensor is lower than a first threshold temperature, have.

상기 배터리 관리부는 상기 배터리 히터로 상기 리튬 배터리를 히팅하여 상기 온도 센서로 센싱한 상기 리튬 배터리의 온도가 제2 임계 온도 이상인 경우, 상기 보조 전원부를 통하여 상기 배터리 히터로 공급되는 전원을 차단할 수 있다.The battery management unit may shut off the power supplied to the battery heater through the auxiliary power unit when the temperature of the lithium battery sensed by the temperature sensor is greater than a second threshold temperature by heating the lithium battery with the battery heater.

그리고 상기 보조 전원부는 슈퍼 커패시터(super capacitor)를 포함할 수 있다.The auxiliary power unit may include a super capacitor.

본 발명에 따른 배터리 히터는 발열체 조성물을 인쇄하여 형성된 복수의 면상 발열체를 구비하기 때문에, 저전압에서 짧은 시간에 대면적 발열이 가능하다. 따라서 전기 구동 장치의 리튬 배터리가 저온 환경에 있더라도, 본 발명에 따른 배터리 히터를 이용하여 리튬 배터리를 3~4V의 저전압에서도 대면적으로 높은 발열량을 순간적으로 발생시켜 리튬 배터리를 히팅시킬 수 있다.Since the battery heater according to the present invention includes a plurality of area heating elements formed by printing a heating element composition, it is possible to generate a large area in a short time at a low voltage. Therefore, even if the lithium battery of the electric driving apparatus is in a low temperature environment, the lithium battery can generate a large amount of heat quickly at a low voltage of 3 to 4 V by using the battery heater according to the present invention, thereby heating the lithium battery.

본 발명에 따른 배터리 히터는 상부면과 하부면에 면상 발열체 어레이가 형성되되, 상하로 서로 중복되지 않으면서 배터리 히터의 전면에 균일하게 면상 발열체가 형성된 구조를 갖기 때문에, 저전압에서 짧은 시간에 대면적 발열이 가능하다. The battery heater according to the present invention has a structure in which an area heating element array is formed on the upper and lower surfaces and the area heating elements are uniformly formed on the entire surface of the battery heater without overlapping with each other. Heat generation is possible.

베이스 기판의 상부면과 하부면에 각각 일렬의 제1 및 제2 면상 발열체 어레이를 형성함으로써, 제1 및 제2 면상 발열체 어레이로 각각 전원을 인가하는 전극 배선 패턴의 길이를 최소화할 수 있다. 이로 인해 전극 배선 패턴의 길이로 인한 전압 강하가 발생되는 것을 억제함으로써, 제1 및 제2 면상 발열체 어레이에 전원이 안정적으로 공급할 수 있다. 따라서 제1 및 제2 면상 발열체 어레이의 안정적인 발열 균일도를 유지할 수 있다.The lengths of the electrode wiring patterns for applying power to the first and second surface heating element arrays can be minimized by forming the first and second surface heating element arrays in a row on the upper surface and the lower surface of the base substrate respectively. This suppresses the voltage drop due to the length of the electrode wiring pattern, so that the power can be stably supplied to the first and second area heating element arrays. Therefore, stable heat generation uniformity of the first and second surface heat emission element arrays can be maintained.

본 발명에 따른 배터리 히터의 면상 발열체를 형성하는 발열체 조성물은 나노크기의 전도성 입자와, 페놀계 수지, 아세탈계 수지, 이소시아네이트계 수지 또는 에폭시계 수지를 포함하는 혼합 바인더를 포함하기 때문에, 200℃ 이상의 온도에서도 내열성을 유지할 수 있어 고온으로 신속하게 히팅이 가능하다.Since the heating element composition forming the planar heating element of the battery heater according to the present invention includes nano-sized conductive particles and a mixed binder including a phenol resin, an acetal resin, an isocyanate resin or an epoxy resin, Heat resistance can be maintained even at the temperature, and it is possible to heat quickly at high temperature.

본 발명에 따른 발열체 조성물은 발열체로 탄소 입자와 금속 분말을 포함하기 때문에, 발열체로 금속 분말만을 포함하는 발열체 조성물에 비해서 에너지 효율 및 발열 속도를 높일 수 있다.Since the heating element composition according to the present invention includes carbon particles and a metal powder as a heating element, energy efficiency and heat generation rate can be increased as compared with a heating element composition containing only metal powder as a heating element.

전술된 바와 같이, 발열체 조성물은 200℃ 이상의 온도에서도 내열성을 유지할 수 있기 때문에, 온도에 따른 저항 변화가 작아 발열 거동 및 안정성이 높은 면상 발열체를 구비하는 배터리 히터를 제공할 수 있다.As described above, since the heat generating composition can maintain the heat resistance even at a temperature of 200 占 폚 or more, the battery heater having the planar heating element with high heat-generating behavior and high stability can be provided with a small change in resistance with temperature.

탄소나노튜브 입자와 그라파이트 입자를 포함하는 발열체 조성물로 형성한 면상 발열체는 블랙 바디(block body)이기 때문에, 흑체 복사로 인해 추가적인 에너지 효율을 향상을 얻을 수 있다.Since the planar heating element formed of the heating element composition including the carbon nanotube particles and the graphite particles is a black body, the additional energy efficiency can be improved due to the blackbody radiation.

발열체 조성물은 비저항이 낮고 두께 조절이 용이하여 저전압 및 저전력으로 고온 발열이 가능한 배터리 히터를 제공할 수 있다.The heating element composition can provide a battery heater which has a low resistivity and is easy to control its thickness, and can be heated at a low temperature and a low power.

발열체 조성물은 스크린 인쇄, 롤투롤 그라비아 인쇄, 롤투롤 콤마 코팅, 플렉소 인쇄, 옵셋 인쇄가 가능하기 때문에, 본 발명에 따른 배터리 히터의 대량 생산에 유리할 뿐만 아니라 제품 길이 및 면적에 대한 제약을 해소할 수 있다.Since the heating element composition is capable of screen printing, roll-to-roll gravure printing, roll to roll comma coating, flexo printing and offset printing, it is advantageous for mass production of the battery heater according to the present invention, .

본 발명에 따른 배터리 히터는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 전기자동차 이외에, 라이트박스(lightbox), 무정전공급장치의 배터리 백업(UPS battery backup), 통신기지국(telecommunication station), 재생에너지(renewal energy), 교통신호등제어기(traffic light control), 무인항공기, 드론, 잠수함, 수송기 등과 같은 저온 환경에 노출이 빈번한 다양한 전기 구동 장치에 사용될 수 있다.The battery heater according to the present invention may be applied to a vehicle such as an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in electric vehicle, a lightbox, a UPS battery backup, a telecommunication station, and can be used in a variety of electric driving devices that are frequently exposed to low temperature environments such as energy, energy, traffic light control, unmanned aerial vehicles, drone, submarine,

도 1은 본 발명에 따른 배터리 히터를 구비하는 배터리 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 히터를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 2의 면상 발열체 어레이를 표시한 도면이다.
도 4는 도 2의 4-4선 단면도이다.
도 5 내지 도 14는 도 2의 배터리 히터의 제조 방법에 따른 각 단계를 보여주는 도면들이다.
도 15 및 도 16은 면상 발열체와 전극 배선 패턴 간의 전기전도도가 200배로 차이나는 배터리 히터의 발열 거동 시뮬레이션 결과를 보여주는 그림이다.
도 17은 면상 발열체와 전극 배선 패턴 간의 전기전도도가 300배로 차이나는 배터리 히터의 발열 거동 시뮬레이션 결과를 보여주는 그림이다.
도 18 및 도 19는 면상 발열체와 전극 배선 패턴 간의 전기전도도가 400배로 차이나는 배터리 히터의 발열 거동 시뮬레이션 결과를 보여주는 그림이다.
도 20은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 히터에 DC 3.5V를 인가한 경우의 발열 거동을 보여주는 열화상 이미지이다.
도 21은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 히터에 DC 4V를 인가한 경우의 발열 거동을 보여주는 열화상 이미지이다.
도 22는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 히터에 DC 4V 구동시의 발열 거동 데이터를 보여주는 그래프이다.
도 23은 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 히터를 보여주는 단면도이다.
도 24는 본 발명의 제3 실시예에 따른 배터리 히터를 보여주는 단면도이다.1 is a block diagram showing a battery system having a battery heater according to the present invention.
2 is a plan view showing a battery heater according to a first embodiment of the present invention.
Fig. 3 is a view showing the planar heating element array of Fig. 2. Fig.
4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of Fig.
FIGS. 5 to 14 are views showing respective steps of the method of manufacturing the battery heater of FIG.
15 and 16 are graphs showing the results of simulation of the heat generation behavior of the battery heater in which the electric conductivity between the planar heating element and the electrode wiring pattern is 200 times different.
17 is a graph showing a simulation result of a heating behavior of a battery heater in which the electric conductivity between the surface heating element and the electrode wiring pattern is 300 times.
FIGS. 18 and 19 are diagrams showing simulation results of the heat generation behavior of the battery heater in which the electric conductivity between the planar heating element and the electrode wiring pattern is 400 times. FIG.
20 is a thermal image showing heat generation behavior when DC 3.5 V is applied to the battery heater according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a thermal image showing the heat generation behavior when DC 4V is applied to the battery heater according to the first embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 22 is a graph showing heat generation behavior data at the time of driving DC 4V in the battery heater according to the first embodiment of the present invention. FIG.
23 is a sectional view showing a battery heater according to a second embodiment of the present invention.
24 is a sectional view showing a battery heater according to a third embodiment of the present invention.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.In the following description, only parts necessary for understanding embodiments of the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted to the extent that they do not disturb the gist of the present invention.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and the inventor is not limited to the meaning of the terms in order to describe his invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely preferred embodiments of the present invention, and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention, so that various equivalents And variations are possible.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 배터리 히터를 구비하는 배터리 시스템을 보여주는 블록도이다.1 is a block diagram showing a battery system having a battery heater according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 시스템(100)은 리튬 배터리(11)와 배터리 히터(13)를 포함하며, 온도 센서(15), 보조 전원부(17) 및 배터리 관리부(19)를 더 포함할 수 있다.1, a battery system 100 according to the present invention includes a lithium battery 11 and a battery heater 13, and includes a temperature sensor 15, an auxiliary power unit 17, and a battery management unit 19 .

리튬 배터리(11)는 부하(21)에 전기에너지를 공급하는 복수의 리튬 이차전지 셀을 구비한다. 리튬 이차전지 셀은 외부 충격, 열 또는 진동 등으로 보호하기 위해서 일정한 개수, 예컨대 10개 내외로 묶어 프레임에 넣은 배터리 모듈로 제작된다. 리튬 배터리(11)는 이러한 배터리 모듈을 복수개로 묶어 배터리 팩 형태로 제작된다.The lithium battery 11 includes a plurality of lithium secondary battery cells for supplying electric energy to the load 21. [ The lithium secondary battery cell is fabricated from a battery module that is bundled in a predetermined number, for example, about ten, in order to protect it from external impact, heat or vibration. The lithium battery 11 is assembled into a battery pack by bundling a plurality of such battery modules.

부하(21)는 리튬 배터리(11)로부터 전기에너지를 공급하는 소비하는 장치로서, 예컨대 전기자동차의 경우 전기모터가 해당될 수 있다.The load 21 is a device for consuming electric energy from the lithium battery 11, for example, an electric motor in the case of an electric vehicle.

온도 센서(15)는 리튬 배터리(11)의 온도를 센싱하여 배터리 관리부(19)로 전달한다.The temperature sensor 15 senses the temperature of the lithium battery 11 and transmits the sensed temperature to the battery management unit 19. [

보조 전원부(17)는 배터리 관리부(19)의 제어에 따라 배터리 히터(13)로 전원을 공급한다. 보조 전원부(17)로는 슈퍼 커패시터(super capacitor)가 사용될 수 있다. 슈퍼 커패시터로는 전기 이중층 커패시터(Electric Double Layer Capacitor; EDLC) 또는 의사 커패시터(pesudocapacitor)가 사용될 수 있다.The auxiliary power supply unit 17 supplies power to the battery heater 13 under the control of the battery management unit 19. As the auxiliary power supply 17, a super capacitor may be used. As the super capacitor, an electric double layer capacitor (EDLC) or a pseudo capacitor (pesudocapacitor) may be used.

이때 보조 전원부(17)로 슈퍼 커패시터를 사용하는 이유는 다음과 같다. 슈퍼 커패시터는 많은 에너지를 모아두었다가 수초 또는 수십 초 동안에 높은 출력의 에너지를 발산하는 동력원으로, 기존의 콘덴서나 이차 전지가 수용하지 못하는 성능 특성 영역을 만족시킬 수 있는 유용한 부품이기 때문이다. 슈퍼 커패시터는 장시간 방전을 필요로 하는 메모리 백업용에서 방전시간이 매우 짧은 펄스 파워를 이용하는 군용 또는 전기자동차 등 용도가 다양하다. 슈퍼 커패시터는 수명이 길어서 장기간 사용이 가능하고, 재충전 배터리처럼 독성화학물질을 포함하고 있지 않아 상대적으로 안전하며, 성능의 저하가 거의 없기 때문이다.The reason for using the supercapacitor as the auxiliary power supply 17 at this time is as follows. Supercapacitor is a useful power source that collects a lot of energy and emits a high output energy in a few seconds or tens of seconds, and is a useful part that can satisfy performance characteristics that conventional capacitors or secondary batteries can not accommodate. Supercapacitors have various applications such as military or electric vehicles that use pulsed power with very short discharge time for memory backup requiring long discharge time. Supercapacitors are long-lived and can be used for a long time, they are relatively safe because they do not contain toxic chemicals like rechargeable batteries, and there is almost no degradation in performance.

전기 이중층 커패시터는 서로 다른 상의 계면에 형성된 전기 이중층에서 발생하는 정전하 현상을 이용한 커패시터로서, 에너지 저장 메커니즘이 산화 및 환원과정에 의존하는 배터리에 비하여 충방전 속도가 빠르고 충방전 효율이 높으며 사이클 특성이 월등하여 백업 전원에 광범위하게 사용되며, 그 외 전기자동차의 보조전원으로 사용될 수 있다.An electric double layer capacitor is a capacitor using an electrostatic charge phenomenon generated in an electric double layer formed at an interface between different phases and has a faster charging / discharging speed, higher charging / discharging efficiency, and higher cycle characteristics than a battery in which an energy storage mechanism depends on oxidation and reduction processes. It is widely used for backup power source and can be used as auxiliary power source for other electric vehicles.

유사 커패시터는 전극과 전기화학 산화물 반응물의 산화-환원 반응을 이용하여 화학 반응을 전기적 에너지로 전환하여 저장하는 커패시터이다. 유사 커패시터는 전기 이중층 커패시터가 전기화학 이중층형 전극 표면에 형성된 이중층에만 전하를 저장하는 데 비하여 전극 재료의 표면 근처까지 전하를 저장 할 수 있어 저장 용량이 전기 이중층 커패시터에 비하여 약 5배 정도 크다. 금속산화물 전극재료로는 RuOx, IrOx, MnOx 등이 사용되고 있다.A pseudocapacitor is a capacitor that converts a chemical reaction into electrical energy using an electrode and an oxidation-reduction reaction of the electrochemical oxide reactant. The pseudocapacitor has a storage capacity of about 5 times larger than that of the electric double layer capacitor because the electric double layer capacitor can store electric charges near the surface of the electrode material compared to the electric double layer capacitor formed on the surface of the electrochemical double layer electrode. As the metal oxide electrode material, RuOx, IrOx, MnOx and the like are used.

배터리 히터(13)는 리튬 배터리(11)에 설치되며, 배터리 관리부(19)의 제어에 따라 리튬 배터리(11)를 히팅한다. 배터리 히터(13)는 발열체 조성물을 인쇄하여 형성한 복수의 면상 발열체를 구비하며, 저전압에서 짧은 시간에 대면적 발열이 가능하다. 이로 인해 리튬 배터리(11)가 저온 환경에 있더라도, 배터리 히터(13)는 리튬 배터리(11)를 3~4V의 저전압에서도 대면적으로 높은 발열량을 순간적으로 발생시켜 리튬 배터리(13)를 히팅시킬 수 있다.The battery heater 13 is installed in the lithium battery 11 and heats the lithium battery 11 under the control of the battery management unit 19. The battery heater 13 includes a plurality of planar heating elements formed by printing a heating element composition, and large-area heating is possible in a short time at a low voltage. Even if the lithium battery 11 is in a low-temperature environment, the battery heater 13 instantaneously generates a large amount of calorific heat in a large area even at a low voltage of 3 to 4 V to heat the lithium battery 11 have.

이러한 배터리 히터(13)는 리튬 배터리(11)의 바닥면 또는 측면에 내장되는 형태로 설치될 수 있다. 리튬 배터리(11)를 보다 균일하게 히팅하기 위해서, 배터리 히터(13)는 배터리 모듈들 사이에 설치될 수도 있다.The battery heater 13 may be installed on the bottom surface or the side surface of the lithium battery 11. In order to more uniformly heat the lithium battery 11, the battery heater 13 may be installed between the battery modules.

그리고 배터리 관리부(19)는 리튬 배터리(11)를 제어하는 배터리 관리 시스템(battery management system; BMS)으로, 리튬 이차전지 셀의 상태를 모니터링하고, 모니터링 결과를 토대로 냉난방을 통하여 리튬 배터리(11)의 온도 관리를 수행하고, 전기 구동 장치의 제어부와 연동하여 부하(21)로의 전기에너지의 공급을 제어한다.The battery management unit 19 is a battery management system (BMS) for controlling the lithium battery 11. The battery management unit 19 monitors the state of the lithium secondary battery cell and monitors the state of the lithium secondary battery cell 11 through cooling / Performs temperature management, and controls the supply of electric energy to the load (21) in conjunction with the control unit of the electric drive unit.

이러한 배터리 관리부(19)는 온도 센서(15)로 센싱한 리튬 배터리(11)의 온도를 기반으로 배터리 히터(13)의 구동을 제어한다. 즉 온도 센서(15)로 센싱한 온도가 제1 임계 온도 이하인 경우, 배터리 관리부(19)는 보조 전원부(17)를 통하여 배터리 히터(13)에 전원을 공급하여 배터리 히터(13)에서 발열되는 열로 리튬 배터리(11)를 히팅한다. 배터리 관리부(19)는 배터리 히터(13)로 리튬 배터리(11)를 히팅한 후, 온도 센서(15)로 센싱한 리튬 배터리(11)의 온도가 제2 임계 온도 이상인 경우, 보조 전원부(17)를 통하여 배터리 히터(13)로 공급되는 전원을 차단하여 리튬 배터리(11)의 히팅을 중단시킨다. 이때 제1 임계 온도는 리튬 배터리(11)의 콜드(cold) 상태로 인식할 수 있는 온도로 설정될 수 있다. 제2 임계 온도는 리튬 배터리(11)의 정상적인 충방전이 가능한 범위의 온도로 설정될 수 있다.The battery management unit 19 controls the operation of the battery heater 13 based on the temperature of the lithium battery 11 sensed by the temperature sensor 15. The battery management unit 19 supplies power to the battery heater 13 through the auxiliary power unit 17 to generate heat from the battery heater 13 And the lithium battery 11 is heated. The battery management part 19 heats the lithium battery 11 with the battery heater 13 and then the auxiliary power part 17 when the temperature of the lithium battery 11 sensed by the temperature sensor 15 is equal to or higher than the second threshold temperature, The power supply to the battery heater 13 is interrupted to interrupt the heating of the lithium battery 11. [ At this time, the first critical temperature may be set to a temperature that can be recognized as a cold state of the lithium battery 11. The second critical temperature may be set to a temperature within a range in which normal charging and discharging of the lithium battery 11 is possible.

이와 같이 배터리 관리부(19)를 통하여 리튬 배터리(11)의 온도를 관리함으로써, 리튬 배터리(11)의 온도에 따라 작동 효율성을 향상시키고, 수명을 연장할 수 있다.Thus, by controlling the temperature of the lithium battery 11 through the battery management unit 19, the operating efficiency can be improved and the service life can be prolonged according to the temperature of the lithium battery 11. [

이와 같은 본 발명에 따른 배터리 시스템(100)에 적용되는 배터리 히터913,113,213)에 대해서 도 2 내지 도 29를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The battery heaters 913, 113, and 213 applied to the battery system 100 according to the present invention will now be described with reference to FIGS. 2 to 29. FIG.

제1 실시예First Embodiment

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 히터(13)를 보여주는 평면도이다. 도 3은 도 2의 면상 발열체 어레이(80)를 표시한 도면이다. 그리고 도 4는 도 2의 4-4선 단면도이다. 도 2에서는 면상 발열체 어레이(80)를 덮는 보호층(90)의 도시는 생략하였다.2 is a plan view showing a battery heater 13 according to a first embodiment of the present invention. 3 is a view showing the planar heating element array 80 of FIG. And Fig. 4 is a sectional view taken along line 4-4 of Fig. 2, the illustration of the protective layer 90 covering the surface heating element array 80 is omitted.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 제1 실시예에 따른 배터리 히터(13)는 베이스 기판(30), 전극 배선 패턴(40), 절연층(70) 및 면상 발열체 어레이(80)를 포함하며, 보호층(90)을 더 포함할 수 있다. 여기서 베이스 기판(30)은 절연성을 갖는다. 전극 배선 패턴(40)은 베이스 기판(30)의 양면(31,33)에 형성된다. 절연층(70)은 베이스 기판(30)의 양면(31,33)에 형성되며 전극 배선 패턴(40) 사이를 메우다. 면상 발열체 어레이(80)는 베이스 기판(30)의 양면(31,33)에 발열체 조성물을 인쇄하여 전극 배선 패턴(40)에 전기적으로 연결되게 형성된 복수의 면상 발열체(85)를 구비한다. 그리고 보호층(90)은 베이스 기판(30)의 양면(31,33)에 형성되며, 면상 발열체 어레이(80)를 덮는다.2 to 4, the battery heater 13 according to the first embodiment includes a base substrate 30, an electrode wiring pattern 40, an insulating layer 70, and a planar heating element array 80, And may further include a protective layer 90. Here, the base substrate 30 has an insulating property. The electrode wiring pattern 40 is formed on both sides 31 and 33 of the base substrate 30. The insulating layer 70 is formed on both sides 31 and 33 of the base substrate 30 and fills up the space between the electrode wiring patterns 40. The planar heating element array 80 includes a plurality of planar heating elements 85 formed on both sides 31 and 33 of the base substrate 30 so as to be electrically connected to the electrode wiring patterns 40 by printing the heating element composition. The protective layer 90 is formed on both surfaces 31 and 33 of the base substrate 30 and covers the surface heating element array 80.

제1 실시예에 따른 배터리 히터913)에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The battery heater 913 according to the first embodiment will be described in detail as follows.

베이스 기판(30)은 절연성을 갖는 플라스틱 소재의 기판으로, 상부면(31)과, 상부면(31)에 반대되는 하부면(33)을 갖는다. 베이스 기판(30)은 양면(31,33)에 형성되는 면상 발열체 어레이(80)에 인가되는 전원과 열이 외부로 빠져가는 것을 억제하는 기능을 하는 절연성과 단열성을 갖는 소재로 제조된다. 예컨대 베이스 기판(30)의 소재로는 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르술폰(polyethersulphone; PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate: PAR), 폴리에테르이미드(polyetherimide; PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethyelenen napthalate; PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyeleneterepthalate; PET), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리아세테이트(cellulose triacetate; CTA) 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propinonate; CAP)가 사용될 수 있으며, 나열된 것들로 한정되는 것은 아니다. 베이스 기판(30)은 배터리 히터(13)가 사용되는 응용 분야나 사용 온도에 따라서 적절히 선택될 수 있다.The base substrate 30 is a substrate made of an insulating plastic material and has an upper surface 31 and a lower surface 33 opposite to the upper surface 31. The base substrate 30 is made of a material having insulation and heat insulating properties, which functions to prevent power and heat applied to the surface heating element array 80 formed on both surfaces 31 and 33 from escaping to the outside. For example, the base substrate 30 may be formed of a material such as polyimide, polyethersulphone (PES), polyacrylate (PAR), polyetherimide (PEI), polyethyelenene naphthalate PEN, polyethyeleneterephthalate (PET), polyphenylene sulfide (PPS), polyallylate, polycarbonate (PC), cellulose triacetate (CTA), or cellulose acetate propionate Cellulose acetate propinonate (CAP) may be used and is not limited to those listed. The base substrate 30 can be appropriately selected depending on the application field in which the battery heater 13 is used and the use temperature.

면상 발열체 어레이(80)는 베이스 기판(30)의 양면(31,33)에 균일하게 메트릭스(matrix) 형태로 배열된다. 면상 발열체 어레이(80)는 제1 면상 발열체 어레이(81)와 제2 면상 발열체 어레이(83)를 포함할 수 있다. 제1 면상 발열체 어레이(81)는 베이스 기판(30)의 상부면(31)의 일측에 형성되며, 일렬로 배열된 복수의 제1 면상 발열체(87)를 구비한다. 제2 면상 발열체 어레이(83)는 제1 면상 발열체 어레이(81)에서 이격된 베이스 기판(30)의 하부면(33)의 일측에 형성되며, 일렬로 배열된 복수의 제2 면상 발열체(89)를 구비한다. 예컨대 제1 실시예에서는 제1 및 제2 면상 발열체 어레이(81,83)는 각각 4개의 면상 발열체(85)가 구비하는 예를 개시하였지만, 베이스 기판(30)의 면적에 따라서 면상 발열체(85)의 개수와 크기는 달라질 수 있다.The planar heating element arrays 80 are uniformly arranged in a matrix form on both sides 31 and 33 of the base substrate 30. The planar heating element array 80 may include a first planar heating element array 81 and a second planar heating element array 83. The first surface heat emission element array 81 is formed on one side of the upper surface 31 of the base substrate 30 and has a plurality of first surface heat emission elements 87 arranged in a line. The second surface heating element array 83 is formed on one side of the lower surface 33 of the base substrate 30 spaced apart from the first surface heating element array 81 and includes a plurality of second surface heating elements 89 arranged in a line, Respectively. For example, in the first embodiment, the first and second planar heating element arrays 81 and 83 each include four planar heating elements 85. However, depending on the area of the base substrate 30, The number and size of the < / RTI >

이때 제2 면상 발열체 어레이(83)를 베이스 기판(30)의 상부면(31)으로 프로젝션 했을 때, 제1 면상 발열체 어레이(81)와 제2 면상 발열체 어레이(83)는 서로 이격되어 있다. 면상 발열체 어레이(80)를 베이스 기판(30)의 상부면(31)에서 보았을 때, 왼쪽에 제1 면상 발열체 어레이(81)가 배치되고, 오른쪽에 제2 면상 발열체 어레이(83)가 배치된 형태를 갖는다. 이로 인해 면상 발열체 어레이(80)는 베이스 기판(30)에 균일하게 배치된 형태를 갖는다.When the second surface heating element array 83 is projected onto the upper surface 31 of the base substrate 30 at this time, the first surface heating element array 81 and the second surface heating element array 83 are spaced from each other. When viewed from the upper surface 31 of the base substrate 30, the array 80 of first surface heaters is arranged on the left side and the array of second surface heaters 83 is arranged on the right side . As a result, the planar heating element arrays 80 are uniformly arranged on the base substrate 30.

제1 및 제2 면상 발열체 어레이(81,83)는 각각 일렬로 복수의 면상 발열체(85)를 포함하도록 베이스 기판(30)의 양면(31,33)에 형성하는 이유는, 복수의 면상 발열체(85)로 전원을 인가하기 위해서 형성되는 전극 배선 패턴(40)의 경로 즉 길이를 최소화하기 위해서이다. 전극 배선 패턴(40)의 길이를 최소화함으로써, 전극 배선 패턴(40)의 길이 증가로 인한 전압 강하가 발생되는 것을 억제하여 복수의 면상 발열체(85)에 전원이 안정적으로 공급할 수 있다. 따라서 제1 및 제2 면상 발열체 어레이(81,83)의 안정적인 발열 균일도를 유지할 수 있다.The reason why the first and second surface heat emission arrays 81 and 83 are formed on both surfaces 31 and 33 of the base substrate 30 so as to include a plurality of surface heat emission elements 85 in a row is that the plurality of surface heat emission elements The length of the electrode wiring pattern 40 formed to apply power to the electrode wiring pattern 40 is minimized. By minimizing the length of the electrode wiring pattern 40, it is possible to stably supply power to the plurality of area heating elements 85 by suppressing the voltage drop due to the increase of the length of the electrode wiring pattern 40. Accordingly, stable heat uniformity of the first and second area heating element arrays 81 and 83 can be maintained.

한편으로 제1 및 제2 면상 발열체 어레이를 베이스 기판의 일면에 모두 형성할 수 있지만, 이 경우 제1 및 제2 면상 발열체 어레이로 전원을 공급하는 전극 배선 패턴의 길이가 길어지기 때문에, 전극 배선 패턴(40)의 길이 증가로 인한 전압 강하가 발생된다. 이로 인해 제1 및 제2 면상 발열체 어레이 전체에 균일한 전원이 공급되지 못하기 때문에, 제1 및 제2 면상 발열체 어레이의 발열 균일도가 떨어질 수 있다.On the other hand, both the first and second area heating elements array can be formed on one surface of the base substrate. However, in this case, since the length of the electrode wiring pattern supplying power to the first and second area heating elements arrays becomes longer, A voltage drop due to an increase in the length of the capacitor 40 occurs. As a result, uniform power can not be supplied to the entire first and second surface heating element arrays, so that the uniformity of heat generation of the first and second surface heating element arrays can be reduced.

또한 한편으로 베이스 기판의 일면 전체에 일렬로 면상 발열체 어레이를 형성하는 방안을 고려해 볼 수 있지만, 이 경우 면상 발열체의 면적이 두 배 이상으로 증가하기 때문에, DC 3V 내지 4V의 저전압에서 짧은 시간에 발열시키는 데는 무리가 있다.On the other hand, it is possible to consider forming a planar heating element array in a line on one entire surface of the base substrate. However, in this case, since the area of the planar heating element increases more than twice, There are a lot of things to do.

면상 발열체 어레이(80)를 형성하는 복수의 면상 발열체(85)는 발열체 조성물을 인쇄한 후, 건조 및 경화하여 형성한다. 면상 발열체(85)의 인쇄 방법으로는 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄(내지 롤투롤 그라비아 인쇄), 콤마 코팅(내지 롤투롤 콤마 코팅), 플렉소, 임프린팅, 옵셋 인쇄 등이 사용될 수 있다. 건조 및 경화는 100℃ 내지 180℃에서 수행할 수 있다.A plurality of area heating elements 85 forming the area heating element array 80 are formed by printing a heating element composition, followed by drying and curing. As the printing method of the surface heating element 85, screen printing, gravure printing (to roll to roll gravure printing), comma coating (to roll to roll comma coating), flexo, imprinting, offset printing and the like can be used. Drying and curing can be carried out at 100 ° C to 180 ° C.

면상 발열체(85)를 형성하는 발열체 조성물은 전도성 입자와 합성 바인더를 포함한다. 면상 발열체(85)를 형성하기 위해서, 인쇄 공정에 투입되는 발열체 조성물은 전도성 입자와 합성 바인더 이외에, 유기 용매와 분산제를 더 포함한다.The heating element composition for forming the area heating element 85 includes conductive particles and a synthetic binder. In order to form the planar heating element 85, the heating element composition to be supplied to the printing step further includes an organic solvent and a dispersant in addition to the conductive particles and the synthetic binder.

발열체 조성물은 발열체 조성물 100 중량부에 대해서, 혼합 바인더 5 내지 30 중량부, 전도성 입자 0.7 내지 60 중량부, 유기 용매 29 내지 80 중량부, 및 분산제 0.5 내지 5 중량부를 포함할 수 있다.The heating element composition may include 5 to 30 parts by weight of the mixed binder, 0.7 to 60 parts by weight of the conductive particles, 29 to 80 parts by weight of the organic solvent, and 0.5 to 5 parts by weight of the dispersing agent, based on 100 parts by weight of the heating element composition.

전도성 입자는 전도성을 갖는 탄소 입자 또는 금속 분말을 포함한다. 탄소 입자로는 탄소나노튜브 입자 또는 그라파이트 입자가 사용될 수 있다. 금속 분말로는 은, 구리 또는 니켈 소재의 분말이 사용될 수 있다. 예컨대 전도성 입자는 발열 조성물 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브 입자 0.1 내지 5 중량부, 그라파이트 입자 0.1 내지 20 중량부 또는 금속 분말 10 내지 60 중량부를 포함할 수 있다.The conductive particles include carbon particles or metal powder having conductivity. As the carbon particles, carbon nanotube particles or graphite particles can be used. As the metal powder, powders of silver, copper or nickel may be used. For example, the conductive particles may include 0.1 to 5 parts by weight of carbon nanotube particles, 0.1 to 20 parts by weight of graphite particles or 10 to 60 parts by weight of metal powder with respect to 100 parts by weight of the exothermic composition.

탄소나노튜브 입자는 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브 또는 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 예컨대 탄소나노튜브 입자는 다중벽 탄소나노튜브(multi wall carbon nanotube)일 수 있다. 탄소나노튜브 입자가 다중벽 탄소나노튜브일 때, 직경은 1nm 내지 20nm 일 수 있고, 길이는 1㎛ 내지 100㎛일 수 있다.The carbon nanotube particles can be selected from single-walled carbon nanotubes, double-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes, or mixtures thereof. For example, the carbon nanotube particles may be multi wall carbon nanotubes. When the carbon nanotube particles are multi-walled carbon nanotubes, the diameter may be 1 nm to 20 nm, and the length may be 1 to 100 mu m.

그라파이트 입자는 직경이 1㎛ 내지 25㎛일 수 있고, 두께가 1nm 내지 25㎛일 수 있다.The graphite particles may have a diameter of 1 탆 to 25 탆 and a thickness of 1 nm to 25 탆.

금속 분말은 은, 구리 또는 니켈 소재의 분말을 포함한다. 은 분말의 경우, 플레이크, 구형, 다각형 판상, 막대(rod) 등의 형태를 가질 수 있다. 구리 분말로는 은이 코팅된 구리(Ag coated Cu) 분말, 니켈이 코팅된 구리(Ni coated Cu) 분말 등이 사용될 수 있다. 그리고 니켈 분말로는 은이 코팅된 니켈(Ag coated Ni) 분말이 사용될 수 있다.The metal powders include powders of silver, copper or nickel. In the case of silver powder, it may have the form of a flake, a sphere, a polygonal plate, a rod, or the like. As the copper powder, silver coated Cu powder and nickel coated Cu powder can be used. As the nickel powder, silver coated Ni powder may be used.

탄소 입자와 금속 분말을 포함하는 발열체 조성물로 면상 발열체(85)를 형성하는 경우, 금속 분말이 주 전기적 네트워크를 형성하고, 금속 분말 사이의 공간에 탄소 입자가 채워져 3차원 랜덤 네트워크 구조를 형성한다.When the area heating element 85 is formed of a heating element composition including carbon particles and a metal powder, the metal powder forms a main electrical network, and the space between the metal powders is filled with carbon particles to form a three-dimensional random network structure.

이와 같이 발열체 조성물은 탄소 입자와 금속 분말을 포함함으로써, 면상 발열체(85)의 에너지 효율 및 발열 속도를 높일 수 있다. 즉 금속 분말은 흑체 복사 기능을 갖지 않지만, 발열체 조성물에 탄소 입자를 포함시킴으로써, 흑체 복사 기능을 구현할 수 있다. 탄소 입자로 인해서 면상 발열체(85)의 내열성을 높일 수 있다. 그리고 탄소 입자로 인해서 발열 속도 및 에너지 효율을 높일 수 있다.As described above, the heating element composition includes the carbon particles and the metal powder, so that the energy efficiency and heat generation rate of the surface heating element 85 can be increased. That is, the metal powder does not have the blackbody radiation function, but the black body radiation function can be realized by including carbon particles in the heating element composition. The heat resistance of the planar heating element 85 can be increased due to the carbon particles. And carbon particles can increase the heating rate and energy efficiency.

면상 발열체(85)의 비저항은 전체 고형분 중 탄소 입자 또는 금속 분말의 함량에 의해 결정될 수 있다. 예컨대 1x10-2Ω㎝ 영역대까지는 탄소 입자만으로 비저항 조절이 가능하나, 그 이하의 영역은 금속 분말의 추가적인 도입이 필요하다. 제1 실시예에 따른 면상 발열체(85)는 9ㅧ10-2 내지 1.1ㅧ10-3 Ω㎝의 비저항을 가질 수 있다. 후술되겠지만, 전극 배선 패턴(40)은 면상 발열체(85)의 전기전도도의 400배 이상이 바람직하다.The resistivity of the area heating element 85 can be determined by the content of carbon particles or metal powder in the total solid content. For example, it is possible to control the resistivity by only carbon particles up to the area of 1 x 10 -2 ? Cm, but further introduction of the metal powder is required in the region below that. The planar heating element 85 according to the first embodiment may have a resistivity of 9 ㅧ 10 -2 to 1.1 ㅧ 10 -3 Ωcm. As will be described later, the electrode wiring pattern 40 is preferably 400 times or more the electric conductivity of the surface heat emission element 85.

합성 바인더는 300℃ 가량의 온도에서도 내열성을 가질 수 있도록, 페놀계 수지, 아세탈계 수지, 이소시아네이트계 수지 및 에폭시계 수지 중 적어도 2종을 포함한다. 예컨대 합성 바인더는 에폭시(epoxy), 에폭시 아크릴레이트(epoxy acrylate), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate), 폴리비닐 아세탈(polyvinyl acetal) 및 페놀계 수지(phenol resin) 중 적어도 2종을 포함한다The synthetic binder includes at least two of phenolic resin, acetal resin, isocyanate resin, and epoxy resin so as to have heat resistance even at a temperature of about 300 캜. For example, the synthetic binders include at least two of epoxy, epoxy acrylate, hexamethylene diisocyanate, polyvinyl acetal, and phenol resin

예컨대 혼합 바인더는 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 폴리비닐 아세탈 수지 및 페놀계 수지가 혼합된 형태를 가질 수 있다. 여기서 혼합 바인더는, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 100 중량부에 대하여 폴리비닐 아세탈 수지 10 내지 150 중량부, 페놀계 수지 100 내지 500 중량부를 포함한다. 페놀계 수지가 헥사메틸렌 디이소시아네이트 100 중량부에 대하여 100 중량부 이하인 경우 내열성이 저하되고, 500 중량부를 초과하는 경우 면상 발열체의 유연성이 저하되어 취성이 강해진다.For example, the mixed binder may have a mixed form of hexamethylene diisocyanate, polyvinyl acetal resin, and phenolic resin. Wherein the mixed binder includes 10 to 150 parts by weight of a polyvinyl acetal resin and 100 to 500 parts by weight of a phenolic resin based on 100 parts by weight of hexamethylene diisocyanate. When the phenol resin is 100 parts by weight or less based on 100 parts by weight of hexamethylene diisocyanate, the heat resistance is lowered. When the amount is more than 500 parts by weight, the flexibility of the surface heat generating element is lowered and the brittleness is increased.

이와 같이 제1 실시예에서는 혼합 바인더의 내열성을 높임으로써, 면상 발열체(85)를 300℃ 가량의 고온으로 발열시키는 경우에도, 면상 발열체(85)의 저항 변화나 파손을 억제할 수 있다.As described above, in the first embodiment, by increasing the heat resistance of the mixed binder, the resistance change and breakage of the surface heating element 85 can be suppressed even when the surface heating element 85 is heated to a high temperature of about 300 캜.

여기에서 페놀계 수지는 페놀 및 페놀 유도체를 포함하는 페놀계 화합물을 의미한다. 예컨대 페놀 유도체는 p-크레졸(p-Cresol), o-구아야콜(o-Guaiacol), 크레오졸(Creosol), 카테콜(Catechol), 3-메톡시-1,2-벤젠디올(3-methoxy-1,2-Benzenediol), 호모카테콜(Homocatechol), 비닐구아야콜(Vinylguaiacol), 시링콜(Syringol), 이소-유제놀(Iso-eugenol), 메톡시 유제놀(Methoxyeugenol), o-크레졸(o-Cresol), 3-메틸-1,2-벤젠디올 (3-methyl-1,2-Benzenediol), (z)-2-메톡시-4-(1-프로페닐)-페놀((z)-2-methoxy-4-(1-propenyl)-Phenol), 2,6-디에톡시-4-(2-프로페닐)-페놀(2,6-dimethoxy-4-(2-propenyl)-Phenol), 3,4-디메톡시-페놀(3,4-dimethoxy-Phenol), 4-에틸-1,3-벤젠디올(4-ethyl-1,3-Benzenediol), 레졸 페놀(Resole phenol), 4-메틸-1,2-벤젠디올(4-methyl-1,2-Benzenediol), 1,2,4-벤젠트리올(1,2,4-Benzenetriol), 2-메톡시-6-메틸페놀(2-Methoxy-6-methylphenol), 2-메톡시-4-비닐페놀(2-Methoxy-4-vinylphenol) 또는 4-에틸-2-메톡시-페놀(4-ethyl-2-methoxy-Phenol) 등이 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.Here, the phenolic resin means a phenolic compound including phenol and phenol derivatives. For example, phenol derivatives include p-cresol, o-Guaiacol, Creosol, Catechol, 3-methoxy-1,2-benzenediol (3- methoxy-1,2-benzenediol, Homocatechol, Vinylguaiacol, Syringol, Iso-eugenol, Methoxyeugenol, o- Cresol, 3-methyl-1,2-benzenediol and (z) -2-methoxy-4- (1-propenyl) -phenol 2-methoxy-4- (1-propenyl) -phenol, 2,6-dimethoxy-4- (2-propenyl) Phenol, 3,4-dimethoxy-Phenol, 4-ethyl-1,3-benzenediol, Resole phenol, 4-methyl-1,2-benzenediol, 1,2,4-benzene triol, 2-methoxy-6-methylphenol 2-Methoxy-6-methylphenol, 2-Methoxy-4-vinylphenol or 4-ethyl-2-methoxy- , Etc. It is not.

유기 용매는 전도성 입자 및 혼합 바인더를 분산시키기 위한 것으로, 카비톨 아세테이트(Carbitol acetate), 부틸 카비톨 아세테이트(Butyl carbotol acetate), DBE(dibasic ester), 에틸카비톨, 에틸카비톨아세테이트, 디프로필렌글리콜메틸에테르, 셀로솔브아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트, 부탄올(Butanol) 및 옥탄올(Octanol) 중에서 선택되는 2 이상의 혼합 용매일 수 있다.The organic solvent is used for dispersing the conductive particles and the binder. The organic solvent is selected from the group consisting of Carbitol acetate, Butyl carbotol acetate, DBE (dibasic ester), Ethyl Carbitol, Ethyl Carbitol Acetate, Dipropylene Glycol Methyl ether, cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, butanol, and octanol.

한편, 분산을 위한 공정은 통상적으로 사용되는 다양한 방법들이 적용될 수 있으며, 예를 들면 초음파처리(Ultra-sonication), 롤밀(Roll mill), 비드밀(Bead mill) 또는 볼밀(Ball mill) 과정을 통해 이루어질 수 있다.Meanwhile, various methods commonly used may be applied to the dispersion process. For example, ultrasonic treatment (roll-milling), bead milling or ball milling Lt; / RTI >

그리고 분산제는 전도성 입자의 분산을 보다 원활하게 하기 위한 것으로, BYK류와 같이 당업계에서 이용되는 통상의 분산제, Triton X-100과 같은 양쪽성 계면활성제, SDS 등과 같은 이온성 계면활성제를 이용할 수 있다.The dispersing agent is used for smoother dispersion of the conductive particles, and it is possible to use an ordinary dispersant used in the art such as BYK, an amphoteric surfactant such as Triton X-100, and an ionic surfactant such as SDS .

또한 제1 실시예에 따른 발열체 조성물은 발열체 조성물 100 중량부에 대하여, 첨가제로서 실란 커플링제 0.1 내지 5 중량부를 더 포함할 수 있다.In addition, the heating element composition according to the first embodiment may further include 0.1 to 5 parts by weight of a silane coupling agent as an additive to 100 parts by weight of the heating element composition.

실란 커플링제는 발열체 조성물의 배합 시에 수지들 간에 접착력을 증진시키는 접착증진제 기능을 한다. 실란 커플링제는 에폭시 함유 실란 또는 머켑토 함유 실란일 수 있다. 이러한 실란 커플링제의 예로는 에폭시가 함유된 것으로 2-(3,4 에폭시 사이클로헥실)-에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란이 있고, 아민기가 함유된 것으로 N-2(아미노에틸)3-아미토프로필메틸디메톡시실란, N-2(아미노에틸)3-아미노프로필트리메톡시실란, N-2(아미노에틸)3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡시실리-N-(1,3-디메틸뷰틸리덴)프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란이 있으며, 머켑토가 함유된 것으로 3-머켑토프로필메틸디메톡시실란, 3-머켑토프로필트리에톡시실란, 이소시아네이트가 함유된 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등이 있으며, 이것에 한정되지 않는다.The silane coupling agent functions as an adhesion promoter for enhancing the adhesion force between the resins when the heating element composition is compounded. The silane coupling agent may be an epoxy-containing silane or a mercaptan-containing silane. Examples of such silane coupling agents include epoxy-containing 2- (3,4-epoxycyclohexyl) -ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxytrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, (Aminoethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane having an amine group and N-2 , N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl- Propylamine, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, and 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, isocyanate, 3-isocyanate propyltriethoxysilane, and the like, but is not limited thereto.

전극 배선 패턴(40)은 베이스 기판(30)의 양면(31,33)에 형성되며, 외부에서 인가되는 전원을 면상 발열체 어레이(80)로 공급한다. 베이스 기판(30)의 양면(31,33)에 전극 배선 패턴(40)을 형성하는 이유는, 전압 강하를 최소화하기 위해서이다. 전극 배선 패턴(40)은 베이스 기판(30)의 양면(31,33)에 금속층을 적층한 후 사진식각기술을 이용한 패터닝으로 형성할 수 있다.The electrode wiring pattern 40 is formed on both sides 31 and 33 of the base substrate 30 and supplies power from the outside to the surface heating element array 80. The reason why the electrode wiring pattern 40 is formed on both sides 31 and 33 of the base substrate 30 is to minimize the voltage drop. The electrode wiring pattern 40 can be formed by laminating a metal layer on both surfaces 31 and 33 of the base substrate 30 and then patterning using a photolithography technique.

전극 배선 패턴(40)의 소재로는 알루미늄이 사용될 수 있으며, 30㎛ 이상의 두께를 갖는다. 바람직하게는 전극 배선 패턴(40)은 30 내지 70㎛의 두께를 가질 수 있다. 예컨대 전극 배선 패턴(40)의 두께가 30㎛ 미만인 경우, 사용전압이 DC 4.5V 내지 2V인 경우, 전압강하가 발생할 수 있다. 전극 배선 패턴(40)의 두께가 70㎛ 초과하는 경우, 알루미늄의 식각율(etching rate)로 인해서 에지-컷(edge-cut)과 같은 식각 불량이 발생되고, 이것은 박리 강도 및 신뢰성에 문제를 야기할 수 있다. 따라서 전극 배선 패턴(40)의 두께는 최소 30㎛ 이상 70㎛ 이하로 형성하는 것이 바람직하다.As the material of the electrode wiring pattern 40, aluminum may be used and has a thickness of 30 mu m or more. Preferably, the electrode wiring pattern 40 may have a thickness of 30 to 70 mu m. For example, when the thickness of the electrode wiring pattern 40 is less than 30 占 퐉, a voltage drop may occur when the use voltage is DC 4.5V to 2V. If the thickness of the electrode wiring pattern 40 exceeds 70 μm, an etching failure such as an edge-cut occurs due to the etching rate of aluminum, which causes problems in peeling strength and reliability can do. Therefore, the thickness of the electrode wiring pattern 40 is preferably at least 30 탆 and not more than 70 탆.

이러한 전극 배선 패턴(40)은 제1 면상 발열체 어레이(81) 및 제2 면상 발열체 어레이(83)에 각각 병렬로 연결되어 전원을 인가한다. 전극 배선 패턴(40)은 제1 면상 발열체 어레이(81)에 전기적으로 연결된 제1 전극 배선 패턴(50)과, 제2 면상 발열체 어레이(83)에 전기적으로 연결된 제2 전극 배선 패턴(60)을 포함한다. The electrode wiring pattern 40 is connected in parallel to the first surface heating element array 81 and the second surface heating element array 83 to apply power. The electrode wiring pattern 40 includes a first electrode wiring pattern 50 electrically connected to the first surface heating element array 81 and a second electrode wiring pattern 60 electrically connected to the second surface heating element array 83 .

제1 전극 배선 패턴(50)은 제1-1 전극 패드(51), 제1-1 연결 배선(52), 복수의 제1-1 전극 단자(53), 제1-2 전극 패드(54), 제1-2 연결 배선(55), 및 복수의 제1-2 전극 단자(56)를 포함한다.The first electrode wiring pattern 50 includes a 1-1 electrode pad 51, a 1-1 connection wiring 52, a plurality of 1-1 electrode terminals 53, a 1-2 electrode pad 54, A first connection wiring 55, and a plurality of first-second electrode terminals 56. The first-

제1-1 전극 패드(51) 및 제1-2 전극 패드(54)는 보조 전원부(도 1의 17)의 양극과 음극에 연결되어 전원을 공급받는다. 제1-1 전극 패드(51) 및 제1-2 전극 패드(54)는 서로 이격되어 형성된다.The first 1-1 electrode pad 51 and the 1-2 first electrode pad 54 are connected to the positive and negative electrodes of the auxiliary power source (17 in FIG. 1) to receive power. The 1-1 electrode pad 51 and the 1-2 electrode pad 54 are spaced apart from each other.

제1-1 연결 배선(52)은 제1-1 전극 패드(51)와 연결되며, 제1 면상 발열체 어레이(81)의 일측에 복수의 제1 면상 발열체(87)를 따라서 형성된다.The 1-1 connection wirings 52 are connected to the 1-1 electrode pad 51 and are formed along a plurality of first surface heating elements 87 on one side of the first surface heating element array 81.

복수의 제1-1 전극 단자(53)는 제1-1 연결 배선(52)에 연결되며, 복수의 제1 면상 발열체(87)의 하부에 각각 형성된다. The plurality of first 1-1 electrode terminals 53 are connected to the 1-1 connection wiring 52 and are formed under the plurality of first surface heat emission elements 87, respectively.

제1-2 연결 배선(55)은 제1-2 전극 패드(54)와 연결되며, 제1 면상 발열체 어레이(81)의 타측에 복수의 제1 면상 발열체(87)를 따라서 형성된다.The first and second connection wiring lines 55 are connected to the first and second electrode pads 54 and formed on the other side of the first surface heat emission element array 81 along a plurality of first surface heating elements 87.

그리고 복수의 1-2 전극 단자(56)는 제1-2 연결 배선(55)에 연결되며, 복수의 제1 면상 발열체(87)의 하부에 각각 형성되며, 복수의 제1-1 전극 단자(53)에 이격되게 형성된다. 제1-1 및 제1-2 전극 단자(53,56)는 서로 평행하게 형성될 수 있다.The plurality of first electrode terminals 56 are connected to the first and second connection wirings 55 and are respectively formed under the plurality of first surface heat emission elements 87, 53, respectively. The 1-1 and 1-2 electrode terminals 53 and 56 may be formed parallel to each other.

복수의 제1 면상 발열체(87)는 제1-1 전극 단자(53) 및 제1-2 전극 단자(56)를 통하여 보조 전원부(도 1의 17)로부터 전원을 인가받아 발열하게 된다.The plurality of first surface heat emission elements 87 generate power by receiving power from the auxiliary power supply unit 17 (FIG. 1) 17 via the 1-1 and 51-2 electrode terminals 53 and 56.

제2 전극 배선 패턴(60)은 제2-1 전극 패드(61), 제2-1 연결 배선(62), 복수의 제2-1 전극 단자(63), 제2-2 전극 패드(64), 제2-2 연결 배선(65), 및 복수의 제2-2 전극 단자(66)를 포함한다.The second electrode wiring pattern 60 includes a second-1 electrode pad 61, a second-1 connection wiring 62, a plurality of second-1 electrode terminals 63, a second-2 electrode pad 64, A second-second connection wiring 65, and a plurality of second-second electrode terminals 66.

제2-1 전극 패드(61) 및 제2-2 전극 패드(64)는 보조 전원부(도 1의 17)의 양극과 음극에 연결되어 전원을 공급받는다. 제2-1 전극 패드(61) 및 제2-2 전극 패드(64)는 서로 이격되어 형성된다.The 2-1 electrode pad 61 and the 2-2 electrode pad 64 are connected to the positive and negative electrodes of the auxiliary power source (17 in FIG. 1) to receive power. The second-first electrode pad 61 and the second-second electrode pad 64 are formed apart from each other.

제2-1 연결 배선(62)은 제2-1 전극 패드(61)와 연결되며, 제2 면상 발열체 어레이(83)의 일측에 복수의 제2 면상 발열체(89)를 따라서 형성된다.The 2-1 connection wiring 62 is connected to the 2-1 electrode pads 61 and formed on one side of the second surface heating element array 83 along a plurality of second surface heating elements 89.

복수의 제2-1 전극 단자(63)는 제2-1 연결 배선(62)에 연결되며, 복수의 제2 면상 발열체(89)의 하부에 각각 형성된다. The plurality of second-first electrode terminals 63 are connected to the second-first connection wiring 62 and are formed under the plurality of second surface heat emission elements 89, respectively.

제2-2 연결 배선(65)은 제2-2 전극 패드(64)와 연결되며, 제2 면상 발열체 어레이(83)의 타측에 복수의 제2 면상 발열체(89)를 따라서 형성된다.The second-second connection wiring 65 is connected to the second-second electrode pad 64 and is formed on the other side of the second surface heating element array 83 along a plurality of second surface heating elements 89.

그리고 복수의 2-2 전극 단자(66)는 제2-2 연결 배선(65)에 연결되며, 복수의 제2 면상 발열체(89)의 하부에 각각 형성되며, 복수의 제2-1 전극 단자(63)에 이격되게 형성된다. 제2-1 및 제2-2 전극 단자(63,66)는 서로 평행하게 형성될 수 있다.The plurality of second-electrode terminals 66 are connected to the second-second connecting wiring 65 and are respectively formed under the plurality of second surface heat emission elements 89, and the plurality of second-first electrode terminals 66 63, respectively. The 2-1 and 2-2 electrode terminals 63 and 66 may be formed parallel to each other.

복수의 제2 면상 발열체(89)는 제2-1 전극 단자(63) 및 제2-2 전극 단자(66)를 통하여 보조 전원부(도 1의 17)로부터 전원을 인가받아 발열하게 된다.The plurality of second surface heat emission elements 89 generate power by receiving power from the auxiliary power supply section 17 (FIG. 1) 17 via the second-first electrode terminal 63 and the second-second electrode terminal 66.

제1-1 전극 패드(51)와 제2-1 전극 패드(61)는 공유하고, 제1-2 전극 패드(56)와 제2-2 전극 패드(66)는 공유할 수 있다. 서로 공유하는 전극 패드(51,61)(56,66)는 베이스 기판(30)의 외측에서 서로 접합되어 형성될 수 있다. 또는 서로 공유하는 전극 패드(51,61)(56,66)는 베이스 기판(30) 위에 형성되고, 베이스 기판(30)을 관통하여 형성된 비아를 통하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다.The 1-1 electrode pad 51 and the 2-1 electrode pad 61 are shared and the 1-2 electrode pad 56 and the 2-2 electrode pad 66 can be shared. The electrode pads 51, 61 (56, 66), which are mutually shared, can be connected to each other on the outside of the base substrate 30. Alternatively, the electrode pads 51, 61, 56, and 66 that are mutually shared may be formed on the base substrate 30 and electrically connected to each other through vias formed through the base substrate 30.

절연층(70)은 베이스 기판(30)의 양면(31,33)에 형성되며, 전극 배선 패턴(40) 사이를 메워 전극 배선 패턴(40)과 베이스 기판(30)의 단자를 줄인다. 절연층(70)의 상부면은 전극 배선 패턴(40)의 상부면과 동일 높이에 오도록 형성할 수 있다. 절연층(70)은 베이스 기판(30)의 양면(31,33)에 절연성 필름을 합지하여 형성하거나, 액상의 절연성 수지를 도포하여 형성할 수 있다. 이러한 절연층(70)은 베이스 기판(30)의 상부면(31)에 형성된 제1 절연층(71)과, 베이스 기판(30)의 하부면(33)에 형성된 제2 절연층(73)을 포함한다. 절연층(70)의 소재로는 폴리이미드, 에폭시 수지, OCA(optically clear adhesive) 또는 OCR(optically clear resin)이 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다.The insulating layer 70 is formed on both sides 31 and 33 of the base substrate 30 to fill the space between the electrode wiring patterns 40 and to shorten the terminals of the electrode wiring pattern 40 and the base substrate 30. The upper surface of the insulating layer 70 may be formed to be flush with the upper surface of the electrode wiring pattern 40. The insulating layer 70 may be formed by laminating an insulating film on both surfaces 31 and 33 of the base substrate 30, or by applying a liquid insulating resin. The insulating layer 70 includes a first insulating layer 71 formed on the upper surface 31 of the base substrate 30 and a second insulating layer 73 formed on the lower surface 33 of the base substrate 30 . As the material of the insulating layer 70, polyimide, epoxy resin, optically clear adhesive (OCA), or optically clear resin (OCR) may be used, but the present invention is not limited thereto.

그리고 보호층(90)은 베이스 기판(30)의 양면(31,33)에 형성되며, 면상 발열체 어레이(80)를 덮어 외부 환경으로부터 보호한다. 이때 보호층(90)은 전극 배선 패턴(40)의 전극 패드(51,61)(56,66)가 외부로 노출되게 형성될 수 있다. 보호층(90)은 소재로는 절연성을 갖는 플라스틱 소재의 필름으로서, 폴리이미드, 에폭시 수지, OCA(optically clear adhesive) 또는 OCR(optically clear resin)이 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다.The protective layer 90 is formed on both surfaces 31 and 33 of the base substrate 30 and covers the surface heating element array 80 to protect it from the external environment. At this time, the protective layer 90 may be formed such that the electrode pads 51, 61, 56, and 66 of the electrode wiring pattern 40 are exposed to the outside. The protective layer 90 may be made of a plastic material having insulating properties such as polyimide, epoxy resin, optically clear adhesive (OCA), or optically clear resin (OCR), but is not limited thereto.

이와 같이 제1 실시예에 따른 배터리 히터(13)는 발열체 조성물로 면상 발열체 어레이(80)를 베이스 기판(30)의 양면(31,33)에 형성함으로써, DC 3V 내지 DC 4V의 저전압에서도 0.5 내지 1.5W/cm2 의 높은 발열량을 갖는다.Thus, the battery heater 13 according to the first embodiment is formed by forming the planar heating element array 80 on the both surfaces 31 and 33 of the base substrate 30 with the heating element composition so that even when the voltage is between DC 3V and DC 4V, And has a high calorific value of 1.5 W / cm 2 .

이와 같은 제1 실시예에 따른 배터리 히터(13)의 제조 방법에 대해서 도 1 내지 도 14를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 5 내지 도 14는 도 2의 배터리 히터(13)의 제조 방법에 따른 각 단계를 보여주는 도면들이다.A method of manufacturing the battery heater 13 according to the first embodiment will now be described with reference to FIGS. 1 to 14. FIG. 5 to 14 are views showing respective steps according to the method of manufacturing the battery heater 13 of FIG.

먼저 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 베이스 기판(30)을 준비한다. 제1 실시예에서는 베이스 기판(30)으로 폴리이미드 기판을 사용하였다.First, as shown in FIGS. 5 and 6, a base substrate 30 is prepared. In the first embodiment, a polyimide substrate is used as the base substrate 30.

다음으로 도 7에 도시된 바와 같이, 베이스 기판(30)의 양면(31,33)에 금속층(41,43)을 부착한다. 금속층(41,43)으로는 30 내지 70㎛의 두께를 갖는 알루미늄 금속판을 사용할 수 있다. 여기서 금속층(41,43)은 베이스 기판(30)의 상부면(31)에 형성된 제1 금속층(41)과, 베이스 기판(30)의 하부면(33)에 형성된 제2 금속층(43)을 포함한다.Next, metal layers 41 and 43 are attached to both surfaces 31 and 33 of the base substrate 30, as shown in FIG. As the metal layers 41 and 43, an aluminum metal plate having a thickness of 30 to 70 탆 may be used. The metal layers 41 and 43 include a first metal layer 41 formed on the upper surface 31 of the base substrate 30 and a second metal layer 43 formed on the lower surface 33 of the base substrate 30 do.

다음으로 도 8 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 감광제를 이용한 사진식각기술을 이용하여 금속층(41,43)을 패터닝하여 전극 배선 패턴(40)으로 형성한다.Next, as shown in FIGS. 8 to 12, metal layers 41 and 43 are patterned by photolithography using a photoresist to form an electrode wiring pattern 40.

먼저 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 금속층(41,43) 위에 감광제를 도포하여 감광층(44,45)을 형성한다. 감광층(44,45)은 제1 금속층(41) 위에 형성된 제1 감광층(44)과, 제2 금속층(43) 위에 형성된 제2 감광층(45)을 포함한다.First, as shown in FIG. 8, a photosensitive agent is coated on the first and second metal layers 41 and 43 to form photosensitive layers 44 and 45. The photosensitive layers 44 and 45 include a first photosensitive layer 44 formed on the first metal layer 41 and a second photosensitive layer 45 formed on the second metal layer 43.

다음으로 도 9에 도시된 바와 같이, 마스크(46,47)를 이용하여 감광층(44,45)을 자외선 노광한다. 마스크(46,47)에는 형성된 전극 배선 패턴에 대응되게 마스크 패턴(46a,47a)이 형성되어 있다. 마스크(46,47)는 제1 감광층(44) 위에 배치되는 제1 마스크(46)와, 제2 감광층(45) 위에 배치되는 제2 마스크(47)를 포함한다.Next, as shown in Fig. 9, the photosensitive layers 44 and 45 are exposed to ultraviolet rays using masks 46 and 47. Then, as shown in Fig. Mask patterns 46a and 47a are formed in the masks 46 and 47 so as to correspond to the electrode wiring patterns formed. The masks 46 and 47 include a first mask 46 disposed on the first photosensitive layer 44 and a second mask 47 disposed on the second photosensitive layer 45. [

다음으로 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 노광된 감광층(44,45)을 현상하여 감광층 패턴(48,49)을 형성한다. 즉 감광층(44,45)에서 노광된 부분만 남기고 나머지 부분을 현상액으로 제거하여 감광층 패턴(48,49)을 형성한다. 감광층 패턴(48,49)은 제1 금속층(41) 위에 형성되는 제1 감광층 패턴(48)과, 제2 금속층(43) 위에 형성되는 제2 감광층 패턴(49)을 포함한다. 제1 감광층 패턴(48)은 제1 전극 배선 패턴에 대응되게 형성된다. 제2 감광층 패턴(49)은 제2 전극 배선 패턴에 대응되게 형성된다.Next, as shown in FIGS. 9 and 10, the exposed photosensitive layers 44 and 45 are developed to form photosensitive layer patterns 48 and 49. That is, the photosensitive layer patterns 48 and 49 are formed by leaving only the exposed portions in the photosensitive layers 44 and 45 and removing the remaining portions with the developing solution. The photosensitive layer patterns 48 and 49 include a first photosensitive layer pattern 48 formed on the first metal layer 41 and a second photosensitive layer pattern 49 formed on the second metal layer 43. The first photosensitive layer pattern 48 is formed to correspond to the first electrode wiring pattern. The second photosensitive layer pattern 49 is formed to correspond to the second electrode wiring pattern.

이어서 도 11에 도시된 바와 같이, 감광층 패턴(48,49)을 식각 마스크로 해서 금속층(41,43)을 식각하여 감광층 패턴(48,49) 아래의 금속층 부분만 남긴다. 감광층 패턴(48,49) 아래에 남은 금속층 부분이 전극 배선 패턴(50,60)으로 형성된다.Then, as shown in FIG. 11, the metal layers 41 and 43 are etched using the photosensitive layer patterns 48 and 49 as etching masks, leaving only the metal layer portions under the photosensitive layer patterns 48 and 49. The metal layer portions remaining under the photosensitive layer patterns 48 and 49 are formed of the electrode wiring patterns 50 and 60. [

그리고 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 전극 배선 패턴(40) 상부의 감광층 패턴(48,49)을 제거함으로써, 베이스 기판(30)의 양면(31,33)으로 노출되는 전극 배선 패턴(40)을 형성한다.11 and 12, by removing the photosensitive layer patterns 48 and 49 on the upper portion of the electrode wiring pattern 40, the electrode wiring pattern 40 exposed on both surfaces 31 and 33 of the base substrate 30 (40).

다음으로 도 13에 도시된 바와 같이, 전극 배선 패턴(40) 사이의 공간을 절연층(70)으로 메운다. 이때 전극 배선 패턴(40)과 절연층(70)은 상부면이 실질적으로 동일면에 위치할 수 있도록, 절연층(70)을 형성하는 바람직하다. 절연층(70)은 제1 전극 배선 패턴(50) 사이를 메우는 제1 절연층(71)과, 제2 전극 배선 패턴(60) 사이를 메우는 제2 절연층(73)을 포함한다.Next, as shown in FIG. 13, the space between the electrode wiring patterns 40 is filled with the insulating layer 70. At this time, it is preferable to form the insulating layer 70 so that the upper surface of the electrode wiring pattern 40 and the insulating layer 70 can be located on substantially the same plane. The insulating layer 70 includes a first insulating layer 71 filling the spaces between the first electrode wiring patterns 50 and a second insulating layer 73 filling the space between the second electrode wiring patterns 60.

이때 절연층(70)은 다음과 같이 형성할 수 있다. 먼저 전극 배선 패턴(40) 사이에 절연성 수지를 도포하여 절연층(70)을 형성할 수 있다. 이때 절연성 수지는 전극 배선 패턴(40)을 포함한 베이스 기판(30)의 양면(31,33)을 덮도록 형성한다. 그리고 전극 배선 패턴(40)이 외부로 노출되게 절연성 수지를 연마하여 절연층(70)을 형성할 수 있다.At this time, the insulating layer 70 can be formed as follows. The insulating layer 70 can be formed by applying an insulating resin between the electrode wiring patterns 40 first. At this time, the insulating resin is formed so as to cover the both surfaces 31 and 33 of the base substrate 30 including the electrode wiring pattern 40. The insulating layer 70 can be formed by polishing the insulating resin so that the electrode wiring pattern 40 is exposed to the outside.

또는 베이스 기판(30)의 양면(31,33)에 절연성 필름을 합지하여 전극 배선 패턴(40) 사이를 메운 후, 전극 배선 패턴(40) 상부의 절연성 필름 부분을 제거하여 절연층(70)을 형성할 수 있다.Or an insulating film is laminated on both sides 31 and 33 of the base substrate 30 to fill the space between the electrode wiring patterns 40 and then the insulating film portion above the electrode wiring pattern 40 is removed to form the insulating layer 70 .

또는 전극 배선 패턴(40) 사이의 영역에 대응되게 개방부가 형성된 절연성 필름을 합지하여 절연층(70)을 형성할 수 있다.The insulating layer 70 may be formed by laminating an insulating film having an opening portion corresponding to an area between the electrode wiring pattern 40 and the electrode wiring pattern 40.

다음으로 도 14에 도시된 바와 같이, 절연층(70)과 전극 배선 패턴(40) 위에 발열체 조성물을 인쇄하여 전극 배선 패턴(40)에 전기적으로 연결되는 복수의 면상 발열체(87,89)를 구비하는 면상 발열체 어레이(80)를 형성한다. 이때 면상 발열체 어레이(80)를 형성하는 복수의 면상 발열체(87,89)는 발열체 조성물을 인쇄한 후, 건조 및 경화하여 형성한다. 면상 발열체(87,89)의 인쇄 방법으로는 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄(내지 롤투롤 그라비아 인쇄), 콤마 코팅(내지 롤투롤 콤마 코팅), 플렉소, 임프린팅, 옵셋 인쇄 등이 사용될 수 있다. 건조 및 경화는 100℃ 내지 180℃에서 수행할 수 있다.Next, as shown in Fig. 14, a plurality of surface heat emission elements 87, 89, which are electrically connected to the electrode wiring pattern 40 by printing a heating element composition on the insulating layer 70 and the electrode wiring pattern 40 The surface heat emission element array 80 is formed. At this time, the plurality of area heating elements 87, 89 forming the area heating element array 80 are formed by printing the heating element composition, followed by drying and curing. Examples of the printing method of the surface heating elements 87 and 89 include screen printing, gravure printing (to roll to roll gravure printing), comma coating (to roll to roll comma coating), flexo, imprinting and offset printing. Drying and curing can be carried out at 100 ° C to 180 ° C.

그리고 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스 기판(30)의 양면(31,33)에 면상 발열체 어레이(80)를 덮는 보호층(90)을 형성함으로써, 제1 실시예에 따른 배터리 히터(13)를 제조할 수 있다. 이때 보호층(90)은 제1 면상 발열체 어레이(81)를 덮는 제1 보호층(91)과, 제2 면상 발열체 어레이(83)를 덮는 제2 보호층(93)을 포함한다.2, the battery heater 13 according to the first embodiment is formed by forming the protective layer 90 covering the planar heating element array 80 on both sides 31 and 33 of the base substrate 30, Can be produced. The protective layer 90 includes a first protective layer 91 covering the first surface heating element array 81 and a second protective layer 93 covering the second surface heating element array 83.

한편 제1 실시예에서는 베이스 기판(30)에 하나의 배터리 히터(13)를 제조하는 예를 개시하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 베이스 기판 스트립을 이용하여 복수의 배터리 히터를 함께 제조할 수 있다. 이 경우, 보호층을 덮는 공정 이후에, 베이스 기판 스트립에서 개별 배터리 히터를 분리하는 타발 공정을 더 수행할 수 있다.On the other hand, in the first embodiment, one battery heater 13 is manufactured on the base substrate 30, but the present invention is not limited thereto. A plurality of battery heaters can be manufactured together using a base substrate strip. In this case, after the step of covering the protective layer, a punching step of separating the individual battery heaters from the base substrate strip may be further performed.

이와 같은 제1 실시예에 따른 배터리 히터의 발열 특성을 확인하기 위해서, 도 15 내지 도 19에 도시된 바와 같이, 발열 거동 시뮬레이션을 수행하였다. 여기서 면상 발열체 어레이의 크기는 180ㅧ30㎟ 이고, 전극 배선 패턴의 비저항은 2.75ㅧ10-6 Ω㎝으로 가정하였다.In order to confirm the heat generating characteristics of the battery heater according to the first embodiment, as shown in FIGS. 15 to 19, heat generation behavior simulation was performed. Here, the size of the surface heating element array is 180 mm 30 mm 2, and the specific resistance of the electrode wiring pattern is assumed to be 2.75 mm 10 -6 Ω cm.

도 15 및 도 16은 면상 발열체와 전극 배선 패턴 간의 전기전도도가 200배로 차이나는 배터리 히터의 발열 거동 시뮬레이션 결과를 보여주는 그림이다.15 and 16 are graphs showing the results of simulation of the heat generation behavior of the battery heater in which the electric conductivity between the planar heating element and the electrode wiring pattern is 200 times different.

도 15 및 도 16을 참조하면, 배터리 히터는 DC 4V 인가시 76.9℃(도 15)에서, 시간이 경과함에 따라 85.6℃(도 16)로 발열됨을 확인할 수 있다. 하지만 전원이 인가되는 초입에 위치하는 면상 발열체에 비해서 말단에 위치하는 면상 발열체는 상대적으로 발열량이 떨어짐을 알 수 있다. 즉 전극 배선 패턴이 면상 발열체에 비해서 전기전도도가 200배로 높은 경우, 면상 발열체 어레이는 불균일하게 발열되는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 15 and 16, it can be seen that the battery heater generates heat at 76.9 ° C (FIG. 15) when DC 4V is applied, and 85.6 ° C. (FIG. 16) with time. However, it can be seen that the amount of heat generated by the surface heating element located at the distal end is lower than the amount of heat generated by the surface heating element located at the beginning of the power supply. That is, when the electrode wiring pattern has a higher electrical conductivity than that of the planar heating element by 200 times, it can be confirmed that the planar heating element array generates heat non-uniformly.

도 17은 면상 발열체와 전극 배선 패턴 간의 전기전도도가 300배로 차이나는 배터리 히터의 발열 거동 시뮬레이션 결과를 보여주는 그림이다.17 is a graph showing a simulation result of a heat generation behavior of a battery heater in which the electric conductivity between the planar heating element and the electrode wiring pattern is 300 times.

도 17을 참조하면, 배터리 히터는 DC 4V 인가시 83.6℃로 발열됨을 확인할 수 있다. 하지만 전원이 인가되는 초입에 위치하는 면상 발열체에 비해서 말단에 위치하는 면상 발열체는 상대적으로 발열량이 떨어짐을 알 수 있다. 즉 전극 배선 패턴이 면상 발열체에 비해서 전기전도도가 300배로 높은 경우에도, 면상 발열체 어레이가 불균일하게 발열되는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 17, it can be confirmed that the battery heater generates heat at 83.6 ° C when DC 4V is applied. However, it can be seen that the amount of heat generated by the surface heating element located at the distal end is lower than the amount of heat generated by the surface heating element located at the beginning of the power supply. That is, even when the electrode wiring pattern has an electric conductivity 300 times higher than that of the planar heating element, it is confirmed that the planar heating element array is heated unevenly.

도 18 및 도 19는 면상 발열체와 전극 배선 패턴 간의 전기전도도가 400배로 차이나는 배터리 히터의 발열 거동 시뮬레이션 결과를 보여주는 그림이다.FIGS. 18 and 19 are diagrams showing simulation results of the heat generation behavior of the battery heater in which the electric conductivity between the planar heating element and the electrode wiring pattern is 400 times. FIG.

도 18을 참조하면, 배터리 히터는 DC 4V 인가시 72.2℃로 발열됨을 확인할 수 있으며, 더욱이 면상 발열체 어레이 전반에 걸쳐 균일하게 발열되는 것을 확인할 수 있다. 즉 전극 배선 패턴이 면상 발열체에 비해서 전기전도도가 400배로 높은 경우에는 면상 발열체 어레이가 균일하게 발열되는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 18, it can be confirmed that the battery heater generates heat at 72.2 ° C. when DC 4V is applied, and further, it can be confirmed that the battery heater uniformly generates heat across the surface heating element array. That is, when the electrode wiring pattern is higher in electric conductivity than the area heating element by 400 times, it can be confirmed that the area heating element array is uniformly heated.

또한 도 19를 참조하면, 배터리 히터는 DC 4V 인가시 355℃로 발열됨을 확인할 수 있으며, 더욱이 면상 발열체 어레이 전반에 걸쳐 균일하게 발열되는 것을 확인할 수 있다.Also, referring to FIG. 19, it can be confirmed that the battery heater generates heat at 355 ° C. when DC 4V is applied, and furthermore, it can be confirmed that the battery heater uniformly generates heat throughout the surface heating element array.

따라서 제1 실시예에 따른 배터리 히터는 전극 배선 패턴이 면상 발열체에 비해서 전기전도도가 400배 이상이 되도록 형성하는 것이 바람직하다.Accordingly, it is preferable that the battery heater according to the first embodiment is formed such that the electrode wiring pattern has electric conductivity 400 times or more as compared with the area heating element.

그리고 구동 전압이 4V 이하로 매우 낮고, 발열 면적이 15ㅧ5㎠ 이상으로 대면적을 요구할 경우, 전극 배선 패턴의 전압 강하(voltage drop)가 필연적으로 발생하고, 발열 균일도도 저하될 가능성이 높다. 따라서 제1 실시예에서는 전극 배선 패턴의 전압 강하를 최소화하고 균일한 발열을 유도하기 위해서, 전체 발열 면적의 반은 베이스 기판의 상부면에 형성하여 발열시키고, 나머지 반의 면적은 베이스 기판의 하부면에 형성하는 것이 바람직하다.When the driving voltage is as low as 4 V or less and a large area is required with a heating area of 15 ㅧ 5 cm2 or more, a voltage drop of the electrode wiring pattern necessarily occurs and the uniformity of heat generation is likely to be lowered. Therefore, in the first embodiment, in order to minimize the voltage drop of the electrode wiring pattern and induce uniform heat generation, half of the total heat generating area is formed on the upper surface of the base substrate to generate heat, .

도 20은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 히터에 DC 3.5V를 인가한 경우의 발열 거동을 보여주는 열화상 이미지이다. 도 21은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 히터에 DC 4V를 인가한 경우의 발열 거동을 보여주는 열화상 이미지이다.20 is a thermal image showing heat generation behavior when DC 3.5 V is applied to the battery heater according to the first embodiment of the present invention. FIG. 21 is a thermal image showing the heat generation behavior when DC 4V is applied to the battery heater according to the first embodiment of the present invention. FIG.

도 20 및 도 21을 참조하면, 제1 실시예에 따른 배터리 히터는 80ㅧ150㎟으로 제조하였다. 전극 배선 패턴이 면상 발열체에 비해서 전기전도도가 400배 이상이 되도록 제조하였다.Referring to FIGS. 20 and 21, the battery heater according to the first embodiment is manufactured to have a size of 80 mm × 150 mm 2. The electrode wiring pattern was manufactured so that the electric conductivity was 400 times or more as compared with the area heating element.

제1 실시예에 따른 배터리 히터에 DC 3.5V, DC 4V를 인가한 결과 전체적으로 균일하게 발열되는 것을 확인할 수 있다. 표 1은 배터리 히터의 구동 전압에 따란 전기적 특성 및 도달 온도를 나타낸다.When the battery heater according to the first embodiment is applied with DC 3.5V and DC 4V, it can be confirmed that the battery heater uniformly generates heat as a whole. Table 1 shows the electrical characteristics and the arrival temperature according to the driving voltage of the battery heater.

구동전압(DC V)The driving voltage (DC V) 발생전류(A)Generated current (A) 발열량(W/cm2)Calorific value (W / cm 2 ) 온도(℃)Temperature (℃) 3.53.5 2.182.18 0.860.86 195~236195-236 44 2.902.90 1.451.45 262~313262-313

도 22는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 히터에 DC 4V 구동시의 발열 거동 데이터를 보여주는 그래프이다.FIG. 22 is a graph showing heat generation behavior data at the time of driving DC 4V in the battery heater according to the first embodiment of the present invention. FIG.

도 22를 참조하면, 제1 실시예에 따른 배터리 히터는 보조 배터리인 슈퍼 커패시터의 구동 전압인 4V 내외의 영역에서 55℃ 이상의 발열 구동이 가능함을 알 수 있다.Referring to FIG. 22, it can be seen that the battery heater according to the first embodiment can heat-drive at 55 ° C or higher in a region of about 4V, which is the driving voltage of the supercapacitor as the auxiliary battery.

DC 4V의 구동시, 300℃까지 구동이 가능하며, 10초 이내에 매우 빠른 속도로 300℃까지 도달할 수 있음을 확인할 수 있다.When driving DC 4V, it can be driven up to 300 ° C, and it can be confirmed that it can reach 300 ° C at very high speed within 10 seconds.

제2 실시예Second Embodiment

한편 제1 실시예에 따른 배터리 히터(13)는 높이 편차를 줄이기 위해서 절연층(70)을 형성하는 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉 도 23 및 도 24에 도시된 바와 같이, 절연층을 형성하지 않을 수도 있다.In the meantime, the battery heater 13 according to the first embodiment has disclosed an example in which the insulating layer 70 is formed to reduce the height deviation, but the present invention is not limited thereto. That is, as shown in Figs. 23 and 24, the insulating layer may not be formed.

도 23은 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 히터(113)를 보여주는 단면도이다.23 is a sectional view showing a battery heater 113 according to a second embodiment of the present invention.

도 23을 참조하면, 제2 실시예에 따른 배터리 히터(113)는 베이스 기판(30), 전극 배선 패턴(40) 및 면상 발열체 어레이(80)를 포함하며, 보호층(90)을 더 포함할 수 있다. 여기서 베이스 기판(30)은 절연성을 갖는다. 전극 배선 패턴(40)은 베이스 기판(30)의 양면(31,33)에 형성된다. 면상 발열체 어레이(80)는 베이스 기판(30)의 양면(31,33)에 발열체 조성물을 인쇄하여 전극 배선 패턴(40)에 전기적으로 연결되게 형성된 복수의 면상 발열체(87,89)를 구비한다. 그리고 보호층(90)은 베이스 기판(30)의 양면(31,33)에 형성되며, 면상 발열체 어레이(80)를 덮는다.23, the battery heater 113 according to the second embodiment includes a base substrate 30, an electrode wiring pattern 40, and a planar heating element array 80, and further includes a protective layer 90 . Here, the base substrate 30 has an insulating property. The electrode wiring pattern 40 is formed on both sides 31 and 33 of the base substrate 30. The planar heating element array 80 includes a plurality of planar heating elements 87 and 89 formed by printing a heating element composition on both surfaces 31 and 33 of the base substrate 30 and electrically connected to the electrode wiring pattern 40. The protective layer 90 is formed on both surfaces 31 and 33 of the base substrate 30 and covers the surface heating element array 80.

이와 같이 제2 실시예에 따른 배터리 히터(113)는 베이스 기판(30)의 양면(31,33)에 전극 배선 패턴(40)과 면상 발열체 어레이(80)가 형성된다.The battery heater 113 according to the second embodiment has the electrode wiring pattern 40 and the planar heating element array 80 formed on both sides 31 and 33 of the base substrate 30.

제3 실시예Third Embodiment

도 24는 본 발명의 제3 실시예에 따른 배터리 히터(213)를 보여주는 단면도이다.24 is a sectional view showing a battery heater 213 according to a third embodiment of the present invention.

도 24를 참조하면, 제3 실시예에 따른 배터리 히터(213)는 베이스 기판(30), 전극 배선 패턴(40) 및 면상 발열체 어레이(80)를 포함하며, 보호층(90)을 더 포함할 수 있다. 여기서 베이스 기판(90)은 절연성을 가지며, 양면(31,33)에 전극 배선 패턴 홈(35,37)이 형성되어 있다. 전극 배선 패턴(40)은 베이스 기판(30)의 전극 배선 패턴 홈(35,37)에 충전되어 형성된다. 면상 발열체 어레이(80)는 베이스 기판(30)의 양면(31,33)에 발열체 조성물을 인쇄하여 전극 배선 패턴(40)에 전기적으로 연결되게 형성된 복수의 면상 발열체(87,89)를 구비한다. 그리고 보호층(90)은 베이스 기판(30)의 양면(31,33)에 형성되며, 면상 발열체 어레이(80)를 덮는다.24, the battery heater 213 according to the third embodiment includes a base substrate 30, an electrode wiring pattern 40, and an area heating element array 80, and further includes a protection layer 90 . Here, the base substrate 90 has insulation property, and electrode wiring pattern grooves 35 and 37 are formed on both surfaces 31 and 33 thereof. The electrode wiring pattern 40 is filled in the electrode wiring pattern grooves 35 and 37 of the base substrate 30. The planar heating element array 80 includes a plurality of planar heating elements 87 and 89 formed by printing a heating element composition on both surfaces 31 and 33 of the base substrate 30 and electrically connected to the electrode wiring pattern 40. The protective layer 90 is formed on both surfaces 31 and 33 of the base substrate 30 and covers the surface heating element array 80.

이때 전극 배선 패턴(40)은 베이스 기판(30)의 양면(31,33)에 형성된 전극 배선 패턴 홈935,37)에 충전되게 형성된다. 전극 배선 패턴(40)은 베이스 기판930)의 양면(31,33)과 동일 높이로 형성될 수 있다. 이로 인해 전극 배선 패턴(40)의 높이 편차를 줄이기 위해서, 제1 실시예와 같이 별도로 절연층을 형성할 필요가 없다.At this time, the electrode wiring pattern 40 is formed to be filled in the electrode wiring pattern grooves 935 and 37 formed on both surfaces 31 and 33 of the base substrate 30. The electrode wiring pattern 40 may be formed to have the same height as the both surfaces 31 and 33 of the base substrate 930). Therefore, in order to reduce the height deviation of the electrode wiring pattern 40, it is not necessary to form an insulating layer separately as in the first embodiment.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.It should be noted that the embodiments disclosed in the present specification and drawings are only illustrative of specific examples for the purpose of understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

11 : 리튬 배터리 13, 113, 213 : 배터리 히터
15 : 온도 센서 17 : 보조 전원부
19 : 배터리 관리부 21 : 부하
30 : 베이스 기판 31 : 상부면
33 : 하부면 35, 37 : 전극 배선 패턴 홈
40 : 전극 배선 패턴 41, 43 : 금속층
44, 45 : 감광층 46, 47 : 마스크
48, 49 : 감광층 패턴 50 : 제1 전극 배선 패턴
51 : 제1-1 전극 패드 52 : 제1-1 연결 배선
53 : 제1-1 전극 단자 54 : 제1-2 전극 패드
55 : 제1-2 연결 배선 56 : 제1-2 전극 단자
60 : 제2 전극 배선 패턴 61 : 제2-1 전극 패드
62 : 제2-1 연결 배선 63 : 제2-1 전극 단자
64 : 제2-2 전극 패드 65 : 제2-2 연결 배선
66 : 제2-2 전극 단자 70 :절연층
71 : 제1 절연층 73 : 제2 절연층
80 : 면상 발열체 어레이 81 : 제1 면상 발열체 어레이
83 : 제2 면상 발열체 어레이 85 : 면상 발열체
87 : 제1 면상 발열체 89 : 제2 면상 발열체
90 : 보호층 91 : 제1 보호층
93 : 제2 보호층 100 : 배터리 시스템11: Lithium battery 13, 113, 213: Battery heater
15: Temperature sensor 17:
19: Battery management unit 21: Load
30: base substrate 31: upper surface
33: lower surface 35, 37: electrode wiring pattern groove
40: electrode wiring pattern 41, 43: metal layer
44, 45: photosensitive layer 46, 47: mask
48, 49: photosensitive layer pattern 50: first electrode wiring pattern
51: 1-1 electrode pad 52: 1-1 connection wiring
53: 1-1 electrode terminal 54: 1-2 electrode pad
55: 1-2 connection wiring 56: 1-2 electrode terminal
60: second electrode wiring pattern 61: second-1 electrode pad
62: 2-1 connection wiring 63: 2-1 electrode terminal
64: 2-2 electrode pad 65: 2-2 connection wiring
66: 2-2 electrode terminal 70: insulating layer
71: first insulation layer 73: second insulation layer
80: planar heating element array 81: first surface heating element array
83: Second surface heating element array 85: Planar heating element
87: first surface heating element 89: second surface heating element
90: protective layer 91: first protective layer
93: second protection layer 100: battery system

Claims (28)

절연성을 갖는 베이스 기판;
상기 베이스 기판의 양면에 형성된 전극 배선 패턴;
상기 베이스 기판의 양면에 형성되며 상기 전극 배선 패턴 사이를 메우는 절연층; 및
상기 베이스 기판의 양면에 발열체 조성물을 인쇄하여 상기 전극 배선 패턴에 전기적으로 연결되게 형성된 복수의 면상 발열체를 구비하는 면상 발열체 어레이;
를 포함하는 배터리 히터.A base substrate having an insulating property;
An electrode wiring pattern formed on both sides of the base substrate;
An insulating layer formed on both sides of the base substrate and filling the space between the electrode wiring patterns; And
A planar heating element array having a plurality of planar heating elements formed to be electrically connected to the electrode wiring patterns by printing a heating element composition on both sides of the base substrate;
And a battery heater. 제1항에 있어서,
상기 베이스 기판의 소재는 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르술폰(polyethersulphone; PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate: PAR), 폴리에테르이미드(polyetherimide; PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethyelenen napthalate; PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyeleneterepthalate; PET), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리아세테이트(cellulose triacetate; CTA) 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propinonate; CAP)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 히터.The method according to claim 1,
The base substrate may be formed of a material selected from the group consisting of polyimide, polyethersulphone (PES), polyacrylate (PAR), polyetherimide (PEI), polyethylene naphthalate (PEN) (PET), polyphenylene sulfide (PPS), polyallylate, polycarbonate (PC), cellulose triacetate (CTA), or cellulose acetate propionate propinonate (CAP). < / RTI > 제1항에 있어서, 상기 면상 발열체 어레이는,
상기 베이스 기판의 상부면의 일측에 형성되며, 일렬로 배열된 복수의 제1 면상 발열체를 구비하는 제1 면상 발열체 어레이; 및
상기 제1 면상 발열체 어레이에서 이격된 상기 베이스 기판의 하부면의 일측에 형성되며, 일렬로 배열된 복수의 제2 면상 발열체를 구비하는 제2 면상 발열체 어레이;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 히터.2. The surface heating element array according to claim 1,
A first planar heating element array formed on one side of an upper surface of the base substrate and including a plurality of first planar heating elements arrayed in a row; And
A second planar heating element array formed on one side of a lower surface of the base substrate spaced apart from the first planar heating element array and including a plurality of second planar heating elements arrayed in a row;
Wherein the battery heater comprises: 제3항에 있어서,
상기 제2 면상 발열체 어레이를 상기 베이스 기판의 상부면으로 프로젝션 했을 때, 상기 제1 면상 발열체 어레이와 상기 제2 면상 발열체 어레이는 서로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 히터.The method of claim 3,
Wherein when the second planar heating element array is projected onto the upper surface of the base substrate, the first planar heating element array and the second planar heating element array are spaced apart from each other. 제3항에 있어서,
상기 발열체 조성물은 페놀계 수지, 아세탈계 수지, 이소시아네이트계 수지 및 에폭시계 수지 중 적어도 2종을 포함하는 합성 바인더와, 전도성 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 히터.The method of claim 3,
Wherein said heating element composition comprises a synthetic binder comprising at least two of a phenol resin, an acetal resin, an isocyanate resin and an epoxy resin, and conductive particles. 제5항에 있어서,
상기 발열체 조성물은,
발열체 조성물 100 중량부에 대하여 혼합 바인더 5 내지 30 중량부와, 전도성 입자 0.7 내지 60 중량부를 포함하는 배터리 히터.6. The method of claim 5,
In the heating element composition,
5 to 30 parts by weight of a mixed binder and 0.7 to 60 parts by weight of conductive particles based on 100 parts by weight of the heating element composition. 제6항에 있어서,
상기 합성 바인더는 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 폴리비닐 아세탈 및 페놀계 수지를 포함하고,
상기 전도성 입자는 탄소나노튜브 입자, 그라파이트 입자, 은 분말, 은 코팅된 니켈 분말 및 은 코팅된 구리 분말 중 적어도 2종을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 히터.The method according to claim 6,
Wherein the synthetic binder comprises hexamethylene diisocyanate, polyvinyl acetal, and phenolic resin,
Wherein the conductive particles include at least two of carbon nanotube particles, graphite particles, silver powder, silver-coated nickel powder, and silver-coated copper powder. 제7항에 있어서,
상기 혼합 바인더는 헥사메틸렌 디이소시아네이트 100 중량부에 대하여 폴리비닐 아세탈 수지 10 내지 150 중량부, 페놀계 수지 100 내지 500 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 히터.8. The method of claim 7,
Wherein the mixed binder comprises 10 to 150 parts by weight of a polyvinyl acetal resin and 100 to 500 parts by weight of a phenolic resin based on 100 parts by weight of hexamethylene diisocyanate. 제1항에 있어서,
상기 전극 배선 패턴은 면상 발열체의 전기전도도의 400배 이상인 것을 특징으로 하는 배터리 히터.The method according to claim 1,
Wherein the electrode wiring pattern is at least 400 times the electric conductivity of the planar heating element. 제1항에 있어서,
상기 면상 발열체의 비저항은 9ㅧ10-2 내지 1.1ㅧ10-3 Ω㎝인 것을 특징으로 하는 배터리 히터.The method according to claim 1,
Wherein a specific resistance of the planar heating element is 9 10 -2 to 1.1 10 -3立 cm. 제3항에 있어서,
상기 전극 배선 패턴은 상기 제1 면상 발열체 어레이 및 상기 제2 면상 발열체 어레이에 각각 병렬로 연결되어 전원을 인가하는 것을 특징으로 하는 배터리 히터.The method of claim 3,
Wherein the electrode wiring pattern is connected in parallel to the first planar heating element array and the second planar heating element array to apply power. 제3항에 있어서, 상기 전극 배선 패턴은
상기 제1 면상 발열체 어레이에 전기적으로 연결된 제1 전극 배선 패턴; 및
상기 제2 면상 발열체 어레이에 전기적으로 연결된 제2 전극 배선 패턴;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 히터.The plasma display panel according to claim 3, wherein the electrode wiring pattern
A first electrode wiring pattern electrically connected to the first surface heating element array; And
A second electrode wiring pattern electrically connected to the second surface heating element array;
Wherein the battery heater comprises: 제12항에 있어서, 상기 제1 전극 배선 패턴은,
제1-1 전극 패드;
상기 제1-1 전극 패드와 연결되며, 상기 제1 면상 발열체 어레이의 일측에 상기 복수의 제1 면상 발열체를 따라서 형성된 제1-1 연결 배선;
상기 제1-1 연결 배선에 연결되며, 상기 복수의 제1 면상 발열체의 하부에 각각 형성되는 복수의 제1-1 전극 단자;
제1-2 전극 패드;
상기 제1-2 전극 패드와 연결되며, 상기 제1 면상 발열체 어레이의 타측에 상기 복수의 제1 면상 발열체를 따라서 형성된 제1-2 연결 배선; 및
상기 제1-2 연결 배선에 연결되며, 상기 복수의 제1 면상 발열체의 하부에 각각 형성되며, 상기 복수의 제1-1 전극 단자에 이격되게 형성되는 복수의 제1-2 전극 단자;
를 포함하는 배터리 히터.13. The semiconductor device according to claim 12, wherein the first electrode wiring pattern
A 1-1 electrode pad;
A 1-1 connection wiring connected to the 1-1 electrode pad and formed on one side of the first surface heat emission element array along the plurality of first surface heat emission elements;
A plurality of first 1-1 electrode terminals connected to the 1-1 connection wiring and formed respectively under the plurality of first surface heat emission elements;
A 1-2 electrode pad;
A first-second connection wiring connected to the first and second electrode pads and formed on the other side of the first surface heat emission element array along the plurality of first surface heat emission elements; And
A plurality of first and second electrode terminals connected to the first and second connection wirings and formed respectively below the plurality of first surface heat emission elements and spaced apart from the plurality of first electrode terminals;
And a battery heater. 제13항에 있어서, 상기 제2 전극 배선 패턴은,
제2-1 전극 패드;
상기 제2-1 전극 패드와 연결되며, 상기 제2 면상 발열체 어레이의 일측에 상기 복수의 제2 면상 발열체를 따라서 형성된 제2-1 연결 배선;
상기 제2-1 연결 배선에 연결되며, 상기 복수의 제2 면상 발열체의 하부에 각각 형성되는 복수의 제2-1 전극 단자;
제2-2 전극 패드;
상기 제2-2 전극 패드와 연결되며, 상기 제2 면상 발열체 어레이의 타측에 상기 복수의 제2 면상 발열체를 따라서 형성된 제2-2 연결 배선; 및
상기 제2-2 연결 배선에 연결되며, 상기 복수의 제2 면상 발열체의 하부에 각각 형성되며, 상기 복수의 제2-1 전극 단자에 이격되게 형성되는 복수의 제2-2 전극 단자;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 히터.14. The semiconductor device according to claim 13, wherein the second electrode wiring pattern
A 2-1 electrode pad;
A second-1 connection wiring connected to the second-1-electrode pad and formed on one side of the second planar heating element array along the plurality of second planar heating elements;
A plurality of second-electrode terminals connected to the second-first connecting wiring, the plurality of second-electrode terminals being formed under the plurality of second surface heating elements;
A 2-2 electrode pad;
A second-second connection wiring connected to the second -2 electrode pad and formed on the other side of the second planar heating element array along the plurality of second planar heating elements; And
A plurality of second-electrode terminals connected to the second-second connection wiring, the second-second electrode terminals being formed at a lower portion of the plurality of second surface heat emission elements and spaced apart from the plurality of second-first electrode terminals;
Wherein the battery heater comprises: 제14항에 있어서,
상기 제1-1 전극 패드와 상기 제2-1 전극 패드는 공유하고, 상기 제1-2 전극 패드와 상기 제2-2 전극 패드는 공유하는 것을 특징으로 하는 배터리 히터.15. The method of claim 14,
The first 1-1 electrode pad and the second 2-1 electrode pad are shared, and the 1-2 electrode pad and the 2-2 electrode pad are shared. 제1항에 있어서,
상기 절연층의 소재는 폴리이미드, 에폭시 수지, OCA(optically clear adhesive) 또는 OCR(optically clear resin)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 히터.The method according to claim 1,
Wherein the material of the insulating layer includes polyimide, epoxy resin, optically clear adhesive (OCA), or optically clear resin (OCR). 제1항에 있어서,
상기 전극 배선 패턴은 소재가 알루미늄이고, 두께가 30 내지 70㎛인 것을 특징으로 하는 배터리 히터.The method according to claim 1,
Wherein the electrode wiring pattern is made of aluminum and has a thickness of 30 to 70 占 퐉. 제1항에 있어서,
상기 베이스 기판의 양면에 형성되며, 상기 면상 발열체 어레이를 덮는 보호층;
을 더 포함하는 배터리 히터.The method according to claim 1,
A protective layer formed on both sides of the base substrate and covering the planar heating element array;
Further comprising a battery heater. 절연성을 갖는 베이스 기판;
상기 베이스 기판의 양면에 형성된 전극 배선 패턴; 및
상기 베이스 기판의 양면에 발열체 조성물을 인쇄하여 상기 전극 배선 패턴에 전기적으로 연결되게 형성된 복수의 면상 발열체를 구비하는 면상 발열체 어레이;
를 포함하는 배터리 히터.A base substrate having an insulating property;
An electrode wiring pattern formed on both sides of the base substrate; And
A planar heating element array having a plurality of planar heating elements formed to be electrically connected to the electrode wiring patterns by printing a heating element composition on both sides of the base substrate;
And a battery heater. 양면에 전극 배선 패턴 홈이 형성된 절연성을 갖는 베이스 기판;
상기 베이스 기판의 전극 배선 패턴 홈에 충전되어 형성된 전극 배선 패턴; 및
상기 베이스 기판의 양면에 발열체 조성물을 인쇄하여 상기 전극 배선 패턴에 전기적으로 연결되게 형성된 복수의 면상 발열체를 구비하는 면상 발열체 어레이;
를 포함하는 배터리 히터.A base substrate having an insulating property on both surfaces of which electrode wiring pattern grooves are formed;
An electrode wiring pattern filled in an electrode wiring pattern groove of the base substrate; And
A planar heating element array having a plurality of planar heating elements formed to be electrically connected to the electrode wiring patterns by printing a heating element composition on both sides of the base substrate;
And a battery heater. 베이스 기판의 양면에 전극 배선 패턴을 형성하는 단계;
상기 베이스 기판의 양면에 상기 전극 배선 패턴 사이를 메우는 절연층을 형성하는 단계; 및
상기 절연층과 상기 전극 배선 패턴 위에 발열체 조성물을 인쇄하여 전극 배선 패턴에 전기적으로 연결되는 복수의 면상 발열체를 구비하는 면상 발열체 어레이를 형성하는 단계;
를 포함하는 배터리 히터의 제조 방법.Forming an electrode wiring pattern on both sides of the base substrate;
Forming an insulating layer on both sides of the base substrate to fill the gap between the electrode wiring patterns; And
Forming a planar heating element array having a plurality of planar heating elements electrically connected to the electrode wiring pattern by printing a heating element composition on the insulating layer and the electrode wiring pattern;
Wherein the battery heater is made of a metal. 제21항에 있어서, 상기 전극 배선 패턴을 형성하는 단계는,
상기 베이스 기판의 양면에 알루미늄 소재의 금속층을 형성하는 단계; 및
상기 금속층을 사진식각공정으로 패터닝하여 전극 배선 패턴을 형성하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 히터의 제조 방법.22. The method of claim 21, wherein forming the electrode wiring pattern comprises:
Forming a metal layer of aluminum on both sides of the base substrate; And
Patterning the metal layer by a photolithography process to form an electrode wiring pattern;
Wherein the battery heater is formed of a metal. 제21항에 있어서, 상기 절연층을 형성하는 단계는,
상기 전극 배선 패턴 사이에 절연성 수지를 도포하여 절연층을 형성하는 단계;
상기 베이스 기판의 양면에 절연성 필름을 합지하여 상기 전극 배선 패턴 사이를 메운 후, 상기 전극 배선 패턴 상부의 절연성 필름 부분을 제거하여 절연층을 형성하는 단계; 또는
상기 전극 배선 패턴 사이의 영역에 대응되게 개방부가 형성된 절연성 필름을 합지하여 절연층을 형성하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 히터의 제조 방법.22. The method of claim 21, wherein forming the insulating layer comprises:
Forming an insulating layer by applying an insulating resin between the electrode wiring patterns;
Forming an insulating layer on the insulating substrate by filling the space between the electrode wiring patterns by laminating an insulating film on both sides of the base substrate and removing the insulating film portion above the electrode wiring pattern; or
Forming an insulating layer by laminating an insulating film having openings corresponding to regions between the electrode wiring patterns;
Wherein the battery heater is formed of a metal. 제21항에 있어서,
상기 베이스 기판의 양면에 상기 면상 발열체 어레이를 덮는 보호층을 형성하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 히터의 제조 방법.22. The method of claim 21,
Forming a protective layer covering the planar heating element array on both sides of the base substrate;
Further comprising the steps of: 리튬 배터리; 및
상기 리튬 배터리에 설치되어 상기 리튬 배터리를 히팅하는 배터리 히터;를 포함하며,
절연성을 갖는 베이스 기판;
상기 베이스 기판의 양면에 형성된 전극 배선 패턴;
상기 베이스 기판의 양면에 형성되며 상기 전극 배선 패턴 사이를 메우는 절연층; 및
상기 베이스 기판의 양면에 발열체 조성물을 인쇄하여 상기 전극 배선 패턴에 전기적으로 연결되게 형성된 복수의 면상 발열체를 구비하는 면상 발열체 어레이;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.Lithium battery; And
And a battery heater installed in the lithium battery to heat the lithium battery,
A base substrate having an insulating property;
An electrode wiring pattern formed on both sides of the base substrate;
An insulating layer formed on both sides of the base substrate and filling the space between the electrode wiring patterns; And
A planar heating element array having a plurality of planar heating elements formed to be electrically connected to the electrode wiring patterns by printing a heating element composition on both sides of the base substrate;
The battery system further comprising: 제25항에 있어서,
상기 리튬 배터리의 온도를 센싱하는 온도 센서;
상기 배터리 히터에 전원을 공급하는 보조 전원부; 및
상기 온도 센서로 센싱한 온도가 제1 임계 온도 이하인 경우, 상기 보조 전원부를 통하여 상기 배터리 히터에 전원을 공급하여 상기 배터리 히터에서 발열되는 열로 상기 리튬 배터리를 히팅하는 배터리 관리부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.26. The method of claim 25,
A temperature sensor for sensing a temperature of the lithium battery;
An auxiliary power unit for supplying power to the battery heater; And
A battery management unit for supplying power to the battery heater through the auxiliary power unit to heat the lithium battery with heat generated by the battery heater when the temperature sensed by the temperature sensor is lower than a first threshold temperature;
The battery system further comprising: 제26항에 있어서,
상기 배터리 관리부는 상기 배터리 히터로 상기 리튬 배터리를 히팅하여 상기 온도 센서로 센싱한 상기 리튬 배터리의 온도가 제2 임계 온도 이상인 경우, 상기 보조 전원부를 통하여 상기 배터리 히터로 공급되는 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.27. The method of claim 26,
The battery management unit may be configured to shut off the power supplied to the battery heater through the auxiliary power unit when the temperature of the lithium battery sensed by the temperature sensor is higher than a second threshold temperature by heating the lithium battery with the battery heater Lt; / RTI > 제26항에 있어서,
상기 보조 전원부는 슈퍼 커패시터(super capacitor)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.27. The method of claim 26,
Wherein the auxiliary power unit includes a super capacitor.
KR1020160045901A 2016-04-15 2016-04-15 Battery heater, battery system comprising the battery heater and manufacturing method thereof KR101857007B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160045901A KR101857007B1 (en) 2016-04-15 2016-04-15 Battery heater, battery system comprising the battery heater and manufacturing method thereof
PCT/KR2017/003893 WO2017179879A1 (en) 2016-04-15 2017-04-11 Battery heater, battery system comprising same, and manufacturing method therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160045901A KR101857007B1 (en) 2016-04-15 2016-04-15 Battery heater, battery system comprising the battery heater and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170118993A true KR20170118993A (en) 2017-10-26
KR101857007B1 KR101857007B1 (en) 2018-05-14

Family

ID=60300661

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160045901A KR101857007B1 (en) 2016-04-15 2016-04-15 Battery heater, battery system comprising the battery heater and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101857007B1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102062493B1 (en) * 2019-06-17 2020-01-03 주식회사 테라온 Serial type plate heater and method for preparing the same
KR20200117370A (en) * 2019-04-04 2020-10-14 한국전자기술연구원 Film radiation heater apparatus to detect touch
WO2020256267A1 (en) * 2019-06-17 2020-12-24 주식회사 테라온 Serial-type planar heat-generating heater and manufacturing method therefor
KR102258588B1 (en) * 2019-12-11 2021-06-01 주식회사 유니크 Heating device
KR20220068279A (en) * 2020-11-17 2022-05-26 주식회사 테라온 Battery pack
KR20220068278A (en) * 2020-11-17 2022-05-26 주식회사 테라온 Plate heater for battery pack and battery pack using the same

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102414590B1 (en) * 2020-03-16 2022-06-28 유철수 Heating element and method for manufacturing the same

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101524642B1 (en) * 2014-03-13 2015-06-04 전자부품연구원 Heating paste composition for forming thick film and portable low power heater using the same

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200117370A (en) * 2019-04-04 2020-10-14 한국전자기술연구원 Film radiation heater apparatus to detect touch
KR102062493B1 (en) * 2019-06-17 2020-01-03 주식회사 테라온 Serial type plate heater and method for preparing the same
WO2020256267A1 (en) * 2019-06-17 2020-12-24 주식회사 테라온 Serial-type planar heat-generating heater and manufacturing method therefor
KR102258588B1 (en) * 2019-12-11 2021-06-01 주식회사 유니크 Heating device
KR20220068279A (en) * 2020-11-17 2022-05-26 주식회사 테라온 Battery pack
KR20220068278A (en) * 2020-11-17 2022-05-26 주식회사 테라온 Plate heater for battery pack and battery pack using the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR101857007B1 (en) 2018-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101857007B1 (en) Battery heater, battery system comprising the battery heater and manufacturing method thereof
TWI469414B (en) Battery
Perner et al. Lithium-ion batteries for hybrid electric vehicles and battery electric vehicles
KR102017006B1 (en) Battery heater, battery heater assembly and battery system comprising the same
EP3018755B1 (en) Battery module
JP2017168439A (en) Battery pack
JP6620164B2 (en) Battery module including thermal radiation coating layer
KR101987416B1 (en) Flexible waterproof heater and manufacturing method thereof
JP2010113861A (en) Battery pack
WO2017179879A1 (en) Battery heater, battery system comprising same, and manufacturing method therefor
CN105247641A (en) Supercapacitor structures
WO2016029203A1 (en) Using distributed battery management system circuit boards as dc busses in an energy storage system
CN104040779A (en) Apparatus and method of manufacturing apparatus
KR101826708B1 (en) Battery heater, battery system comprising the battery heater and manufacturing method thereof
ES2913714T3 (en) An apparatus and associated methods
KR101939220B1 (en) Planar heater for fan heater, heating assembly for fan heater and the fan heater
TWI534845B (en) An apparatus and associated methods
US20130052512A1 (en) Battery pack and its fabricating method, battery, and electronic device
KR20190065223A (en) Flexible waterproof heater and manufacturing method thereof
US20160111756A1 (en) Intrinsic overcharge protection for battery cell
EP3435476B1 (en) Battery with a flexible thin film and a cooling device, thin film and method of manufacturing a battery
KR101987414B1 (en) Low power air heater
KR102506814B1 (en) Battery heater module for cold start and battery system comprising the same
US20220311064A1 (en) Battery system and method of controlling the same
KR20180111463A (en) Heater and rail heating device using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant