KR20200118919A - 경화성 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 출원은 경화성 수지 조성물 주입시 경화성 수지 조성물이 저점도여서 주입 공정이 원할하고, 경화 후 우수한 방열 성능 및 절연 성능을 가지는 경화성 수지 조성물에 관한 것이다. 본 출원은 또한, 배터리 모듈에 적용되는 경화성 수지 조성물의 절연 성능을 정확히 판별할 수 있는 경화성 수지 조성물의 절연성 평가방법에 관한 것이다. 본 출원은 또한, 상기 경화성 수지 조성물이 적용되어 우수한 방열 성능 및 절연 성능을 가지는 배터리 모듈에 관한 것이다.

Description

경화성 수지 조성물{Curable Resin Composition}
본 출원은 배터리 모듈에 적용되는 경화성 수지 조성물에 관한 것이다.
전기차량의 주행거리 향상을 위한 배터리 셀의 고집적화는 뛰어난 냉각성능을 요구한다. 뛰어난 냉각성능을 위해서는 무기 방열 필러의 고충전이 필요하며 이를 위해서는 경화성 수지 조성물의 점도가 낮을수록 공정에 유리하다.
이러한 경화성 수지 조성물 중에는 저점도로 인한 이온성 불순물 등의 영향으로 절연성이 떨어지는 경우가 있다. 또한, 비정형의 접촉면 적용시 계면 열저항을 최소화하고 더 낮은 두께로 전체 열저항을 낮추는대에 패드(pad) 대비 경화성 수지 조성물이 유리하다. 따라서 방열 성능 및 절연 성능이 우수한 경화성 수지 조성물이 요청된다.
한편, 경화성 수지 조성물의 경화물을 대상으로 절연성을 측정하는 기존의 방법만으로는 경화성 수지 조성물이 적용된 장치 등의 절연성을 정확히 파악하는데 한계가 있다. 따라서 공정상 초기 적용이 액상으로 접촉되는 경우에도 경화성 수지 조성물의 절연성을 보다 정확히 판별할 수 있는 경화성 수지 조성물의 절연 성능 평가방법이 요청된다.
한국공개특허공보 제2016-0105354호
본 출원의 목적은 경화성 수지 조성물 주입시 경화성 수지 조성물이 저점도여서 주입 공정이 원할하고, 경화 후 우수한 방열 성능 및 절연성능을 가지는 경화성 수지 조성물을 제공하는 것이다. 본 출원의 또 다른 목적은 배터리 모듈에 적용되는 경화성 수지 조성물의 절연성능을 정확히 판별할 수 있는 경화성 수지 조성물의 절연성 평가방법을 제공하는 것이다. 본 출원의 또 다른 목적은 상기 경화성 수지 조성물이 적용되어 우수한 방열 성능 및 절연 성능을 가지는 배터리 모듈을 제공하는 것이다.
본 명세서에서 언급하는 물성 중에서 측정 온도가 그 결과에 영향을 미치는 경우에는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 해당 물성은 상온에서 측정한 물성이다. 용어 상온은 가온되거나 감온되지 않은 자연 그대로의 온도로서 통상 약 10°C 내지 30°C의 범위 내의 임의의 온도 또는 약 23°C 또는 약 25°C 정도이다. 또한, 본 명세서에서 특별히 달리 언급하지 않는 한, 온도의 단위는 ℃이다.
본 명세서에서 언급하는 물성 중에서 측정 압력이 그 결과에 영향을 미치는 경우에는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 해당 물성은 상압에서 측정한 물성이다. 용어 상압은 가압되거나 감압되지 않은 자연 그대로의 온도로서 통상 약 1 기압 정도를 상압으로 지칭한다.
본 출원에 관한 일예에서, 본 출원은 배터리 모듈 또는 배터리 팩에 사용되는 경화성 수지 조성물에 관한 것이다. 구체적으로 본 출원에 따른 경화성 수지 조성물은 배터리 모듈의 케이스 내부로 주입되고, 배터리 모듈 내에 존재하는 하나 이상의 배터리 셀과 접촉하여 배터리 내에서 배터리 셀을 고정시키는데 사용되는 이액형 수지 조성물일 수 있다.
본 출원의 경화성 수지 조성물은 주제 수지와 무기 필러를 포함하는 주제 수지 조성물; 및 경화제와 무기 필러를 포함하는 경화제 조성물을 포함하고, 하기 일반식 1을 만족한다.
[일반식 1]
I1 ≥ 0.1 GΩ
상기 일반식 1에서 I1는 주제 수지 조성물 및 경화제 조성물을 혼합한 때로부터 24시간이 경과한 시점에서 측정한 저항이다.
상기 일반식 1에서, 경화성 수지 조성물의 저항(I1)은 다른예로 약 0.1 GΩ 이상 또는 약 0.2 GΩ 이상일 수 있으며, 상한은 특별히 제한되지 않으나 약 100 GΩ 이하, 90 GΩ 이하, 80 GΩ 이하, 70 GΩ 이하, 60 GΩ 이하 또는 약 5 GΩ 이하일 수 있다.
상기 일반식 1에서 주제 수지 조성물 및 경화제 조성물을 혼합한 때로부터 24시간 경과한 시점이란, 예를 들어 주제 수지 조성물 및 경화제 조성물을 혼합 한때로부터 약 23.5 시간, 약 24 시간 또는 약 24.5 시간이 경과한 시점을 의미할 수 있으며, 이들의 균등 범위를 포함한다.
상기 일반식 1에서 주제 수지 조성물 및 경화제 조성물의 혼합은 특별히 제한되지 않으며 공지의 방법으로 혼합할 수 있다. 일예로 주제 수지 조성물 및 경화제 조성물의 혼합은 카트리지 및 스테틱 믹서로 구성된 혼합기로 혼합할 수 있다.
한편, 상기 경화성 수지 조성물의 저항 측정 방법은 도1과 같이 구성된 저항 측정장치를 이용하여 측정할 수 있다. 구체적으로 2개의 유리 기판(1)에 2개의 전도성 테이프(2)를 대향 배치되도록 부착하고, 유리 기판에 부착된 전도성 테이프 사이에 측정 대상 물질을 접촉시켜 측정 대상 물질의 저항을 예를들어, CHROMA사의 HIPOT Tester 19052를 이용하여 상온 및 약 50%의 상대습도에서 측정할 수 있다.
일반식 1에 따른 I1의 저항이 0.1 GΩ 미만인 경우, 경화성 수지 조성물이 적용되는 배터리 모듈의 목적하는 절연 성능을 확보하는데 불리할 수 있다.
하나의 예로서, 상기 경화성 수지 조성물은 하기 일반식 2를 만족하는지 여부를 평가하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
[일반식 2]
I2 ≥ 0.5 MΩ
상기 일반식 2에서 I2는 주제 수지 조성물 또는 경화제 조성물을 제조한 때로부터 60분 이내에 측정한 저항이다.
상기 일반식 2에서, 주제 수지 조성물 또는 경화제 조성물의 저항(I2)은 다른예로 약 0.6 MΩ 이상, 0.7 MΩ 이상, 0.8 MΩ 이상, 0.9 MΩ 이상 또는 1.0 MΩ 이상일 수 있으며, 상한은 특별히 제한되지 않으나 약 100 MΩ 이하, 90 MΩ 이하, 80 MΩ 이하, 70 MΩ 이하, 60 MΩ 이하 또는 약 50 MΩ 이하일 수 있다.
상기 일반식 2에서 주제 수지 조성물 또는 경화제 조성물을 제조한 때로부터 60 분 이내는, 예를 들어 주제 수지 조성물 또는 경화제 조성물을 제조한 때로부터 약 1분, 5분, 10분, 15분, 20분, 25분 30분, 35분, 40분, 45분, 50분, 55분 또는 약 60분이 경과한 시점을 의미할 수 있다.
상기 일반식 2에서 주제 수지 조성물 또는 경화제 조성물을 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않으며 공지의 방법에 의해 제조 될 수 있다. 일예로 플라네터리 믹서(planetary mixer)로 혼합하여 제조할 수 있다.
한편, 상기 주제 수지 조성물 또는 경화제 조성물의 저항 측정 방법은 전술한 경화성 수지 조성물의 저항 측정 방법과 동일한 방법으로 수행할 수 있다.
일반식 2의 I2가 전술한 범위의 값을 가지는 경우, 일반식 1을 만족하는데 보다 유리하다. 따라서 경화성 수지 조성물이 적용된 배터리 모듈의 목적하는 절연 성능을 달성할 수 있다.
하나의 예로서, 주제 수지 조성물 및 경화제 조성물의 저항(I2)은 모두 상기 일반식 2를 만족할 수 있다. 주제 수지 조성물 및 경화제 조성물의 저항(I2)이 모두 일반식 2를 만족하는 경우, 경화성 수지 조성물은 일반식 1을 만족하는데 보다 유리하고, 따라서 경화성 수지 조성물이 적용된 배터리 모듈의 목적하는 절연 성능을 달성하는데 보다 유리하다.
하나의 예로서, 상기 경화성 수지 조성물은 하기 일반식 3를 만족하는지 여부를 평가하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
[일반식 3]
I3 ≤ 1 μS/cm
상기 일반식 3에서 I3는 경화제 조성물의 수지성분의 전기 전도도이다.
상기 일반식 3에서 경화제 조성물의 수지성분의 전기 전도도(I3)는 다른예로 약 0.9 μS/cm 이하, 0.8 μS/cm 이하, 0.7 μS/cm 이하, 0.6 μS/cm 이하 또는 약 0.9 μS/cm 이하일 수 있으며, 하한은 특별히 제한되지 않으나 약 0 μS/cm 이상, 약 0.001 μS/cm 이상 또는 0.01 μS/cm 이상일 수 있다.
상기 일반식 3에서 경화성 조성물의 수지 성분이란 경화성 조성물에서 무기 필러를 제외한 성분을 의미할 수 있다.
상기 전기 전도도의 측정은 특별히 제한되지 않고 공지의 방법에 의해 측정할 수 있다. 일예로 HACH사의 HQ40d를 이용하여 상온 및 약 50%의 상대습도에서 경화제 조성물의 수지성분의 전기 전도도를 측정할 수 있다.
일반식 3에 따른 I3의 전기 전도도가 1 μS/cm 이하를 만족하는 경우, 경화성 수지 조성물은 전술한 일반식 1 및 일반식 2를 만족하는데 보다 유리할 수 있다.
하나의 예로서, 주제 수지 조성물의 수지 성분 또한, 상기 일반식 3을 만족할 수 있다. 따라서 경화제 조성물의 수지 성분 및 주제 수지 조성물의 수지 성분은 모두 일반식 3을 만족할 수 있으며, 상기와 같은 경우 경화성 수지 조성물이 적용된 배터리 모듈은 목적하는 절연 성능을 확보하는데 보다 유리할 수 있다.
한편, 일반식 1 내지 3의 범위를 가지는 경화성 수지 조성물의 절연 성능은 경화성 수지 조성물을 구성하는 주제 수지, 경화제 및 무기 필러의 유형, 종류 및 함량에 따라서 달라질 수 있다. 따라서 적절한 유형, 종류 및 함량의 주제 수지, 경화제 및 무기 필러를 선택하여 사용함으로써 전술한 일반식 1 내지 3의 범위를 만족하는 절연성능이 우수한 경화성 수지 조성물을 제공할 수 있다. 이하, 경화성 수지 조성물에 포함되는 주제 수지, 경화제 및 무기 필러에 대해서 기술하기로 한다.
본 출원에서 상기 경화성 수지 조성물에 포함되는 주제 수지로는 실리콘 수지, 아크릴 수지, 폴리올 수지 및 에폭시 수지 중 적어도 하나 이상을 포함하여 사용할 수 있다. 한편, 경화제로는 주제 수지에 적합한 공지의 경화제가 사용될 수 있다. 일예로 주제 수지가 실리콘 수지인 경우에는 경화제는 실록산 화합물을 이용할 수 있으며, 주제 수지가 폴리올 수지인 경우에는 경화제는 이소시아네이트 화합물을 이용할 수 있고, 주제 수지가 에폭시 수지인 경우에는 경화제는 아민 화합물을 이용할 수 있으며, 주제 수지가 아크릴 수지인 경우에는 경화제로는 이소시아네이트 화합물을 이용할 수 있다.
하나의 예로서, 본출원 따른 경화성 수지 조성물은 주제 수지로 폴리올 수지를 포함하고, 경화제로 이소시아네이트를 포함할 수 있다.
상기 폴리올은 비결정성이거나, 충분히 결정성이 낮은 에스테르 폴리올일 수 있다. 본 명세서에서 “비결정성”은 후술하는 DSC(Differential Scanning calorimetry) 분석에서 결정화 온도(Tc)와 용융 온도(Tm)가 관찰되지 않는 경우를 의미한다. 이때, 상기 DSC 분석은 10℃/분의 속도로 - 80 내지 60℃의 범위 내에서 수행할 수 있고, 예를 들면, 상기 속도로 25℃에서 60℃로 승온 후 다시 - 80℃로 감온하고, 다시 60℃로 승온하는 방식으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기에서 「충분히 결정성이 낮다」는 것은, 상기 DSC 분석에서 관찰되는 용융점(Tm)이 15℃ 미만으로서, 약 10℃ 이하, 5℃ 이하, 0℃ 이하, - 5℃ 이하, - 10℃ 이하 또는 약 - 20℃ 이하 정도인 경우를 의미한다. 이때, 용융점의 하한은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면, 상기 용융점은 약 - 80℃ 이상, - 75℃ 이상 또는 약 - 70℃ 이상일 수 있다. 폴리올이 결정성이거나 상기 용융점 범위를 만족하지 않는 것과 같이 (상온) 결정성이 강한 경우에는, 온도에 따른 점도 차이가 커지기 쉽기 때문에, 필러와 수지를 혼합하는 공정에서 필러의 분산도와 최종 혼합물의 점도에 좋지 않은 영향을 줄 수 있다. 또한, 배터리 모듈용 경화성 수지 조성물에서 요구되는 내한성, 내열성 및 내수성 등 물성을 만족하기 어려워질 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 폴리올로는, 예를 들어 카르복실산 폴리올이나 카프로락톤 폴리올이 사용될 수 있다.
상기 카르복실산 폴리올은 카르복실산과 폴리올(ex. 디올 또는 트리올 등)을 포함하는 성분을 반응시켜서 형성할 수 있고, 카프로락톤 폴리올은 카프로락톤과 폴리올(ex. 디올 또는 트리올 등)을 포함하는 성분을 반응시켜서 형성할 수 있다. 이때, 상기 카르복실산은 디카르복실산일 수 있다.
일 예에서, 상기 폴리올은 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 폴리올일 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
[화학식 2]
Figure pat00002
화학식 1 및 2에서, X는 카르복실산 유래의 단위이고, Y는 폴리올 유래의 단위이다. 폴리올 유래의 단위는, 예를 들면, 트리올 단위 또는 디올 단위일 수 있다. 또한, n 및 m은 임의의 수일 수 있고, 예를 들어 n은 2 내지 10 의 범위 내의 수이며, m은 1 내지 10의 범위 내의 수 이고, A1 및 A2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 14의 범위 내의 알킬렌이다
본 명세서에서 사용한 용어, “카르복실산 유래 단위”는 카르복실산 화합물 중에서 카르복시기를 제외한 부분을 의미할 수 있다. 유사하게, 본 명세서에서 사용한 용어, “폴리올 유래 단위”는 폴리올 화합물 구조 중에서 히드록시기를 제외한 부분을 의미할 수 있다.
즉, 폴리올의 히드록시기와 카르복실산의 카르복실기가 반응하면, 축합 반응에 의해 물(H2O) 분자가 탈리되면서 에스테르 결합이 형성된다. 이와 같이 카르복실산이 축합 반응에 의해 에스테르 결합을 형성하는 경우 카르복실산 유래 단위는 카르복실산 구조 중에서 상기 축합 반응에 참여하지 않는 부분을 의미할 수 있다. 또한, 폴리올 유래 단위는 폴리올 구조 중에서 상기 축합 반응에 참여하지 않는 부분을 의미할 수 있다.
또한, 화학식 2의 Y 역시 폴리올이 카프로락톤과 에스테르 결합을 형성한 후에 그 에스테르 결합을 제외한 부분을 나타낸다. 즉, 화학식 2에서 폴리올 유래 단위, Y는 폴리올과 카프로락톤이 에스테르 결합을 형성하는 경우 폴리올 구조 중 상기 에스테르 결합에 참여하지 않은 부분을 의미할 수 있다. 에스테르 결합은 각각 화학식 1 및 2에 표시되어 있다.
한편, 상기 화학식에서 Y의 폴리올 유래 단위가 트리올 단위와 같이 3개 이상의 히드록시기를 포함하는 폴리올로부터 유래된 단위인 경우, 상기 화학식 구조에서 Y 부분에는 분지가 형성된 구조가 구현될 수 있다.
상기 화학식 1에서, X의 카르복실산 유래 단위의 종류는 특별히 제한되지 않지만, 목적하는 물성의 확보를 위해서 지방산 화합물, 2개 이상의 카르복실기를 가지는 방향족 화합물, 2개 이상의 카르복실기를 가지는 지환족 화합물 및 2개 이상의 카르복실기를 가지는 지방족 화합물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 화합물로부터 유래한 단위일 수 있다.
상기 2개 이상의 카르복실기를 가지는 방향족 화합물은, 일예로 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 트리멜리트산 또는 테트라클로로프탈산일 수 있다.
상기 2개 이상의 카르복실기를 가지는 지환족 화합물은, 일예로 테트라히드로프탈산 또는 헥사히드로프탈산 테트라클로로프탈산일 수 있다.
또한, 상기 2개 이상의 카르복실기를 가지는 지방족 화합물은, 일예로 옥살산, 아디프산, 아젤라산, 세박산, 숙신산, 말산, 글루타르산, 말론산, 피멜산, 수베르산, 2,2-디메틸숙신산, 3,3-디메틸글루타르산, 2,2-디메틸글루타르산, 말레산, 푸마루산 또는 이타콘산일 수 있다.
후술하는 범위의 낮은 유리전이 온도 및 전술한 일반식 1 내지 3의 범위를 고려하면, 방향족 카르복실산 유래 단위보다는 지방족 카르복실산 유래 단위가 바람직할 수 있다.
한편, 화학식 1 및 2에서 Y의 폴리올 유래 단위의 종류는 특별히 제한되지 않지만, 목적하는 물성의 확보를 위해서, 2개 이상의 히드록시기를 가지는 지환족 화합물 및 2개 이상의 히드록시기를 가지는 지방족 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물로부터 유래될 수 있다.
상기 2개 이상의 히드록시기를 가지는 지환족 화합물은, 일예로 1,3-사이클로헥산디메탄올 또는 1,4-사이클로헥산디메탄올일 수 있다.
또한, 상기 2개 이상의 히드록시기를 가지는 지방족 화합물은, 일예로 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,2-부틸렌글리콜, 2,3-부틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 1,2-에틸헥실디올, 1,5-펜탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올, 글리세린 또는 트리메틸올프로판일 수 있다.
한편, 상기 화학식 1에서 n은 임의의 수이며, 그 범위는 경화성 수지 조성물 또는 그 경화물인 수지층이 목적하는 물성을 고려하여 선택될 수 있다. 예를 들면, n은 약 2 내지 10 또는 2 내지 5일 수 있다.
또한, 상기 화학식 2에서 m은 임의의 수이며, 그 범위는 경화성 수지 조성물 또는 그 경화물인 수지층이 목적하는 물성을 고려하여 선택될 수 있다 예를 들면, m은 약 1 내지 10 또는 1 내지 5일 수 있다.
화학식 1 및 2에서 n과 m이 상기 범위를 벗어나면, 폴리올의 결정성 발현이 강해지면서 조성물의 주입 공정성에 악영향을 끼칠 수 있다.
화학식 2에서 A1 및 A2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 14의 범위내의 알킬렌이다. 탄소수는 경화성 수지 조성물 또는 그 경화물인 수지층이 목적하는 절연성능 등의 물성을 고려하여 선택될 수 있다.
상기 폴리올의 분자량은 절연성능, 점도, 내구성 또는 접착성 등을 고려하여 조절될 수 있으며, 예를 들면, 약 300 내지 약 2,000의 범위 내일 수 있다. 특별히 달리 규정하지 않는 한, 본 명세서에서 「분자량」은 GPC(Gel Permeation Chromatograph)를 사용하여 측정한 중량평균분자량(Mw)일 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 경우, 경화 후 수지층의 신뢰성이 좋지 못하거나 휘발 성분과 관련된 문제가 발생할 수 있다.상기 경화제에 포함되는 이소시아네이트의 종류는 특별히 제한되지 않으나, 전술한 일반식 1 내지 3의 범위를 만족하고, 후술하는 접착력 및 점도 등의 목적하는 물성의 확보를 위해 방향족기를 포함하지 않는 비방향족 이소시아네이트 화합물을 사용할 수 있다. 방향족 이소시아네이트를 사용할 경우, 반응속도가 지나치게 빠르고, 유리전이온도가 높아질 수 있기 때문에, 후술하는 경화성 수지 조성물의 부하값 및 점도를 만족하는데 어려워 질 수 있다.
비방향족 이소시아네이트 화합물로는, 예를 들어, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 리신 디이소시아네이트, 노르보르난 디이소시아네이트 메틸, 에틸렌 디이소시아네이트, 프로필렌 디이소시아네이트 또는 테트라메틸렌 디이소시아네이트 등의 지방족 폴리이소시아네이트; 트랜스사이클로헥산-1,4-디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 비스(이소시아네이트메틸)사이클로헥산 디이소시아네이트 또는 디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트 등의 지환족 폴리이소시아네이트; 또는 상기 중 어느 하나 이상의 카르보디이미드 변성 폴리이소시아네이트나 이소시아누레이트 변성 폴리이소시아네이트; 등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 나열된 화합물 중 2 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.
다른 하나의 예로서, 본 출원 따른 경화성 수지 조성물은 주제 수지로 비스페놀 A형 또는 비스페놀 F형의 액상 에폭시, rubber 변성 에폭시 또는 다이머산(dimer acid) 변성 에폭시 등과 같은 에폭시 수지를 포함하고, 경화제로 저점도 상온 경화가 가능한 에틸렌디아민(ethylenediamine), 디에틸렌트리아민(diethylenetriamie), 트리에틸렌테트라민(triethylenetetramine), 테트라에틸렌펜타민(tetraethylenepentamine) 또는 에틸렌아민(ethyleneamine)과 같은 지방족 아민; 또는 아미노에틸피페라진(aminoethylpiperazine) 또는 아미노에틸에탄올아민(aminoethylethanolamine)과 같은 지환족 아민;을 포함할 수 있다.
본 출원의 경화성 수지 조성물은 무기 필러를 포함한다. 상기 무기 필러는 열전도성 필러일 수 있다. 본 출원에서 용어 열전도성 필러는 열전도도가 약 1 W/mK 이상, 약 5 W/mK 이상, 약 10 W/mK 이상 또는 약 15 W/mK 이상인 소재를 의미한다. 상기 열전도성 필러의 열전도도는 약 400 W/mK 이하, 약 350 W/mK 이하 또는 약 300 W/mK 이하일 수 있다. 사용될 수 있는 열전도성 필러의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 산화알루미늄(알루미나: Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 질화붕소(BN), 질화규소(Si3N4), 탄화규소(SiC) 산화베릴륨(BeO), 산화아연(ZnO), 수산화알루미늄(Al(OH)3) 또는 보헤마이트(Boehmite) 등과 같은 세라믹 입자가 사용될 수 있다.
상기 필러 이외에도, 다양한 종류의 필러가 사용될 수 있다. 예를 들어, 경화성 수지 조성물이 경화된 수지층의 절연 성능을 확보하기 위하여, 그래파이트(graphite) 등과 같은 탄소 필러의 사용이 고려될 수 있다. 또는, 예를 들어 퓸드 실리카, 클레이 또는 탄산칼슘(CaCO3) 등과 같은 필러가 사용될 수 있다.
상기 필러의 형태나 비율은 특별히 제한되지 않으며, 경화성 수지 조성물의 점도, 경화성 수지 조성물의 경화 속도, 경화성 수지 조성물이 경화된 수지층 내에서의 침강 가능성, 목적하는 열저항 내지는 열전도도, 절연성능, 충전 효과, 분산성 또는 저장 안정성 등을 고려하여 적절히 조절될 수 있다. 일반적으로 필러의 사이즈가 커질수록 이를 포함하는 조성물의 점도가 높아지고, 후술하는 수지층 내에서 필러가 침강할 가능성이 높아진다. 또한 사이즈가 작아질수록 열저항이 높아지는 경향이 있다. 따라서 상기와 같은 점을 고려하여 적정 종류 및 크기의 필러가 선택될 수 있고, 필요하다면 2종 이상의 필러를 함께 사용할 수도 있다. 또한, 충전되는 양을 고려하면 구형의 필러를 사용하는 것이 유리하지만, 네트워크의 형성이나 전도성 등을 고려하여 침상이나 판상 등과 같은 형태의 필러도 사용될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 경화성 수지 조성물은 상이한 평균 입경을 가지는 필러를 사용할 수 있다. 본 출원에서 평균 입경은, 입도 분포의 체적 기준 누적 50%에서의 입자지름(메디안 직격)으로서, 체적 기준으로 입도 분포를 구하고, 전 체적을 100%로 한 누적 곡선에서 누적치가 50%가 되는 지점의 입자 지름을 의미한다. 상기와 같은 평균입경(또는, D50)은 레이저 회절법(laser Diffraction) 방식으로 측정할 수 있다. 따라서 상기 상이한 평균 입경이란 입도 분포의 체적 기준 누적 50%에서의 입자지름이 상이한 무기 필러를 의미할 수 있다. 일 구체예에서 본 출원의 무기 필러는 적어도 3개의 상이한 평균 입경을 가지는 무기 필러를 사용할 수 있다.
상기 무기 필러의 평균 입경은 약 0.001 ㎛ 내지 약 100 ㎛의 범위 일 수 있다. 상기 필러의 평균 입경은 다른 예시에서 약 0.01 ㎛ 이상, 0.1 ㎛ 이상, 0.5 ㎛ 이상, 1 ㎛ 이상, 2 ㎛ 이상, 3 ㎛ 이상, 4 ㎛ 이상, 5 ㎛ 이상 또는 약 6 ㎛ 이상일 수 있고, 약 95 ㎛ 이하, 90 ㎛ 이하, 85 ㎛ 이하, 80 ㎛ 이하, 75 ㎛ 이하, 70 ㎛ 이하, 65 ㎛ 이하, 60 ㎛ 이하, 55 ㎛ 이하, 50 ㎛ 이하, 45 ㎛ 이하, 40 ㎛ 이하, 35 ㎛ 이하, 30 ㎛ 이하, 25 ㎛ 이하, 20 ㎛ 이하, 15 ㎛ 이하 또는 약 10 ㎛ 이하일 수 있다.
한편, 적어도 3개의 상이한 평균 입경을 가지는 무기 필러를 사용하는 경우, 상기 평균 입경의 범위, 즉 약 0.001 ㎛ 내지 약 100 ㎛ 내의 무기 필러 중에서 3개의 상이한 평균입경을 가지는 무기 필러를 경화성 수지 조성물의 물성 등을 고려하여 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
우수한 방열 성능을 얻기 위하여, 열전도성 필러가 고함량 사용되는 것이 고려될 수 있다. 예를 들어, 경화성 수지 조성물 100 중량부 대비 약 70 중량부 내지 95 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 다른 예로 경화성 수지 조성물 100 중량부 대비 약 75 중량부 이상 또는 약 80 중량부 이상의 비율로 포함될 수 있고, 약 90 중량부 이하의 비율로 포함될 수 있다.
무기 필러의 함량이 경화성 수지 조성물 100 중량부 대비 약 95중량부 초과이면, 후술하는 부하값을 만족하는데 불리하고, 저장 안정성이 나빠질 수 있다. 한편, 무기 필러의 함량이 경화성 수지 조성물 100 중량부 대비 약 70 중량부 미만이면, 열전도도가 낮아서 이를 포함하는 후술하는 배터리 모듈은 목적하는 방열 성능을 확보하는데 불리할 수 있다.
무기 필러가 상기 범위내의 비율로 경화성 수지 조성물에 포함됨으로써 주입 장비의 과부하 발생을 개선할 수 있으며 저장 안정성을 향상 시킬 수 있고, 상기 경화성 수지 조성물의 경화물은 열전도도가 높아서 이를 포함하는 후술하는 배터리 모듈은 우수한 방열 성능을 확보하는데 유리하다. 또한 상기 범위내에서 무기 필러의 함량이 높을수록 절연성능이 향상될 수 있다.
하나의 예시에서, 본 출원의 무기 필러는 수분 함습량이 약 1,000 ppm 이하일 수 있다. 상기 함습량은 상대습도 10%, 드리프트(drift) 5.0 이하 조건에서, 칼피셔(karl fischer) 적정기(KR831)로 측정할 수 있다. 이때, 상기 수분 함습량은 경화성 수지 조성물에 사용되는 전체 무기 필러에 대한 평균 함습량일 수 있다. 본 출원에서는, 상기 조건을 만족하는 무기 필러를 선택적으로 사용할 수도 있고, 또는 사용하고자 하는 무기 필러를 약 200 ℃ 온도의 오븐에서 건조 한 후에, 상기 함습량 범위를 만족하도록 무기 필러의 수분함량을 조절할 수도 있다. 또 하나의 예시에서, 상기 무기 필러 수분 함습량의 상한은 약 800 ppm 이하, 600 ppm 이하, 또는 약 400 ppm 이하일 수 있고, 그리고 그 하한은 약 100 ppm 이상 또는 약 200 ppm 이상일 수 있다.
상기 경화성 수지 조성물은 또한, 주제 수지, 경화제 및 무기 필러 이외에 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 추가되는 첨가제의 유형, 종류 및 함량에 따라서 경화성 수지 조성물의 절연 성능, 접착력 또는 점도 등의 물성이 달라질 수 있다. 따라서 적절한 유형, 종류 및 함량의 첨가제를 선택하여 사용함으로써 경화성 수지 조성물이 목적하는 물성을 달성 할 수 있다.
예를 들면, 상기 경화성 수지 조성물은 요변성 부여제, 희석제, 분산제, 표면 처리제, 커플링제, 난연제 또는 가소제 등을 추가로 포함하고 있을 수 있다.
요변성 부여제는 경화성 수지 조성물의 전단력에 따른 점도를 조절하여 배터리 모듈의 제조 공정이 효과적으로 이루어지도록 할 수 있다. 사용할 수 있는 요변성 부여제로는, 퓸드 실리카 등이 예시될 수 있다.
희석제 또는 분산제는 통상 경화성 수지 조성물의 점도를 낮추기 위해 사용되는 것으로 상기와 같은 작용을 나타낼 수 있는 것이라면 업계에서 공지된 다양한 종류의 것을 제한 없이 사용할 수 있다.
표면 처리제는 경화성 수지 조성물의 경화물인 수지층에 도입되어 있는 필러의 표면 처리를 위한 것이고, 상기와 같은 작용을 나타낼 수 있는 것이라면 업계에서 공지된 다양한 종류의 것을 제한 없이 사용할 수 있다.
커플링제의 경우는, 예를 들면, 알루미나와 같은 열전도성 필러의 분산성을 개선하기 위해 사용될 수 있고, 상기와 같은 작용을 나타낼 수 있는 것이라면 업계에서 공지된 다양한 종류의 것을 제한 없이 사용할 수 있다.
또한, 상기 경화성 수지 조성물은 난연제 또는 난연 보조제 등을 추가로 포함할 수 있다. 이 경우 특별한 제한 없이 공지의 난연제가 사용될 수 있으며, 예를 들면, 고상의 필러 형태의 난연제나 액상 난연제 등이 적용될 수 있다. 난연제로는, 예를 들면, 멜라민 시아누레이트(melamine cyanurate) 등과 같은 유기계 난연제나 수산화 마그네슘 등과 같은 무기계 난연제 등이 있다. 경화성 수지 조성물에 충전되는 필러의 양이 많은 경우 액상 타입의 난연 재료(TEP, Triethyl phosphate 또는 TCPP, tris(1,3-chloro-2-propyl)phosphate 등)를 사용할 수도 있다. 또한, 난연상승제의 작용을 할 수 있는 실란 커플링제가 추가될 수도 있다.
가소제는 경화성 수지 조성물의 경화물인 수지층의 유연성 및 탄성을 향상시키기 위해 사용될 수 있고, 따라서 상기와 같은 작용을 나타낼 수 있고, 경화성 수지 조성물이 일반식 1 내지 3의 범위를 만족할 수 있다면, 업계에서 공지된 다양한 종류의 것을 제한 없이 사용할 수 있다.
하나의 예로서, 경화성 수지 조성물은 경화 후 접착력이 100gf/10mm 이상일 수 있다. 다른 예로 약 150 gf/10mm 이상, 200 gf/10mm 이상, 250gf/10mm 이상, 300gf/10mm 이상, 350 gf/10mm 이상 또는 약 400 gf/10mm 이상일 수 있으며, 약 1,000 gf/10mm 이하, 900 gf/10mm 이하, 800 gf/10mm 이하, 700 gf/10mm 이하, 600 gf/10mm 이하 또는 약 500 gf/10mm 이하 정도일 수 있다.
상기 접착력은 알루미늄 파우치에 대해서 측정될 수 있다. 예를 배터리 셀의 제작에 사용되는 알루미늄 파우치를 약 10 mm의 폭으로 절단하고, 유리판상에 수지 조성물을 로딩하고, 그 위에 상기 절단한 알루미늄 파우치를 그 파우치의 PET(poly(ethylene terephthalate))면과 상기 수지 조성물이 접촉하도록 로딩한 후에 25℃ 및 50 %RH 조건에서 24 시간 동안 수지 조성물을 경화시키고, 상기 알루미늄 파우치를 인장 시험기(Texture analyzer)로 180°의 박리 각도와 300 mm/min의 박리 속도로 박리하면서 접착력을 측정할 수 있다.
접착력이 너무 높을 경우에는, 경화된 조성물과 부착되는 파우치 부분이 찢어질 위험이 있다. 구체적으로, 자동차 주행 중 사고로 인해 배터리 모듈의 형태가 변형될 정도의 충격이 발생할 경우, 배터리 셀이 경화된 수지층을 통해 너무 강하게 부착되어 있다면 파우치가 찢어지면서 배터리 내부의 위험물질이 노출되거나 폭발할 수 있다.
상기 범위의 접착력을 만족하는 경우, 적절한 내충격성과 내진동성을 확보할 수 있다.
하나의 예로서, 주제 수지는 브룩필드 LV 타입(Brookfield LV type) 점도계를 사용하여 25 ℃에서 측정된 점도가 10,000 cP 미만일 수 있다. 구체적으로 주제 수지의 점도 측정은 브룩필드 LV 타입의 회전형 점도계를 사용하여 스핀들　# 63 및 25 ℃조건에서 회전력(torque)이 10 내지 90가 되도록하여 측정할 수 있다.
상기 주제 수지는 약 8,000 cP 이하, 6,000 cP 이하, 4,000 cP 이하, 2,000 cP 또는 약 1,000 cP 이하의 점도를 가질 수 있다. 바람직하게는 상기 점도의 상한이 약 900 cP 이하, 800 cP 이하, 700 cP 이하, 600 cP 이하, 500 cP 이하, 또는 약 400 cP 이하일 수 있다. 특별히 제한되지는 않으나, 주제 수지의 점도 하한은 약 50 cP 이상 또는 약 100 cP 이상일 수 있다. 점도가 너무 낮을 경우 공정성은 좋을지 모르나, 원재료의 분자량이 낮아지면서 휘발 가능성이 높아지고, 내열성/내한성, 난연성, 및 접착력이 열화될 수 있는데, 상기 하한 범위를 만족함으로써 이러한 단점을 예방할 수 있다.
본 출원은 또한 경화성 수지 조성물의 절연 성능 평가 방법에 관한 것이다. 상기 경화성 수지 조성물은 전술한 경화성 수지 조성물을 의미한다. 따라서 경화성 수지 조성물은 주제 수지와 무기 필러를 포함하는 주제 수지 조성물; 및 경화제와 무기 필러를 포함하는 경화제 조성물을 포함한다.
본 출원에 따른 경화성 수지 조성물의 절연 성능 평가 방법은 하기 일반식 1을 만족하는지 여부를 평가하는 단계를 포함한다.
[일반식 1]
I1 ≥ 0.1 GΩ
상기 일반식 1에서 I1는 주제 수지 조성물 및 경화제 조성물을 혼합한 때로부터 24시간이 경과한 시점에서 측정한 저항이다.
상기 일반식 1에서 주제 수지 조성물 및 경화제 조성물을 혼합한 때로부터 24시간 경과한 시점이란 균등 범위를 포함하며, 예를 들어 주제 수지 조성물 및 경화제 조성물을 혼합 한때로부터 약 23.5 시간, 약 24 시간 또는 약 24.5 시간 경과한 시점을 의미할 수 있다.
상기 일반식 1에서 주제 수지 조성물 및 경화제 조성물의 혼합은 특별히 제한되지 않으며 공지의 방법으로 혼합할 수 있다. 일예로 주제 수지 조성물 및 경화제 조성물의 혼합은 카트리지 및 스테틱 믹서로 구성된 혼합기로 혼합할 수 있다.
종래에는 경화성 수지 조성물을 별도로 경화시킨 후 그 경화물을 대상으로 절연파괴전압을 측정하기 때문에 배터리 모듈에 주입되어 배터리 모듈의 계면에서 경화된 경화물과 절연파괴전압에 차이가 있었다.
본 출원에 따른 경화성 수지 조성물의 절연 성능 평가 방법은 상기 일반식 1을 만족하는지 여부를 평가하는 단계를 포함함으로써 배터리 모듈의 절연 성능을 정확하게 평가할 수 있다. 즉, 액상 상태인 경화성 수지 조성물의 저항(I1)이 0.1 GΩ 이상을 만족하는지 여부를 평가함으로써 계면에서 경화된 경화성 수지 조성물의 경화물에 대한 절연 성능을 보다 정확하게 평가할 수 있다.
하나의 예로서, 경화성 수지 조성물의 절연 성능 평가 방법은 상기 일반식 2을 만족하는지 여부를 평가하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
[일반식 2]
I2 ≥ 0.5 MΩ
상기 일반식 2에서 I2는 주제 수지 조성물 또는 경화제 조성물을 제조한 때로부터 60분 이내에 측정한 저항이다.
상기 일반식 2에서 주제 수지 조성물 또는 경화제 조성물을 제조한 때로부터 60 분 이내는, 예를들어 주제 수지 조성물 또는 경화제 조성물을 제조한 때로부터 약 1분, 5분, 10분, 15분, 20분, 25분 30분, 35분, 40분, 45분, 50분, 55분 또는 약 60분이 경과한 시점을 의미할 수 있다.
상기 일반식 2에서 주제 수지 조성물 또는 경화제 조성물을 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않으며 공지의 방법에 의해 제조 될 수 있다. 일예로 플라네터리 믹서(planetary mixer)로 혼합하여 제조할 수 있다.
상기 일반식 2에서 주제 수지 조성물 또는 경화제 조성물을 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않으며 공지의 방법에 의해 제조 될 수 있다. 일예로 플라네터리 믹서(planetary mixer)로 혼합하여 제조할 수 있다.
상기 일반식 2을 만족하는지 여부를 평가하는 단계를 추가로 포함함으로써 배터리 모듈의 절연 성능을 보다 정확하게 평가할 수 있다.
하나의 예로서, 경화성 수지 조성물의 절연 성능 평가 방법은 상기 일반식 3을 만족하는지 여부를 평가하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
[일반식 3]
I3 ≤ 1 μS/cm
상기 일반식 3에서 I3는 경화제 조성물의 수지성분의 전기 전도도이다.
상기 일반식 3에서 경화성 조성물의 수지 성분이란 경화성 조성물에서 무기 필러를 제외한 성분을 의미할 수 있다.
종래에는 경화성 수지 조성물의 경화물에 대한 절연파괴전압을 측정함으로써 경화성 수지 조성물이 적용된 배터리 모듈의 절연성능을 평가 하였다. 따라서 경화성 수지 조성물이 경화되기 전에는 그 경화물의 절연성능을 예측하는데 어려움이 있었다.
본 출원에 따른 경화성 수지 조성물의 절연성능 평가방법은 경화제 조성물의 수지성분의 전기 전도도(I3)가 이 1 μS/cm 이하를 만족하는지 여부를 평가함으로써 경화성 수지 조성물이 적용된 배터리 모듈의 절연 성능을 평가 할 수 있다. 따라서 보다 신속하고 정확하게 경화성 수지 조성물이 적용된 배터리 모듈의 절연 성능을 예측할 수 있다.
하나의 예로서 주제 수지 조성물의 수지 성분에 대한 전기 전도도가 1 μS/cm 이하인지 여부를 평가하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 주제 수지 조성물의 수지 성분 및 경화제 조성물의 수지 성분에 대한 전기 전도도가 모두 1 μS/cm 이하를 만족하는 경우, 보다 정확하게 경화성 수지 조성물이 적용된 배터리 모듈의 절연 성능을 예측할 수 있다.
본 출원은 또한, 배터리 모듈에 관한 것이다. 상기 모듈은, 모듈 케이스 및 배터리셀을 포함한다. 배터리셀은 상기 모듈 케이스 내에 수납되어 있을 수 있다. 배터리셀은 모듈 케이스 내에 하나 이상 존재할 수 있고, 그리고 복수의 배터리셀이 모듈 케이스 내에 수납되어 있을 수 있다. 모듈 케이스 내에 수납되는 배터리셀의 수는 용도 등에 따라 조절되는 것으로 특별히 제한되지 않는다. 모듈 케이스에 수납되어 있는 배터리셀들은 서로 전기적으로 연결되어 있을 수 있다.
모듈 케이스는, 배터리셀이 수납될 수 있는 내부 공간을 형성하는 측벽과 하부판을 적어도 포함할 수 있다. 또한, 모듈 케이스는, 상기 내부 공간을 밀폐하는 상부판을 추가로 포함할 수 있다. 상기 측벽, 하부판 및 상부판은 서로 일체형으로 형성되어 있을 수 있고, 또는 각각 분리된 측벽, 하부판 및/또는 상부판이 조립되어 상기 모듈 케이스가 형성되어 있을 수 있다. 이러한 모듈 케이스의 형태 및 크기는 특별히 제한되지 않으며, 용도나 상기 내부 공간에 수납되는 배터리셀의 형태 및 개수 등에 따라 적절하게 선택될 수 있다.
상기에서 용어 상부판과 하부판은, 모듈 케이스를 구성하고 있는 판이 적어도 2개 존재하므로, 이를 구별하기 위해 사용되는 상대적 개념의 용어이다. 즉, 실제 사용 상태에서 상부판이 반드시 상부에 존재하고, 하부판이 반드시 하부에 존재하여야 한다는 것을 의미하는 것은 아니다.
도 2은 예시적인 모듈 케이스(10)를 보여주는 도면이고, 하나의 하부판(10a)과 4개의 측벽(10b)을 포함하는 상자 형태의 케이스(10)의 예시이다. 모듈 케이스(10)는 내부 공간을 밀폐하는 상부판(10c)을 추가로 포함할 수 있다.
도 3는 배터리셀(20)이 수납되어 있는 도 3의 모듈 케이스(10)를 상부에서 관찰한 모식도이다.
모듈 케이스의 상기 하부판, 측벽 및/또는 상부판에는 홀이 형성되어 있을 수 있다. 상기 홀은, 주입 공정에 의해 수지층을 형성하는 경우에, 상기 수지층의 형성 재료 즉, 전술한 경화성 수지 조성물을 주입하는데 사용되는 주입홀일 수 있다. 상기 홀의 형태, 개수 및 위치는 상기 수지층 형성 재료의 주입 효율을 고려하여 조정될 수 있다. 하나의 예시에서 상기 홀은 적어도 상기 하부판 및/또는 상부판에 형성되어 있을 수 있다.
상기 주입홀이 형성되어 있는 상부판과 하부판 등의 말단에는 관찰홀이 형성될 수 있다. 이러한 관찰홀은, 예를 들어, 상기 주입홀을 통해 수지층 재료를 주입할 때에, 주입된 재료가 해당 측벽, 하부판 또는 상부판의 말단까지 잘 주입되는 것인지를 관찰하기 위해 형성된 것일 수 있다. 상기 관찰홀의 위치, 형태, 크기 및 개수는 상기 주입되는 재료가 적절하게 주입되었는지를 확인할 수 있도록 형성되는 한, 특별히 제한되지 않는다.
상기 모듈 케이스는 열전도성 케이스일 수 있다. 용어 열전도성 케이스는, 케이스 전체의 열전도도가 10 W/mk 이상이거나, 혹은 적어도 상기와 같은 열전도도를 가지는 부위를 포함하는 케이스를 의미한다. 예를 들면, 전술한 측벽, 하부판 및 상부판 중 적어도 하나는 상기 기술한 열전도도를 가질 수 있다. 또 다른 예시에서 상기 측벽, 하부판 및 상부판 중 적어도 하나가 상기 열전도도를 가지는 부위를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 출원의 배터리 모듈은, 상부판 및 배터리셀과 접촉하는 제 1 경화 수지층과 하부판 및 배터리셀과 접촉하는 제 2 경화 수지층을 포함할 수 있는데, 적어도 제 2 수지층은 열전도성 수지층일 수 있다. 이에 따라 적어도 상기 하부판은 열전도성을 갖거나 열전도성 부위를 포함할 수 있다고 할 수 있다.
상기에서 열전도성인 상부판, 하부판, 측벽; 또는 열전도성 부위;의 열전도도는, 다른 예시에서 약 20 W/mk 이상, 30 W/mk 이상, 40 W/mk 이상, 50 W/mk 이상, 60 W/mk 이상, 70 W/mk 이상, 80 W/mk 이상, 90 W/mk 이상, 100 W/mk 이상, 110 W/mk 이상, 120 W/mk 이상, 130 W/mk 이상, 140 W/mk 이상, 150 W/mk 이상, 160 W/mk 이상, 170 W/mk 이상, 180 W/mk 이상, 190 W/mk 이상 또는 약 195 W/mk 이상일 수 있다. 상기 열전도도는 그 수치가 높을수록 모듈의 방열 특성 등의 측면에서 유리하므로, 그 상한은 특별히 제한되지 않는다. 일 예시에서 상기 열전도도는 약 1,000 W/mK 이하, 900 W/mk 이하, 800 W/mk 이하, 700 W/mk 이하, 600 W/mk 이하, 500 W/mk 이하, 400 W/mk 이하, 300 W/mk 또는 약 250 W/mK 이하일 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 상기와 같은 열전도도를 나타내는 재료의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 알루미늄, 금, 은, 텅스텐, 구리, 니켈 또는 백금 등의 금속 소재 등이 있다. 모듈 케이스는 전체가 상기와 같은 열전도성 재료로 이루어지거나, 적어도 일부의 부위가 상기 열전도성 재료로 이루어진 부위일 수 있다. 이에 따라 상기 모듈 케이스는 상기 언급된 범위의 열전도도를 가지거나, 혹은 상기 언급된 열전도도를 가지는 부위를 적어도 한 부위 포함할 수 있다.
모듈 케이스에서 상기 범위의 열전도도를 가지는 부위는 수지층 및/또는 절연층과 접촉하는 부위일 수 있다. 또한, 상기 열전도도를 가지는 부위는, 냉각수와 같은 냉각 매체와 접하는 부위일 수 있다. 이러한 구조를 가질 경우, 배터리셀로부터 발생한 열을 효과적으로 외부로 방출할 수 있다.
본 출원에서 용어 배터리셀은, 전극 조립체 및 외장재를 포함하여 구성된 하나의 단위 이차전지를 의미한다.
배터리 모듈 케이스 내에 수납되는 배터리셀의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 공지의 다양한 배터리셀이 모두 적용될 수 있다. 하나의 예시에서 상기 배터리셀은 파우치형일 수 있다.
본 출원의 배터리 모듈은 수지층을 추가로 포함할 수 있다. 구체적으로 본 출원의 배터리 모듈은 필러 함유 경화성 수지 조성물이 경화된 수지층을 포함할 수 있다. 상기 수지층은 전술한 경화성 수지 조성물로부터 형성될 수 있다.
배터리 모듈은, 상기 수지층으로서 상기 상부판 및 배터리셀과 접촉하고 있는 제 1 경화 수지층과 상기 하부판과 배터리셀과 접촉하고 있는 제 2 경화 수지층을 포함할 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 경화 수지층 중 하나 이상은 상기 설명된 경화성 수지 조성물의 경화물을 포함할 수 있고, 그에 따라 상기 설명한 소정의 접착력, 내한성, 내열성, 및 절연성을 가질 수 있다.
그 외에, 제 1 및 제 2 경화 수지층은 열전도성 수지층이며, 수지층의 열전도도는 약 3 W/mK 이상일 수 있다. 다른예로 약 3.5 W/mK 이상 또는 약 4 W/mK 이상일 수 있으며, 약 50 W/mK 이하, 45 W/mk 이하, 40 W/mk 이하, 35 W/mk 이하, 30 W/mk 이하, 25 W/mk 이하, 20 W/mk 이하, 15 W/mk 이하, 10W/mK 이하, 5 W/mK 이하, 4.5 W/mK 이하 또는 약 4.0 W/mK 이하일 수 있다.
상기와 같이 수지층이 열전도성 수지층인 경우에, 상기 수지층이 부착되어 있는 하부판, 상부판 및/또는 측벽 등은 전술한 열전도도가 10 W/mK 이상인 부위일 수 있다. 이 때 상기 열전도도를 나타내는 모듈 케이스의 부위는 냉각 매체, 예를 들면, 냉각수 등과 접하는 부위일 수 있다. 수지층의 열전도도는, 예를 들면, ASTM D5470 규격 또는 ISO 22007-2 규격에 따라 측정된 수치이다. 상기와 같은 수지층의 열전도도는, 예를 들어, 상기 설명된 바와 같이 수지층에 포함되는 필러 및 그 함량 비율을 적절히 조절함으로써 확보될 수 있다.
또한, 상기 수지층은 난연성 수지층일 수 있다. 본 출원에서 용어 난연성 수지층은 UL 94 V Test (Vertical Burning Test)에서 V-0 등급을 보이는 수지층을 의미할 수 있다. 이를 통해 배터리 모듈에서 발생할 수 있는 화재 및 기타 사고에 대한 안정성을 확보할 수 있다.
본 출원의 배터리 모듈에서 상기 수지층과 접촉하고 있는 측벽, 하부판 및 상부판 중 적어도 하나는, 전술한 열전도성의 측벽, 하부판 또는 상부판일 수 있다. 한편, 본 명세서에서 용어 접촉은, 예를 들면, 수지층과 상기 상부판, 하부판 및/또는 측벽; 또는 배터리셀;이 직접 접촉하고 있거나, 그 사이에 다른 요소, 예를 들면, 절연층 등이 존재하는 경우를 의미할 수도 있다. 또한, 열전도성의 측벽, 하부판 또는 상부판과 접촉하는 수지층은, 해당 대상과 열적으로 접촉하고 있을 수 있다. 이 때 열적 접촉은, 상기 수지층이 상기 하부판 등과 직접 접촉하고 있거나, 혹은 상기 수지층과 상기 하부판 등의 사이에 다른 요소, 예를 들면, 후술하는 절연층 등이 존재하지만, 그 다른 요소가 상기 배터리셀로부터 수지층, 그리고 상기 수지층으로부터 상기 하부판 등으로의 열의 전달을 방해하고 있지 않은 상태를 의미할 수 있다. 상기에서 열의 전달을 방해하지 않는다는 것은, 상기 수지층과 상기 하부판 등의 사이에 다른 요소(ex. 절연층)가 존재하는 경우에도, 그 다른 요소와 상기 수지층의 전체 열전도도가 약 1.5 W/mK 이상, 2 W/mK 이상, 2.5 W/mK 이상, 3 W/mK 이상, 3.5 W/mK 이상 또는 약 4 W/mK 이상이 되거나, 혹은 상기 수지층 및 그와 접촉하고 있는 하부판 등의 전체 열전도도가 상기 다른 요소가 있는 경우에도 상기 범위 내에 포함되는 경우를 의미한다. 상기 열적 접촉의 열전도도는 약 50 W/mK 이하, 45 W/mk 이하, 40 W/mk 이하, 35 W/mk 이하, 30 W/mk 이하, 25 W/mk 이하, 20 W/mk 이하, 15 W/mk 이하, 10W/mK 이하, 5 W/mK 이하, 4.5 W/mK 이하 또는 약 4.0 W/mK 이하일 수 있다. 이러한 열적 접촉은, 상기 다른 요소가 존재하는 경우에, 그 다른 요소의 열전도도 및/또는 두께를 제어하여 달성할 수 있다.
상기 열전도성 수지층은, 상기 하부판 등과 열적으로 접촉하고 있고, 또한 상기 배터리셀과도 열적으로 접촉하고 있을 수 있다. 상기와 같은 구조의 채용을 통해 일반적인 배터리 모듈 또는 그러한 모듈의 집합체인 배터리 팩의 구성 시에 기존에 요구되던 다양한 체결 부품이나 모듈의 냉각 장비 등을 대폭적으로 감소시키면서도, 방열 특성을 확보하고, 단위 부피 당 보다 많은 배터리셀이 수납되는 모듈을 구현할 수 있다. 이에 따라서, 본 출원에서는 보다 소형이고, 가벼우면서도 고출력의 배터리 모듈을 제공할 수 있다.
하나의 예시에서 상기 배터리 모듈은 상기 모듈 케이스와 상기 배터리셀의 사이 또는 상기 수지층과 상기 모듈 케이스의 사이에 절연층을 추가로 포함할 수 있다. 절연층을 추가함으로써 사용 과정에서 발생할 수 있는 충격에 의한 셀과 케이스의 접촉에 따른 전기적 단락 현상이나 화재 발생 등의 문제를 방지할 수 있다. 상기 절연층은 높은 절연성과 열전도성을 가지는 절연 시트를 사용하여 형성하거나, 혹은 절연성을 나타내는 물질의 도포 내지는 주입에 의해 형성할 수 있다. 예를 들면, 경화성 수지 조성물의 주입 전에 절연층을 형성하는 과정이 수행될 수 있다. 절연층의 형성에는 소위 TIM(Thermal Interface Material) 등이 적용될 수도 있다. 다른 방식에서 절연층은 접착성 물질로 형성할 수 있으며, 예를 들면, 열전도성 필러와 같은 필러의 함량이 적거나 없는 수지층을 사용하여 절연층을 형성할 수도 있다. 절연층의 형성에 사용될 수 있는 수지 성분으로는, 아크릴 수지, PVC(poly(vinyl chloride)), PE(polyethylene) 등의 올레핀 수지, 에폭시 수지, 실리콘이나, EPDM 러버((ethylene propylene diene monomer rubber) 등의 러버 성분 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 절연층은, ASTM D149에 준거하여 측정한 절연파괴전압이 약 5 kV/mm 이상, 10 kV/mm 이상, 15 kV/mm 이상, 20 kV/mm 이상, 25 kV/mm 이상 또는 약 30 kV/mm 이상일 수 있다. 상기 절연파괴전압은 그 수치가 높을수록 우수한 절연성을 보이는 것으로 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 절연층의 절연파괴전압은 약 100 kV/mm 이하, 90 kV/mm 이하, 80 kV/mm 이하, 70 kV/mm 이하 또는 약 60 kV/mm 이하일 수 있다. 상기 절연층의 두께는 그 절연층의 절연성이나 열전도성 등을 고려하여 적정 범위로 설정할 수 있으며, 예를 들면, 약 5㎛ 이상, 10㎛ 이상, 20㎛ 이상, 30㎛ 이상, 40㎛ 이상, 50㎛ 이상, 60㎛ 이상, 70㎛ 이상, 80㎛ 이상 또는 약 90㎛ 이상 이상 정도일 수 있다. 또한, 두께의 상한도 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 1 mm 이하, 200㎛ 이하, 190㎛ 이하, 180㎛ 이하, 170㎛ 이하, 160㎛ 이하 또는 약 150㎛ 이하일 수 있다.
본 출원은 또한, 배터리팩, 예을 들면, 전술한 배터리 모듈을 2개 이상 포함하는 배터리팩에 관한 것이다. 배터리팩에서 상기 배터리 모듈들은 서로 전기적으로 연결되어 있을 수 있다. 2개 이상의 배터리 모듈을 전기적으로 연결하여 배터리팩을 구성하는 방식은 특별히 제한되지 않고, 공지의 방식이 모두 적용될 수 있다.
본 출원은 또한 상기 배터리 모듈 또는 상기 배터리 팩을 포함하는 장치에 관한 것이다. 상기 장치의 예로는 전기 자동차와 같이 자동차를 들 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 2차 전지를 출력으로 요구하는 모든 용도가 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 배터리팩을 사용하여 상기 자동차를 구성하는 방식은 특별히 제한되지 않고, 일반적인 방식이 적용될 수 있다.
본 출원에 따른 경화성 수지 조성물은 주입공정이 원활하고, 경화 후 우수한 방열 성능 및 절연성능을 가진다. 또한, 본 출원에 따른 경화성 수지 조성물의 절연성 평가방법은 배터리 모듈에 적용되는 경화성 수지 조성물의 절연성능을 정확히 판별할 수 있다. 또한, 본 출원에 따른 배터리 모듈은 우수한 방열 성능 및 절연 성능을 가진다.
도 1은 본 출원에 적용될 수 있는 예시적인 저항 측정 장치를 도시한다.
도 2는 배터리 모듈에 적용될 수 있는 예시적인 케이스를 도시한다.
도 3은 모듈 케이스 내에 배터리 셀이 수납되어 있는 형태를 개략적으로 도시한다.
이하 실시예를 통하여 본 출원을 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
저항(I1)
도 1과 같이 구성된 저항 측정 장치를 이용하여 실시예 또는 비교에에서 제조된 경화성 수지 조성물에 대한 저항(I1)을 측정하였다. 구체적으로 2개의 유리 기판(1)(가로*세로*두께는 25mm*30mm*1mm이다.)에 부착되는 전도성 테이프(2)(3M, 1181)는 길이가 약 20mm이고, 폭이 약 10mm가 되도록 하여 유리 기판에 각각 부착시키되, 후술하는 저항 측정기에 물릴 수 있는 스트립이 유리 길이 방향으로 돌출되도록 제작 하였다.
그 후, 20*20mm 의 구멍(hole)이 형성되어 있는 두께 1mm의 액자 모양의 저항 측정 틀(4) 하부에 상기 제작된 하나의 유리 기판(이하, 제 1 유리 기판이라 호칭한다.)을 붙인다.
이어서, 상기 저항 측정 틀에 형성된 구멍(5)을 통하여 제 1 유리 기판에 부착된 전도성 테이프상에 실시예 또는 비교예에서 제조된 경화성 수지 조성물을 두께가 1mm 가 되도록 도포하고 상부에 다른 하나의 유리 기판을 덮어 누른 상태로 상온 및 50% 상대습도에서 약 24시간 방치하였다.
그 후, 저항 측정기(CHROMA사의 HIPOT Tester 19052)를 전도성 테이프에 연결하고 0.5kV/60sec 조건으로 저항(I1)을 측정하였다.
저항(I2)
도 1과 같이 구성된 저항 측정 장치를 이용하여 실시예 또는 비교에에서 제조된 주제 수지 조성물 또는 경화제 조성물에 대한 저항(I2)을 측정하였다. 구체적으로 2개의 유리 기판(1)(가로*세로*두께는 25mm*30mm*1mm 이다.)에 부착되는 전도성 테이프(2)(3M, 1181)는 길이가 약 20mm이고, 폭이 약 10mm가 되도록 하여 유리 기판에 각각 부착시키되, 후술하는 저항 측정기에 물릴 수 있는 스트립이 유리 길이 방향으로 돌출되도록 제작 하였다.
그 후, 20*20mm 의 구멍(hole)이 형성되어 있는 두께 1mm의 액자 모양의 저항 측정 틀(4) 하부에 상기 제작된 하나의 유리 기판(이하, 제 1 유리 기판이라 호칭한다.)을 붙인다.
이어서, 상기 저항 측정 틀에 형성된 구멍(5)을 통하여 제 1 유리 기판에 부착된 전도성 테이프상에 실시예 또는 비교예에서 제조된 주제 수지 조성물 또는 경화제 조성물을 두께가 1mm 가 되도록 도포하고 상부에 다른 하나의 유리 기판을 덮어 누른 상태로 상온 및 50% 상대습도 약 60 분 동안 방치하였다.
그 후, 저항 측정기(CHROMA사의 HIPOT Tester 19052)를 전도성 테이프에 연결하고 0.5kV/60sec 조건으로 저항(I2)을 측정하였다.
전기 전도도(I3)
실시예 또는 비교예에 이용되는 경화제 조성물의 수지성분을 이용하여 전기 전도도(I3)를 측정하였다. 구체적으로 전기 전도도(I3)의 측정은 실시예 또는 비교예에 이용되는 경화제 조성물의 수지성분이 HACH사의 HQ40d 센서가 충분히 잠길 수 있도록 높이 약 100mm의 용기에 채워 측정하였다.
접착력
경화성 수지 조성물의 접착력은 알루미늄 파우치를 이용하여 측정하였다. 구체적으로 배터리 셀의 제작에 사용되는 알루미늄 파우치를 약 10 mm의 폭으로 절단하고, 유리판상에 실시예 또는 비교예를 통하여 제조된 경화성 수지 조성물을 로딩하고, 그 위에 상기 절단한 알루미늄 파우치를 그 파우치의 PET(poly(ethylene terephthalate))면과 상기 경화성 수지 조성물이 접촉하도록 로딩한 후에 25℃ 및 50 %RH 조건에서 24 시간 동안 수지 조성물을 경화시키고, 상기 알루미늄 파우치를 인장 시험기(Texture analyzer)로 180°의 박리 각도와 300 mm/min의 박리 속도로 박리하면서 접착력을 측정하였다.
실시예 1
주제 수지: 1.4-BD 및 caprolactone을 3:1의 비율(1.4-BD: caprolactone)로 혼합한 것을 사용하였다.
경화제: HDI uretdione을 사용하였다.
무기필러: 평균 입경이 약 70 ㎛인 제 1 알루미나 필러, 평균 입경이 약 20 ㎛인 제 2 알루미나 필러 및 평균 입경이 약 2 ㎛인 제 3 알루미나 필러를 사용하였다. 경화성 수지 조성물 100 중량부 대비 약 87 중량부의 무기 필러를 주제 수지 및 경화제에 동량으로 분할하여 배합하였다.
주제 수지 조성물: 주제 수지 및 무기 필러를 플라네터리 믹서(planetary mixer)로 혼합하여 제조하였다.
경화제 조성물: 경화제 및 무기 필러를 플라네터리 믹서(planetary mixer)로 혼합하여 제조하였다.
경화성 수지 조성물: 상기 주제 수지 조성물에 포함되는 주제 수지와 경화제 조성물에 포함되는 경화제의 부피 비율이 1:1이 되도록 상기 제조된 주제 수지 조성물 및 경화제 조성물을 카트리지 및 스테틱 믹서로 구성된 혼합기로 혼합하여 경화성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 2
주제 수지: 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에터(Trimethylolpropane triglycidyl ether)(CAS No.30499-70-8) 및 가소성 에폭시 수지(국도화학, YD-172)를 1:1의 비율(Trimethylolpropane triglycidyl ether: YD-172)로 혼합한 것을 사용하였다.
경화제: 국도화학의 KH-1505를 사용하였다.
무기필러: 평균 입경이 약 70 ㎛인 제 1 알루미나 필러, 평균 입경이 약 20 ㎛인 제 2 알루미나 필러 및 평균 입경이 약 2 ㎛인 제 3 알루미나 필러를 사용하였다. 경화성 수지 조성물 100 중량부 대비 약 87 중량부의 무기 필러를 주제 수지 및 경화제에 동량으로 분할하여 배합하였다.
첨가제: 피마자유(castor oil)(CAS: 8001-79-4)를 경화성 수지 조성물의 수지 성분(주제수지 및 경화제) 100 중량부 대비 약 20 중량부를 주제 수지 및 경화제에 동량으로 분할하여 배합하였다.
주제 수지 조성물: 주제 수지, 무기 필러 및 첨가제를 플라네터리 믹서(planetary mixer)로 혼합하여 제조하였다.
경화제 조성물: 경화제, 무기 필러 및 첨가제를 플라네터리 믹서(planetary mixer)로 혼합하여 제조하였다.
경화성 수지 조성물: 실시예 1과 동일하게 경화성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 3
경화성 수지 조성물에 첨가제를 포함시키지 않은 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 주제 수지 조성물, 경화제 조성물 및 경화성 수지 조성물을 제조 하였다.
실시예 4
경화제로 HDI trimer(CAS No. 3779-63-3) 을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 주제 수지 조성물, 경화제 조성물 및 경화성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 5
경화성 수지 조성물 100 중량부 대비 약 90 중량부의 무기 필러를 주제 수지 및 경화제에 동량으로 분할하여 배합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 주제 수지 조성물, 경화제 조성물 및 경화성 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 1
주제 수지: 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에터(Trimethylolpropane triglycidyl ether)(CAS No.30499-70-8) 및 가소성 에폭시 수지(국도화학, YD-172)를 1:1의 비율(Trimethylolpropane triglycidyl ether: YD-172)로 혼합한 것을 사용하였다.
경화제: 국도화학의 KH-1505를 사용하였다.
무기필러: 평균 입경이 약 70 ㎛인 제 1 알루미나 필러, 평균 입경이 약 20 ㎛인 제 2 알루미나 필러 및 평균 입경이 약 2 ㎛인 제 3 알루미나 필러를 사용하였다. 경화성 수지 조성물 100 중량부 대비 약 87 중량부의 무기 필러를 주제 수지 및 경화제에 동량으로 분할하여 배합하였다.
첨가제: 벤질알코올(BzOH)을 경화제 조성물의 수지 성분 100 중량부 대비 약 6 중량부를 경화제 조성물에 배합하였다.
주제 수지 조성물: 주제 수지 및 무기 필러를 플라네터리 믹서(planetary mixer)로 혼합하여 제조하였다.
경화제 조성물: 경화제, 무기 필러 및 첨가제를 플라네터리 믹서(planetary mixer)로 혼합하여 제조하였다.
경화성 수지 조성물: 실시예 1과 동일하게 경화성 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 2
주제 수지: 1.4-BD 및 caprolactone을 3:1의 비율(1.4-BD: caprolactone)로 혼합한 것을 사용하였다.
경화제: HDI uretdione을 사용하였다.
무기필러: 평균 입경이 약 70 ㎛인 제 1 알루미나 필러, 평균 입경이 약 20 ㎛인 제 2 알루미나 필러 및 평균 입경이 약 2 ㎛인 제 3 알루미나 필러를 사용하였다. 경화성 수지 조성물 100 중량부 대비 약 87 중량부의 무기 필러를 주제 수지 및 경화제에 동량으로 분할하여 배합하였다.
첨가제: 2-에틸헥사노익산(2-ethylhexanoic acid)를 경화성 수지 조성물의 수지 성분(주제수지 및 경화제) 100 중량부 대비 약 30 중량부를 주제 수지 및 경화제에 동량으로 분할하여 배합하였다.
주제 수지 조성물: 주제 수지, 무기 필러 및 첨가제를 플라네터리 믹서(planetary mixer)로 혼합하여 제조하였다.
경화제 조성물: 경화제, 무기 필러 및 첨가제를 플라네터리 믹서(planetary mixer)로 혼합하여 제조하였다.
경화성 수지 조성물: 상기 주제 수지 조성물에 포함되는 주제 수지와 경화제 조성물에 포함되는 경화제의 부피 비율이 1:1이 되도록 상기 제조된 주제 수지 조성물 및 경화제 조성물을 카트리지 및 스테틱 믹서로 구성된 혼합기로 혼합하여 경화성 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 3
경화제로 국도화학의 KH-252를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 주제 수지 조성물, 경화제 조성물 및 경화성 수지 조성물을 제조하였다.
액상 접촉 절연성
 접착력
(gf/10mm)
I1(GΩ) I2(MΩ) I3(μS/cm)
A B1 B2 C
실시예1 0.11 1.4 3.5 0.28 550
실시예2 0.2 4.5 2.1 0.20 450
실시예3 1 이상 5 1.5 0.19 510
실시예4 1 이상 1.4 10 0.01 610
실시예5 0.3 3.6 5.6 0.28 470
비교예1 0.08 5 0.4 0.85 480
비교예2 0.05 1.0 0.9 0.96 410
비교예3 0.06 5 0.1 7.5 550
*A: 경화성 수지 조성물
*B1: 주제 수지 조성물
*B2: 경화제 조성물
*C: 경화제 조성물의 수지 성분
1: 유리 기판
2: 전도성 테이프
3: 측정 대상 물질
4: 저항 측정 틀
5: 저항 측정 틀에 형성된 구멍
10: 배터리 모듈 케이스
10a: 하부판
10b: 측벽
10c: 상부판
20: 배터리셀

Claims (20)

  1. 주제 수지와 무기 필러를 포함하는 주제 수지 조성물; 및 경화제와 무기 필러를 포함하는 경화제 조성물을 포함하고,
    하기 일반식 1을 만족하는 경화성 수지 조성물:
    [일반식 1]
    I1 ≥ 0.1 GΩ
    상기 일반식 1에서 I1는 주제 수지 조성물 및 경화제 조성물을 혼합한 때로부터 24시간이 경과한 시점에서 측정한 저항이다.
  2. 제 1 항에 있어서, 하기 일반식 2를 추가로 만족하는 경화성 수지 조성물:
    [일반식 2]
    I2 ≥ 0.5 MΩ
    상기 일반식 2에서 I2는 주제 수지 조성물 또는 경화제 조성물을 제조한 때로부터 60분 이내에 측정한 저항이다.
  3. 제 1 항에 있어서, 하기 일반식 3를 추가로 만족하는 경화성 수지 조성물:
    [일반식 3]
    I3 ≤ 1 μS/cm
    상기 일반식 3에서 I3는 경화제 조성물의 수지성분의 전기 전도도이다.
  4. 제 1 항에 있어서, 주제 수지는 실리콘 수지, 아크릴 수지, 폴리올 수지 및 에폭시 수지 중 적어도 하나 이상을 포함하는 경화성 수지 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 주제 수지는 폴리올 수지를 포함하고, 경화제는 이소시아네이트를 포함하는 경화성 수지 조성물.
  6. 제 5 항에 있어서, 폴리올 수지는 비결정성이거나 융점(Tm)이 15 ℃ 미만인 에스테르 폴리올 수지인 경화성 수지 조성물.
  7. 제 5 항에 있어서, 이소시아네이트는 비방향족 이소시아네이트인 경화성 수지 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서, 무기 필러는 산화알루미늄(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 질화붕소(BN), 질화규소(Si3N4), 탄화규소(SiC) 산화베릴륨(BeO), 산화아연(ZnO), 수산화알루미늄(Al(OH)3), 보헤마이트(Boehmite), 탄소 필러 또는 클레이를 포함하는 경화성 수지 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서, 무기 필러는 경화성 수지 조성물 100 중량부 대비 70 중량부 내지 95 중량부를 포함하는 경화성 수지 조성물.
  10. 제 1 항에 있어서, 경화성 수지 조성물은 경화 후 접착력이 100 gf/10mm 이상인 경화성 수지 조성물.
  11. 제 1 항에 있어서, 주제 수지는 브룩필드 LV 타입(Brookfield LV type) 점도계를 사용하여 25 ℃에서 측정된 점도가 10,000 cP 미만인 경화성 수지 조성물.
  12. 제 1 항에 있어서, 주제 수지 조성물 및 경화제 조성물 중 적어도 하나는 첨가제를 추가로 포함하는 경화성 수지 조성물.
  13. 제 11 항에 있어서, 첨가제는 요변성 부여제, 희석제, 분산제, 표면처리제, 커플링제, 난연제 또는 가소제인 경화성 수지 조성물.
  14. 주제 수지와 무기 필러를 포함하는 주제 수지 조성물; 및 경화제와 무기 필러를 포함하는 경화제 조성물을 포함하는 경화성 수지 조성물의 절연 성능 평가 방법으로,
    하기 일반식 1을 만족하는지 여부를 평가하는 단계를 포함하는 경화성 수지 조성물의 절연 성능 평가 방법:
    [일반식 1]
    I1 ≥ 0.1 GΩ
    상기 일반식 1에서 I1는 주제 수지 조성물 및 경화제 조성물을 혼합한 때로부터 24시간이 경과한 시점에서 측정한 저항이다.
  15. 제 14 항에 있어서, 하기 일반식 2를 만족하는지 여부를 평가하는 단계를 추가로 포함하는 경화성 수지 조성물의 절연 성능 평가 방법:
    [일반식 2]
    I2 ≥ 0.5 MΩ
    상기 일반식 2에서 I2는 주제 수지 조성물 또는 경화제 조성물을 제조한 때로부터 60분 이내에 측정한 저항이다.
  16. 제 14 항에 있어서, 하기 일반식 3를 만족하는지 여부를 평가하는 단계를 추가로 포함하는 경화성 수지 조성물의 절연 성능 평가 방법:
    [일반식 3]
    I3 ≤ 1 μS/cm
    상기 일반식 3에서 I3는 경화제 조성물의 수지성분의 전기 전도도이다.
  17. 상부판, 하부판 및 측벽을 가지고, 상기 상부판, 하부판 및 측벽에 의해 내부 공간이 형성되어 있는 모듈 케이스;
    상기 모듈 케이스의 내부 공간에 존재하는 복수의 배터리셀; 및
    제 1 항에 따른 경화성 수지 조성물이 경화되어 형성되고, 상기 복수의 배터리셀 및 하부판 또는 측벽 중 적어도 하나와 접촉하는 수지층을 포함하는 배터리 모듈.
  18. 제 17 항에 있어서, 수지층은 열전도도가 3.0 W/mK 이상인 경화성 수지 조성물.
  19. 서로 전기적으로 연결되어 있는, 제 17 항의 배터리 모듈을 2개 이상 포함하는 배터리팩.
  20. 제 17 항의 배터리 모듈 또는 제 19 항의 배터리 팩을 포함하는 자동차.
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