KR20200140002A - Composite sheet and battery cell module using same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a composite sheet comprising: a laminated sheet including a graphite layer and an electrode layer; and a fluororesin-containing coating layer formed on one surface of the laminated sheet, thereby enabling high-speed heating at a low driving voltage or effectively dissipating heat from a high-temperature battery, and capable of improving durability and reliability such as light weight, chemical resistance and contamination resistance, and to a battery cell module using the same.

Description

복합 시트 및 이를 이용한 배터리 셀 모듈{COMPOSITE SHEET AND BATTERY CELL MODULE USING SAME}Composite sheet and battery cell module using the same {COMPOSITE SHEET AND BATTERY CELL MODULE USING SAME}

구현예는 적층 시트 및 상기 적층 시트의 일면에 형성된 불소 수지 함유 코팅층을 포함함으로써, 낮은 구동 전압으로 고속 히팅이 가능할 뿐만 아니라, 고온의 배터리로부터 효과적으로 열을 방출할 수 있으며, 경량성, 내화학성 및 내오염성과 같은 내구 신뢰성을 향상시킬 수 있는 복합 시트 및 이를 이용한 배터리 셀 모듈에 관한 것이다.The embodiment includes a laminated sheet and a fluororesin-containing coating layer formed on one side of the laminated sheet, thereby enabling high-speed heating at a low driving voltage, as well as effectively dissipating heat from a high-temperature battery, and has light weight, chemical resistance, and It relates to a composite sheet capable of improving durability and reliability such as fouling resistance, and a battery cell module using the same.

전기 자동차는 배터리 시스템의 신뢰성과 안정성이 상품성을 결정짓는 가장 중요한 요소로 작용하므로, 다양한 외부 온도의 변화에 따른 배터리의 성능 저하를 방지하기 위하여 배터리 시스템의 적정 온도 범위인 20℃ 내지 40℃가 유지되어야 한다. 따라서, 일반적인 기후 조건에서는 우수한 방열 성능을 지니면서도 낮은 온도 환경에서는 배터리의 적정 온도를 유지시킬 수 있는 배터리 시스템이 필요하다. In electric vehicles, since the reliability and stability of the battery system act as the most important factor that determines the marketability, the proper temperature range of the battery system, 20℃ to 40℃, is maintained to prevent degradation of battery performance due to changes in various external temperatures. Should be. Accordingly, there is a need for a battery system capable of maintaining an appropriate temperature of a battery in a low temperature environment while having excellent heat dissipation performance in general climatic conditions.

전기 자동차용 배터리의 경우, 고속 충전, 고출력, 반복 충전 횟수 등으로 인해 발행하는 열로 인하여 배터리 셀 간의 국부적인 온도 차이가 발생할 수 있다. 따라서, 복수의 배터리 셀로 구성되는 배터리 시스템은 배터리 셀의 충전 또는 방전시 발생되는 열을 냉각시킬 수 있는 방열 성능이 필요하다. In the case of a battery for an electric vehicle, a local temperature difference between battery cells may occur due to heat generated due to fast charging, high power, and repeated charging times. Accordingly, a battery system composed of a plurality of battery cells needs heat dissipation performance capable of cooling heat generated when charging or discharging the battery cells.

또한, 전기 자동차는 별도의 내연 기관이 없으므로, 전력을 이용한 발열에 의존하는데, 전기 자동차의 배터리 용량은 한정되어 있으므로, 빠른 시간 안에 적정 온도 범위에 도달할 수 있는 발열 성능이 필요하며, 저온 환경에서의 출력저하에 대응할 수 있어야 한다. In addition, since electric vehicles do not have a separate internal combustion engine, they rely on heat generation using power. Since the battery capacity of electric vehicles is limited, it needs heat generation performance that can reach the appropriate temperature range in a short time. It should be able to cope with the output decrease of

종래에는 알루미늄 또는 구리 등의 금속 재질로 이루어지는 방열판 등의 내부에 냉각수를 흐르게 하거나 별도의 제어기를 추가한 배터리 시스템을 사용해왔다. 그러나, 알루미늄 또는 구리와 같은 금속 재질은 열전도도가 높기 때문에 냉각 효과가 저하되는 것은 물론, 부피 및 중량이 크다는 단점이 있고, 별도의 제어기를 통해 제조 비용이 상승되는 단점이 있다. Conventionally, a battery system in which coolant flows inside a heat sink made of a metal material such as aluminum or copper or a separate controller has been used. However, since a metal material such as aluminum or copper has a high thermal conductivity, the cooling effect is deteriorated, and there is a disadvantage in that the volume and weight are large, and the manufacturing cost is increased through a separate controller.

일례로, 대한민국 공개특허 제2018-0080614호에서는 냉각 매체가 유통되는 열교환 패드가 열전달 효율이 높은 소재(세라믹 파우더)로 이루어져 냉각 효율을 향상시킨 배터리 모듈이 기재되어 있으나, 상기 열교환 패드의 냉각 파이프는 알루미늄 또는 구리 재질로 이루어짐으로써, 충분한 방열성, 공간성 및 경량성을 얻기 어렵다. For example, Korean Patent Application Publication No. 2018-0080614 describes a battery module in which a heat exchange pad through which a cooling medium is distributed is made of a material (ceramic powder) with high heat transfer efficiency to improve cooling efficiency, but the cooling pipe of the heat exchange pad is Since it is made of aluminum or copper, it is difficult to obtain sufficient heat dissipation, space and light weight.

대한민국 공개특허 제2018-0080614호Republic of Korea Patent Publication No. 2018-0080614

따라서, 구현예는 낮은 구동 전압으로 고속 히팅이 가능하거나, 고온의 배터리로부터 효과적으로 열을 방출할 수 있으며, 경량성, 내화학성 및 내오염성과 같은 내구 신뢰성을 향상시킬 수 있는 복합 시트 및 이를 이용한 배터리 셀 모듈을 제공하고자 한다. Accordingly, the embodiment is a composite sheet capable of high-speed heating at a low driving voltage or effectively dissipating heat from a high-temperature battery, and improving durability reliability such as light weight, chemical resistance, and contamination resistance, and a battery using the same. We want to provide a cell module.

일 구현예에 따른 복합 시트는 그라파이트층 및 전극층을 포함하는 적층 시트; 및 상기 적층 시트의 일면에 형성된 불소 수지 함유 코팅층;을 포함한다.A composite sheet according to an embodiment may include a laminated sheet including a graphite layer and an electrode layer; And a fluororesin-containing coating layer formed on one surface of the laminated sheet.

일 구현예에 따른 복합 시트의 제조 방법은 그라파이트층 및 전극층을 포함하는 적층 시트를 제조하는 단계; 상기 적층 시트의 일면에 불소 수지 함유 코팅층을 형성하는 단계;를 포함한다. A method of manufacturing a composite sheet according to an embodiment includes the steps of preparing a laminated sheet including a graphite layer and an electrode layer; And forming a fluororesin-containing coating layer on one surface of the laminated sheet.

일 구현예에 따른 배터리 셀 모듈은 하우징; 상기 하우징 내에 병렬로 배치되는 복수의 배터리 셀; 및 상기 복수의 배터리 셀 사이에 개재되는 복합 시트를 포함하고, 상기 복합 시트가 그라파이트층 및 전극층을 포함하는 적층 시트, 및 상기 적층 시트의 일면에 형성된 불소 수지 함유 코팅층을 포함한다.A battery cell module according to an embodiment includes a housing; A plurality of battery cells arranged in parallel in the housing; And a composite sheet interposed between the plurality of battery cells, wherein the composite sheet includes a laminated sheet including a graphite layer and an electrode layer, and a fluororesin-containing coating layer formed on one surface of the laminated sheet.

구현예에 따른 복합 시트는 전극층, 그라파이트층 및 불소 수지 함유 코팅층이 순서대로 적층되거나, 그라파이트층, 전극층 및 불소 수지 함유 코팅층이 순서대로 적층됨으로써, 낮은 구동 전압으로 고속 히팅이 가능하면서, 동시에 고온의 배터리로부터 효과적으로 열을 방출할 수 있으므로, 발열성능과 방열 성능을 모두 향상시킬 수 있다. In the composite sheet according to the embodiment, an electrode layer, a graphite layer, and a fluororesin-containing coating layer are sequentially stacked, or a graphite layer, an electrode layer, and a fluororesin-containing coating layer are sequentially stacked, thereby enabling high-speed heating at a low driving voltage and at the same time Since heat can be effectively discharged from the battery, both heat generation performance and heat dissipation performance can be improved.

도 1은 구현예에 따른 복합 시트의 적층 구조를 나타낸 것이다.
도 2는 다른 구현예에 따른 복합 시트의 적층 구조를 나타낸 것이다.
도 3은 구현예에 따른 그라파이트층의 표면의 개략도를 나타낸 것이다.
도 4는 구현예에 따른 그라파이트층의 표면 사진을 나타낸 것이다.
도 5는 구현예에 따른 그라파이트층의 표면을 원자간력 현미경(atomic force microscope, AFM)으로 관찰한 사진이다.
1 shows a laminated structure of a composite sheet according to an embodiment.
2 shows a laminated structure of a composite sheet according to another embodiment.
3 is a schematic diagram of a surface of a graphite layer according to an embodiment.
4 shows a photograph of a surface of a graphite layer according to an embodiment.
5 is a photograph of a surface of a graphite layer according to an embodiment observed with an atomic force microscope (AFM).

이하, 구현예를 통해 발명을 상세하게 설명한다. 구현예는 이하에서 개시된 내용에 한정되는 것이 아니라 발명의 요지가 변경되지 않는 한, 다양한 형태로 변형될 수 있다.Hereinafter, the invention will be described in detail through embodiments. The implementation is not limited to the content disclosed below, and may be modified in various forms unless the gist of the invention is changed.

본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In the present specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.

또한, 본 명세서에 기재된 구성성분의 양, 반응 조건 등을 나타내는 모든 숫자 및 표현은 특별한 기재가 없는 한 모든 경우에 "약"이라는 용어로써 수식되는 것으로 이해하여야 한다.In addition, all numbers and expressions representing amounts of components, reaction conditions, and the like described in the present specification are to be understood as being modified by the term "about" in all cases unless otherwise specified.

복합 시트Composite sheet

일 구현예에 따른 복합 시트는 그라파이트층 및 전극층을 포함하는 적층 시트; 및 상기 적층 시트의 일면에 형성된 불소 수지 함유 코팅층;을 포함한다.A composite sheet according to an embodiment may include a laminated sheet including a graphite layer and an electrode layer; And a fluororesin-containing coating layer formed on one surface of the laminated sheet.

일 구현예에 따르면, 상기 불소 수지 함유 코팅층이 상기 그라파이트층 상에 형성된다. According to one embodiment, the fluororesin-containing coating layer is formed on the graphite layer.

도 1은 구현예에 따른 복합 시트의 적층 구조를 나타낸 것이다. 도 1에는 전극층 상에 그라파이트층이 적층된 적층 시트의 일면에 불소 수지 함유 코팅층이 형성된 복합 시트가 예시되어 있다. 구체적으로, 전극층, 그라파이트층 및 불소 수지 함유 수지층이 순서대로 적층될 수 있다. 1 shows a laminated structure of a composite sheet according to an embodiment. 1 illustrates a composite sheet in which a fluororesin-containing coating layer is formed on one surface of a laminated sheet in which a graphite layer is stacked on an electrode layer. Specifically, an electrode layer, a graphite layer, and a fluororesin-containing resin layer may be sequentially stacked.

다른 구현예에 따르면, 상기 불소 수지 함유 코팅층이 상기 전극층 상에 형성된다. According to another embodiment, the fluororesin-containing coating layer is formed on the electrode layer.

도 2는 다른 구현예에 따른 복합 시트의 적층 구조를 나타낸 것이다. 도 2에는 그라파이트층 상에 전극층이 적층된 적층 시트의 일면에 불소 수지 함유 코팅층이 형성된 복합 시트가 예시되어 있다. 구체적으로, 그라파이트층, 전극층 및 불소 수지 함유 수지층이 순서대로 적층될 수 있다. 2 shows a laminated structure of a composite sheet according to another embodiment. 2 illustrates a composite sheet in which a fluororesin-containing coating layer is formed on one surface of a laminated sheet in which an electrode layer is stacked on a graphite layer. Specifically, a graphite layer, an electrode layer, and a fluororesin-containing resin layer may be sequentially stacked.

구현예에 따른 복합 시트는 전극층, 그라파이트층 및 불소 수지 함유 코팅층이 순서대로 적층되거나, 그라파이트층, 전극층 및 불소 수지 함유 코팅층이 순서대로 적층됨으로써, 낮은 구동 전압으로 고속 히팅이 가능하면서, 동시에 고온의 배터리로부터 효과적으로 열을 방출할 수 있으므로, 발열성능과 방열 성능을 모두 향상시킬 수 있다. In the composite sheet according to the embodiment, an electrode layer, a graphite layer, and a fluororesin-containing coating layer are sequentially stacked, or a graphite layer, an electrode layer, and a fluororesin-containing coating layer are sequentially stacked, thereby enabling high-speed heating at a low driving voltage and at the same time Since heat can be effectively discharged from the battery, both heat generation performance and heat dissipation performance can be improved.

또한, 상기 복합 시트는 부피가 크지 않으므로 경량성이 우수하고, 난연성과 같은 내화학성이 우수한 불소 수지 함유 코팅층을 포함함으로써, 내화학성 및 내오염성과 같은 내구 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In addition, since the composite sheet is not bulky, it is possible to improve durability reliability such as chemical resistance and fouling resistance by including a fluororesin-containing coating layer having excellent light weight and excellent chemical resistance such as flame retardancy.

일 구현예에 따르면, 상기 복합 시트의 두께는 10 내지 500 ㎛이다. 구체적으로, 상기 복합 시트의 두께는 50 내지 500 ㎛, 70 내지 500 ㎛, 70 내지 300 ㎛, 10 내지 300 ㎛, 10 내지 250 ㎛, 또는 70 내지 250 ㎛일 수 있다. According to one embodiment, the thickness of the composite sheet is 10 to 500 ㎛. Specifically, the thickness of the composite sheet may be 50 to 500 µm, 70 to 500 µm, 70 to 300 µm, 10 to 300 µm, 10 to 250 µm, or 70 to 250 µm.

그라파이트층Graphite layer

알루미늄이나 구리와 같은 금속 소재의 열전도도는 등방성인 반면, 그라파이트층은 이방성(異方性) 배열을 갖는 그라파이트 입자의 구조로 인해 두께 방향과 면 방향의 열전도도가 상이하다. The thermal conductivity of a metal material such as aluminum or copper is isotropic, whereas the graphite layer has different thermal conductivity in the thickness direction and the surface direction due to the structure of graphite particles having an anisotropic arrangement.

구체적으로, 그라파이트층은 일반적으로 면 방향으로는 100 W/mk 이상의 열전도도를 갖고, 수평 방향으로는 20 W/mk 이하의 열전도도를 갖는다. 따라서, 그라파이트층은 복수의 배터리 셀에서 발생하는 열을 하부의 방열판으로 빠르게 이동시킬 수 있으므로 방열성을 향상시킬 수 있다. Specifically, the graphite layer generally has a thermal conductivity of 100 W/mk or more in a plane direction, and a thermal conductivity of 20 W/mk or less in a horizontal direction. Accordingly, since the graphite layer can rapidly transfer heat generated from a plurality of battery cells to a lower heat sink, heat dissipation can be improved.

일 구현예에 따르면, 상기 그라파이트층의 두께 방향의 열전도도에 대한 면 방향의 열전도도의 비가 300 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 그라파이트층의 두께 방향의 열전도도는 1 W/mK 내지 20 W/mK일 수 있고, 면 방향의 열전도도는 800 W/mK 내지 2,000 W/mK일 수 있다. 예를 들어, 상기 두께 방향의 열전도도는 1 W/mK 내지 18 W/mK, 3 W/mK 내지 20 W/mK 또는 5 W/mK 내지 20 W/mK일 수 있고, 상기 면 방향의 열전도도는 900 W/mK 내지 2,000 W/mK, 1,000 W/mK 내지 1,800 W/mK, 1,200 W/mK 내지 2,000 W/mK 또는 1,200 W/mK 내지 1,800 W/mK 일 수 있다. According to an embodiment, a ratio of thermal conductivity in a plane direction to thermal conductivity in a thickness direction of the graphite layer may be 300 or more. Specifically, the thermal conductivity in the thickness direction of the graphite layer may be 1 W/mK to 20 W/mK, and the thermal conductivity in the plane direction may be 800 W/mK to 2,000 W/mK. For example, the thermal conductivity in the thickness direction may be 1 W/mK to 18 W/mK, 3 W/mK to 20 W/mK, or 5 W/mK to 20 W/mK, and the thermal conductivity in the plane direction May be 900 W/mK to 2,000 W/mK, 1,000 W/mK to 1,800 W/mK, 1,200 W/mK to 2,000 W/mK, or 1,200 W/mK to 1,800 W/mK.

일 구현예에 따르면, 상기 그라파이트층은 적어도 하나의 제1 흑연층 및 적어도 하나의 제2 흑연층이 교대로 적층된 5층 이상의 적층체를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the graphite layer may include a stack of five or more layers in which at least one first graphite layer and at least one second graphite layer are alternately stacked.

상기 그라파이트층은 위사와 경사가 직조된 직물 형태의 표면 구조를 갖는다. 구체적으로, 상기 그라파이트층은 흑연화된 섬유를 포함하는 제1 흑연층과 제2 흑연층을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 그라파이트층은 흑연화된 섬유를 포함하는 제1 흑연층 및 상기 제1 흑연층의 단면 또는 양면을 덮는 제2 흑연층을 포함할 수 있다.The graphite layer has a fabric-like surface structure in which weft and warp are woven. Specifically, the graphite layer may include a first graphite layer and a second graphite layer including graphitized fibers. More specifically, the graphite layer may include a first graphite layer including graphitized fibers and a second graphite layer covering one side or both sides of the first graphite layer.

상기 그라파이트층의 표면 구조는, 제1 흑연층을 이루는 섬유의 표면과 동일할 수 있다. 상기 섬유는 직물 기재로서, 이를 이용해 제조된 상기 그라파이트층의 표면 구조가 전술한 구조를 갖게 하는 직조 구조의 기재일 수 있다.The surface structure of the graphite layer may be the same as the surface of the fibers forming the first graphite layer. The fiber is a fabric substrate, and may be a substrate having a woven structure in which the surface structure of the graphite layer prepared using the same has the above-described structure.

상기 제1 흑연층은 복수의 흑연 섬유를 포함하는 섬유 다발을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 흑연층은 복수의 흑연 섬유를 포함하는 섬유 다발로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 섬유 다발은 복수의 흑연 섬유 사이에 형성된 공극을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 제1 흑연층은 흑연 섬유 또는 흑연 섬유 다발로 이루어진, 위사와 경사가 직조된 직물 형태를 포함할 수 있다.The first graphite layer may include a fiber bundle including a plurality of graphite fibers. Specifically, the first graphite layer may be formed of a fiber bundle including a plurality of graphite fibers. In addition, the fiber bundle may include voids formed between a plurality of graphite fibers. Further, the first graphite layer may include a fabric form in which a weft yarn and a warp are woven made of graphite fibers or graphite fiber bundles.

상기 제1 흑연층은 천연 섬유 또는 인조 섬유가 흑연화된 섬유를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 흑연층은 천연 섬유 또는 인조 섬유가 탄화 및 흑연화된 섬유일 수 있다. The first graphite layer may include fibers in which natural fibers or artificial fibers are graphitized. Specifically, the first graphite layer may be a fiber in which natural fibers or artificial fibers are carbonized and graphitized.

상기 천연 섬유는 셀룰로오스 섬유, 단백질 섬유 및 광물성 섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 상기 셀룰로오스 섬유는, 예를 들어, (i) 면 또는 케이폭 등과 같은 종자섬유, (ii) 아마, 저마, 대마, 또는 황마 등과 같은 줄기섬유, (iii) 야자섬유와 같은 과실섬유, 및 (iv) 마닐라마, 아바카 또는 사이잘마와 같은 잎섬유를 들 수 있다. 또한, 상기 단백질 섬유는, 예를 들어, (i) 양모 섬유, (ii) 견 섬유 및 (iii) 헤어 섬유를 들 수 있다. 상기 광물성 섬유는, 예를 들어, (i) 글라스울 및 미네라울과 같은 인조광물섬유, 및 (ii) 유리, 암석, 기타 광물질이 고온에서 액화시켜 섬유화된 석면을 들 수 있다. 구체적으로, 상기 천연 섬유는 면, 마, 모 및 견으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The natural fiber may be at least one selected from the group consisting of cellulose fibers, protein fibers, and mineral fibers. The cellulose fibers are, for example, (i) seed fibers such as cotton or kapok, (ii) stem fibers such as flax, germ, hemp, or jute, (iii) fruit fibers such as palm fibers, and (iv) And leaf fibers such as manila hemp, abaca, or sisalma. Further, the protein fibers include, for example, (i) wool fibers, (ii) silk fibers and (iii) hair fibers. The mineral fibers include, for example, (i) artificial mineral fibers such as glass wool and mineral wool, and (ii) asbestos fiberized by liquefaction of glass, rock, and other minerals at high temperatures. Specifically, the natural fiber may include one or more selected from the group consisting of cotton, hemp, wool and silk.

상기 인조 섬유는 유기질 섬유 및 무기질 섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 상기 유기질 섬유는, 예를 들어, (i) 레이온, 텐셀(라이오셀), 모달 등과 같은 셀룰로오스계 섬유, 또는 단백질계 섬유를 포함하는 재생 섬유, (ii) 아세테이트, 트리아세테이트 등과 같은 셀룰로오스계 섬유를 포함하는 반합성 섬유, 또는 (iii) 폴리아미드계 섬유, 폴리에스테르계 섬유, 폴리우레탄계 섬유, 폴리에틸렌계 섬유, 폴리염화비닐계 섬유, 폴리플루오르에틸렌계 섬유, 폴리비닐알코올계 섬유, 아크릴계 섬유 또는 폴리프로필렌계 섬유와 같은 합성 섬유를 들 수 있다. 구체적으로, 상기 인조 섬유는 나일론, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리플루오로에틸렌, 폴리비닐알코올, 아크릴 및 폴리프로필렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 합성 섬유; 또는 레이온, 아세테이트 및 트리아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 셀룰로오스계 섬유를 포함할 수 있다.The artificial fiber may be at least one selected from the group consisting of organic fibers and inorganic fibers. The organic fibers include, for example, (i) cellulose-based fibers such as rayon, tencel (lyocell), modal, etc., or regenerated fibers including protein-based fibers, (ii) cellulose fibers such as acetate, triacetate, etc. Semi-synthetic fibers, or (iii) polyamide fibers, polyester fibers, polyurethane fibers, polyethylene fibers, polyvinyl chloride fibers, polyfluoroethylene fibers, polyvinyl alcohol fibers, acrylic fibers or polypropylene Synthetic fibers such as fiber based fibers are mentioned. Specifically, the artificial fiber is at least one synthetic fiber selected from the group consisting of nylon, polyester, polyurethane, polyethylene, polyvinyl chloride, polyfluoroethylene, polyvinyl alcohol, acrylic and polypropylene; Or it may include one or more cellulose-based fibers selected from the group consisting of rayon, acetate, and triacetate.

예를 들면, 상기 제1 흑연층은 피치 20 내지 200 ㎛ 및 폭 60 내지 200 ㎛의 격자 구조를 포함할 수 있다.For example, the first graphite layer may include a lattice structure having a pitch of 20 to 200 μm and a width of 60 to 200 μm.

상기 제2 흑연층은 상기 제1 흑연층의 단면 또는 양면을 덮을 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 흑연층은 제1 흑연층의 일면에 피복되는 제1 흑연 외층과 상기 제1 흑연층의 다른 일면에 피복되는 제2 흑연 외층으로 이루어지며, 상기 제1 흑연 외층과 제2 흑연 외층의 일부가 서로 연결될 수 있다.The second graphite layer may cover one side or both sides of the first graphite layer. Specifically, the second graphite layer is composed of a first graphite outer layer coated on one side of the first graphite layer and a second graphite outer layer coated on the other side of the first graphite layer, and the first graphite outer layer and the second graphite outer layer Some of the outer layers of graphite may be connected to each other.

상기 제2 흑연층은 고분자 수지가 흑연화된 것일 수 있다. 또한, 상기 제2 흑연층은 천연 흑연 또는 팽창 흑연을 포함할 수 있다. The second graphite layer may be a polymer resin graphitized. In addition, the second graphite layer may include natural graphite or expanded graphite.

상기 고분자 수지는 폴리이미드, 폴리아믹산, 폴리염화비닐, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리플루오르에틸렌, 폴리비닐알코올, 아크릴 및 폴리프로필렌으로 이루어진 군 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 고분자 수지는 중량평균분자량 200,000 내지 300,000 g/mol인 폴리이미드, 폴리아믹산 및 폴리염화비닐로 이루어진 군 중 1종 이상을 포함할 수 있다.The polymer resin may include one or more of the group consisting of polyimide, polyamic acid, polyvinyl chloride, polyester, polyurethane, polyethylene, polyfluoroethylene, polyvinyl alcohol, acrylic and polypropylene. Specifically, the polymer resin may include one or more of the group consisting of polyimide, polyamic acid, and polyvinyl chloride having a weight average molecular weight of 200,000 to 300,000 g/mol.

구체적으로, 상기 그라파이트층은 섬유 기재 및 상기 섬유 기재의 일면 또는 양면에 고분자 코팅층을 포함하는 적층체를 제조한 후, 상기 적층체를 일체로 탄화 및 흑연화시켜 제조될 수 있다. 소정의 온도에서 탄화 및 흑연화시키는 공정을 진행함으로써, 상기 적층체를 이루는 섬유 기재 및 고분자 코팅층은 모두 흑연화되며, 이로써 그라파이트층이 제조될 수 있다. Specifically, the graphite layer may be prepared by preparing a fiber substrate and a laminate including a polymer coating layer on one or both sides of the fiber substrate, and then carbonizing and graphitizing the laminate integrally. By carrying out a process of carbonizing and graphitizing at a predetermined temperature, both the fiber base material and the polymer coating layer forming the laminate are graphitized, thereby producing a graphite layer.

상술한 바와 같은 적층체를 흑연화시켜 그라파이트층을 제조할 경우, 비교적 두꺼운 두께 및 우수한 열전도도를 갖는 그라파이트층을 저렴하게 제조할 수 있는 장점이 있다.When the graphite layer is manufactured by graphitizing the laminate as described above, there is an advantage that a graphite layer having a relatively thick thickness and excellent thermal conductivity can be manufactured inexpensively.

이때, 상기 고분자 코팅층 하나의 두께는 30 내지 50 ㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 고분자 코팅층을 상기 섬유 기재의 양면에 형성하는 경우, 이층의 고분자 코팅층의 총 두께는 60 내지 100 ㎛일 수 있다. 상기 고분자 코팅층의 두께가 상기 두께 범위로 형성될 때, 상기 적층체는 탄화 및 흑연화된 이후 상기 그라파이트층의 표면 상에 상기 섬유 기재로부터 유래된 직조 구조가 드러날 수 있다.In this case, the thickness of one of the polymer coating layers may be 30 to 50 μm. For example, when the polymer coating layer is formed on both sides of the fiber substrate, the total thickness of the polymer coating layer of the second layer may be 60 to 100 μm. When the thickness of the polymer coating layer is formed in the above thickness range, the laminate may have a woven structure derived from the fibrous substrate on the surface of the graphite layer after carbonization and graphitization.

상기 섬유 기재는 천연 섬유 및 인조 섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 상기 천연 섬유 및 인조 섬유는 상기 제1 흑연층에서 설명한 바와 같다.The fiber substrate may be one or more selected from the group consisting of natural fibers and artificial fibers. The natural fibers and artificial fibers are as described in the first graphite layer.

상기 고분자 코팅층은 상기 흑연 제2 흑연층의 고분자 수지에서 설명한 바와 같다.The polymer coating layer is as described in the polymer resin of the graphite second graphite layer.

또한, 상기 그라파이트층은 피치 20 내지 200 ㎛ 및 폭 60 내지 200 ㎛의 격자 구조를 포함할 수 있다.In addition, the graphite layer may include a grid structure having a pitch of 20 to 200 μm and a width of 60 to 200 μm.

도 3 및 4를 참조하면, 상기 그라파이트층은 위사와 경사가 직조된 직물 형태의 표면 구조를 가질 수 있다.3 and 4, the graphite layer may have a surface structure in the form of a fabric in which weft and warp are woven.

이때, 상기 위사(A) 및 상기 경사(B)는 그 폭(d1, d2)이 각각 20 내지 200 ㎛, 30 내지 170 ㎛ 또는 50 내지 170 ㎛일 수 있다. 또한, 상기 위사(A) 및 상기 경사(B)는 그 피치(P1, P2)가 각각 20 내지 200 ㎛, 30 내지 170 ㎛ 또는 50 내지 170 ㎛일 수 있다.In this case, the widths d1 and d2 of the weft (A) and the warp (B) may be 20 to 200 μm, 30 to 170 μm, or 50 to 170 μm, respectively. In addition, the weft (A) and the warp (B) may have a pitch (P1, P2) of 20 to 200 µm, 30 to 170 µm, or 50 to 170 µm, respectively.

또한, 상기 그라파이트층의 표면 구조는 위사(A) X 경사(B)가 80 내지 130 X 100 내지 150 count/inch를 만족할 수 있다. 예를 들어, 상기 그라파이트층의 표면 구조는 위사(A) X 경사(B)가 130 X 150 count/inch, 100 X 120 count/inch, 또는 80 X 100 count/inch를 만족할 수 있다.In addition, the surface structure of the graphite layer may satisfy a weft (A) X warp (B) of 80 to 130 X 100 to 150 count/inch. For example, the surface structure of the graphite layer may satisfy a weft (A) X warp (B) of 130 X 150 count/inch, 100 X 120 count/inch, or 80 X 100 count/inch.

상기 그라파이트층은 전술한 표면 구조를 가짐으로써 표면에 소정의 조도를 가질 수 있다. 구체적으로, 도 3을 참조할 때, 상기 그라파이트층의 표면은 상기 위사(A) 및 상기 경사(B)가 중첩되는 부분(C)과 중첩되지 않는 부분(D) 사이의 단차가 발생하게 된다.The graphite layer may have a predetermined roughness on the surface by having the above-described surface structure. Specifically, referring to FIG. 3, a level difference occurs between a portion C where the weft yarn A and the warp yarn B overlap and a portion D that does not overlap the surface of the graphite layer.

일 구현예에 따르면, 상기 그라파이트층의 표면 조도(Ra)는 0.5 내지 10 ㎛일 수 있다(도 5 참조). 보다 구체적으로, 상기 그라파이트층의 표면 조도(Ra)는 1 내지 8 ㎛, 또는 2 내지 6 ㎛일 수 있다.According to one embodiment, the surface roughness Ra of the graphite layer may be 0.5 to 10 μm (see FIG. 5). More specifically, the surface roughness (Ra) of the graphite layer may be 1 to 8 µm, or 2 to 6 µm.

일 구현예에 따르면, 상기 그라파이트층의 두께는 10 ㎛ 내지 500 ㎛이다. 구체적으로, 상기 그라파이트층의 두께는 50 내지 500 ㎛, 70 내지 500 ㎛, 70 내지 300 ㎛, 10 내지 300 ㎛, 10 내지 250 ㎛, 또는 70 내지 250 ㎛일 수 있다. 그라파이트층의 두께가 상기 범위 내일 때, 열용량 측면에서 유리할 수 있다.According to one embodiment, the thickness of the graphite layer is 10 μm to 500 μm. Specifically, the thickness of the graphite layer may be 50 to 500 µm, 70 to 500 µm, 70 to 300 µm, 10 to 300 µm, 10 to 250 µm, or 70 to 250 µm. When the thickness of the graphite layer is within the above range, it may be advantageous in terms of heat capacity.

상기 그라파이트층은 5 mm의 곡률 반경(R), 180°의 절곡 각도, 0.98 N의 하중 및 90 회/분의 절곡 속도 조건에서 수행한 MIT 굴곡성 시험 결과, 파단되기까지의 왕복 절곡 횟수가 10,000회 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 그라파이트층은 상기 MIT 굴곡성 시험 결과, 파단되기까지의 왕복 절곡 횟수가 10,000 내지 20,000 회, 10,000 내지 18,000 회, 또는 10,000 내지 15,000 회일 수 있다.The graphite layer has a bending radius of 5 mm (R), a bending angle of 180°, a load of 0.98 N, and a bending speed of 90 times/min. It can be more than that. Specifically, the graphite layer may have a reciprocating bending number of 10,000 to 20,000 times, 10,000 to 18,000 times, or 10,000 to 15,000 times as a result of the MIT flexibility test.

상기 그라파이트층은 50℃에서의 비열이 0.5 내지 1.0 J/gK, 0.5 내지 0.9 J/gK, 0.6 내지 0.9 J/gK 또는 0.7 내지 0.9 J/gK일 수 있다. 상기 그라파이트층의 밀도는 0.5 내지 2.5 g/㎤, 0.5 내지 2.0 g/㎤ 또는 0.8 내지 2.0 g/㎤일 수 있다.The graphite layer may have a specific heat of 0.5 to 1.0 J/gK, 0.5 to 0.9 J/gK, 0.6 to 0.9 J/gK, or 0.7 to 0.9 J/gK at 50°C. The density of the graphite layer may be 0.5 to 2.5 g/cm 3, 0.5 to 2.0 g/cm 3, or 0.8 to 2.0 g/cm 3.

일 구현예에 따르면, 상기 제2 흑연층의 밀도는 상기 제1 흑연층의 밀도보다 더 높을 수 있다. 구체적으로, 제1 흑연층의 밀도는 1.3 내지 1.5 g/㎤ 또는 1.5 내지 1.9 g/㎤일 수 있고, 제2 흑연층의 밀도는 1.5 내지 1.8 g/㎤ 또는 1.8 내지 2.1 g/㎤일 수 있다. According to one embodiment, the density of the second graphite layer may be higher than that of the first graphite layer. Specifically, the density of the first graphite layer may be 1.3 to 1.5 g/cm 3 or 1.5 to 1.9 g/cm 3, and the density of the second graphite layer may be 1.5 to 1.8 g/cm 3 or 1.8 to 2.1 g/cm 3 .

구현예에 따른 복합 시트는 상기 그라파이트층을 포함함으로써, 방열 성능을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 종래의 금속 소재가 아닌 그라파이트층을 포함함으로써, 금속 소재에 비하여 부피가 작고, 가벼우며 유연한 장점이 있다. 또한, 고온의 배터리로부터 효과적으로 열을 방출할 수 있으므로, 방열 성능을 향상시킬 수 있다. The composite sheet according to the embodiment may improve heat dissipation performance by including the graphite layer. Specifically, by including a graphite layer rather than a conventional metal material, there is an advantage in that the volume is small, light and flexible compared to the metal material. In addition, since heat can be effectively discharged from a high-temperature battery, heat dissipation performance can be improved.

전극층Electrode layer

일 구현예에 따르면, 상기 전극층은 은-나노와이어(Ag-nanowire), 메탈 메시(metal mesh), 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide, ITO) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the electrode layer may include silver-nanowire (Ag-nanowire), a metal mesh, indium tin oxide (ITO), or a combination thereof.

일 구현예에 따르면, 상기 전극층의 면저항은 50 Ω/□ 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 전극층이 은-나노와이어(Ag-nanowire) 또는 메탈 메시(metal mesh)를 포함하는 경우, 상기 전극층의 면저항은 40 Ω/□ 이하, 30 Ω/□ 이하, 20 Ω/□ 이하 또는 10 Ω/□ 이하일 수 있다. 또한, 상기 전극층이 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide)를 포함하는 경우, 상기 전극층의 면저항은 50 Ω/□ 이하, 40 Ω/□ 이하, 30 Ω/□ 이하, 20 Ω/□ 이하 또는 10 Ω/□ 이하일 수 있다.According to one embodiment, the sheet resistance of the electrode layer may be 50 Ω/□ or less. Specifically, when the electrode layer includes silver-nanowire (Ag-nanowire) or metal mesh (metal mesh), the sheet resistance of the electrode layer is 40 Ω/□ or less, 30 Ω/□ or less, 20 Ω/□ or less, or It may be less than 10 Ω/□. In addition, when the electrode layer includes indium tin oxide, the sheet resistance of the electrode layer is 50 Ω/□ or less, 40 Ω/□ or less, 30 Ω/□ or less, 20 Ω/□ or less, or 10 Ω/ It can be less than □.

일 구현예에 따르면, 상기 전극층의 두께는 1 내지 1000 nm일 수 있다. 예를 들어, 상기 전극층의 두께는 10 내지 1000 nm, 20 내지 1000 nm, 30 내지 1000 nm, 50 내지 1000 nm, 80 내지 1000 nm, 100 내지 1000 nm, 100 내지 900 nm, 100 내지 800 nm, 150 내지 800 nm, 200 내지 800 nm, 200 내지 600 nm 또는 200 내지 500 nm일 수 있다. According to one embodiment, the thickness of the electrode layer may be 1 to 1000 nm. For example, the thickness of the electrode layer is 10 to 1000 nm, 20 to 1000 nm, 30 to 1000 nm, 50 to 1000 nm, 80 to 1000 nm, 100 to 1000 nm, 100 to 900 nm, 100 to 800 nm, 150 To 800 nm, 200 to 800 nm, 200 to 600 nm, or 200 to 500 nm.

구현예에 따른 복합 시트는 상기 전극층을 포함함으로써, 발열 성능을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 낮은 구동 전압으로 고속 히팅이 가능하므로 발열 성능을 향상시킬 수 있다. The composite sheet according to the embodiment may improve the heat generation performance by including the electrode layer. Specifically, since high-speed heating is possible with a low driving voltage, heat generation performance can be improved.

불소 수지 함유 코팅층Fluorine resin-containing coating layer

일 구현예에 따르면, 상기 불소 수지 함유 코팅층은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, polytetrafluoroethylene), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE, polychlorotrifluoroethylene), 폴리비닐리덴디블루오라이드(PVDF, polyvinylidenedifluoride), 플로린화 에틸렌프로필렌 공중합체(FEP, fluorinated ethylene propylene copolymer), 폴리에틸렌-테트라플루오로에틸렌(ETFE, polyethylene-co-tetrafluoroethylene) 및 폴리에틸렌-클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE, polyethylene-co-chlorotrifluoroethylene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the fluororesin-containing coating layer is polytetrafluoroethylene (PTFE, polytetrafluoroethylene), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), polyvinylidenedifluoride (PVDF), florinization. Selected from the group consisting of ethylene propylene copolymer (FEP), polyethylene-co-tetrafluoroethylene (ETFE), and polyethylene-co-chlorotrifluoroethylene (ECTFE). It may contain one or more.

일 구현예에 따르면, 상기 불소 수지 함유 코팅층은 탄소나노튜브, 탄소나노섬유, 탄소섬유 및 그래핀(graphene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 전도성 고분자를 추가로 포함할 수 있다. According to one embodiment, the fluororesin-containing coating layer may further include at least one conductive polymer selected from the group consisting of carbon nanotubes, carbon nanofibers, carbon fibers, and graphene.

일 구현예에 따르면, 상기 불소 수지 함유 코팅층의 접촉각은 90° 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 불소 수지 함유 코팅층의 접촉각은 100°이상, 110° 이상 또는 120° 이상일 수 있다. According to one embodiment, the contact angle of the fluororesin-containing coating layer may be 90° or more. For example, the contact angle of the fluororesin-containing coating layer may be 100° or more, 110° or more, or 120° or more.

일 구현예에 따르면, 상기 불소 수지 함유 코팅층의 두께는 1 내지 1000 nm일 수 있다. 예를 들어, 상기 불소 수지 함유 코팅층의 두께는 10 내지 1000 nm, 20 내지 1000 nm, 30 내지 1000 nm, 50 내지 1000 nm, 80 내지 1000 nm, 100 내지 1000 nm, 100 내지 900 nm, 100 내지 800 nm, 150 내지 800 nm, 200 내지 800 nm, 200 내지 600 nm 또는 200 내지 500 nm일 수 있다. According to one embodiment, the thickness of the fluororesin-containing coating layer may be 1 to 1000 nm. For example, the thickness of the fluororesin-containing coating layer is 10 to 1000 nm, 20 to 1000 nm, 30 to 1000 nm, 50 to 1000 nm, 80 to 1000 nm, 100 to 1000 nm, 100 to 900 nm, 100 to 800 nm, 150 to 800 nm, 200 to 800 nm, 200 to 600 nm, or 200 to 500 nm.

구현예에 따른 복합 시트는 난연성과 같은 내화학성이 우수한 불소 수지 함유 코팅층을 포함함으로써, 내화학성 및 내오염성과 같은 내구 신뢰성을 향상시킬 수 있다.The composite sheet according to the embodiment includes a coating layer containing a fluorine resin having excellent chemical resistance such as flame retardancy, and thus durability reliability such as chemical resistance and fouling resistance may be improved.

복합 시트의 제조 방법Manufacturing method of composite sheet

일 구현예에 따른 복합 시트의 제조 방법은 그라파이트층 및 전극층을 포함하는 적층 시트를 제조하는 단계; 상기 적층 시트의 일면에 불소 수지 함유 코팅층을 형성하는 단계;를 포함한다. A method of manufacturing a composite sheet according to an embodiment includes the steps of preparing a laminated sheet including a graphite layer and an electrode layer; And forming a fluororesin-containing coating layer on one surface of the laminated sheet.

상기 그라파이트층, 전극층 및 불소 수지 함유 코팅층에 대한 내용은 전술한 바와 동일하다. The contents of the graphite layer, the electrode layer and the fluororesin-containing coating layer are the same as described above.

일 구현예에 따르면, 상기 전극층은 습식 코팅(wet coating) 공정 또는 스퍼터링(sputtering) 공정에 의해 형성될 수 있고, 상기 불소 수지 함유 코팅층은 스퍼터링 공정에 의해 형성될 수 있다. According to one embodiment, the electrode layer may be formed by a wet coating process or a sputtering process, and the fluororesin-containing coating layer may be formed by a sputtering process.

상기 스퍼터링 공정은 RF(radio frequency), MF(middle frequency) 또는 DC(direc current)을 사용하여 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The sputtering process may be performed using radio frequency (RF), middle frequency (MF), or dirt current (DC), but is not limited thereto.

배터리 셀 모듈Battery cell module

일 구현예에 따른 배터리 셀 모듈은 하우징; 상기 하우징 내에 병렬로 배치되는 복수의 배터리 셀; 및 상기 복수의 배터리 셀 사이에 개재되는 복합 시트를 포함하고, 상기 복합 시트가 그라파이트층 및 전극층을 포함하는 적층 시트, 및 상기 적층 시트의 일면에 형성된 불소 수지 함유 코팅층을 포함한다. A battery cell module according to an embodiment includes a housing; A plurality of battery cells arranged in parallel in the housing; And a composite sheet interposed between the plurality of battery cells, wherein the composite sheet includes a laminated sheet including a graphite layer and an electrode layer, and a fluororesin-containing coating layer formed on one surface of the laminated sheet.

일 구현예에 따른 배터리 셀 모듈은 상기 적층 시트의 타면이 상기 개개의 배터리 셀과 접할 수 있다. In the battery cell module according to an embodiment, the other surface of the laminated sheet may contact the individual battery cells.

종래의 배터리 셀 모듈은 배터리 셀에서 발생되는 열을 방열판으로 이동시키기 위해 복수의 배터리 셀 사이에 냉각핀이 개재되고, 상기 냉각핀을 따라 이동되는 열은 내부에 냉각수가 흐르는 방열판으로 이동됨으로써 배터리 셀 모듈의 관리 온도(20℃ 내지 40℃)를 유지할 수 있다.In the conventional battery cell module, a cooling fin is interposed between a plurality of battery cells in order to move heat generated from the battery cell to a heat sink, and the heat moving along the cooling fin is transferred to a heat sink through which coolant flows inside the battery cell. It is possible to maintain the management temperature (20 ℃ to 40 ℃) of the module.

그러나, 이러한 종래의 배터리 셀 모듈은 하우징, 냉각핀 및 방열판이 알루미늄 또는 구리와 같이 열전도도가 높은 금속으로 이루어지므로, 충분한 방열성을 얻을 수 없다. However, in such a conventional battery cell module, since the housing, cooling fins, and heat sink are made of metal having high thermal conductivity such as aluminum or copper, sufficient heat dissipation cannot be obtained.

또한, 종래의 일반적인 리튬이온 배터리는 저온 환경에서 차량의 출력성능을 저하시킬 수 있다. 구체적으로, 10℃ 이하에서부터 출력성능이 저하되기 시작하여, 영하 20℃에서 30%정도 성능이 저하되므로 저온 환경에서 배터리 셀 모듈의 관리온도(20℃ 내지 40℃)로 히팅(heating)할 수 있는 발열 장치가 필요하다. In addition, a conventional general lithium-ion battery may degrade the output performance of a vehicle in a low-temperature environment. Specifically, the output performance starts to deteriorate from below 10℃, and the performance decreases by 30% at -20℃, so that heating can be performed at the management temperature (20℃ to 40℃) of the battery cell module in a low-temperature environment. You need a heating device.

일 구현예에 따른 배터리 셀 모듈은 전극층, 그라파이트층 및 불소 수지 함유 코팅층이 순서대로 적층된 복합 시트를 포함하거나, 그라파이트층, 전극층 및 불소 수지 함유 코팅층이 순서대로 적층된 복합 시트를 포함함으로써, 낮은 구동 전압으로 고속 히팅이 가능하면서, 동시에 고온의 배터리로부터 효과적으로 열을 방출할 수 있으므로, 발열성능과 방열 성능을 모두 향상시킬 수 있다. The battery cell module according to the embodiment includes a composite sheet in which an electrode layer, a graphite layer, and a fluororesin-containing coating layer are sequentially stacked, or a composite sheet in which a graphite layer, an electrode layer, and a fluororesin-containing coating layer are sequentially stacked, High-speed heating is possible with the driving voltage, and at the same time, heat can be effectively dissipated from the high-temperature battery, thereby improving both heat generation performance and heat dissipation performance.

또한, 일 구현예에 따른 배터리 셀 모듈은 부피가 크지 않으므로 경량성이 우수한 그라파이트 시트를 포함함으로써, 종래의 배터리 셀 모듈과 동일한 공간에서 배터리 셀의 장착 수량을 늘릴 수 있으므로, 배터리 셀 모듈의 전력량을 증가시킬 수 있고, 유연성이 뛰어나다. In addition, since the battery cell module according to an embodiment is not bulky, it includes a graphite sheet having excellent light weight, so that the number of battery cells installed in the same space as the conventional battery cell module can be increased, thereby reducing the amount of power of the battery cell module. Can be increased and has excellent flexibility.

또한, 일 구현예에 따른 배터리 셀 모듈은 난연성과 같은 내화학성이 우수한 불소 수지 함유 코팅층을 포함하는 복합 시트를 포함함으로써, 내화학성 및 내오염성과 같은 내구 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In addition, the battery cell module according to the embodiment includes a composite sheet including a fluororesin-containing coating layer having excellent chemical resistance such as flame retardancy, and thus durability reliability such as chemical resistance and fouling resistance may be improved.

하우징housing

하우징은 복수의 배터리 셀 및 방열시트를 고정시키기 위한 것이다. 예를 들어, 상기 하우징은 알루미늄과 같은 금속 소재 또는 PC+ABS, PA, PP 등의 플라스틱 소재로서, 난연성, 내화학성, 절연성, 내구성 등의 기능이 있는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. The housing is for fixing a plurality of battery cells and a heat radiation sheet. For example, the housing is preferably a metal material such as aluminum or a plastic material such as PC+ABS, PA, or PP, and preferably has functions such as flame retardancy, chemical resistance, insulation, and durability, but is not limited thereto.

배터리 셀Battery cell

일 구현예에 따르면, 복수의 배터리 셀은 하우징 내에 병렬로 배치된다. 구체적으로, 요구되는 전력의 크기에 따라 배터리 셀의 개수가 결정되므로, 배터리 셀이 많이 배치될수록 많은 전력량을 공급할 수 있다. According to one embodiment, a plurality of battery cells are arranged in parallel in the housing. Specifically, since the number of battery cells is determined according to the amount of power required, a larger amount of power can be supplied as more battery cells are disposed.

일 구현예에 따른 배터리 셀 모듈은 종래의 금속 소재가 아닌 그라파이트층을 포함함으로써, 금속 소재에 비하여 부피가 작다. 따라서, 종래의 배터리 셀 모듈과 동일한 공간에서 배터리 셀의 장착수량을 늘릴 수 있으므로, 배터리 셀 모듈의 전력량을 증가시킬 수 있다. 나아가, 금속 소재에 비하여, 가볍고 유연한 장점이 있다. The battery cell module according to the exemplary embodiment includes a graphite layer, not a conventional metal material, and thus has a smaller volume than that of a metal material. Accordingly, since the number of installed battery cells can be increased in the same space as the conventional battery cell module, the amount of power of the battery cell module can be increased. Furthermore, compared to metal materials, it has the advantage of being light and flexible.

복합 시트에 대한 설명은 전술한 바와 동일하다. The description of the composite sheet is the same as described above.

일 구현예에 따르면, 상기 배터리 셀 모듈의 면저항은 50 Ω/□ 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 배터리 셀 모듈의 면저항은 40 Ω/□ 이하, 30 Ω/□ 이하, 20 Ω/□ 이하 또는 10 Ω/□ 이하일 수 있다.According to one embodiment, the sheet resistance of the battery cell module may be 50 Ω/□ or less. For example, the sheet resistance of the battery cell module may be 40 Ω/□ or less, 30 Ω/□ or less, 20 Ω/□ or less, or 10 Ω/□ or less.

일 구현예에 따르면, 상기 배터리 셀 모듈은 20초 이내에 60℃ 내지 100℃의 온도에 도달할 수 있다. 예를 들어, 상기 배터리 셀 모듈은 20초 이내에 60℃ 내지 90℃ 또는 60℃ 내지 80℃의 온도에 도달할 수 있다. According to one embodiment, the battery cell module may reach a temperature of 60°C to 100°C within 20 seconds. For example, the battery cell module may reach a temperature of 60°C to 90°C or 60°C to 80°C within 20 seconds.

일 구현예에 따르면, 상기 배터리 셀 모듈의 승온 속도는 1.5 내지 2℃/초일 수 있다. 예를 들어, 상기 배터리 셀 모듈의 승온 속도는 1.6 내지 2℃/초 또는 1.5 내지 1.8℃/초일 수 있다. According to one embodiment, the temperature increase rate of the battery cell module may be 1.5 to 2°C/sec. For example, the heating rate of the battery cell module may be 1.6 to 2°C/sec or 1.5 to 1.8°C/sec.

Claims (18)

그라파이트층 및 전극층을 포함하는 적층 시트; 및
상기 적층 시트의 일면에 형성된 불소 수지 함유 코팅층;을 포함하는, 복합 시트.
A laminated sheet including a graphite layer and an electrode layer; And
Containing a fluororesin-containing coating layer formed on one surface of the laminated sheet.
제 1 항에 있어서,
상기 그라파이트층의 두께 방향의 열전도도에 대한 면 방향의 열전도도의 비가 300 이상인, 복합 시트.
The method of claim 1,
The composite sheet, wherein a ratio of the thermal conductivity in the plane direction to the thermal conductivity in the thickness direction of the graphite layer is 300 or more.
제 1 항에 있어서,
상기 그라파이트층의 면 방향의 열 전도도가 800 내지 2,000 W/mK인, 복합 시트.
The method of claim 1,
The thermal conductivity of the graphite layer in the plane direction is 800 to 2,000 W/mK, a composite sheet.
제 1 항에 있어서,
상기 불소 수지 함유 코팅층이 상기 전극층 상에 형성된, 복합 시트.
The method of claim 1,
The composite sheet, wherein the fluororesin-containing coating layer is formed on the electrode layer.
제 1 항에 있어서,
상기 불소 수지 함유 코팅층이 상기 그라파이트층 상에 형성된, 복합 시트.
The method of claim 1,
The composite sheet, wherein the fluororesin-containing coating layer is formed on the graphite layer.
제 1 항에 있어서,
상기 불소 수지 함유 코팅층이 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(polychlorotrifluoroethylene), 폴리비닐리덴디블루오라이드(polyvinylidenedifluoride), 플로린화 에틸렌프로필렌 공중합체(fluorinated ethylene propylene copolymer), 폴리에틸렌-테트라플루오로에틸렌(polyethylene-co-tetrafluoroethylene) 및 폴리에틸렌-클로로트리플루오로에틸렌(polyethylene-co-chlorotrifluoroethylene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는, 복합 시트.
The method of claim 1,
The fluororesin-containing coating layer is polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, polyvinylidenedifluoride, fluorinated ethylene propylene copolymer, polyethylene -Tetrafluoroethylene (polyethylene-co-tetrafluoroethylene) and polyethylene-chlorotrifluoroethylene (polyethylene-co-chlorotrifluoroethylene) comprising at least one selected from the group consisting of, a composite sheet.
제 6 항에 있어서,
상기 불소 수지 함유 코팅층이 탄소나노튜브, 탄소나노섬유, 탄소섬유 및 그래핀(graphene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 전도성 고분자를 추가로 포함하는, 복합 시트.
The method of claim 6,
The fluororesin-containing coating layer further comprises at least one conductive polymer selected from the group consisting of carbon nanotubes, carbon nanofibers, carbon fibers, and graphene.
제 1 항에 있어서,
상기 불소 수지 함유 코팅층의 접촉각이 90° 이상인, 복합 시트.
The method of claim 1,
The composite sheet, wherein the contact angle of the fluororesin-containing coating layer is 90° or more.
제 1 항에 있어서,
상기 전극층이 은-나노와이어(Ag-nanowire), 메탈 메시(metal mesh), 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide) 또는 이들의 조합을 포함하는, 복합 시트.
The method of claim 1,
The electrode layer is a silver-nanowire (Ag-nanowire), a metal mesh (metal mesh), indium tin oxide (indium tin oxide) or a combination thereof, comprising a composite sheet.
제 1 항에 있어서,
상기 그라파이트층의 두께가 10 내지 500 ㎛이고,
상기 전극층 및 불소 수지 함유 코팅층의 두께가 각각 1 내지 1000 nm인, 복합 시트.
The method of claim 1,
The thickness of the graphite layer is 10 to 500 μm,
The composite sheet, wherein the electrode layer and the fluororesin-containing coating layer each have a thickness of 1 to 1000 nm.
제 1 항에 있어서,
상기 복합 시트의 두께가 10 내지 500 ㎛인, 복합 시트.
The method of claim 1,
The composite sheet has a thickness of 10 to 500 μm.
그라파이트층 및 전극층을 포함하는 적층 시트를 제조하는 단계;
상기 적층 시트의 일면에 불소 수지 함유 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는, 복합 시트의 제조 방법.
Manufacturing a laminated sheet including a graphite layer and an electrode layer;
Forming a fluororesin-containing coating layer on one side of the laminated sheet; containing, a method for producing a composite sheet.
제 12 항에 있어서,
상기 전극층이 습식 코팅(wet coating) 공정 또는 스퍼터링(sputtering) 공정에 의해 형성되고,
상기 불소 수지 함유 코팅층이 스퍼터링 공정에 의해 형성되는, 복합 시트의 제조 방법.
The method of claim 12,
The electrode layer is formed by a wet coating process or a sputtering process,
The method for producing a composite sheet, wherein the fluororesin-containing coating layer is formed by a sputtering process.
하우징;
상기 하우징 내에 병렬로 배치되는 복수의 배터리 셀; 및
상기 복수의 배터리 셀 사이에 개재되는 복합 시트를 포함하고,
상기 복합 시트가 그라파이트층 및 전극층을 포함하는 적층 시트, 및 상기 적층 시트의 일면에 형성된 불소 수지 함유 코팅층을 포함하는, 배터리 셀 모듈.
housing;
A plurality of battery cells arranged in parallel in the housing; And
Including a composite sheet interposed between the plurality of battery cells,
The battery cell module, wherein the composite sheet includes a laminated sheet including a graphite layer and an electrode layer, and a fluororesin-containing coating layer formed on one surface of the laminated sheet.
제 14 항에 있어서,
상기 적층 시트의 타면이 상기 개개의 배터리 셀과 접하는, 배터리 셀 모듈.
The method of claim 14,
The battery cell module, wherein the other surface of the laminated sheet is in contact with the individual battery cells.
제 14 항에 있어서,
상기 배터리 셀 모듈의 면저항이 50 Ω/□ 이하인, 배터리 셀 모듈.
The method of claim 14,
The battery cell module, wherein the sheet resistance of the battery cell module is 50 Ω/□ or less.
제 14 항에 있어서,
상기 배터리 셀 모듈이 20초 이내에 60℃ 내지 100℃의 온도에 도달하는, 배터리 셀 모듈.
The method of claim 14,
The battery cell module reaches a temperature of 60 ℃ to 100 ℃ within 20 seconds, the battery cell module.
제 14 항에 있어서,
상기 배터리 셀 모듈의 승온 속도가 1.5 내지 2℃/초인, 배터리 셀 모듈.
The method of claim 14,
The battery cell module, wherein the temperature increase rate of the battery cell module is 1.5 to 2°C/sec.
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