WO2019054817A1 - 배터리 모듈 - Google Patents

배터리 모듈 Download PDF

Info

Publication number
WO2019054817A1
WO2019054817A1 PCT/KR2018/010900 KR2018010900W WO2019054817A1 WO 2019054817 A1 WO2019054817 A1 WO 2019054817A1 KR 2018010900 W KR2018010900 W KR 2018010900W WO 2019054817 A1 WO2019054817 A1 WO 2019054817A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
unit
resin layer
filler
battery module
battery
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/010900
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
박형숙
최반석
양세우
조윤경
강양구
박은숙
박상민
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to CN201880060076.XA priority Critical patent/CN111108624B/zh
Priority to EP18856921.4A priority patent/EP3678212B1/en
Priority to PL18856921.4T priority patent/PL3678212T3/pl
Priority to JP2020515205A priority patent/JP7062169B2/ja
Priority to US16/647,301 priority patent/US11749849B2/en
Publication of WO2019054817A1 publication Critical patent/WO2019054817A1/ko

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
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • 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
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • 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
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • 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
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/653—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
    • 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
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • 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
    • H01M10/658—Means for temperature control structurally associated with the cells by thermal insulation or shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/211—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for pouch cells
    • 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

Definitions

  • the present application relates to a battery module.
  • the secondary battery includes a nickel-cadmium battery, a nickel-hydrogen battery, a nickel-zinc battery, or a lithium secondary battery, and a typical example thereof is a lithium secondary battery.
  • Lithium secondary batteries mainly use lithium oxide and carbon materials as anode and anode active materials, respectively.
  • the lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate coated with a positive electrode active material and a negative electrode active material are disposed with a separator interposed therebetween, and a casing member in which the electrode assembly is sealed together with an electrolyte.
  • a pouch type secondary battery in the present specification, a single secondary battery can be referred to as a battery cell.
  • a large number of battery cells When used in a medium to large-sized device such as an automobile or a power storage device, a large number of battery cells may be electrically connected to each other to increase capacity and output, thereby constituting a battery module or a battery pack.
  • the battery pack when the battery pack is exposed to external shocks such as vibration during use, it is required that the battery pack has better durability.
  • the present application can provide a battery module.
  • the battery module of the present application includes a module case and a battery cell.
  • the battery cell may be housed in the module case.
  • One or more battery cells may be present in the module case, and a plurality of battery cells may be housed in the module case.
  • the number of battery cells housed in the module case is not particularly limited as it can be adjusted according to the use or the like.
  • the battery cells housed in the module case may be electrically connected to each other.
  • the module case may include at least a side wall and a bottom plate which form an internal space in which the battery cell can be housed.
  • the module case may further include an upper plate sealing the inner space.
  • the side wall, the lower plate, and the upper plate may be integrally formed with each other, or the module case may be formed by assembling separated side walls, a lower plate, and / or an upper plate.
  • the shape and size of the module case are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the application, the type and number of battery cells housed in the internal space, and the like.
  • top plate and bottom plate are relative terms used to distinguish the module case because at least two plates constituting the module case exist. That is, it does not mean that the upper plate necessarily exists at the upper portion in the actual use state, and the lower plate necessarily exists at the lower portion.
  • FIG. 1 is a view showing an exemplary module case 10 and is an example of a box-shaped case 10 including one lower plate 10a and four side walls 10b.
  • the module case 10 may further include an upper plate 10c sealing the inner space.
  • FIG. 2 is a schematic view showing the module case 10 of FIG. 1 in which the battery cell 20 is housed, from above.
  • a hole may be formed in the bottom plate, the side wall, and / or the top plate of the module case. Such a hole may be formed on the upper plate and the lower plate which are in contact with the resin layer to be described later.
  • the hole may be an injection hole for injecting a material (resin composition) for forming the resin layer when the resin layer is formed by an injection process as described later.
  • the shape, number and position of the holes can be adjusted in consideration of the injection efficiency of the forming material of the resin layer.
  • the holes may be formed in at least the bottom plate and the top plate.
  • the hole may be formed at about 1/4 to 3/4 point or about 3/8 to 7/8 of the total length of the side wall, bottom plate, or top plate, or about the middle.
  • the resin composition By injecting the resin composition through the injection hole formed at this point, the resin layer can be injected so as to have a wide contact area.
  • the above-mentioned 1/4, 3/4, 3/8, or 7/8 points are, for example, the total length measured with respect to any one of the end faces E of the bottom plate or the like L) to the forming position of the hole (A).
  • the end E at which the length L and the distance A are formed may be an arbitrary end E as long as the length L and the distance A are measured from the same end E. [ have.
  • the injection hole 50a is located in the middle part of the lower plate 10a.
  • the size and shape of the injection hole are not particularly limited, and can be formed in consideration of the injection efficiency of a resin layer material to be described later.
  • the holes may be polygonal or amorphous, such as circular, elliptical, triangular or rectangular.
  • the number of the injection holes and the interval therebetween are not limited to a great extent and can be adjusted so that the resin layer has a wide contact area with the bottom plate or the like as described above.
  • An observation hole (for example, 50b in FIG. 3) may be formed at the ends of the upper plate and the lower plate on which the injection holes are formed. This observation hole may be for observing whether the injected material is injected well to the end of the side wall, the bottom plate, or the top plate, for example, when injecting the resin layer material through the injection hole.
  • the position, shape, size and number of the observation holes are not limited as long as they are formed so as to confirm whether the injected material is properly injected.
  • the module case may be a thermally conductive case.
  • thermally conductive case means a case in which the thermal conductivity of the case as a whole is 10 W / mk or more, or at least a portion having the above-mentioned thermal conductivity is included.
  • at least one of the above-described side wall, bottom plate, and top plate may have the thermal conductivity described above.
  • at least one of the side wall, the bottom plate, and the top plate may include a portion having the thermal conductivity.
  • the structure of the battery module according to an example of the present application includes a first pillar-containing cured resin layer that contacts the top plate and the battery cell, and a second pillar-containing cured resin layer that contacts the bottom plate and the battery cell .
  • at least the second filler-containing cured resin layer may be a thermally conductive resin layer, so that at least the bottom plate may include a thermally conductive or thermally conductive portion.
  • the thermal conductivity of the thermally conductive top plate, bottom plate or side wall or the thermally conductive portion in the above is 20 W / mk or more, 30 W / mk or more, 40 W / mk or more, 50 W / mk or more, 60 W / At least 70 W / mk, at least 80 W / mk, at least 90 W / mk, at least 100 W / mk, at least 110 W / mk, at least 120 W / mk, at least 130 W / At least 150 W / mk, at least 160 W / mk, at least 170 W / mk, at least 180 W / mk, at least 190 W / mk, or at least 195 W / mk.
  • the thermal conductivity is about 1000 W / mK or less, 900 W / mk or less, 800 W / mk or less, 700 W / mk or less, 600 W / mk or less, 500 W / 300 W / mk or 250 W / mK, but is not limited thereto.
  • the kind of the material exhibiting the thermal conductivity as described above and examples thereof include metal materials such as aluminum, gold, pure silver, tungsten, copper, nickel or platinum.
  • the module case may be entirely made of the thermally conductive material as described above, or at least a part of the module case may be made of the thermally conductive material. Accordingly, the module case may have at least the above-mentioned range of thermal conductivity, or at least the portion having the aforementioned thermal conductivity.
  • the portion having a thermal conductivity in the above range may be a portion in contact with the resin layer and / or the insulating layer described later.
  • the portion having the thermal conductivity may be a portion in contact with a cooling medium such as cooling water. According to this structure, a structure capable of effectively discharging the heat generated from the battery cell to the outside can be realized.
  • the physical properties may be physical properties measured at room temperature unless otherwise specified.
  • the ambient temperature may refer to any temperature within the range of about 10 ° C to 30 ° C, for example, a temperature on the order of about 25 ° C, about 23 ° C, or about 20 ° C.
  • the type of the battery cell housed in the module case is not particularly limited, and various well-known battery cells may be used.
  • the battery cell may be pouch-shaped.
  • the pouch type battery cell 100 may typically include an electrode assembly, an electrolyte, and a pouch outer cover.
  • Fig. 4 is an exploded perspective view schematically showing the configuration of an exemplary pouch-shaped cell
  • Fig. 5 is a perspective view of the configuration of Fig.
  • the electrode assembly 110 included in the pouch-type cell 100 may have a configuration in which at least one positive electrode plate and at least one negative electrode plate are disposed with a separator interposed therebetween.
  • the electrode assembly 110 may be a wound type in which one positive electrode plate and one negative electrode plate are wound together with a separator, or a stacked type in which a plurality of positive electrode plates and a plurality of negative electrode plates are alternately stacked with a separator interposed therebetween.
  • the pouch exterior member 120 may be configured in the form of, for example, an external insulating layer, a metal layer, and an internal adhesive layer.
  • the outer sheath 120 may include a metal thin film such as aluminum in order to protect the electrode assembly 110 and the inner elements such as the electrolyte and to compensate for the electrochemical properties of the electrode assembly 110 and the electrolyte, .
  • a metal thin film may be interposed between insulating layers formed of an insulating material so as to secure electrical insulation between the electrode assembly 110 and elements such as an electrolyte or other elements outside the battery 100.
  • the facing material 120 may include an upper pouch 121 and a lower pouch 122, and at least one of the upper pouch 121 and the lower pouch 122 may have a concave inner space I, Can be formed.
  • the electrode assembly 110 can be housed in the inner space I of the pouch.
  • a sealing portion S is provided on the outer peripheral surface of the upper pouch 121 and the lower pouch 122 and the sealing portion S is adhered to each other so that the inner space in which the electrode assembly 110 is accommodated can be sealed.
  • Each electrode plate of the electrode assembly 110 is provided with an electrode tab, and one or more electrode tabs may be connected to the electrode lead.
  • the electrode lead is interposed between the upper pouch 121 and the sealing portion S of the lower pouch 122 and exposed to the outside of the casing 120 to function as an electrode terminal of the secondary battery 100.
  • the shape of the pouch-shaped cell is one example, and the battery cell applied in the present application is not limited to the above-described kind. In the present application, various types of known pouch type cells or other types of cells can be applied as battery cells.
  • the battery module of the present application may further include a resin layer.
  • the battery module of the present application may include at least a filler-containing cured resin layer.
  • the term "filler-containing cured resin layer” is a layer containing a resin component and a filler.
  • the term " cured resin layer " means a layer formed by curing a resin composition having a low viscosity to the extent that it is liquid or has sufficient fluidity.
  • the low viscosity having liquidity or sufficient fluidity as described above may mean less than about 400 cP or in the range of from 100 to 400 cP (at room temperature, 2.5 / s shear rate).
  • the viscosity is the result of measurement according to the method of the embodiment described later.
  • the lower limit of the viscosity is not particularly limited as long as the resin composition has a sufficiently low viscosity, but may be generally about 10 Pas or more.
  • the viscosity is the viscosity of the resin composition before curing.
  • the battery module may include a first filler-containing cured resin layer in contact with the top plate and the battery cell, and a second filler-containing cured resin layer in contact with the bottom plate and the battery cell, have.
  • each of the resin layers may be an adhesive layer.
  • adhesive layer means that the adhesive strength of the resin layer is at least about 150 gf / 10 mm, at least 200 gf / 10 mm, at least 250 gf / 10 mm, at least 300 gf / 10 mm, at least 350 gf / 10 mm, or at least 400 gf / do.
  • the adhesive force is measured for the aluminum pouch according to the method described in the following embodiments.
  • the upper limit of the adhesive strength of the resin layer is not particularly limited and may be, for example, about 2,000 gf / 10 mm or less, 1,500 gf / 10 mm or less, 1,000 gf / 10 mm or less, 900 gf / 10 mm or less, 800 gf / / 10 mm or less, 600 gf / 10 mm or less, or 500 gf / 10 mm or less.
  • At least one of the sidewalls, the bottom plate and the top plate in contact with the resin layer in the battery module of the present application may be the above-described thermally conductive sidewall, bottom plate or top plate.
  • the term contact refers to a state in which, for example, the resin layer and the upper plate, the lower plate and / or the side wall or the battery cell are in direct contact with each other or there are other elements therebetween, It may mean the case.
  • the resin layer in contact with the thermally conductive sidewalls, the bottom plate, or the top plate may be in thermal contact with the target.
  • the thermal contact is such that the resin layer is in direct contact with the bottom plate or the like, or another element is present between the resin layer and the bottom plate, for example, an insulating layer described later, A resin layer from the battery cell, and the heat from the resin layer to the bottom plate or the like.
  • the above-mentioned not interfering with the heat transmission means that even when another element (e.g., an insulating layer or a guiding portion described later) exists between the resin layer and the lower plate or the like, the total thermal conductivity of the other element and the resin layer Is at least about 1.5 W / mK, at least about 2 W / mK, at least 2.5 W / mK, at least 3 W / mK, at least 3.5 W / mK, or at least 4 W / mK, And the whole thermal conductivity of the bottom plate or the like is included in the range even when the other element is present.
  • another element e.g., an insulating layer or a guiding portion described later
  • the thermal conductivity of the thermal contact is not more than 50 W / mK, not more than 45 W / mk, not more than 40 W / mk, not more than 35 W / mk, not more than 30 W / mk, not more than 25 W / W / mk or less, 10 W / mK or less, 5 W / mK or less, 4.5 W / mK or less, or about 4.0 W / mK or less.
  • This thermal contact can be achieved by controlling the thermal conductivity and / or the thickness of the other element when the other element is present.
  • At least the thermally conductive cured resin layer described later among the first and second filler-containing curable resin layers may be in thermal contact with the bottom plate or the like and also in thermal contact with the battery cell.
  • the module includes a case 10 including a side wall 10b and a bottom plate 10a, such as 6; A plurality of battery cells 20 housed in the case and a resin layer 30 in contact with both the battery cell 20 and the case 10. 6 is a view of the resin layer 30 existing on the side of the lower plate 10a, but the battery module of the present application also includes a resin layer in the form of FIG. 6 on the side of the upper plate.
  • the lower plate or the like which is in contact with the resin layer 30 in the above structure may be a thermally conductive lower plate or the like as described above.
  • the contact area between the resin layer and the bottom plate may be about 70% or more, about 75% or more, about 80% or more, about 85% or more, about 90% or more or about 95% or more of the total area of the bottom plate or the like.
  • the upper limit of the contact area is not particularly limited, and may be, for example, 100% or less or about 100% or less.
  • the thermally conductive portion or the thermally conductive bottom plate or the like may be a portion in contact with the cooling medium such as cooling water. That is, as schematically shown in FIG. 6, the heat H can be easily discharged to the bottom plate or the like by the above-described structure, and by contacting such bottom plate with the cooling medium (CW) So that the heat can be easily released.
  • the cooling medium such as cooling water
  • the first and second cured resin layers may each have a thickness in the range of, for example, about 100 ⁇ m to 5 mm or in the range of about 200 ⁇ m to 5 mm.
  • the thickness of the resin layer can be set to an appropriate thickness in consideration of the desired heat radiation characteristics and durability.
  • the thickness may be the thickness of the thinnest portion of the resin layer, the thickness of the thickest portion, or the average thickness.
  • the shape of the guiding portion 10d is not particularly limited, and an appropriate shape may be employed in consideration of the shape of the battery cell to be applied.
  • the guiding portion 10d is integrally formed with the bottom plate or the like Or may be attached separately.
  • the guiding portion 10d may be formed using a metallic material such as a thermally conductive material such as aluminum, gold, pure silver, tungsten, copper, nickel, or platinum in consideration of the thermal contact described above.
  • a separator or an adhesive layer may be present between the battery cells 20 to be accommodated. In this case, the separator can act as a buffer when charging and discharging the battery cell.
  • the battery module to which the resin layer or the resin layer is applied may have at least one physical property out of the following physical properties.
  • Each physical property to be described later is independent, and any one physical property does not give priority to other physical properties, and the resin layer can satisfy at least one or more than two physical properties described below.
  • At least one of the first and second filler-containing cured resin layers may be a thermally conductive resin layer.
  • the thermal conductivity of the thermally conductive resin layer may be greater than about 1.5 W / mK, greater than about 2 W / mK, greater than 2.5 W / mK, greater than 3 W / mK, greater than 3.5 W / mK, or greater than 4 W / .
  • the thermal conductivity is not more than 50 W / mK, not more than 45 W / mk, not more than 40 W / mk, not more than 35 W / mk, not more than 30 W / mk, not more than 25 W / mk, not more than 20 W / MW or less, 5 W / mK or less, 4.5 W / mK or less, or about 4.0 W / mK or less.
  • the resin layer is a thermally conductive resin layer as described above, the lower plate, the upper plate and / or the side wall to which the resin layer is attached may have a thermal conductivity of 10 W / mK or more.
  • a portion of the module case representing the thermal conductivity may be a portion in contact with a cooling medium, for example, cooling water or the like.
  • the thermal conductivity of the resin layer is, for example, a value measured according to the ASTM D5470 standard or the ISO 22007-2 standard.
  • the method of setting the thermal conductivity of the resin layer in the above-described range is not particularly limited.
  • the thermal conductivity of the resin layer can be adjusted by using a thermally conductive filler as a filler contained in the resin layer.
  • acrylic resin, urethane resin, and silicone resin have similar heat conduction properties, and epoxy resin is superior in thermal conductivity to that of epoxy resin, and olefin resin is epoxy resin It is known to have high thermal conductivity. Therefore, it is possible to select one having excellent thermal conductivity among the resins as required. However, it is also possible to apply a method in which the desired thermal conductivity is hardly ensured by the resin component in general, and the filler component having excellent thermal conductivity is contained in the resin layer at an appropriate ratio as described later.
  • the first and second filler-containing cured resin layers included in the battery module may both be a thermally conductive resin layer having the thermal conductivity, and at least one may be the thermally conductive resin layer.
  • any one of the first and second filler-containing cured resin layers may be the thermally conductive resin layer and the other may be a resin layer having a low thermal conductivity. Such a structure may be advantageous to the heat radiation characteristic of the battery module.
  • the thermal conductivity of the less thermally conductive resin layer is less than 1.5 W / mK, less than about 1 W / mK, less than about 0.8 W / mK, less than 0.6 W / mK, less than 0.4 W / mK, or less than 0.2 W / .
  • the lower limit of the thermal conductivity is not particularly limited, and may be about 0 W / mK or more or 0 W / mK or more.
  • the battery module to which the resin layer or the resin layer is applied has a thermal resistance of 5 K / W or less, 4.5 K / W or less, 4 K / W or less, 3.5 K / W or less, 3 K / K / W.
  • the method of measuring the thermal resistance is not particularly limited. For example, it can be measured according to the ASTM D5470 standard or the ISO 22007-2 standard.
  • the resin layer is also subjected to a thermal shock test, for example, after holding for 30 minutes at a low temperature of about -40 ⁇ ⁇ , then raising the temperature to 80 ⁇ ⁇ for 30 minutes, It may be required to be formed such that it can be detached or peeled off from the module case or the battery cell of the module or no cracks can occur.
  • a thermal shock test for example, after holding for 30 minutes at a low temperature of about -40 ⁇ ⁇ , then raising the temperature to 80 ⁇ ⁇ for 30 minutes, It may be required to be formed such that it can be detached or peeled off from the module case or the battery cell of the module or no cracks can occur.
  • a long warranty period for example, about 15 years in the case of a car
  • the same level of performance may be required to ensure durability.
  • the first and second filler-containing cured resin layers may be electrically insulating resin layers.
  • the electrically insulating resin layer preferably has an insulation breakdown voltage of at least about 3 kV / mm, at least about 5 kV / mm, at least about 7 kV / mm, at least 10 kV / mm, at least 15 kV / mm, 20 kV / mm or more.
  • the dielectric breakdown voltage is not particularly limited to a value that the resin layer exhibits good insulation as the numerical value of the breakdown voltage is higher.
  • the dielectric breakdown voltage as described above can also be controlled by controlling the insulating property of the resin component of the resin layer.
  • the dielectric breakdown voltage can be controlled by applying an insulating filler in the resin layer.
  • a ceramic filler as described later is known as a component capable of ensuring insulation.
  • a flame retardant resin layer can be applied in consideration of stability.
  • the term flame retardant resin layer in the present application may refer to a resin layer having a V-0 rating in UL 94 V Test (Vertical Burning Test). This ensures safety against fire and other accidents that may occur in the battery module.
  • the first and second filler-containing cured resin layers may have a specific gravity of 5 or less.
  • the specific gravity may be 4.5 or less, 4 or less, 3.5 or less, or 3 or less in other examples.
  • the resin layer showing the weight of this range is advantageous for manufacturing a lighter battery module.
  • the specific gravity can be about 1.5 or more, or 2 or more.
  • the component added to the resin layer can be adjusted so that the resin layer exhibits a specific weight in the above range.
  • a filler capable of ensuring a desired thermal conductivity even when a filler is added at a low specific gravity that is, a filler having a low specific gravity, or a method of applying a surface treated filler can be used.
  • the first and second filler-containing cured resin layers do not contain volatile substances as much as possible.
  • the resin layer may have a non-volatile content of 90 wt% or more, 95 wt% or more, or 98 wt% or more.
  • the nonvolatile component and the ratio thereof can be defined in the following manner. That is, the non-volatile portion can be defined as a non-volatile component after the resin layer is maintained at 100 ° C for about 1 hour, so that the ratio is maintained at 100 ° C for about 1 hour Can be measured on the basis of the following ratio.
  • the first and second pillar-containing cured resin layers may have excellent resistance to deterioration as required, but may require a chemically unstable stability capable of the surface of the module case or the battery cell.
  • the first and second filler-containing cured resin layers may also advantageously have low shrinkage rates after curing or curing. This makes it possible to prevent the occurrence of peeling and voids which may occur during the manufacture or use of the module.
  • the shrinkage ratio can be appropriately adjusted within a range capable of exhibiting the above-mentioned effects, and can be, for example, less than 5%, less than 3%, or less than about 1%. The lower the shrinkage rate is, the more the lower the shrinkage rate is, so the lower limit is not particularly limited.
  • the first and second filler-containing cured resin layers may also advantageously have a low coefficient of thermal expansion (CTE). This makes it possible to prevent the occurrence of peeling and voids which may occur during the manufacture or use of the module.
  • the coefficient of thermal expansion can be appropriately adjusted within a range capable of exhibiting the above-mentioned effects, and can be appropriately adjusted, for example, less than 300 ppm / K, less than 250 ppm / K, less than 200 ppm / K, less than 150 ppm / ppm / K. < / RTI > Since the lower the numerical value of the coefficient of thermal expansion is, the lower the limit is not particularly limited.
  • the first and second filler-containing cured resin layers can be appropriately adjusted in tensile strength, thereby securing excellent impact resistance and the like, and thus capable of providing a module having appropriate durability.
  • the tensile strength can be adjusted, for example, in the range of about 1.0 MPa or more.
  • the elongation of the first and second filler-containing cured resin layers can be appropriately adjusted, thereby ensuring excellent impact resistance and the like, thereby making it possible to provide a module having appropriate durability.
  • the elongation can be adjusted, for example, in the range of about 10% or more or about 15% or more.
  • the first and second filler-containing cured resin layers may also advantageously exhibit an appropriate hardness. For example, if the hardness of the resin layer is too high, the resin layer may become excessively brittle, which may adversely affect the reliability. Further, by controlling the hardness of the resin layer, the impact resistance and the vibration resistance can be secured, and the durability of the product can be ensured.
  • the resin layer may have a hardness of, for example, less than 100, less than 99, less than 98, less than 95, or less than 93 in the Shore A type, a hardness in the Shore D type of less than about 80, less than about 70, 65 or less or about 60 or less. The lower limit of the hardness is not particularly limited.
  • the hardness may be greater than or equal to 60 in the shore A type, or greater than or equal to about 5 in the shore OO type.
  • the hardness of the resin layer generally depends on the type and the ratio of the filler contained in the resin layer, and when the filler is contained in an excessive amount, the hardness is usually increased.
  • the resin component included in the resin layer also affects the hardness, as the silicone-based resin usually exhibits lower hardness than other resins such as epoxy or urethane.
  • the first and second filler-containing cured resin layers may also have a 5% weight loss (TGA) temperature of 400 ° C or more in a thermogravimetric analysis (TGA), or a remaining amount of 800 ° C in an amount of 70% by weight or more. This characteristic can further improve the stability of the battery module at high temperatures.
  • the balance at 800 [deg.] C may be at least about 75% by weight, at least about 80% by weight, at least about 85% by weight, or at least about 90% by weight in another example.
  • the remaining amount at 800 DEG C may be about 99 wt% or less in another example.
  • thermogravimetric analysis can be carried out at a temperature raising rate of 20 ° C / minute in a nitrogen (N 2 ) atmosphere of 60 cm 3 / minute within a range of 25 ° C to 800 ° C.
  • the thermogravimetric analysis (TGA) results can also be achieved by controlling the composition of the resin layer. For example, the remaining amount at 800 ⁇ ⁇ is usually dependent on the type and proportion of the filler contained in the resin layer, and when the filler is contained in an excessive amount, the remaining amount increases.
  • the silicone resin generally has higher heat resistance than other resins such as epoxy or urethane, the remaining amount is higher, and the resin component included in the resin layer also affects the hardness.
  • the type of the resin layer is not particularly limited as long as the battery cell can be effectively fixed and, if necessary, can impart the above-mentioned physical properties, and any known curable resin material can be used.
  • the material that can be used include an acrylic resin, an epoxy resin, a urethane resin, an olefin resin, a urethane resin, an ethylene vinyl acetate (EVA) resin or a silicone resin. can do.
  • the resin layer may contain the resin as a main component in the resin component.
  • the acrylic resin, the epoxy resin, the urethane resin, the olefin resin, the urethane resin, the ethylene vinyl acetate (EVA) resin, the silicone resin or the like may be present in an amount of about 70% , About 75% or more, about 80% or more, about 85% or about 90% or more.
  • the ratio may be about 99% or less or about 95% or less.
  • the material for forming the resin layer may be an adhesive material as described above, and may be a solvent type, an aqueous type or a solventless type, but it is appropriate that the resin composition is a solventless form in consideration of the convenience of the manufacturing process .
  • the resin layer material may be an active energy radiation curable type, a moisture curing type, a thermosetting type or a room temperature curing type, and may be suitably a room temperature curing type in consideration of the convenience of a manufacturing process to be described later.
  • the first and second filler-containing cured resin layers are layers formed by curing the curable resin composition.
  • the following properties are required for the curable resin composition.
  • a large amount of filler may be contained in the resin composition in order to secure thixotropy or to secure thermal conductivity as required.
  • the resin composition in order to ensure the injection processability and the like, the resin composition must have a sufficient low viscosity . Further, if only a low viscosity is shown, it is also difficult to ensure fairness, so that appropriate thixotropy is required, and it may be necessary that the curing itself proceeds at room temperature while exhibiting excellent adhesion.
  • a urethane-based resin composition is applied as a resin composition securing such characteristics.
  • the resin layer may be a urethane-based resin layer, that is, a resin layer containing a urethane resin as a main component in resin components.
  • the urethane-based resin composition comprises: a subject composition part comprising at least a polyol or the like; And a curing agent composition part containing at least an isocyanate compound, and the resin layer can be formed by preparing a resin composition by blending the two liquid types and curing the resin composition.
  • the urethane resin layer may include at least the polyol-derived unit and the polyisocyanate-derived unit.
  • the polyol-derived unit may be a unit in which the polyol is formed by urethane reaction with the polyisocyanate
  • the polyisocyanate-derived unit may be a unit in which the polyisocyanate is formed by urethane reaction with the polyol.
  • a resin composition containing at least a polyol which is amorphous or has a low crystallinity as at least a polyol contained in the subject composition may be applied for securing the physical properties.
  • amorphousness refers to the case where the crystallization temperature (Tc) and the melting temperature (Tm) are not observed in a differential scanning calorimetry (DSC) analysis, wherein the DSC analysis is carried out at a rate of -80 Deg.] C to 60 [deg.] C.
  • the temperature can be measured by raising the temperature from 25 [deg.] C to 60 [deg.] C at the above rate,
  • the sufficiently low crystallinity as described above means that the melting point (Tm) observed in the DSC analysis is about 20 ° C or lower, about 15 ° C or lower, about 10 ° C or lower, about 5 ° C or lower, about 0 ° C or lower, 5 ° C or lower, about -10 ° C or lower, or about -20 ° C or lower.
  • the lower limit of the melting point is not particularly limited.
  • the melting point may be about -80 ⁇ ⁇ or higher, about -75 ⁇ ⁇ or higher, or about -70 ⁇ ⁇ or higher.
  • ester-based polyols described later can be exemplified. That is, among the ester-based polyols, the carboxylic acid-based polyol and the caprolactone-based polyol, specifically the polyol having the structure described later, effectively satisfy the above-mentioned characteristics.
  • the carboxylic acid-based polyol is formed by urethane reaction of a component comprising a dicarboxylic acid and a polyol (ex .: diol or triol), and the caprolactone-based polyol is formed by reacting caprolactone and a polyol (ex. Diol or triol)
  • the polyol having the above properties can be constituted by controlling the kind and ratio of each component.
  • the polyol may be a polyol represented by the following general formula (1) or (2).
  • X is a dicarboxylic acid-derived unit
  • Y is a polyol-derived unit such as a triol or a diol unit
  • n and m are arbitrary numbers.
  • the dicarboxylic acid-derived unit is a unit formed by a urethane reaction of a dicarboxylic acid with a polyol
  • the polyol-derived unit is a unit formed by a urethane reaction of a polyol with a dicarboxylic acid or caprolactone.
  • Y in the general formula (2) also represents a portion excluding the ester bond after the polyol forms an ester bond with caprolactone.
  • the unit derived from the polyol in Y is a unit derived from a polyol having three or more hydroxyl groups such as a triol unit, a structure in which a Y portion is branched in the structure of the above formula may be realized.
  • the kind of the dicarboxylic acid derived unit of X in the above formula (1) is not particularly limited, but it is preferable that a unit of phthalic acid unit, isophthalic acid unit, terephthalic acid unit, trimellitic acid unit, tetrahydrophthalic acid unit, hexahydrophthalic acid unit 2-ethylhexanoic acid unit, tetrachlorophthalic acid unit, oxalic acid unit, adipic acid unit, azelaic acid unit, sebacic acid unit, succinic acid unit, malic acid unit, glutaric acid unit, malonic acid unit, Is any one unit selected from the group consisting of dimethyl succinic acid unit, 3, 3-dimethylglutaric acid unit, 2,2-dimethylglutaric acid unit, maleic acid unit, fumaric acid unit, itaconic acid unit and fatty acid unit
  • an aliphatic dicarboxylic acid derived unit is more advantageous than an aromatic dicarboxylic acid derived
  • the kind of the polyol-derived unit of Y is not particularly limited, but a unit of ethylene glycol unit, propylene glycol unit, 1,2- 1,3-propanediol unit, 1,3-butanediol unit, 1,4-butanediol unit, 1,6-hexanediol unit, neopentyl glycol unit, 1,2-ethylhexyldiol unit, 1 , 5-pentanediol unit, 1,10-decanediol unit, 13-cyclohexanedimethanol unit, 1,4-cyclohexanedimethanol unit, glycerin unit and trimethylolpropane unit. Or more.
  • n is an arbitrary number, and the range may be selected in consideration of the desired physical properties, for example, about 2 to 10 or 2 to 5.
  • m is an arbitrary number, and the range may be selected in consideration of the desired properties, for example, about 1 to 10 or 1 to 5.
  • the molecular weight of such a polyol may be adjusted in consideration of the desired low viscosity characteristics, durability or adhesiveness, and may be within a range of, for example, about 300 to 2,000.
  • the molecular weight referred to in the present specification may be, for example, a weight average molecular weight measured by using Gel Permeation Chromatograph (GPC), and unless otherwise specified in the present specification, the molecular weight of the polymer means a weight average molecular weight.
  • the kind of the polyisocyanate contained in the curing agent composition part of the urethane-based resin composition is not particularly limited, but it may be advantageous that it is an alicyclic series in order to secure desired physical properties.
  • the polyisocyanate may be at least one selected from the group consisting of tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, phenylene diisocyanate, polyethylene phenylene polyisocyanate, xylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, triazine diisocyanate, naphthalene diisocyanate, Aromatic polyisocyanate compounds such as methane triisocyanate and the like and aliphatic polyisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, norbornane diisocyanate methyl, ethylene diisocyanate, propylene diisocyanate or tetramethylene diisocyanate Or trans cyclohexane-1,4-diisocyanate, isoboron diisocyanate, bis (isocyanate) phen
  • the ratio of the polyol to the polyisocyanate in the resin composition is not particularly limited and is appropriately controlled so as to enable the urethane reaction thereof.
  • desired additives may be mixed and cured in the subject and / or the curing agent composition portion of the resin composition.
  • the resin layer may include a filler in consideration of the aforementioned thermal conductivity, insulation, heat resistance (TGA analysis), specific gravity, and the like.
  • the thermal conductivity and the like within the above-mentioned range can be ensured through the use of an appropriate filler when necessary.
  • the filler contained in at least the thermally conductive filler-containing cured resin layer may be a thermally conductive filler.
  • thermally conductive filler in the present application means a material having a thermal conductivity of at least about 1 W / mK, at least about 5 W / mK, at least about 10 W / mK, or at least about 15 W / mK.
  • the thermal conductivity of the thermally conductive filler may be about 400 W / mK or less, about 350 W / mK or less, or about 300 W / mK or less.
  • the kind of the thermally conductive filler which can be used is not particularly limited, but a ceramic filler can be applied in consideration of the insulating property and the like.
  • ceramic particles such as alumina, aluminum nitride (AlN), boron nitride (BN), silicon nitride, SiC or BeO may be used.
  • a carbon filler such as graphite can be considered.
  • the shape and ratio of the filler contained in the resin layer are not particularly limited and may be selected in consideration of the viscosity of the resin composition, the possibility of settling in the resin layer, the desired heat resistance or thermal conductivity, insulating property, filling effect, .
  • the larger the size of the filler the higher the viscosity of the resin composition and the higher the possibility that the filler precipitates in the resin layer. Further, the smaller the size, the higher the thermal resistance tends to be. Therefore, a suitable type of filler can be selected in consideration of the above points, and two or more kinds of fillers can be used if necessary. In consideration of the filling amount, it is advantageous to use a spherical filler.
  • the resin layer may comprise a thermally conductive filler having an average particle size within the range of 0.001 to 80 mu m.
  • the average particle diameter of the filler may be 0.01 ⁇ m or more, 0.1 or more, 0.5 ⁇ m or more, 1 ⁇ m or more, 2 ⁇ m or more, 3 ⁇ m or more, 4 ⁇ m or more, 5 ⁇ m or more or about 6 ⁇ m or more.
  • the average particle size of the filler may be about 75 ⁇ or less, about 70 ⁇ or less, about 65 ⁇ or less, about 60 ⁇ or less, about 55 ⁇ or less, about 50 ⁇ or less, about 45 ⁇ or less, About 35 ⁇ m or less, about 30 ⁇ m or less, about 25 ⁇ m or less, about 20 ⁇ m or less, about 15 ⁇ m or less, about 10 ⁇ m or less, or about 5 ⁇ m or less.
  • the ratio of the filler contained in the thermally conductive resin layer can be selected in consideration of the characteristics of the resin layer so that the above-mentioned characteristics, for example, thermal conductivity, insulation, and the like can be secured.
  • the filler may be contained in a range of about 50 to 2,000 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin component of the resin layer.
  • the weight of the filler is at least about 100 parts by weight, at least about 150 parts by weight, at least about 200 parts by weight, at least about 250 parts by weight, at least about 300 parts by weight, at least about 350 parts by weight, at least about 400 parts by weight, About 500 parts by weight or more, about 550 parts by weight or more, about 600 parts by weight or more, or about 650 parts by weight or more.
  • the filler-containing cured resin layer that is not thermally conductive may also include a filler for securing thixotropy, depending on the purpose.
  • the filler need not be thermally conductive, and the proportion thereof is not particularly required as long as adequate thixotropy is ensured.
  • the type of the filler contained in the resin layer is not particularly limited, but may be, for example, fumed silica, clay or calcium carbonate.
  • the resin layer may contain a small amount of a suitable type among the above-mentioned thermally conductive fillers.
  • the shape and ratio of the filler are not particularly limited and may be selected in consideration of the viscosity of the resin composition, the possibility of settling in the resin layer, the thixotropy, the insulating property, the filling effect, or the dispersibility.
  • the average particle diameter of the filler contained in the resin layer may be in the range of 0.001 to 80 mu m. In other examples, the average particle diameter of the filler may be 0.01 ⁇ m or more, 0.1 or more, 0.5 ⁇ m or more, 1 ⁇ m or more, 2 ⁇ m or more, 3 ⁇ m or more, 4 ⁇ m or more, 5 ⁇ m or more or about 6 ⁇ m or more.
  • the average particle size of the filler may be about 75 ⁇ or less, about 70 ⁇ or less, about 65 ⁇ or less, about 60 ⁇ or less, about 55 ⁇ or less, about 50 ⁇ or less, about 45 ⁇ or less, About 35 ⁇ m or less, about 30 ⁇ m or less, about 25 ⁇ m or less, about 20 ⁇ m or less, about 15 ⁇ m or less, about 10 ⁇ m or less, or about 5 ⁇ m or less.
  • the ratio of the filler contained in the resin layer having a low thermal conductivity can be selected in consideration of the desired thixotropy and the like.
  • the filler may be contained in the range of about 100 to 300 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin component of the resin layer.
  • the resin layer may contain a viscosity control agent such as a thixotropic agent, a diluent, a dispersing agent, a surface treatment agent or a coupling agent for adjusting viscosity required, for example, for raising or lowering viscosity or for controlling viscosity according to shear force And the like.
  • a viscosity control agent such as a thixotropic agent, a diluent, a dispersing agent, a surface treatment agent or a coupling agent for adjusting viscosity required, for example, for raising or lowering viscosity or for controlling viscosity according to shear force And the like.
  • the thixotropic agent can control the viscosity according to the shear force of the resin composition so that the manufacturing process of the battery module can be effectively performed.
  • thixotropic agents that can be used, fumed silica and the like can be exemplified.
  • the diluent or dispersant is usually used for lowering the viscosity of the resin composition, and any of various kinds known in the art can be used without limitation as long as it can exhibit the above-mentioned action.
  • the surface treatment agent is used for surface treatment of the filler introduced into the resin layer, and any of various kinds of art known in the art can be used without limitation as long as it can exhibit the above-mentioned action.
  • the coupling agent can be used, for example, to improve the dispersibility of the thermally conductive filler such as alumina, and any of various kinds known in the art can be used without limitation as long as it can exhibit the above-mentioned action.
  • the resin layer may further include a flame retardant agent or a flame retardant aid agent.
  • a resin layer can form a flame retardant resin layer.
  • the flame retardant various known flame retardants may be applied without particular limitation, and for example, solid phase filler-type flame retardants and liquid flame retardants can be applied.
  • the flame retardant include organic flame retardants such as melamine cyanurate and the like, inorganic flame retardants such as magnesium hydroxide and the like, but are not limited thereto.
  • a liquid type flame retardant (TEP, triethyl phosphate, TCPP, tris (1,3-chloro-2-propyl) phosphate, etc.) may be used. Further, a silane coupling agent capable of acting as a flame retardant may be added.
  • the battery module may further include an insulating layer between the module case and the battery cell or between the resin layer and the module case.
  • 7 shows an example in which the insulating layer 40 is formed between the resin layer 30 and the guiding portion 10d formed on the lower plate 10c of the case.
  • the insulating layer may be formed using an insulating sheet having high insulation and thermal conductivity, or may be formed by applying or injecting a material exhibiting insulating properties. For example, in the method of manufacturing a battery module described later, a process of forming an insulating layer may be performed before the resin composition is injected.
  • TIM Thermal Interface Material
  • the insulating layer may be formed of an adhesive material.
  • the insulating layer may be formed using a resin layer having little or no filler such as a thermally conductive filler.
  • the resin component that can be used for forming the insulating layer examples include an olefin resin such as an acrylic resin, poly (vinyl chloride), or polyethylene (PE), an epoxy resin, silicone, an ethylene propylene diene monomer rubber
  • the insulating layer may have a dielectric breakdown voltage of at least about 5 kV / mm, at least about 10 kV / mm, at least about 15 kV / mm, as measured according to ASTM D149, / mm or more, 20 kV / mm or more, 25 kV / mm or more, or 30 kV / mm or more.
  • the insulation breakdown voltage is not particularly limited as long as the insulation breakdown voltage is higher,
  • the dielectric breakdown voltage of the insulating layer may be about 100 kV / mm or less, 90 kV / mm or less, 80 kV / mm or less, 70 kV / mm or 60 kV / mm or less.
  • It can be set in an appropriate range in consideration of the insulating property and the thermal conductivity, It may be about 5 ⁇ ⁇ or more, about 10 ⁇ ⁇ or more, about 20 ⁇ ⁇ or more, about 30 ⁇ ⁇ or more, about 40 ⁇ ⁇ or more, about 50 ⁇ ⁇ or more, about 60 ⁇ ⁇ or more, about 70 ⁇ ⁇ or about 80 ⁇ ⁇ or about 90 ⁇ ⁇ or more.
  • the upper limit of the thickness is not particularly limited and may be, for example, about 1 mm or less, about 200 ⁇ ⁇ , 190 ⁇ ⁇ , 180 ⁇ ⁇ , 170 ⁇ ⁇ , 160 ⁇ ⁇ , or 150 ⁇ ⁇ or less.
  • the present application also relates to a method of manufacturing a battery module, for example, the above-mentioned battery module.
  • the manufacturing method of the present application includes the steps of injecting the resin composition in the module case described above; Storing the battery cell in the module case, and curing the resin composition to form the resin layer.
  • the order of injecting the resin composition into the module case and housing the battery cells in the module case is not particularly limited.
  • the resin composition may be first injected into the module case, the battery cell may be housed in the module case, or the resin composition may be injected after the battery cell is first housed in the module case.
  • the above-mentioned resin composition can be used.
  • the method of injecting the resin composition into the module case is not particularly limited, and a known method can be applied.
  • a resin composition may be poured into an opening of a module case to inject a resin composition, a resin composition may be injected by the above-described injection port formed in a module case, a method of injecting a resin composition into both battery cells and a battery module And a method of applying a coating may be applied.
  • the implantation process may be performed while constantly vibrating the battery module or the battery cell.
  • the manner in which the battery cell is housed in the module case into which the resin composition is injected or in the module case before the composition is injected is not particularly limited.
  • the accommodation of the battery cell can be performed by arranging the battery cell at an appropriate position in the module case in consideration of a desired arrangement and the like.
  • adhesion between the battery cells or adhesion between the battery cells and the module case can be achieved by curing the injected resin composition.
  • the method of curing the resin composition is not particularly limited.
  • the resin composition is an active energy ray curing type
  • a method of irradiating the resin composition with an active energy ray such as ultraviolet rays a method of holding it under appropriate humidity when it is a moisture curing type, or in the case of room temperature curing type, the above step can be carried out by a method of holding the resin composition at room temperature or the like.
  • short heat is applied to the battery cell at a temperature of about 40 ° C to 50 ° C, for example, under conditions that do not affect the stability of the battery cell in terms of tack time and processability before or during curing, storage of the battery cell, It is possible.
  • the present application is also directed to a resin composition that can be used in forming the battery module of the above-described structure or the above-described structure.
  • the resin composition is not particularly limited as long as it can be effectively fixed to the module case of the battery cell and can impart the above-mentioned physical properties as required, and any known resin composition can be used , The application of the urethane resin composition described above may be advantageous.
  • the present application also relates to a battery pack, for example, a battery pack including two or more of the above-described battery modules.
  • the battery modules may be electrically connected to each other.
  • the manner in which two or more battery modules are electrically connected to form the battery pack is not particularly limited, and any known method can be applied.
  • the present application also relates to the battery module or a device comprising the battery pack.
  • Examples of such devices include, but are not limited to, automobiles such as electric vehicles, and may include all applications requiring secondary batteries as outputs.
  • the method of configuring the automobile using the battery module or the battery pack is not particularly limited, and a general method can be applied.
  • the present application can provide a battery module which is manufactured by a simple process and a low cost, excellent in volume-to-volume output, excellent in heat radiation characteristics, and excellent in durability, a method of manufacturing the same, and a resin composition applied to the manufacturing method.
  • 1 is a diagram illustrating an exemplary module case that may be applied in the present application.
  • FIG. 2 is a view showing a state in which a battery cell is housed in a module case.
  • FIG 3 is a view of an exemplary bottom plate in which an injection hole and an observation hole are formed.
  • Figures 4 and 5 show an exemplary battery pouch that may be used as a battery cell.
  • 6 and 7 are views showing the structure of an exemplary battery module.
  • the thermal conductivity of the resin layer was measured according to ASTM D5470 standard. That is, after placing the resin layer between two copper bars according to the standard of ASTM D 5470, one of the two copper rods is brought into contact with the heater, the other is brought into contact with the cooler, The heater was maintained at a constant temperature, and the capacity of the cooler was adjusted to create a thermal equilibrium state (a temperature change of about 0.1 ° C or less in 5 minutes). The temperature of each copper rod was measured in the thermal equilibrium state, and the thermal conductivity (K, unit: W / mK) was evaluated according to the following formula. In the evaluation of thermal conductivity, the pressure applied to the resin layer was adjusted to about 11 Kg / 25 cm 2 , and the thermal conductivity was calculated based on the final thickness when the thickness of the resin layer was changed during the measurement.
  • dx is the thickness of the resin layer (unit: m)
  • A is the cross-sectional area (unit: m) of the resin layer
  • K is the thermal conductivity (W / mK) m 2 )
  • dT is the temperature difference (unit: K) of the copper rod.
  • the aluminum pouch used to fabricate the battery cell was cut to a width of about 10 mm.
  • the resin composition was loaded on a glass plate, and the cut aluminum pouch was loaded thereon so that the PET (poly (ethylene terephthalate)) side of the pouch and the loaded resin composition were in contact with each other. .
  • the aluminum pouch was peeled off at a peeling angle of 180 degrees and a peeling speed of 300 mm / min with a tensile tester to measure the adhesive strength.
  • the impact test of the manufactured battery module is performed by observing whether or not the module is damaged after applying a certain impact three times in the horizontal direction (x axis), the vertical direction (y axis) and the thickness direction (z axis) Were measured and confirmed.
  • the viscosity of the resin composition was measured at a shear rate of from 0.01 to 10.0 / s at room temperature using a rheological property measuring machine (ARES).
  • the viscosity referred to in the examples is a viscosity at a shear rate of 2.5 / s and a thixotropic index (TI) can be determined through a ratio of the shear rate at a point of 1.0 / s to the viscosity at a point of 10.0 / s.
  • Two-component urethane-based adhesive composition was used.
  • the caprolactone-based polyol represented by the formula (2) has a number of repeating units (m in the formula (2)) of about 1 to 3 and a polyol- (Viscosity: about 270000 to 300000 cP, room temperature, 2.5 / s, using a base composition (viscosity: about 350000 to 400000 cP, room temperature, 2.5 / s shear rate) containing a polyol containing propylene glycol units Shear rate), a composition comprising polyisocyanate (HDI, hexamethylene diisocyanate) was used.
  • HDI polyisocyanate
  • the above-mentioned resin composition was divided and compounded in the same amount as the base and curing agent composition so that the weight ratio of calcium carbonate to about 280 parts by weight relative to 100 parts by weight of the total solid content of the above-mentioned base and curing agent compositions.
  • the above-mentioned subject and the curing agent composition were mixed in an equivalent amount.
  • the viscosity of the subject and curing agent compositions described in the examples is the viscosity of the filler in the blended state.
  • the adhesive strength of the prepared composition measured by the above-described method was about 450 gf / 10 mm.
  • Two-component urethane-based adhesive composition was used.
  • Alumina is added to the resin composition so as to exhibit thermal conductivity so that the resin composition exhibits a thermal conductivity of about 3 W / mK after curing (about 750 parts by weight relative to 100 parts by weight of the total solid content of the base and curing agent composition) By weight, based on the total weight of the composition.
  • the above-mentioned subject and the curing agent composition were mixed in an equivalent amount.
  • the adhesive strength of the prepared composition measured by the above-described method was about 520 gf / 10 mm.
  • a module case having a bottom plate, side wall and top plate made of aluminum is used.
  • a guiding part for guiding the mounting of the battery cell is formed on the inner surface of the lower plate of the module case, and injection holes for injecting the resin composition are formed at regular intervals in the central part of the upper plate and the lower plate of the module case , Observation holes are formed at the ends of the upper plate and the lower plate.
  • a bundle of pouches in which a plurality of battery pouches were stacked was housed in the module case. Subsequently, an upper plate was covered on the upper surface of the module case.
  • the composition for injecting the first and second filler-containing cured resin layers was injected into the injection holes of the upper plate and the lower plate, respectively, until the composition to be injected was confirmed to reach the observation hole, followed by curing, thereby manufacturing a battery module .
  • thixotropy as a filler in the same subject and in the curing agent composition as the resin composition for a cured resin layer containing a second filler of Example 1, calcium carbonate was added in an amount of about 280 parts by weight relative to 100 parts by weight of the total solid content of the above- By weight in terms of weight ratio.
  • the above-mentioned subject and the curing agent composition were mixed in an equivalent amount.
  • the viscosity of the composition was about 150,000 cP (at room temperature, 2.5 / s shear rate) and the viscosity of the curing agent composition was about 170000 cP (room temperature, 2.5 / s shear rate).
  • the adhesive strength of the prepared composition measured by the above-mentioned method was about 510 gf / 10 mm.
  • a battery module was prepared in the same manner as in Example 1, except that the composition for the first filler-containing cured resin layer prepared above and the composition for the second filler-containing cured resin layer prepared in Example 1 were used.
  • a resin layer (a first pillar-containing cured resin layer) is not formed between the top plate and the battery cell, but instead a urethane pad is inserted therebetween, and the following silicone resin composition is applied between the bottom plate and the battery cell
  • a battery module was produced in the same manner as in Example 1, except that a resin layer was formed.
  • a silicone-based resin composition applied between the bottom plate and the battery cell using a two-component silicone adhesive composition (subject: SL5100A (made by KCC) and curing agent: SL5100B
  • the two-part silicone-based adhesive composition has a viscosity at room temperature of about 130,000 cP or less, which is prepared by mixing the silicone-based adhesive composition in an amount capable of exhibiting a thermal conductivity of about 3 W / mK after hardening (about 800 to 1200 parts by weight relative to 100 parts by weight of two- Was used.
  • a battery module was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1 except that an injection plastic was used instead of a urethane pad between the top plate and the battery cell.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

본 출원은 배터리 모듈, 그 제조 방법 및 상기 제조 방법에 적용되는 수지 조성물을 제공할 수 있다. 본 출원에서는 간단한 공정과 저비용으로 제조되면서도 부피 대비 출력이 우수한 배터리 모듈, 그 제조 방법 및 상기 제조 방법에 적용되는 수지 조성물을 제공할 수 있다.

Description

배터리 모듈
본 출원은 2017년 9월 15일자 제출된 대한민국 특허출원 제10-2017-0118739호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 대한민국 특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 출원은, 배터리 모듈에 대한 것이다.
이차 전지에는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 또는 리튬 이차 전지 등이 있고, 대표적인 것은 리튬 이차 전지이다.
리튬 이차 전지는 주로 리튬 산화물과 탄소 소재를 각각 양극 및 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체 및 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재를 포함하는데, 외장재의 형상에 따라 캔형 이차 전지와 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다. 본 명세서에서는 단일의 이차 전지를 배터리셀로 호칭할 수 있다.
자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에 이용되는 경우, 용량 및 출력을 높이기 위해 많은 수의 배터리셀이 서로 전기적으로 연결되어 배터리 모듈 또는 배터리팩이 구성될 수 있다.
배터리 모듈 또는 그러한 배터리 모듈이 복수 연결된 배터리팩을 구성하기 위해서는, 다양한 체결 부품이나 냉각 장비 등이 요구되는데, 이러한 체결 부품 또는 냉각 장비 등은 배터리 모듈 또는 배터리팩의 제조 비용의 상승을 유발하고, 부피 및 무게를 증가시키며, 증가된 부피 및 무게 대비 출력도 떨어지게 한다.
또한, 배터리팩이 자동차 등 사용 과정에서 진동 등 외부 충격에 많이 노출되는 경우에 배터리팩은 보다 우수한 내구성이 확보될 것이 요구된다.
본 출원은, 배터리 모듈을 제공할 수 있다.
본 출원의 배터리 모듈은 모듈 케이스 및 배터리셀을 포함한다. 배터리셀은 상기 모듈 케이스 내에 수납되어 있을 수 있다. 배터리셀은 모듈 케이스 내에 하나 이상 존재할 수 있으며, 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. 모듈 케이스는, 상기 내부 공간을 밀폐하는 상부판을 추가로 포함할 수 있다. 상기 측벽, 하부판 그리고 상부판은 서로 일체형으로 형성되어 있거나, 혹은 각각 분리된 측벽, 하부판 및/또는 상부판이 조립되어 상기 모듈 케이스가 형성되어 있을 수 있다. 이러한 모듈 케이스의 형태 및 크기는 특별히 제한되지 않으며, 용도, 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, 그를 구별하기 위해 사용하는 상대적인 개념의 용어이다. 즉, 실제 사용 상태에서 상부판이 반드시 상부에 존재하고, 하부판이 반드시 하부에 존재하여야 한다는 것을 의미하는 것은 아니다.
도 1은, 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 2는, 배터리셀(20)이 수납되어 있는 도 1의 모듈 케이스(10)를 상부에서 관찰한 모식도이다.
모듈 케이스의 상기 하부판, 측벽 및/또는 상부판에는 홀이 형성되어 있을 수 있다. 이러한 홀은 후술하는 수지층과 접촉하고 있는 상부판과 하부판 등에 형성되어 있을 수 있다. 상기 홀은 후술하는 바와 같이 수지층을 주입 공정에 의해 형성하는 경우에 상기 수지층의 형성 재료(수지 조성물)를 주입하는 주입홀일 수 있다. 이 때 상기 홀의 형태, 개수 및 위치는 상기 수지층의 형성 재료의 주입 효율을 고려하여 조정될 수 있다. 하나의 예시에서 상기 홀은 적어도 상기 하부판 및 상부판에 형성되어 있을 수 있다.
하나의 예시에서 상기 홀은 상기 측벽, 하부판 또는 상부판의 전체 길이의 약 1/4 내지 3/4 지점 또는 약 3/8 내지 7/8 지점 또는 대략 중간부에 형성되어 있을 수 있다. 이 지점에 형성된 주입홀을 통해 수지 조성물을 주입함으로써 수지층을 넓은 접촉 면족을 가지도록 주입할 수 있다. 상기의 1/4, 3/4, 3/8 또는 7/8 지점은, 예를 들면, 도 3에 나타난 바와 같이, 하부판 등의 어느 하나의 말단면(E)을 기준으로 측정한 전체 길이(L) 대비 상기 홀의 형성 위치까지의 거리(A)의 비율이다. 또한, 상기에서 길이(L) 및 거리(A)가 형성되는 말단(E)은, 상기 길이(L)와 거리(A)를 동일한 말단(E)으로부터 측정하는 한 임의의 말단(E)일 수 있다. 도 3에서 주입홀(50a)은 하부판(10a)의 대략 중간부에 위치하는 형태이다.
주입홀의 크기 및 형상은 특별히 제한되지 않고, 후술하는 수지층 재료의 주입 효율을 고려하여 형성할 수 있다. 예를 들면, 상기 홀은, 원형, 타원형, 삼각형이나 사각형 등의 다각형 또는 무정형일 수 있다. 주입홀의 개수 및 그 간격도 크게 제한되는 것은 아니며, 전술한 바와 같이 수지층이 하부판 등과 넓은 접촉 면적을 가질 수 있도록 조절될 수 있다.
상기 주입홀이 형성되어 있는 상부판과 하부판 등의 말단에는 관찰홀(예를 들면, 도면 3의 50b)이 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 위한 것일 수 있다. 상기 관찰홀의 위치, 형태, 크기 및 개수는 상기 주입되는 재료가 적절하게 주입되었는지를 확인할 수 있도록 형성되는 한 제한되지 않는다.
모듈 케이스는 열전도성 케이스일 수 있다. 용어 열전도성 케이스는, 케이스 전체의 열전도도가 10 W/mk 이상이거나, 혹은 적어도 상기와 같은 열전도도를 가지는 부위가 포함되어 있는 케이스를 의미한다. 예를 들면, 전술한 측벽, 하부판 및 상부판 중 적어도 하나는 상기 기술한 열전도도를 가질 수 있다. 다른 예시에서 상기 측벽, 하부판 및 상부판 중 적어도 하나가 상기 열전도도를 가지는 부위를 포함할 수 있다.
본 출원의 일 예시에 따른 배터리 모듈의 구조에서는 후술하는 바와 같이 상부판 및 배터리셀과 접촉하는 제 1 필러 함유 경화 수지층과 하부판 및 배터리셀과 접촉하는 제 2 필러 함유 경화 수지층이 포함되어 있다. 이러한 구조에서 적어도 상기 제 2 필러 함유 경화 수지층은, 열전도성 수지층일 수 있고, 이에 따라서 적어도 상기 하부판은 열전도성이거나, 열전도성 부위를 포함할 수 있다.
상기에서 열전도성인 상부판, 하부판 또는 측벽 또는 열전도성 부위의 열전도도는, 다른 예시에서 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 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 250 W/mK 이하일 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 상기와 같은 열전도도를 나타내는 재료의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 알루미늄, 금, 순은, 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 포함할 수 있다.
모듈 케이스에서 상기 범위의 열전도도를 가지는 부위는 후술하는 수지층 및/또는 절연층과 접촉하는 부위일 수 있다. 또한, 상기 열전도도를 가지는 부위는, 냉각수와 같은 냉각 매체와 접하는 부위일 수 있다. 이러한 구조에 의하면 배터리셀로부터 발생한 열을 효과적으로 외부로 방출할 수 있는 구조가 구현될 수 있다.
한편, 본 명세서에서 언급하는 물성 중에서 측정 온도가 그 물성에 영향을 미치는 경우, 특별히 달리 언급하지 않는 한, 그 물성은 상온에서 측정한 물성일 수 있다. 본 명세서에서 용어 상온은 약 10℃ 내지 30℃의 범위 내의 어느 한 온도, 예를 들면, 약 25℃, 약 23℃ 또는 약 20℃ 정도의 온도를 의미할 수 있다.
모듈 케이스 내에 수납되는 배터리셀의 종류도 특별히 제한되지 않으며, 공지의 다양한 배터리셀이 모두 적용될 수 있다. 하나의 예시에서 상기 배터리셀은 파우치형일 수 있다. 도 4를 참조하여 설명하면, 파우치형 배터리셀(100)는 통상적으로 전극 조립체, 전해질 및 파우치 외장재를 포함할 수 있다.
도 4는, 예시적인 파우치형셀의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이고, 도 5는 도 4의 구성의 결합 사시도이다.
파우치형셀(100)에 포함되는 전극 조립체(110)는, 하나 이상의 양극판 및 하나 이상의 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 형태일 수 있다. 전극 조립체(110)는, 하나의 양극판과 하나의 음극판이 세퍼레이터와 함께 권취된 권취형이거나, 다수의 양극판과 다수의 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 교대로 적층된 스택형 등으로 구분될 수 있다.
파우치 외장재(120)는, 예를 들면, 외부 절연층, 금속층 및 내부 접착층을 구비하는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 외장재(120)는, 전극 조립체(110)와 전해액 등 내부 요소를 보호하고, 전극 조립체(110)와 전해액에 의한 전기 화학적 성질에 대한 보완 및 방열성 등을 감안하여 알루미늄 등의 금속 박막을 포함할 수 있다. 이러한 금속 박막은, 전극 조립체(110) 및 전해액 등의 요소나 전지(100) 외부의 다른 요소와의 전기적 절연성을 확보하기 위해, 절연 물질로 형성된 절연층 사이에 개재될 수 있다.
하나의 예시에서 외장재(120)는, 상부 파우치(121)와 하부 파우치(122)를 포함할 수 있고, 상부 파우치(121)와 하부 파우치(122) 중 적어도 하나에는 오목한 형태의 내부 공간(I)이 형성될 수 있다. 이러한 파우치의 내부 공간(I)에는 전극 조립체(110)가 수납될 수 있다. 상부 파우치(121)와 하부 파우치(122)의 외주면에는 실링부(S)가 구비되고, 이러한 실링부(S)가 서로 접착되어, 전극 조립체(110)가 수용된 내부 공간이 밀폐될 수 있다.
전극 조립체(110)의 각 전극판에는 전극 탭이 구비되며, 하나 이상의 전극 탭이 전극 리드와 연결될 수 있다. 전극 리드는 상부 파우치(121)와 하부 파우치(122)의 실링부(S) 사이에 개재되어 외장재(120)의 외부로 노출됨으로써, 이차 전지(100)의 전극 단자로서 기능할 수 있다.
파우치형 셀의 형태는 하나의 예시이며, 본 출원에서 적용되는 배터리셀이 상기와 같은 종류에 제한되는 것은 아니다. 본 출원에서는 공지된 다양한 형태의 파우치형셀 또는 기타 다른 형태의 전지가 모두 배터리셀로서 적용될 수 있다.
본 출원의 배터리 모듈은, 수지층을 추가로 포함할 수 있다. 구체적으로 본 출원의 배터리 모듈은 적어도 필러 함유 경화 수지층을 포함할 수 있다. 본 출원에서 용어 필러 함유 경화 수지층은, 수지 성분과 필러를 포함하는 층이다. 용어 경화 수지층은, 액상이거나, 충분한 유동성을 가지는 정도의 저점도의 수지 조성물이 경화되어 형성된 층을 의미한다. 상기에서 액상 또는 충분한 유동성을 가지는 저점도는, 약 400 cP 이하 또는 100 내지 400 cP의 범위(상온, 2.5/s 전단 속도 기준)를 의미할 수 있다. 상기 점도는 후술하는 실시예의 방식에 따라서 측정한 결과이다. 상기 점도의 하한은, 수지 조성물이 충분한 저점도를 가진다면 특별히 제한되지 않으나, 일반적으로 약 10Pas 이상일 수 있다. 또한, 상기 점도는 경화 전의 수지 조성물의 점도이다.
배터리 모듈은, 상기 필러 함유 경화 수지층으로서, 상기 상부판 및 배터리셀과 접촉하고 있는 제 1 필러 함유 경화 수지층과 상기 하부판과 배터리셀과 접촉하고 있는 제 2 필러 함유 경화 수지층을 포함할 수 있다.
하나의 예시에서 상기 각 수지층은, 접착제층일 수도 있다. 용어 접착제층은, 상기 수지층의 접착력이 약 150 gf/10mm 이상, 200 gf/10mm 이상, 250 gf/10mm 이상, 300 gf/10mm 이상, 350 gf/10mm 이상 또는 400 gf/10mm 이상인 경우를 의미한다. 상기 접착력은, 후술하는 실시예에 개시된 방법에 따라서 알루미늄 파우치에 대해서 측정한다. 상기 수지층의 접착력의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 2,000gf/10mm 이하, 1,500 gf/10mm 이하, 1,000 gf/10mm 이하, 900 gf/10mm 이하, 800 gf/10mm 이하, 700 gf/10mm 이하, 600 gf/10mm 이하 또는 500 gf/10mm 이하 정도일 수 있다.
상기와 같이 배터리 모듈 내에 적어도 2개의 필러 함유 경화 수지층을 형성함으로써, 외부의 충격이나 진동에 대한 내구성이 우수한 배터리 모듈이 제공될 수 있다.
본 출원의 배터리 모듈에서 상기 수지층과 접촉하고 있는 측벽, 하부판 및 상부판의 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 배터리셀이 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 또는 후술하는 가이딩부)가 존재하는 경우에도, 그 다른 요소와 상기 수지층의 전체 열전도도가 약 1.5 W/mK 이상, 약 2 W/mK 이상, 2.5 W/mK 이상, 3 W/mK 이상, 3.5 W/mK 이상 또는 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 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.
제 1 및 제 2 필러 함유 경화성 수지층 중에서 적어도 후술하는 열전도성 경화 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 배터리팩의 구성 시에 기존에 요구되던 다양한 체결 부품이나 모듈의 냉각 장비 등을 대폭적으로 감소시키면서도, 방열 특성을 확보하면서, 단위 부피 당 보다 많은 배터리셀이 수납되는 모듈을 구현할 수 있다. 이에 따라서, 본 출원에서는 보다 소형이고, 가벼우면서도 고출력의 배터리 모듈을 제공할 수 있다.
도 6은, 상기 배터리 모듈의 예시적인 단면도이고, 예를 들면, 상기 모듈은, 6과 같이 측벽(10b)과 하부판(10a)을 포함하는 케이스(10); 상기 케이스의 내부에 수납되어 있는 복수의 배터리셀(20) 및 상기 배터리셀(20)과 케이스(10) 모두와 접촉하고 있는 수지층(30)을 포함하는 형태일 수 있다. 도 6은 하부판(10a)측에 존재하는 수지층(30)에 대한 도면이지만, 본 출원의 배터리 모듈은 상부판측에도 도 6과 같은 형태의 수지층을 포함하고 있다.
상기 구조에서 상기 수지층(30)과 접촉하고 있는 하부판 등은 전술한 것과 같이 열전도성의 하부판 등일 수 있다.
상기 수지층과 하부판 등의 접촉 면적은, 상기 하부판 등의 전체 면적 대비 약 70% 이상, 약 75% 이상, 약 80% 이상, 약 85% 이상, 약 90% 이상 또는 약 95% 이상일 수 있다. 상기 접촉 면적의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 100% 이하 또는 약 100% 미만일 수 있다.
상부판 또는 하부판이 열전도성이고, 그와 접촉하고 있는 경화 수지층도 열전도성인 경우에, 상기 열전도성 부위 또는 열전도성 하부판 등은 냉각수와 같은 냉각 매체와 접하는 부위일 수 있다. 즉, 도 6에 모식적으로 나타난 바와 같이, 상기와 같은 구조에 의해 열(H)이 하부판 등으로 쉽게 배출될 수 있고, 이러한 하부판 등을 냉각 매체(CW)와 접촉시킴으로서, 보다 간소화된 구조에서도 열의 방출이 쉽게 이루어지도록 할 수 있다.
제 1 및 제 2 경화 수지층은 각각 두께가 예를 들면, 약 100 ㎛ 내지 5 mm의 범위 내 또는 약 200㎛ 내지 5 mm의 범위 내일 수 있다. 본 출원의 구조에서는 상기 수지층의 두께는 목적하는 방열 특성이나, 내구성을 고려하여 적정 두께로 설정할 수 있다. 상기 두께는, 수지층의 가장 얇은 부위의 두께, 가장 두꺼운 부위의 두께 또는 평균 두께일 수 있다.
도 6에 나타난 바와 같이, 상기 모듈 케이스(10)의 내부의 적어도 일면, 예를 들면, 수지층(30)과 접촉하는 면(10a)에는 수납되는 배터리셀(20)을 가이드할 수 있는 가이딩부(10d)가 존재할 수도 있다. 이 때 가이딩부(10d)의 형상은 특별히 제한되지 않고, 적용되는 배터리셀의 형태 등을 고려하여 적정한 형상이 채용될 수 있으며, 상기 가이딩부(10d)는, 상기 하부판 등과 일체로 형성되어 있는 것이거나, 혹은 별도로 부착된 것일 수 있다. 상기 가이딩부(10d)는 전술한 열적 접촉을 고려하여 열전도성 소재, 예를 들면, 알루미늄, 금, 순은, 텅스텐, 구리, 니켈 또는 백금 등의 금속 소재를 사용하여 형성할 수 있다. 또한, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 수납되는 배터리셀(20)의 사이에는 간지 또는 접착제층이 존재할 수도 있다. 상기에서 간지는 배터리셀의 충방전 시에 버퍼 역할을 할 수 있다.
상기 수지층 또는 그 수지층이 적용된 배터리 모듈은, 후술하는 물성 중 적어도 하나 이상의 물성을 가질 수 있다. 후술하는 각 물성은 독립적인 것으로 어느 하나의 물성이 다른 물성을 우선하는 것이 아니며, 수지층은, 하기 기술하는 물성 중 적어도 하나 또는 2개 이상을 만족할 수 있다.
하나의 예시에서 상기 제 1 및 제 2 필러 함유 경화 수지층 중 적어도 하나는 열전도성 수지층일 수 있다. 이러한 경우에 열전도성 수지층의 열전도도는 약 1.5 W/mK 이상, 약 2 W/mK 이상, 2.5 W/mK 이상, 3 W/mK 이상, 3.5 W/mK 이상 또는 4 W/mK 이상일 수 있다. 상기 열전도도는 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 이상 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. 수지층의 열전도도를 상기와 같은 범위로 하는 방식은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 수지층의 열전도도는 수지층에 포함되는 필러로서, 열전도성을 가지는 필러를 사용하여 조절할 수 있다.
예를 들면, 접착제로 일반적으로 사용될 수 있는 것으로 알려진 수지 성분 중에서 아크릴계 수지, 우레탄계 수지 및 실리콘계 수지는 서로 유사한 열전도 특성을 가지고, 에폭시계 수지가 그에 비하여 열전도성이 우수하며, 올레핀계 수지는 에폭시 수지에 비하여 높은 열전도성을 가지는 것으로 알려져 있다. 따라서, 필요에 따라 수지 중 우수한 열전도도를 가지는 것을 선택할 수 있다. 다만, 일반적으로 수지 성분만으로는 목적하는 열전도도가 확보되기 어렵고, 후술하는 바와 같이 열전도성이 우수한 필러 성분을 적정 비율로 수지층에 포함시키는 방식도 적용할 수 있다.
배터리 모듈에 포함되는 제 1 및 제 2 필러 함유 경화 수지층은 양자 모두 상기 열전도도를 가지는 열전도성 수지층일 수도 있고, 적어도 하나가 상기 열전도성 수지층일 수 있다. 일 예시에서 상기 제 1 및 제 2 필러 함유 경화 수지층 중에서 어느 하나는 상기 열전도성 수지층이고, 다른 하나는 열전도성이 낮은 수지층일 수 있다. 이러한 구조가 배터리 모듈의 방열 특성에 유리할 수 있다.
이러한 경우에 열전도성이 낮은 수지층의 열전도도는 1.5 W/mK 미만, 약 1 W/mK 이하, 약 0.8 W/mK 이하, 0.6 W/mK 이하, 0.4 W/mK 이하 또는 0.2 W/mK 이하일 수 있다. 상기에서 열전도도의 하한은 특별히 제한되지 않고, 약 0 W/mK 이상 또는 0 W/mK 초과일 수 있다.
배터리 모듈에서 상기 수지층 또는 그 수지층이 적용된 배터리 모듈의 열저항이 5 K/W 이하, 4.5 K/W 이하, 4 K/W 이하, 3.5 K/W 이하, 3 K/W 이하 또는 약 2.8 K/W 이하일 수 있다. 이러한 범위의 열저항이 나타나도록 수지층 또는 그 수지층이 적용된 배터리 모듈을 조절할 경우에 우수한 냉각 효율 내지는 방열 효율이 확보될 수 있다. 상기 열저항은 측정하는 방식은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, ASTM D5470 규격 또는 ISO 22007-2 규격에 따라 측정할 수 있다.
수지층은 또한 열충격 시험, 예를 들면, 약 -40℃의 저온에서 30분 유지한 후 다시 온도를 80℃로 올려서 30분 유지하는 것을 하나의 사이클로 하여 상기 사이클을 100회 반복하는 열충격 시험 후에 배터리 모듈의 모듈 케이스 또는 배터리셀로부터 떨어지거나 박리되거나 혹은 크렉이 발생하지 않을 수 있도록 형성되는 것이 요구될 수 있다. 예를 들어, 배터리 모듈이 자동차 등과 같이 오랜 보증 기간(자동차의 경우, 약 15년 이상)이 요구되는 제품에 적용되는 경우에 내구성이 확보되기 위해서는 상기와 같은 수준의 성능이 요구될 수 있다.
제 1 및 제 2 필러 함유 경화 수지층은, 전기 절연성 수지층일 수 있다. 전술한 구조에서 수지층이 전기 절연성을 나타내는 것에 의해 배터리 모듈의 성능을 유지하고, 안정성을 확보할 수 있다. 전기절연성 수지층은, ASTM D149에 준거하여 측정한 절연파괴전압이 약 3 kV/mm 이상, 약 5 kV/mm 이상, 약 7 kV/mm 이상, 10 kV/mm 이상, 15 kV/mm 이상 또는 20 kV/mm 이상일 수 있다. 상기 절연파괴전압은 그 수치가 높을수록 수지층이 우수한 절연성을 보이는 것으로 특별히 제한되는 것은 아니나, 수지층의 조성 등을 고려하면 약 50 kV/mm 이하, 45 kV/mm 이하, 40 kV/mm 이하, 35 kV/mm 이하, 30 kV/mm 이하일 수 있다. 상기와 같은 절연 파괴 전압도 수지층의 수지 성분의 절연성을 조절하여 제어할 수 있으며, 예를 들면, 수지층 내에 절연성 필러를 적용함으로써 상기 절연 파괴 전압을 조절할 수 있다. 일반적으로 열전도성 필러 중에서 후술하는 바와 같은 세라믹 필러는 절연성을 확보할 수 있는 성분으로 알려져 있다.
제 1 및 제 2 필러 함유 경화 수지층으로는, 안정성을 고려하여 난연성 수지층이 적용될 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.
제 1 및 제 2 필러 함유 경화 수지층은 비중이 5 이하일 수 있다. 상기 비중은 다른 예시에서 4.5 이하, 4 이하, 3.5 이하 또는 3 이하일 수 있다. 이러한 범위의 비중을 나타내는 수지층은 보다 경량화된 배터리 모듈의 제조에 유리하다. 상기 비중은 그 수치가 낮을수록 모듈의 경량화에 유리하므로, 그 하한은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 비중은 약 1.5 이상 또는 2 이상일 수 있다. 수지층이 상기와 같은 범위의 비중을 나타내기 위하여 수지층에 첨가되는 성분이 조절될 수 있다. 예를 들어, 필러의 첨가 시에 가급적 낮은 비중에서도 목적하는 열전도성이 확보될 수 있는 필러, 즉 자체적으로 비중이 낮은 필러를 적용하거나, 표면 처리가 이루어진 필러를 적용하는 방식 등이 사용될 수 있다.
제 1 및 제 2 필러 함유 경화 수지층은 가급적 휘발성 물질을 포함하지 않는 것이 적절하다. 예를 들면, 상기 수지층은 비휘발성분의 비율이 90 중량% 이상, 95 중량% 이상 또는 98 중량% 이상일 수 있다. 상기에서 비휘발성분과 그 비율은 다음의 방식으로 규정될 수 있다. 즉, 상기 비휘발부은 수지층을 100℃에서 1 시간 정도 유지한 후에 잔존하는 부분을 비휘발분으로 정의할 수 있고, 따라서 상기 비율은 상기 수지층의 초기 중량과 상기 100℃에서 1 시간 정도 유지한 후의 비율을 기준으로 측정할 수 있다.
제 1 및 제 2 필러 함유 경화 수지층에는 필요에 따라서 열화에 대하여 우수한 저항성을 가질 것이나, 모듈 케이스 또는 배터리셀의 표면가 가능한 화학적으로 반응하지 않는 안정성이 요구될 수 있다.
제 1 및 제 2 필러 함유 경화 수지층은 또한 경화 과정 또는 경화된 후에 낮은 수축률을 가지는 것이 유리할 수 있다. 이를 통해 모듈의 제조 내지는 사용 과정에서 발생할 수 있는 박리나 공극의 발생 등을 방지할 수 있다. 상기 수축률은 전술한 효과를 나타낼 수 있는 범위에서 적절하게 조절될 수 있고, 예를 들면, 5% 미만, 3% 미만 또는 약 1% 미만일 수 있다. 상기 수축률은 그 수치가 낮을수록 유리하므로, 그 하한은 특별히 제한되지 않는다.
제 1 및 제 2 필러 함유 경화 수지층은 또한 낮은 열팽창 계수(CTE)를 가지는 것이 유리할 수 있다. 이를 통해 모듈의 제조 내지는 사용 과정에서 발생할 수 있는 박리나 공극의 발생 등을 방지할 수 있다. 상기 열팽창 계수는 전술한 효과를 나타낼 수 있는 범위에서 적절하게 조절될 수 있고, 예를 들면, 300 ppm/K 미만, 250 ppm/K 미만, 200 ppm/K 미만, 150 ppm/K 미만 또는 약 100 ppm/K 미만일 수 있다. 상기 열팽창계수는 그 수치가 낮을수록 유리하므로, 그 하한은 특별히 제한되지 않는다.
제 1 및 제 2 필러 함유 경화 수지층은 인장 강도가 적절하게 조절될 수 있고, 이를 통해 우수한 내충격성 등이 확보되어 적절한 내구성을 보이는 모듈의 제공이 가능할 수 있다. 인장 강도(tensile strength)는, 예를 들면, 약 1.0 MPa 이상의 범위에서 조절될 수 있다.
제 1 및 제 2 필러 함유 경화 수지층은 연신율(elongation)이 적절하게 조절될 수 있고, 이를 통해 우수한 내충격성 등이 확보되어 적절한 내구성을 보이는 모듈의 제공이 가능할 수 있다. 연신율은, 예를 들면, 약 10% 이상 또는 약 15% 이상의 범위에서 조절될 수 있다.
제 1 및 제 2 필러 함유 경화 수지층은 또한 적절한 경도를 나타내는 것이 유리할 수 있다. 예를 들어, 수지층의 경도가 지나치게 높으면, 수지층이 지나치게 브리틀(brittle)하게 되어 신뢰성에 나쁜 영향을 줄 수 있다. 또한, 수지층의 경도의 조절을 통해 내충격성, 내진동성을 확보하고, 제품의 내구성을 확보할 수 있다. 수지층은, 예를 들면, 쇼어(shore) A 타입에서의 경도가 100 미만, 99 이하, 98 이하, 95 이하 또는 93 이하이거나, 쇼어 D 타입에서의 경도가 약 80 미만, 약 70 이하 또는 약 65 이하 또는 약 60 이하일 수 있다. 상기 경도의 하한은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 경도는 쇼어(shore) A 타입에서 경도가 60 이상이거나, 쇼어(shore) OO 타입에서의 경도가 5 이상 또는 약 10 이상 정도일 수 있다. 수지층의 경도는 통상 그 수지층에 포함되는 필러의 종류 내지 비율에 의해 좌우되고, 과량의 필러를 포함하면, 통상 경도가 높아진다. 다만, 실리콘계 수지가 통상 에폭시 또는 우레탄 등 다른 수지에 비하여 낮은 경도를 나타내는 것처럼 수지층에 포함되는 수지 성분도 그 경도에 영향을 준다.
제 1 및 제 2 필러 함유 경화 수지층은, 또한 열중량분석(TGA)에서의 5% 중량 손실(5% weight loss) 온도가 400℃ 이상이거나, 800℃ 잔량이 70 중량% 이상일 수 있다. 이러한 특성에 의해 배터리 모듈의 고온에서의 안정성이 보다 개선될 수 있다. 상기 800℃ 잔량은 다른 예시에서 약 75 중량% 이상, 약 80 중량% 이상, 약 85 중량% 이상 또는 약 90 중량% 이상일 수 있다. 상기 800℃ 잔량은 다른 예시에서 약 99 중량% 이하일 수 있다. 상기 열중량 분석(TGA)은, 60 cm3/분의 질소(N2) 분위기 하에서 20℃/분의 승온 속도로 25℃ 내지 800℃의 범위 내에서 측정할 수 있다. 상기 열중량분석(TGA) 결과도 수지층의 조성의 조절을 통해 달성할 수 있다. 예를 들어, 800℃ 잔량은, 통상 그 수지층에 포함되는 필러의 종류 내지 비율에 의해 좌우되고, 과량의 필러를 포함하면, 상기 잔량은 증가한다. 다만, 실리콘계 수지가 일반적으로 에폭시 또는 우레탄 등 다른 수지에 비하여 내열성이 높기 때문에 상기 잔량은 더욱 높고, 이처럼 수지층에 포함되는 수지 성분도 그 경도에 영향을 준다.
수지층의 종류는 배터리셀의 효과적인 고정이 가능하고, 필요에 따라 상기 언급된 물성이 부여될 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않고, 공지의 경화성 수지 소재가 모두 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 소재로는, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 올레핀계 수지, 우레탄계 수지, EVA(Ethylene vinyl acetate)계 수지 또는 실리콘계 수지 등을 들 수 있고, 따라서 상기 수지층은 상기 수지를 포함할 수 있다. 상기 수지층은, 상기 수지를 수지 성분 중에서 주성분으로 포함할 수 있다. 즉, 상기 수지층에 포함되는 전체 수지 성분 중에서 상기 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 올레핀계 수지, 우레탄계 수지, EVA(Ethylene vinyl acetate)계 수지 또는 실리콘계 수지 등은 중량을 기준으로 약 70% 이상, 약 75% 이상, 약 80% 이상, 약 85% 이상 또는 약 90% 이상 포함될 수 있다. 상기 비율은 약 99% 이하 또는 약 95% 이하일 수 있다.
수지층을 형성하는 재료, 즉 수지 조성물은, 전술한 바와 같이 접착 재료일 수 있고, 또한 용제형, 수계 또는 무용제형일 수 있으나, 후술하는 제조 공정의 편의 등을 고려하여 무용제형 수지층인 것이 적절할 수 있다.
수지층 재료는 활성 에너지선 경화형, 습기 경화형, 열 경화형 또는 상온 경화형 등일 수 있고, 역시 후술하는 제조 공정의 편의성 등을 고려하여 상온 경화형인 것이 적절할 수 있다.
전술한 것과 같이 제 1 및 제 2 필러 함유 경화 수지층은, 경화성 수지 조성물을 경화시켜서 형성한 층이다. 본 출원의 특유의 구조의 구현을 위해서 경화성 수지 조성물에는 다음과 같은 물성이 요구된다. 우선 필요에 따라서 요변성을 확보하거나, 열전도성을 확보하기 위해서 상기 수지 조성물에는 매우 많은 양의 필러가 포함될 수 있는데, 이러한 경우에도 주입 공정성 등의 확보를 위해 수지 조성물이 전술한 바와 같은 충분한 저점도를 나타낼 필요가 있다. 또한, 단순히 저점도만 나타내면, 역시 공정성의 확보가 곤란하기 때문에 적절한 요변성이 요구되고, 경화되어 우수한 접착력을 나타내면서도 경화 자체는 상온에서 진행되는 것이 필요할 수 있다.
본 출원에서는 이러한 특성을 확보하는 수지 조성물로서, 우레탄계 수지 조성물을 적용한다. 즉, 상기 수지층은, 우레탄계 수지층, 즉 우레탄 수지를 수지 성분 중에서 주성분으로 포함하는 수지층일 수 있다.
우레탄계 수지 조성물은, 적어도 폴리올 등을 포함하는 주제 조성물부; 및 적어도 이소시아네이트 화합물을 포함하는 경화제 조성물부를 포함하는 이액형일 수 있고, 이러한 이액형을 배합하여 수지 조성물을 조제하고, 이를 경화시켜서 상기 수지층을 형성할 수 있다.
따라서, 상기 우레탄 수지층은, 적어도 상기 폴리올 유래 단위와 상기 폴리이소시아네이트 유래 단위를 포함할 수 있다. 이러한 경우에 상기 폴리올 유래 단위는, 상기 폴리올이 상기 폴리이소시아네이트와 우레탄 반응하여 형성되는 단위이고, 폴리이소시아네이트 유래 단위는 상기 폴리이소시아네이트가 상기 상기 폴리올과 우레탄 반응하여 형성되는 단위일 수 있다.
우레탄계 수지 조성물로서는, 상기 물성의 확보를 위해서 적어도 주제 조성물에 포함되는 폴리올로서, 비결정성이거나, 충분히 결정성이 낮은 폴리올을 포함하는 수지 조성물이 적용될 수 있다.
상기에서 용어 비결정성은, DSC(Differential Scanning　calorimetry) 분석에서 결정화 온도(Tc)와 용융 온도(Tm)가 관찰되지 않는 경우를 의미하고, 이 때 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 측정할 수 있다. 또한, 상기에서 충분히 결정성이 낮다는 것은, 상기 DSC 분석에서 관찰되는 용융점(Tm)이 약 20℃ 이하, 약 15℃ 이하, 약 10℃ 이하, 약 5℃ 이하, 약 0℃ 이하, 약 -5℃ 이하, 약 -10℃ 이하 또는 약 -20℃ 이하 정도인 경우를 의미한다. 상기에서 용융점의 하한은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 상기 용융점은, 약 -80℃ 이상, 약 -75℃ 이상 또는 약 -70℃ 이상 정도일 수 있다.
상기와 같은 폴리올로는 후술하는 에스테르계 폴리올이 예시될 수 있다. 즉, 에스테르계 폴리올 중에서 카복실산계 폴리올이나 카프로락톤계 폴리올, 구체적으로는 후술하는 구조의 폴리올은 전술한 특성을 효과적으로 충족시킨다.
일반적으로 카복실산계 폴리올은, 디카복실산과 폴리올(ex. 디올 또는 트리올 등)을 포함하는 성분을 우레탄 반응시켜서 형성하고, 카프로락톤계 폴리올은 카프로락톤과 폴리올(ex. 디올 또는 트리올 등)을 포함하는 성분을 우레탄 반응시켜서 형성하는데, 이 때 각 성분의 종류 및 비율의 조절을 통해 전술한 물성을 만족하는 폴리올을 구성할 수 있다.
일 예시에서 상기 폴리올은, 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 폴리올일 수 있다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2018010900-appb-I000001
[화학식 2]
Figure PCTKR2018010900-appb-I000002
화학식 1 및 2에서 X는 디카복실산 유래 단위며, Y는 폴리올 유래 단위, 예를 들면, 트리올 또는 디올 단위이고, n 및 m은 임의의 수이다.
상기에서 디카복실산 유래 단위는 디카복실산이 폴리올과 우레탄 반응하여 형성된 단위이고, 폴리올 유래 단위는 폴리올이 디카복실산 또는 카프로락톤과 우레탄 반응하여 형성된 단위이다.
즉, 폴리올의 히드록시기와 디카복실산의 카복실기가 반응하면, 축합 반응에 의해 물(HO2) 분자가 탈리되면서, 에스테르 결합이 형성되는데, 상기 화학식 1의 X는 상기 디카복실산이 상기 축합 반응에 의해 에스테르 결합을 형성한 후에 상기 에스테르 결합 부분을 제외한 부분을 의미하고, Y는 역시 상기 축합 반응에 의해 폴리올이 에스테르 결합을 형성한 후에 그 에스테르 결합을 제외한 부분이며, 상기 에스테르 결합은 화학식 1에 표시되어 있다.
또한, 화학식 2의 Y 역시 폴리올이 카프로락톤과 에스테르 결합을 형성한 후에 그 에스테르 결합을 제외한 부분을 나타낸다.
한편, 상기에서 Y의 폴리올 유래 단위가 트리올 단위와 같이 3개 이상의 히드록시기를 포함하는 폴리올로부터 유래된 단위인 경우에는 상기 화학식의 구조에서 Y 부분이 분지가 형성된 구조가 구현될 수 있다.
상기 화학식 1의 X의 디카복실산 유래 단위의 종류는 특별히 제한되지 않지만 단위, 목적하는 물성의 확보를 위해서 프탈산 단위, 이소프탈산 단위, 테레프탈산 단위, 트리멜리트산 단위, 테트라히드로프탈산 단위, 헥사히드로프탈산 단위, 테트라클로로프탈산 단위, 옥살산 단위, 아디프산 단위, 아젤라산 단위, 세박산 단위, 숙신산 단위, 말산 단위, 글라타르산 단위, 말론산 단위, 피멜산 단위, 수베르산 단위, 2, 2-디메틸숙신산 단위, 3,, 3-디메틸글루타르산 단위, 2,2-디메틸글루타르산 단위, 말레산 단위, 푸마루산 단위, 이타콘산 단위 및 지방산 단위로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 단위일 수 있고, 경화 수지층의 유리전이온도를 고려하여 방향족 디카복실산 유래 단위보다는 지방족 디카복실산 유래 단위가 유리하다.
한편, 화학식 1 및 2에서 Y의 폴리올 유래 단위의 종류는 특별히 제한되지 않지만 단위, 목적하는 물성의 확보를 위해서, 에틸렌글리콜 단위, 프로필렌글리콜 단위, 1,2-부틸렌글리콜 단위, 2,3-부틸렌글리콜 단위, 1,3-프로판디올 단위, 1,3-부탄디올 단위, 1,4-부탄디올 단위, 1,6-헥산디올 단위, 네오펜틸글리콜 단위, 1,2-에틸헥실디올 단위, 1,5-펜탄디올 단위, 1,10-데칸디올 단위, 13-시클로헥산디메탄올 단위, 1,4-시클로헥산디메탄올 단위, 글리세린 단위 및 트리메틸롤프로판 단위로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2개 이상일 수 있다.
한편, 상기 화학식 1에서 n은 임의의 수이며, 그 범위는 목적하는 물성을 고려하여 선택될 수 있고, 예를 들면, 약 2 내지 10 또는 2 내지 5일 수 있다.
또한, 상기 화학식 2에서 m은 임의의 수이며, 그 범위는 목적하는 물성을 고려하여 선택될 수 있고, 예를 들면, 약 1 내지 10 또는 1 내지 5일 수 있다.
화학식 1 및 2에서 n과 m이 지나치게 커지면, 폴리올의 결정성의 발현이 강해질 수 있다.
상기와 같은 폴리올의 분자량은 목적하는 저점도 특성이나, 내구성 또는 접착성 등을 고려하여 조절될 수 있으며, 예를 들면, 약 300 내지 2000의 범위 내일 수 있다. 본 명세서에서 언급하는 분자량은, 예를 들면 GPC(Gel Permeation Chromatograph)를 사용하여 측정한 중량평균분자량일 수 있고, 본 명세서에서 특별히 달리 규정하지 않는 한, 고분자의 분자량은 중량평균분자량을 의미한다.
우레탄계 수지 조성물의 경화제 조성물부에 포함되는 폴리이소시아네이트의 종류는 특별히 제한되지 않지만, 목적하는 물성의 확보를 위해 지환족 계열인 것이 유리할 수 있다.
즉, 상기 폴리이소시아네이트는, 톨리렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 페닐렌 디이소시아네이트, 폴리에틸렌페닐렌 폴리이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트, 트리진 디이소시아네이트, 나프탈렌 디이소시아네이트 및 트리페닐메탄 트리이소시아네이트 등과 같은 방향족 폴리이소시아네이트 화합물이나, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 리신 디이소시아네이트, 노르보르난 디이소시아네이트 메틸, 에틸렌 디이소시아네이트, 프로필렌 디이소시아네이트 또는 테트라메틸렌 디이소시아네이트 등의 지방족 폴리이소시아네이트 또는 트랜스사이클로헥산-1,4-디이소시아네이트, 이소보론 디이소시아네이트, 비스(이소시아네이트메틸)사이클로헥산 디이소시아네이트 또는 디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트 등의 지환족 폴리이소시아네이트 등이나 상기 중 어느 하나 또는 2개 이상의 카르보디이미드 변성 폴리이소시아네이트 또는 이소시아누레이트 변성 폴리이소시아네이트 등을 사용할 수 있지만, 방향족 이외의 폴리이소시아네이트의 적용이 적절하다.
수지 조성물 내에서 상기 폴리올과 폴리이소시아네이트의 비율은 특별히 제한되지 않고, 그들의 우레탄 반응이 가능하도록 적절하게 제어된다.
수지층에 후술하는 필러, 난연제 등 기타 성분을 포함시키기 위해서는, 상기 수지 조성물의 주제 및/또는 경화제 조성물부에 목적하는 첨가제를 배합하여 경화시키면 된다.
수지층은 전술한, 열전도성, 절연성, 내열성(TGA 분석) 또는 비중 등을 고려하여 필러를 포함할 수 있다. 필요한 경우에 적절한 필러의 사용을 통해 전술한 범위의 열전도도 등을 확보할 수 있다. 하나의 예시에서 적어도 열전도성의 필러 함유 경화 수지층에 포함되는 상기 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 않지만, 절연성 등을 고려하여 세라믹 필러를 적용할 수 있다. 예를 들면, 알루미나, AlN(aluminum nitride), BN(boron nitride), 질화 규소(silicon nitride), SiC 또는 BeO 등과 같은 세라믹 입자가 사용될 수 있다. 또한, 수지층의 절연 특성이 확보될 수 있다면, 그래파이트(graphite) 등의 탄소 필러의 적용도 고려할 수 있다. 수지층 내에 포함되는 상기 필러의 형태나 비율은 특별히 제한되지 않으며, 수지 조성물의 점도, 수지층 내에서의 침강 가능성, 목적하는 열저항 내지는 열전도도, 절연성, 충진 효과 또는 분산성 등을 고려하여 선택될 수 있다. 일반적으로 필러의 사이즈가 커질수록 수지 조성물의 점도가 높아지고, 수지층 내에서 필러가 침강할 가능성이 높아진다. 또한 사이즈가 작아질수록 열저항이 높아지는 경향이 있다. 따라서 상기와 같은 점을 고려하여 적정 종류의 필러가 선택될 수 있고, 필요하다면 2종 이상의 필러를 사용할 수도 있다. 또한, 충진되는 양을 고려하면 구형의 필러를 사용하는 것이 유리하지만, 네트워크의 형성이나 전도성 등을 고려하여 침상이나 판상 등과 같은 형태의 필러도 사용될 수 있다. 하나의 예시에서 상기 수지층은 평균 입경이 0.001 ㎛ 내지 80 ㎛의 범위 내에 있는 열전도성 필러를 포함할 수 있다. 상기 필러의 평균 입경은 다른 예시에서 0.01 ㎛ 이상, 0.1 이상, 0.5㎛ 이상, 1 ㎛ 이상, 2㎛ 이상, 3㎛ 이상, 4㎛ 이상, 5㎛ 이상 또는 약 6㎛ 이상일 수 있다. 상기 필러의 평균 입경은 다른 예시에서 약 75㎛ 이하, 약 70㎛ 이하, 약 65㎛ 이하, 약 60㎛ 이하, 약 55㎛ 이하, 약 50㎛ 이하, 약 45㎛ 이하, 약 40㎛ 이하, 약 35㎛ 이하, 약 30㎛ 이하, 약 25㎛ 이하, 약 20㎛ 이하, 약 15㎛ 이하, 약 10㎛ 이하 또는 약 5㎛ 이하일 수 있다.
열전도성인 수지층에 포함되는 필러의 비율은, 전술한 특성, 예를 들면, 열전도도, 절연성 등이 확보될 수 있도록 수지층의 특성을 고려하여 선택될 수 있다. 예를 들면, 상기 필러는, 수지층의 수지 성분 100 중량부 대비 약 50 내지 2,000 중량부의 범위 내에서 포함될 수 있다. 상기 필러의 중량부는 다른 예시에서 약 100 중량부 이상, 약 150 중량부 이상, 약 200 중량부 이상, 약 250 중량부 이상, 약 300 중량부 이상, 약 350 중량부 이상, 약 400 중량부 이상, 약 500 중량부 이상, 약 550 중량부 이상, 약 600 중량부 이상 또는 약 650 중량부 이상일 수 있다.
열전도성이 아닌 필러 함유 경화 수지층에도 목적에 따라, 예를 들면, 요변성의 확보를 위해 필러가 포함될 수 있다. 이 경우에 상기 필러는 열전도성일 필요가 없으며, 그 비율도 적절한 요변성이 확보되는 한, 특별히 많을 것이 요구되지는 않는다.
이 수지층에 포함되는 필러의 종류는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, 퓸드 실리카, 클레이 또는 탄산칼슘 등일 수 있다. 물론 필요한 경우에 상기 수지층에도 전술한 열전도성 필러 중에서 적절한 종류가 소량 포함될 수도 있다. 상기 필러의 형태나 비율은 특별히 제한되지 않으며, 수지 조성물의 점도, 수지층 내에서의 침강 가능성, 요변성, 절연성, 충진 효과 또는 분산성 등을 고려하여 선택될 수 있다. 상기와 같이 수지 조성물의 점도, 필러의 침강 가능성이나 열저항 등을 고려하여 적정 종류의 필러가 선택될 수 있고, 필요하다면 2종 이상의 필러를 사용할 수도 있다. 하나의 예시에서 상기 수지층에 포함되는 필러의 평균 입경은 0.001 ㎛ 내지 80 ㎛의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 필러의 평균 입경은 다른 예시에서 0.01 ㎛ 이상, 0.1 이상, 0.5㎛ 이상, 1 ㎛ 이상, 2㎛ 이상, 3㎛ 이상, 4㎛ 이상, 5㎛ 이상 또는 약 6㎛ 이상일 수 있다. 상기 필러의 평균 입경은 다른 예시에서 약 75㎛ 이하, 약 70㎛ 이하, 약 65㎛ 이하, 약 60㎛ 이하, 약 55㎛ 이하, 약 50㎛ 이하, 약 45㎛ 이하, 약 40㎛ 이하, 약 35㎛ 이하, 약 30㎛ 이하, 약 25㎛ 이하, 약 20㎛ 이하, 약 15㎛ 이하, 약 10㎛ 이하 또는 약 5㎛ 이하일 수 있다.
상기 열전도성이 낮은 수지층에 포함되는 필러의 비율은, 목적하는 요변성 등을 고려하여 선택될 수 있다. 예를 들면, 상기 필러는, 수지층의 수지 성분 100 중량부 대비 약 100 내지 300 중량부의 범위 내에서 포함될 수 있다.
수지층은, 필요하다는 점도의 조절, 예를 들면 점도를 높이거나 혹은 낮추기 위해 또는 전단력에 따른 점도의 조절을 위하여 점도 조절제, 예를 들면, 요변성 부여제, 희석제, 분산제, 표면 처리제 또는 커플링제 등을 추가로 포함하고 있을 수 있다.
요변성 부여제는 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 수지 조성물의 점도를 낮추가 위해 사용되는 것으로 상기와 같은 작용을 나타낼 수 있는 것이라면 업계에서 공지된 다양한 종류의 것을 제한 없이 사용할 수 있다.
표면 처리제는 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.
수지층은 난연제 또는 난연 보조제 등을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 수지층은 난연성 수지층을 형성할 수 있다. 난연제로는 특별한 제한 없이 공지의 다양한 난연제가 적용될 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 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
수지층에 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.
하나의 예시에서 상기 배터리 모듈은 상기 모듈 케이스와 상기 배터리셀의 사이 또는 상기 수지층과 상기 모듈 케이스의 사이에 절연층을 추가로 포함할 수 있다. 도 7은, 수지층(30)과 케이스의 하부판(10c)상에 형성된 가이딩부(10d)와의 사이에 절연층(40)이 형성되어 있는 경우의 예시이다. 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, 후술하는 배터리 모듈의 제조 방법에서 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 필러 등의 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, 약 10 kV/mm 이상, 약 15 kV/mm 이상, 20 kV/mm 이상, 25 kV/mm 이상 또는 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 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, 약 10㎛ 이상, 20㎛ 이상, 30㎛ 이상, 40㎛ 이상, 50㎛ 이상, 60㎛ 이상, 70㎛ 이상, 80㎛ 이상 또는 90㎛ 이상 이상 정도일 수 있다. 또한, 두께의 상한도 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 1 mm 이하, 약 200㎛ 이하, 190㎛ 이하, 180㎛ 이하, 170㎛ 이하, 160㎛ 이하 또는 150㎛ 이하일 수 있다.
본 출원은 또한 배터리 모듈, 예를 들면, 상기 언급된 배터리 모듈의 제조 방법에 대한 것이다.
본 출원의 제조 방법은, 전술한 모듈 케이스 내 수지 조성물을 주입하는 단계; 상기 모듈 케이스 내에 배터리셀을 수납하는 단계 및 상기 수지 조성물을 경화시켜 상기 수지층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
모듈 케이스 내부에 수지 조성물을 주입하는 단계와 모듈 케이스 내에 배터리셀을 수납하는 단계의 순서는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 모듈 케이스 내에 수지 조성물을 먼저 주입하고, 그 상태에서 배터리셀을 수납하거나, 혹은 배터리셀을 먼저 모듈 케이스 내부에 수납한 후에 수지 조성물을 주입할 수 있다.
수지 조성물로는, 전술한 수지 조성물을 사용할 수 있다.
모듈 케이스 내에 수지 조성물을 주입하는 방식은 특별히 제한되지 않으며, 공지의 방식이 적용될 수 있다. 예를 들면, 모듈 케이스의 개구부에 수지 조성물을 부어서 수지 조성물을 주입하거나, 모듈 케이스에 형성되어 있는 전술한 주입구에 의해 수지 조성물을 주사(injection)하는 방식, 배터리셀과 배터리 모듈 양자에 수지 조성물을 도포하는 방식 등이 적용될 수 있다. 적절한 고정을 위해 상기 주입 공정은 배터리 모듈 또는 배터리셀을 일정하게 진동시키면서 수행될 수도 있다.
수지 조성물이 주입된 모듈 케이스 또는 상기 조성물이 주입되기 전의 모듈 케이스에 배터리셀을 수납하는 방식은 특별히 제한되지 않는다.
배터리셀의 수납은 목적하는 배치 등을 감안하여 배터리셀을 모듈 케이스 내의 적합한 위치에 배치함으로써 수행될 수 있다. 또한, 카트리지 구조체가 존재하는 경우, 상기 카트리지 구조체의 적정 위치에 배터리셀을 위치시키거나, 배터리셀이 위치된 카트리지 구조체를 모듈 케이스 내에 삽입하여 상기 단계를 수행할 수 있다.
배터리셀을 수납한 후에 배터리셀간의 접착 또는 배터리셀과 모듈 케이스간의 접착은 주입된 수지 조성물을 경화시켜서 형성할 수 있다. 수지 조성물을 경화시키는 방식은 특별히 제한되지 않는다.
예를 들어, 수지 조성물이 활성 에너지선 경화형인 경우에는 수지 조성물에 자외선 등의 활성 에너지선을 조사하는 방식, 습기 경화형인 경우에는 적절한 습기 하에 유지하는 방식, 열 경화형인 경우에는 적절한 열을 인가하는 방식 또는 상온 경화형인 경우에는 상온에서 수지 조성물을 유지하는 방식 등에 의해 상기 단계를 수행할 수 있다.
또한, 경화 전 또는 경화 과정이나 배터리셀의 수납 전 또는 수납 과정 등에서 택 타임 및 공정성 측면에서 배터리셀의 안정성에 영향을 미치지 않은 조건에서 예를 들면 약 40℃ 내지 50℃ 정도가 되도록 단시간 열을 가할 수도 있다.
본 출원은 또한 상기 제조 방법 또는 상기 언급한 구조의 배터리 모듈을 형성하는 것에 사용될 수 있는 수지 조성물에 대한 것이다.
전술한 바와 같이 상기 수지 조성물로는, 배터리셀의 모듈 케이스로의 효과적인 고정이 가능하고, 필요에 따라 상기 언급된 물성이 부여될 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않고, 공지의 수지 조성물이 모두 사용될 수 있지만, 전술한 우레탄 수지 조성물의 적용이 유리할 수 있다.
본 출원은 또한, 배터리팩, 예를 들면, 전술한 배터리 모듈을 2개 이상 포함하는 배터리팩에 대한 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 배터리팩을 포함하는 장치에 대한 것이다. 상기 장치의 예로는 전기 자동차와 같은 자동차를 들 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 2차 전지를 출력으로 요구하는 모든 용도가 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 배터리 모듈 또는 배터리팩을 사용하여 상기 자동차를 구성하는 방식은 특별히 제한되지 않고, 일반적인 방식이 적용될 수 있다.
본 출원에서는 간단한 공정과 저비용으로 제조되면서도 부피 대비 출력이 우수하고, 방열 특성이 우수하며, 내구성도 탁월한 배터리 모듈, 그 제조 방법 및 상기 제조 방법에 적용되는 수지 조성물을 제공할 수 있다.
도 1은, 본 출원에서 적용될 수 있는 예시적인 모듈 케이스를 나타내는 도면이다.
도 2는, 모듈 케이스 내에 배터리셀이 수납되어 있는 형태를 보여주는 도면이다.
도 3은, 주입홀과 관찰홀이 형성된 예시적인 하부판의 도면이다.
도 4 및 5는, 배터리셀로 사용될 수 있는 예시적인 배터리 파우치를 보여주는 도면이다.
도 6 및 7은, 예시적인 배터리 모듈의 구조를 보여주는 도면이다.
[부호의 설명]
10: 모듈 케이스
10a: 하부판
10b: 측벽
10c: 상부판
10d: 가이딩부
20: 배터리셀
30: 수지층
50a: 주입홀
50b: 관찰홀
40: 절연층
100: 파우치형셀
110: 전극 조립체
120: 외장재
121: 상부 파부치
122: 하부 파우치
S: 실링부
이하, 실시예 및 비교예를 통해 본 출원의 배터리 모듈을 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 제시된 범위에 의해 제한되는 것은 아니다.
1. 수지층의 열전도도 평가 방법
수지층의 열전도도는 ASTM D5470 규격에 따라 측정하였다. 즉, ASTM D 5470의 규격에 따라 2개의 구리 막대(copper bar) 사이에 수지층을 위치시킨 후에 상기 2개의 구리 막대 중 하나는 히터와 접촉시키고, 다른 하나는 쿨러(cooler)와 접촉시킨 후에 상기 히터가 일정 온도를 유지하도록 하고, 쿨러의 용량을 조절하여 열평형 상태(5분에 약 0.1℃ 이하의 온도 변화를 보이는 상태)를 만들었다. 열평형 상태에서 각 구리 막대의 온도를 측정하고, 하기 수식에 따라서 열전도도(K, 단위: W/mK)를 평가하였다. 열전도도 평가 시에 수지층에 걸리는 압력은 약 11 Kg/25 cm2 정도가 되도록 조절하였으며, 측정 과정에서 수지층의 두께가 변화된 경우에 최종 두께를 기준으로 열전도도를 계산하였다.
<열전도도 수식>
K = (Q×dx)/(A×dT)
상기 수식에서 K는 열전도도(W/mK)이고, Q는 단위 시간당 이동한 열(단위: W)이며, dx는 수지층의 두께(단위: m)이고, A는 수지층의 단면적(단위: m2)이며, dT는 구리 막대의 온도차(단위: K)이다.
2. 접착력 측정
배터리셀의 제작에 사용되는 알루미늄 파우치를 약 10 mm의 폭으로 절단하였다. 유리판상에 수지 조성물을 로딩하고, 그 위에 상기 절단한 알루미늄 파우치를 그 파우치의 PET(poly(ethylene terephthalate))면과 상기 로딩된 수지 조성물이 접촉하도록 로딩한 후에 상온에서 24 시간 동안 유지하여 수지 조성물을 경화시켰다. 이어서, 상기 알루미늄 파우치를 인장 시험기로 180도의 박리 각도와 300 mm/min의 박리 속도로 박리하면서 접착력을 측정하였다.
3. 충격 시험(Shock Test)
제조된 배터리 모듈의 충격 시험은 상기 모듈의 가로 방향(x축), 세로 방향(y축) 및 두께 방향(z축)으로 일정한 충격을 3회 가한 후에 모듈의 파손 여부를 관찰하고, 충격 후에도 전압이 계측되는지 여부에 확인하여 수행하였다.
4. 수지 조성물의 점도
수지 조성물의 점도는, 유변물성측정기(ARES)를 사용하여 상온에서 0.01 내지 10.0/s까지의 전단 속도(shear rate) 조건에서 측정하였다. 실시예에서 언급한 점도는 전단 속도 2.5/s의 지점에서의 점도이며, 전단 속도가 1.0/s인 지점과 10.0/s인 지점에서의 점도의 비를 통해 TI(thixotropic index)를 정할 수 있다.
실시예 1.
제 1 필러 함유 경화 수지층용 조성물의 제조
2액형 우레탄계 접착제 조성물을 사용하였다. 주제 조성물로서, 상기 화학식 2로 표시되는 카프로락톤계 폴리올로서, 반복 단위의 수(화학식 2의 m)가 약 1 내지 3 정도의 수준이고, 폴리올 유래 단위(화학식 2의 Y)로서, 에틸렌글리콜과 프로필렌글리콜 단위를 포함하는 폴리올을 포함하는 주제 조성물(점도: 약 350000 내지 400000 cP, 상온, 2.5/s 전단 속도 기준)을 사용하고, 경화제 조성물(점도: 약 270000 내지 300000 cP, 상온, 2.5/s 전단 속도 기준)로서는, 폴리이소시아네이트(HDI, Hexamethylene diisocyanate)를 포함하는 조성물을 사용하였다. 상기 수지 조성물에는 필러로서, 요변성을 확보하기 위해 탄산칼슘을 상기 주제 및 경화제 조성물 합계 고형분 100 중량부 대비 약 280 중량부 정도의 중량 비율이 되도록 주제 및 경화제 조성물에 동량으로 분할 배합하였다. 수지층의 형성에는 상기 주제 및 경화제 조성물을 당량을 맞추어 배합하여 사용하였다. 실시예에서 기술된 주제 및 경화제 조성물의 점도는 필러가 배합된 상태에서의 점도이다. 상기 제조된 조성물에 대해서 전술한 방식으로 측정한 접착력은 약 450 gf/10mm 정도였다.
제 2 필러 함유 경화 수지층용 조성물의 제조
2액형 우레탄계 접착제 조성물을 사용하였다. 주제 조성물로서, 상기 화학식 2로 표시되는 카프로락톤계 폴리올로서, 반복 단위의 수(화학식 2의 m)가 약 1 내지 3이고, 폴리올 유래 단위(화학식 2의 Y)로서, 에틸렌글리콜과 프로필렌글리콜 단위를 포함하는 폴리올을 포함하는 주제 조성물(점도: 약 150000 cP, 상온, 2.5/s 전단 속도 기준)을 사용하고, 경화제 조성물로서는, 폴리이소시아네이트(HDI, Hexamethylene diisocyanate)를 포함하는 조성물(점도: 약 170000 cP, 상온, 2.5/s 전단 속도 기준)을 사용하였다. 상기 수지 조성물에 열전도성을 나타낼 수 있도록 알루미나를 배합하여, 수지 조성물이 경화 후에 약 3 W/mK의 열전도도를 나타낼 수 있는 양(주제 및 경화제 조성물 합계 고형분 100 중량부 대비 약 750 중량부 정도)이 되도록 주제 및 경화제 조성물에 동량으로 분할 배합하였다. 수지층의 형성에는 상기 주제 및 경화제 조성물을 당량을 맞추어 배합하여 사용하였다. 상기 제조된 조성물에 대해서 전술한 방식으로 측정한 접착력은 약 520 gf/10mm 정도였다.
배터리 모듈의 제조
도 1과 같은 형상의 모듈 케이스로서, 알루미늄으로 제조된 하부판, 측벽 및 상부판을 가지는 모듈 케이스를 사용하였다. 상기 모듈 케이스의 하부판의 내측면에는 배터리셀의 장착을 가이딩하는 가이딩부가 형성되어 있고, 상기 모듈 케이스의 상부판 및 하부판의 중심부에는 수지 조성물의 주입을 위한 주입홀이 일정 간격으로 형성되어 있으며, 상부판 및 하부판의 말단에는 관찰홀이 형성되어 있다. 상기 모듈 케이스 내에 배터리 파우치를 복수개 적층한 파우치의 묶음을 수납하였다. 이어서 상기 모듈 케이스의 상면에 상부판을 덮었다. 그 후, 상기 상부판과 하부판 각각의 주입홀로 제 1 및 제 2 필러 함유 경화 수지층용 조성물을 각각 주입되는 조성물이 관찰홀까지 도달하는 것이 확인될 때까지 주입한 후에 경화시켜서 배터리 모듈을 제조하였다.
상기 배터리 모듈에 대해서 상기 언급한 방식으로 충격 테스트(Shock test)를 수행한 결과 모듈의 파손은 관찰되지 않았으며, 상기 충격 테스트 후에도 전압의 계측이 가능하였다.
실시예 2.
제 1 필러 함유 경화 수지층용 조성물의 제조
실시예 1의 제 2 필러 함유 경화 수지층용 수지 조성물과 동일한 주제 및 경화제 조성물에 필러로서, 요변성을 확보하기 위해 탄산 칼슘을 상기 주제 및 경화제 조성물 합계 고형분 100 중량부 대비 약 280 중량부 정도의 중량 비율이 되도록 주제 및 경화제 조성물에 동량으로 분할 배합하였다. 수지층의 형성에는 상기 주제 및 경화제 조성물을 당량을 맞추어 배합하여 사용하였다. 상기 주제 조성물의 점도는 약 150000 cP, 정도의 수준이었고(상온, 2.5/s 전단 속도 기준), 경화제 조성물의 점도는, 약 170000 cP 정도의 수준(상온, 2.5/s 전단 속도 기준)이었다. 상기 제조된 조성물에 대해서 전술한 방식으로 측정한 접착력은 약 510 gf/10mm 정도였다.
배터리 모듈의 제조
상기 제조된 제 1 필러 함유 경화 수지층용 조성물과 실시예 1에서 제조한 제 2 필러 함유 경화 수지층용 조성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방식으로 배터리 모듈을 제조하였다.
상기 배터리 모듈에 대해서 상기 언급한 방식으로 충격 테스트(Shock test)를 수행한 결과 모듈의 파손은 관찰되지 않았으며, 상기 충격 테스트 후에도 전압의 계측이 가능하였다.
비교예 1.
상부판과 배터리셀과의 사이에 수지층(제 1 필러 함유 경화 수지층)을 형성하지 않고, 대신 그 사이에 우레탄 패드를 삽입하고, 하부판과 배터리셀과의 사이에는 하기 실리콘계 수지 조성물을 적용하여 수지층을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 배터리 모듈을 제조하였다. 하부판과 배터리셀의 사이에 적용된 실리콘계 수지 조성물로는, 2액형 실리콘계 접착제 조성물(주제: SL5100A(KCC제), 경화제: SL5100B(KCC제))에 알루미나(입도 분포: 1㎛ 내지 60㎛)를 상기 2액형 실리콘계 접착제 조성물이 경화 후에 약 3 W/mK의 열전도도를 나타낼 수 있는 양(2액 합계 고형분 100 중량부 대비 약 800 내지 1200 중량부의 범위 내)로 혼합하여 제조한 상온 점도가 약 130,000 cP 정도인 수지 조성물을 사용하였다.
상기 배터리 모듈에 대해서 상기 언급한 방식으로 충격 테스트(Shock test)를 수행한 결과 모듈의 파손이 관찰되고, 상기 충격 테스트 후 전압의 계측이 불가능하였다.
비교예 2.
상부판과 배터리셀과의 사이에 우레탄 패드 대신 사출 플라스틱을 적용한 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일하게 배터리 모듈을 제조하였다 .
상기 배터리 모듈에 대해서 상기 언급한 방식으로 충격 테스트(Shock test)를 수행한 결과 모듈의 파손이 관찰되고, 상기 충격 테스트 후 전압의 계측이 불가능하였다.

Claims (20)

  1. 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; 상기 배터리셀과 접촉하면서 상기 상부판과 접촉하고 있는 제 1 필러 함유 경화 수지층 및 상기 배터리셀과 접촉하면서 상기 하부판과 접촉하고 있는 제 2 필러 함유 경화 수지층을 포함하는 배터리 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 1 필러 함유 경화 수지층은 열전도도가 1.0 W/mK 이하이고, 제 2 필러 함유 수지층은 열전도도가 1.5 W/mK 이상인 배터리 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서, 제 1 및 제 2 필러 함유 경화 수지층은 절연 파괴 전압이 10 kV/mm 이상인 배터리 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서, 제 1 및 제 2 필러 함유 경화 수지층은, 접착력이 200 gf/10mm 이상인 배터리 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서, 제 1 및 제 2 필러 함유 경화 수지층은, 우레탄 수지층인 배터리 모듈.
  6. 제 5 항에 있어서, 우레탄 수지층은, 에스테르계 폴리올 유래 단위 및 폴리이소시아네이트 유래 단위를 포함하는 배터리 모듈.
  7. 제 6 항에 있어서, 에스테르계 폴리올은 비결정성 에스테르계 폴리올 또는 용융점(Tm)이 20℃ 이하인 에스테르계 폴리올인 배터리 모듈.
  8. 제 6 항에 있어서, 에스테르계 폴리올은 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 배터리 모듈.
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2018010900-appb-I000003
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2018010900-appb-I000004
    화학식 1 및 2에서 X는 디카복실산 유래 단위이며, Y는 폴리올 유래 단위이고, n은 2 내지 10의 범위 내의 수이며, m은 1 내지 10의 범위 내의 수이다.
  9. 제 8 항에 있어서, 디카복실산 유래 단위는, 프탈산 단위, 이소프탈산 단위, 테레프탈산 단위, 트리멜리트산 단위, 테트라히드로프탈산 단위, 헥사히드로프탈산 단위, 테트라클로로프탈산 단위, 옥살산 단위, 아디프산 단위, 아젤라산 단위, 세박산 단위, 숙신산 단위, 말산 단위, 글라타르산 단위, 말론산 단위, 피멜산 단위, 수베르산 단위, 2, 2-디메틸숙신산 단위, 3,, 3-디메틸글루타르산 단위, 2,2-디메틸글루타르산 단위, 말레산 단위, 푸마루산 단위, 이타콘산 단위 및 지방산 단위로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 단위인 배터리 모듈.
  10. 제 8 항에 있어서, 폴리올 유래 단위 Y는, 에틸렌글리콜 단위, 프로필렌글리콜 단위, 1,2-부틸렌글리콜 단위, 2,3-부틸렌글리콜 단위, 1,3-프로판디올 단위, 1,3-부탄디올 단위, 1,4-부탄디올 단위, 1,6-헥산디올 단위, 네오펜틸글리콜 단위, 1,2-에틸헥실디올 단위, 1,5-펜탄디올 단위, 1,10-데칸디올 단위, 13-시클로헥산디메탄올 단위, 1,4-시클로헥산디메탄올 단위, 글리세린 단위 및 트리메틸롤프로판 단위로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2개 이상의 단위인 배터리 모듈.
  11. 제 6 항에 있어서, 폴리이소시아네이트 유래 단위는, 지환족 폴리이소시아네이트 유래 단위, 지환족 폴리이소시아네이트의 카르보디이미드 변성 폴리이소시아네이트 유래 단위 또는 지환족 폴리이소시아네이트의 이소시아누레이트 변성 폴리이소시아네이트 유래 단위인 배터리 모듈.
  12. 제 1 항에 있어서, 제 1 필러 함유 경화 수지층은 퓸드 실리카, 클레이, 탄산 칼슘, 알루미나, AlN(aluminum nitride), BN(boron nitride), 질화 규소(silicon nitride), SiC, BeO 또는 탄소 필러를 포함하는 배터리 모듈.
  13. 제 12 항에 있어서, 제 1 필러 함유 경화 수지층은 수지 성분 100 중량부 대비 100 내지 300 중량부의 필러를 포함하는 배터리 모듈.
  14. 제 1 항에 있어서, 제 2 필러 함유 경화 수지층은 세라믹 입자 또는 탄소계 필러인 열전도성 필러를 포함하는 배터리 모듈.
  15. 제 14 항에 있어서, 제 2 필러 함유 경화 수지층은 수지 성분 100 중량부 대비 500 내지 2,000 중량부의 필러를 포함하는 배터리 모듈.
  16. 제 1 항에 있어서, 제 1 또는 제 2 필러 함유 경화 수지층은, 요변성 부여제, 희석제, 분산제, 표면 처리제, 난연제 또는 커플링제를 포함하는 배터리 모듈.
  17. 제 1 항에 있어서, 제 1 또는 제 2 필러 함유 수지층은, 두께가 100㎛ 내지 5 mm의 범위 내인 배터리 모듈.
  18. 내부 공간을 형성하는 상부판, 하부판 및 측벽을 가지는 모듈 케이스 내에 수지 조성물을 주입하는 단계; 상기 모듈 케이스 내에 배터리셀을 수납하는 단계 및 상기 수지 조성물을 경화시켜 제 1 및 제 2 필러 함유 경화 수지층을 형성하는 단계를 포함하는 제 1 항의 배터리 모듈의 제조 방법.
  19. 서로 전기적으로 연결되어 있는, 제 1 항의 배터리 모듈을 2개 이상 포함하는 배터리팩.
  20. 제 1 항의 배터리 모듈 또는 제 20 항의 배터리팩을 포함하는 자동차.
PCT/KR2018/010900 2017-09-15 2018-09-17 배터리 모듈 WO2019054817A1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201880060076.XA CN111108624B (zh) 2017-09-15 2018-09-17 电池模块、用于其的制造方法及包含其的电池组和汽车
EP18856921.4A EP3678212B1 (en) 2017-09-15 2018-09-17 Battery module
PL18856921.4T PL3678212T3 (pl) 2017-09-15 2018-09-17 Moduł baterii
JP2020515205A JP7062169B2 (ja) 2017-09-15 2018-09-17 バッテリモジュール
US16/647,301 US11749849B2 (en) 2017-09-15 2018-09-17 Battery module with filler-containing cured resin layers

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170118739A KR102146540B1 (ko) 2017-09-15 2017-09-15 배터리 모듈
KR10-2017-0118739 2017-09-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019054817A1 true WO2019054817A1 (ko) 2019-03-21

Family

ID=65722937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2018/010900 WO2019054817A1 (ko) 2017-09-15 2018-09-17 배터리 모듈

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11749849B2 (ko)
EP (1) EP3678212B1 (ko)
JP (1) JP7062169B2 (ko)
KR (1) KR102146540B1 (ko)
CN (1) CN111108624B (ko)
PL (1) PL3678212T3 (ko)
WO (1) WO2019054817A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113631646A (zh) * 2019-03-27 2021-11-09 株式会社Lg化学 树脂组合物

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102166470B1 (ko) * 2017-05-16 2020-10-16 주식회사 엘지화학 수지 조성물
KR102070573B1 (ko) * 2018-04-20 2020-01-29 주식회사 엘지화학 수지 조성물 및 이를 포함하는 배터리 모듈
KR102396438B1 (ko) * 2019-02-21 2022-05-10 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 그 제조 방법
KR102411610B1 (ko) * 2019-04-08 2022-06-22 주식회사 엘지화학 경화성 수지 조성물
KR102354936B1 (ko) * 2019-05-15 2022-01-24 주식회사 엘지화학 배터리 모듈의 제조 방법 및 배터리 모듈의 제조 장치
DE102019207357A1 (de) * 2019-05-20 2020-11-26 Audi Ag Verfahren zum Einbringen eines Wärmeleitmittels zwischen ein Batteriemodul und einen Kühlboden, Injektionssystem und Batteriemodul
US20220282067A1 (en) * 2019-08-19 2022-09-08 Lg Chem, Ltd. Resin Composition
JP7357995B2 (ja) * 2019-08-19 2023-10-10 エルジー・ケム・リミテッド 樹脂組成物
KR20220014575A (ko) * 2020-07-29 2022-02-07 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 팩 및 이의 제조 방법
US11476517B2 (en) * 2020-09-21 2022-10-18 Rivian Ip Holdings, Llc Temperature gradient control with thermal interface material variation
US12113189B2 (en) * 2021-08-25 2024-10-08 GM Global Technology Operations LLC Battery including thermally conductive filler material with thermal runaway containment function
TW202348736A (zh) * 2022-04-28 2023-12-16 德商漢高股份有限及兩合公司 兩液型可固化熱導性組合物

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160051750A (ko) * 2013-09-06 2016-05-11 디아이씨 가부시끼가이샤 폴리에스테르폴리올, 라미네이트 접착제용 폴리올제, 수지 조성물, 경화성 수지 조성물, 라미네이트용 접착제, 및 태양 전지용 백시트
CN105670550A (zh) * 2016-03-31 2016-06-15 东莞新能源科技有限公司 一种导热胶及含有该导热胶的二次电池
KR101649613B1 (ko) * 2015-02-25 2016-08-19 자동차부품연구원 탄소 나노 하이브리드 방열 소재 조성물 및 이를 이용한 배터리 모듈 하우징
KR20160105358A (ko) * 2015-02-27 2016-09-06 주식회사 엘지화학 배터리 모듈
KR20160146587A (ko) * 2015-06-12 2016-12-21 주식회사 엘지화학 배터리 모듈

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3900507B2 (ja) * 1998-11-30 2007-04-04 ソニー株式会社 非水電解質電池
JP3575476B2 (ja) * 2001-09-17 2004-10-13 日産自動車株式会社 組電池
JP2005158452A (ja) * 2003-11-25 2005-06-16 Sony Corp 電池パック、この電池パックの製造方法及び電池包装体
JP5378718B2 (ja) * 2007-07-09 2013-12-25 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池用電極板およびそれを用いた非水電解質二次電池
JP5031606B2 (ja) * 2008-01-30 2012-09-19 ソニー株式会社 電池パック及びその製造方法
JP5055198B2 (ja) * 2008-04-30 2012-10-24 日立ビークルエナジー株式会社 電池モジュール
JP5509684B2 (ja) 2009-06-03 2014-06-04 ソニー株式会社 電池パック
WO2011061931A1 (ja) 2009-11-17 2011-05-26 本田技研工業株式会社 蓄電装置
JP2012119290A (ja) 2010-11-12 2012-06-21 Sony Corp 電池パック、電池パックの製造方法および電池パック製造用の金型
KR101400083B1 (ko) * 2011-08-10 2014-05-27 주식회사 엘지화학 고분자 수지 충진에 의한 안전성이 향상된 단위모듈
US8790810B2 (en) * 2011-12-14 2014-07-29 GM Global Technology Operations LLC Battery cell module with sliding repeating elements
KR101319523B1 (ko) * 2011-12-19 2013-11-06 지에스나노텍 주식회사 박막 전지 모듈, 박막 전지 패키지, 박막 전지 패키지 제조 장치 및 박막 전지 패키지 제조 방법
JP2014116239A (ja) 2012-12-11 2014-06-26 Yamaha Motor Co Ltd バッテリモジュール
KR101636378B1 (ko) * 2013-08-28 2016-07-05 주식회사 엘지화학 방열 구조를 가지는 단위모듈 제조용 모듈 하우징 및 이를 포함하는 전지모듈
JP6234171B2 (ja) 2013-11-05 2017-11-22 信越ポリマー株式会社 バッテリーモジュール
US10193181B2 (en) 2014-03-17 2019-01-29 Nissan Motor Co., Ltd. Pressurization device for battery cells
KR101773104B1 (ko) * 2014-07-31 2017-08-30 주식회사 엘지화학 배터리 모듈
DE102015219280A1 (de) * 2015-10-06 2017-04-06 Robert Bosch Gmbh Batteriesystem mit Vergussmasse
EP3373358B1 (en) 2015-12-18 2021-02-03 LG Chem, Ltd. Battery pack
CN205609622U (zh) 2016-04-12 2016-09-28 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池模组
CN206003860U (zh) * 2016-07-29 2017-03-08 山东衡远新能源科技有限公司 一种锂电池组的绝缘防护机构
KR102166475B1 (ko) * 2017-12-14 2020-10-16 주식회사 엘지화학 배터리 모듈의 제조 방법
KR102162494B1 (ko) * 2018-03-28 2020-10-07 주식회사 엘지화학 수지 조성물
KR102162495B1 (ko) * 2018-03-28 2020-10-07 주식회사 엘지화학 수지 조성물

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160051750A (ko) * 2013-09-06 2016-05-11 디아이씨 가부시끼가이샤 폴리에스테르폴리올, 라미네이트 접착제용 폴리올제, 수지 조성물, 경화성 수지 조성물, 라미네이트용 접착제, 및 태양 전지용 백시트
KR101649613B1 (ko) * 2015-02-25 2016-08-19 자동차부품연구원 탄소 나노 하이브리드 방열 소재 조성물 및 이를 이용한 배터리 모듈 하우징
KR20160105358A (ko) * 2015-02-27 2016-09-06 주식회사 엘지화학 배터리 모듈
KR20160146587A (ko) * 2015-06-12 2016-12-21 주식회사 엘지화학 배터리 모듈
CN105670550A (zh) * 2016-03-31 2016-06-15 东莞新能源科技有限公司 一种导热胶及含有该导热胶的二次电池

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113631646A (zh) * 2019-03-27 2021-11-09 株式会社Lg化学 树脂组合物
JP2022527885A (ja) * 2019-03-27 2022-06-07 エルジー・ケム・リミテッド 樹脂組成物
CN113631646B (zh) * 2019-03-27 2024-04-09 株式会社Lg化学 树脂组合物

Also Published As

Publication number Publication date
JP7062169B2 (ja) 2022-05-06
JP2020533770A (ja) 2020-11-19
EP3678212B1 (en) 2022-06-29
CN111108624B (zh) 2024-01-09
PL3678212T3 (pl) 2022-08-22
US11749849B2 (en) 2023-09-05
EP3678212A1 (en) 2020-07-08
KR20190030984A (ko) 2019-03-25
CN111108624A (zh) 2020-05-05
EP3678212A4 (en) 2020-11-18
US20200220124A1 (en) 2020-07-09
KR102146540B1 (ko) 2020-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019054817A1 (ko) 배터리 모듈
WO2016137303A1 (ko) 배터리 모듈
WO2016200231A1 (ko) 배터리 모듈
WO2017171509A1 (ko) 배터리 모듈
WO2019117462A1 (ko) 배터리 모듈의 제조 방법
CN111133021B (zh) 树脂组合物
KR102329736B1 (ko) 수지 조성물
WO2019054798A1 (ko) 배터리 팩 제조방법
WO2020197309A1 (ko) 수지 조성물
CN111148775A (zh) 树脂组合物
WO2019203431A1 (ko) 수지 조성물 및 이를 포함하는 배터리 모듈
WO2019190106A1 (ko) 수지 조성물
WO2019190108A1 (ko) 수지 조성물
KR102271844B1 (ko) 수지 조성물
WO2019190107A1 (ko) 수지 조성물
WO2019190105A1 (ko) 수지 조성물
WO2024049205A1 (ko) 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18856921

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020515205

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018856921

Country of ref document: EP

Effective date: 20200330