电池模块用发热片及包括其的电池模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电池模块用发热片及包括其的电池模块。
【背景技术】
[0002]用于太阳能发电及电动汽车的电池因气温下降而在冬季使放电效率下降。即，当外部气温下降至约-20°C以下时，电池的放电效率下降至约50%以下，在周围温度为约-10°C以下的环境下，电池的电解质内离子迀移率变低，导致电流流动变差，并使电池功率下降。尤其，电动汽车(EV car)的情况下，在完全充电的情况下，当停在外部时，因外部气温而使电解质变硬，而这会使电池在长期寿命上存在问题。因此，为了恒定维持电池的寿命和效率，也需要在冬季恒定维持电池的温度。
[0003]作为用于加热电池的方法，提出由热电元件或正温度系数(PTC，PositiveTemperature Coefficient)加热器加热空气的方法，但一直在进行以更有效且更有效率的方法直接加热电池的方法的研宄。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题
[0005]用于太阳能发电及电动汽车的电池因气温下降而在冬季使放电效率下降。即，当外部气温下降至约-20°C以下时，电池的放电效率下降至约50%以下，在周围温度为约-10°C以下的环境下，电池的电解质内离子迀移率变低，导致电流流动变差，并使电池功率下降。尤其，电动汽车(EV car)的情况下，在完全充电的情况下，当停在外部时，因外部气温而使电解质变硬，而这会使电池在长期寿命上存在问题。因此，为了恒定维持电池的寿命和效率，也需要在冬季恒定维持电池的温度。
[0006]作为用于加热电池的方法，提出由热电元件或正温度系数(PTC，PositiveTemperature Coefficient)加热器加热空气的方法，但一直在进行以更有效且更有效率的方法直接加热电池的方法的研宄。
_7] 技术方案
[0008]本发明的一实例提供电池模块用发热片，上述电池模块用发热片包括:面状发热体；绝缘层，位于上述面状发热体的一面；以及绝缘粘结层，位于上述面状发热体的另一面；上述面状发热体的发热部面积为附着有上述面状发热体的电池单元(Battery Cell)总面积的约40 %至约90 %。
[0009]上述面状发热体的发热部面积可包括温度比面状发热体的最初温度上升约30°C至约50 °C的面积。
[0010]上述面状发热体能够仅以上述面状发热体的发热部面积发热。
[0011]上述面状发热体的发热温度可以为约20°C至约80°C。
[0012]本发明的特征可如下:上述面状发热体包括基材膜、发热层及电极层。
[0013]上述发热层可包含选自由碳纳米管、碳黑、石墨烯、石墨及它们的组合组成的组中的一种以上。
[0014]上述发热层的厚度可以为约2 μ m至约10 μ m。
[0015]上述绝缘粘结层的厚度可以为约25 μ m至约75 μ m。
[0016]上述绝缘层的厚度可以为约50 μ m至约ΙΟΟμπι。
[0017]本发明的另一实例提供电池模块，上述电池模块包括上述电池模块用发热片及电池单元；上述电池单元的被发热部面积为上述电池单元总面积的约40%至约90%。
[0018]上述电池单元的被发热部面积可包括温度比电池单元的最初温度上升约30°C至约50 °C的面积。
[0019]上述电池模块用发热片可在开始发热起200秒钟以内使电池单元的内部电解质温度上升约20°C以上。
[0020]上述电池单元的表面温度可以为约20°C至约80°C。
[0021]上述电池单元的内部电解质温度可以为约-10°C至约35°C。
[0022]有益效果
[0023]将上述电池模块用发热片附着于电池单元的表面，从而借助发热片的发热直接加热电池，通过这种方式能够将电池在冬季的功率提高为恒定水平。
[0024]上述电池模块用发热片能够在短时间内使冬季电池单元的温度有效上升，从而能够延长电池的寿命。
【附图说明】
[0025]图1以图式化方式表示了作为本发明一实例的电池模块用发热片。
[0026]图2以图式化方式表示了作为本发明再一实例的包括面状发热体的电池模块用发热片。
[0027]图3以图式化方式表示了作为本发明另一实例的电池模块。
[0028]图4由曲线图表示了时间vs发热部面积vs表面温度的相关关系。
[0029]图5至图7由曲线图表示了面状发热体的发热部面积及电池单元的被发热部面积为40 %、70%、90 %的情况下，根据20°C、40°C、60°C、80°C的面状发热体发热温度在开始发热起200秒钟以内上升的电池单元内部电解质的温度。
【具体实施方式】
[0030]以下，详细说明本发明的实例。但这仅作为例示而提出，本发明并不局限于此，本发明仅根据后述的发明要求保护范围而定义。
[0031]电池模块用发热片
[0032]本发明的一实例提供电池模块用发热片，上述电池模块用发热片包括:面状发热体；绝缘层，位于上述面状发热体的一面；以及绝缘粘结层，位于上述面状发热体的另一面；上述面状发热体的发热部面积为附着有上述面状发热体的电池单元总面积的约40%至约90%。
[0033]当前，随着电动汽车市场的扩大，能量集成度高的锂-离子电池正在增长。但由于锂-离子电池的低功率特性差，在冬季，当温度下降时，电压下降较大，由此，有可能停止电动汽车的运行。以往，为了改善这种问题，通过将加热装置或用于柴油汽车的PTC加热器附着在用于冷却的冷却水来弥补，但由于采用借助上述加热装置等第一次加热介质后，上述介质再次加热电池的方式，导致传热效率有可能下降。
[0034]对此，上述面状发热体直接加热被发热体，而不采用加热介质的间接方式，从而提供能够改善传热效率的发热片。具体地，本发明的目的在于，通过在电池单元的表面直接附着于发热片，能够以直接加热方式将电池在冬季的功率提高为恒定水平。
[0035]图1以图式化方式表示了作为本发明的一实例的电池模块发热片，从上到下可包括绝缘层30、面状发热体20、绝缘粘结层10。上述面状发热体的发热部面积可以为附着有上述面状发热体的电池单元总面积的约40%至约90%。
[0036]上述发热部面积是指，对面状发热体的电极层施加电压的情况下，因面状发热体的发热层而在面状发热体上产生热的面积，相对于附着有上述面状发热体的电池单元总面积，上述发热部面积可以为局部，例如，可对附着有上述面状发热体的电池单元总面积的约40%至约90%产生热。
[0037]上述面状发热体的发热部面积小于附着有面状发热体的电池单元总面积的约40%的情况下，附着面状发热体的电池内部的电解质温度不能在约200秒钟以内加热-10°C以上，从而无法确保电池的功率。并且，发生电池内部电解质的加热部位和被加热部位的温度偏差，从而有可能缩短电池的寿命。
[0038]并且，上述发热部面积大于附着有面状发热体的电池单元总面积的约90%的情况下，可在更快的时间内加热电池内部的电解质温度，但在约200秒钟之后，温度上升至35°C以上，使得电池受损，并不必要地全部加热电池周边部，从而形成消耗电力。
[0039]因此，面状发热体的发热部面积维持附着有上述面状发热体的电池单元总面积的约40 %至约90 %，具体地，维持约50 %至约80 %，由此能够有效提高用于在200秒钟以内取得85%以上的功率的电池内部的电解质温度。
[0040]上述面状发热体的发热部面积可包括温度比面状发热体的最初温度上升约30°C至约50°C的面积。将冬季世界平均气温设为约-30°C至约-10°C的情况下，形成上述面状发热体的发热部面积的上升温度为附着于电池表面而上升的面状发热体的温度，发热部面积的中心温度和边缘温度之差可以为约5°C至约10°C。
[0041]上述面状发热体的发热部面积是指，对上述面状发热体的电极层施加恒定电压的情况下，面状发热体的发热后温度比面状发热体的发热前最初温度上升约30°C至约50°C的面积。发热后面状发热体的温度未上升至上述范围内的情况下，锂离子在电解质内的迀移性下降，使得电流的功率不恒定，从而具有电动汽车有可能熄火的担忧，且面状发热体的温度比面状发热体的最初温度上升至上述范围以内，从而能够容易实现稳定的运