KR102558436B1

KR102558436B1 - Ptc 발열체를 이용한 전기자동차용 필름히터

Info

Publication number: KR102558436B1
Application number: KR1020220144185A
Authority: KR
Inventors: 염한균; 홍선욱; 박종현; 염지은
Original assignee: 염한균
Priority date: 2022-11-02
Filing date: 2022-11-02
Publication date: 2023-07-20
Anticipated expiration: 2042-11-02

Abstract

본 발명은 PTC 발열체를 이용한 전기자동차용 필름히터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 PTC 발열체로 이루어진 발열체층, 상기 발열체층의 일면에 형성되는 열선층, 상기 열선층이 형성된 발열체층의 상부면 및 하부면에 형성되며 불소고무 접착제로 이루어지는 바인더층 및 상기 바인더층이 형성된 발열체층의 상부면 및 하부면에 형성되는 폴리이미드층으로 이루어진다.
상기의 구조로 이루어지는 전기자동차용 필름히터는 온도 상승조건에서 통전되면 전기저항이 증가하여 전류량을 감소시키기 때문에 발열량을 효과적으로 감소시킬 수 있으며, PTC 발열체의 자가온도제어 특성으로 인해 과열 및 과전류에 의한 열선층의 손상과 화재발생을 억제하고, 소비전력을 절감하는 효과를 나타낸다.

Description

PTC 발열체를 이용한 전기자동차용 필름히터 {FILM HEATER FOR ELECTRIC VEHICLE USING PTC HEATING ELEMENT}

본 발명은 PTC 발열체를 이용한 전기자동차용 필름히터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 온도 상승조건에서 통전되면 전기저항이 증가하여 전류량을 감소시키기 때문에 발열량을 효과적으로 감소시킬 수 있으며, PTC 발열체의 자가온도제어 특성으로 인해 과열 및 과전류에 의한 열선층의 손상과 화재발생을 억제하고, 소비전력을 절감하는 효과를 나타내는 PTC 발열체를 이용한 전기자동차용 필름히터에 관한 것이다.

영하의 기온에서는 대부분의 자동차에서 성능저하가 발생되는데, 특히 대용량 배터리가 탑재된 전기자동차는 영하의 조건에서 더욱 많은 성능저하가 발생된다.

전기자동차에 탑재된 리튬이온배터리가 저온에서 효율이 하락하는 특징 때문에 겨울철에는 주행거리와 충전효율이 저하되는데, 영상의 기온조건 대비 약 20 내지 50% 가량이 저하되는 것으로 연구되고 있다.

즉, 한겨울에 기온이 저하되면 전해질이 굳어진다는 점인데, 전해질이 굳어지면 리튬이온의 이동이 둔해면서 배터리 내부의 저항이 증가하여 성능도 저하되는 것으로, 이에 따라, 전기차의 겨울철 주행거리가 대폭 짧아지고 충전에도 오랜 시간이 걸리 수 밖에 없다.

한편, 배터리 히팅 시스템(battery heating system)은 겨울철 리튬이온 배터리가 과냉각되는 것을 방지하여 효율적인 배터리 사용이 가능하도록 하는 기술로, 예를 들어 전기차에 적용된 배터리는 온도가 -10℃로 떨어지면 급속 충전 시간이 3시간 정도로 늘어나지만, 히팅 시스템을 적용하면 1시간 40분 정도로 단축할 수 있다. 현재 사용되는 히팅 방식은 고전압 PTC 히터를 사용하는데 배터리의 최대 40%가 난방에 사용되는 것으로 알려져 있다. 그러나 종래에 개발된 배터리 히팅 시스템은 -30℃의 기온조건에서는 25℃의 기온으로 안정화 되기까지 5분 이상 소요되는데, 그 이유는 공기의 흐름 때문에 배터리 양끝 온도와 가운데 온도차가 있어서 전해질 흐름에 영향을 미치기 때문이다.

종래에는 이러한 문제점을 해소하기 위해 통전시 발열을 통해 굳어진 전해질을 용해하고자 하는 시도가 이루어졌으나, 종래에 발열체는 통전시 발열이 지나치게 발생하여 열선층이 손상되거나 화재가 발생할 가능성을 내포하고 있으며, 소비전력을 지나치게 소모하는 문제점이 있었다.

한국특허등록 제10-1168906호(2012.07.20.) 한국특허등록 제10-1593983호(2016.02.04.)

본 발명의 목적은 온도 상승조건에서 통전되면 전기저항이 증가하여 전류량을 감소시키기 때문에 발열량을 효과적으로 감소시킬 수 있으며, PTC 발열체의 자가온도제어 특성으로 인해 과열 및 과전류에 의한 열선층의 손상과 화재발생을 억제하고, 소비전력을 절감하는 효과를 나타내는 PTC 발열체를 이용한 전기자동차용 필름히터를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 PTC 발열체로 이루어진 발열체층, 상기 발열체층의 일면에 형성되는 열선층, 상기 열선층이 형성된 발열체층의 상부면 및 하부면에 형성되며 불소고무 접착제로 이루어지는 바인더층 및 상기 바인더층이 형성된 발열체층의 상부면 및 하부면에 형성되는 폴리이미드층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 PTC 발열체를 이용한 전기자동차용 필름히터를 제공함에 의해 달성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 PTC 발열체는 고분자 바인더 100 중량부 그래핀 2 내지 40 중량부 및 용제 잔량으로 이루어지며, 상기 고분자 바인더는 폴리에스테르계 바인더 100 중량부 및 폴리올레핀 바인더 20 내지 500 중량부로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 발열체층은 0.1 내지 1 마이크로미터의 두께로 형성되는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 열선층은 구리 또는 황동으로 이루어지며, 0.03 내지 0.3 밀리미터의 두께로 형성되는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 바인더층은 0.01 내지 0.1 밀리미터의 두께로 형성되는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 불소고무 접착제는 아민 가교 시스템계 불소고무와 비스페놀 가교 시스템계 불소고무 35 내지 40중량%, 퍼옥사이드 가교 시스템계 불소고무 35 내지 40중량%, 실리콘계 불소고무용 접착제 3 내지 5중량%, 퍼옥사이드 가교제 0.5 내지 2중량%, 퍼옥사이드 가교조제 0.5 내지 1중량%, 비스페놀 가교제 0.5 내지 1중량%, 비스페놀 가교촉진제 1 내지 2중량%, 산화아연 0.5 내지 1중량%, 산화마그네슘 1 내지 2중량% 및 MT카본블랙 10 내지 20중량%를 포함하는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 폴리이미드층은 0.03 내지 0.3 밀리미터의 두께로 형성되는 것으로 한다.

본 발명에 따른 PTC 발열체를 이용한 전기자동차용 필름히터는 온도 상승조건에서 통전되면 전기저항이 증가하여 전류량을 감소시키기 때문에 발열량을 효과적으로 감소시킬 수 있으며, PTC 발열체의 자가온도제어 특성으로 인해 과열 및 과전류에 의한 열선층의 손상과 화재발생을 억제하고, 소비전력을 절감하는 탁월한 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 PTC 발열체를 이용한 전기자동차용 필름히터를 나타낸 분해사시도이다.

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

본 발명에 따른 PTC 발열체를 이용한 전기자동차용 필름히터는 PTC 발열체로 이루어진 발열체층(10), 상기 발열체층(10)의 일면에 형성되는 열선층(20), 상기 열선층(20)이 형성된 발열체층(10)의 상부면 및 하부면에 형성되며 불소고무 접착제로 이루어지는 바인더층(30) 및 상기 바인더층(30)이 형성된 발열체층의 상부면 및 하부면에 형성되는 폴리이미드층(40)으로 이루어진다.

상기 발열체층(10)은 PTC 발열체로 이루어지며, 0.1 내지 1 마이크로미터의 두께로 형성되는데, 온도 상승조건에서 통전되면 전기저항이 증가하여 전류량을 감소시키기 때문에 발열량을 효과적으로 감소시킬 수 있으며, 자가온도제어 특성을 나타내어 과열 및 과전류로 인해 열선층의 손상이 발생하거나 필름히터에 화재가 발생하는 것을 억제할 뿐만 아니라 소비전력을 절감하는 역할을 한다.

이때, 상기 PTC 발열체는 고분자 바인더 100 중량부 그래핀 2 내지 40 중량부 및 용제 잔량으로 이루어지는 것이 바람직한데, 상기 고분자 바인더는 폴리에스테르계 바인더 100 중량부 및 폴리올레핀계 바인더 20 내지 500 중량부로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 폴리에스테르계 바인더는 비닐계 합성수지 5 내지 11 중량%, 폴리에스테르계 합성수지 20 내지 35 중량%, 방향족 탄화수소계 용매 20 내지 50 중량%, 케톤계 용매 20 내지 40 중량%, 소포제 0.5 내지 1.5 중량%, 레벨링제 0.5 내지 1.5 중량%를 포함하는 조성물을 가열이 가능한 반응기 내에서 기계적으로 교반하여 제조할 수 있다.

상기 비닐계 합성수지로는 폴리비닐클로라이드(Polyvinyl Chloride), 폴리비닐아세테이트(Polyvinyl Acetate) 등이 사용될 수 있고, 폴리에스테르계 합성수지는 폴리에스테르 등이 있다.

또한, 상기 방향족 탄화수소계 용매는 톨루엔, 자일렌 등이 사용될 수 있고, 케톤계 용매로는 메틸에틸케톤(Methyl ethyl ketone), 아세톤(Acetone) 등이 사용될 수 있다. 바람직하게 폴리에스테르계 바인더는 비닐계 합성수지로 폴리비닐클로라이드 5.03 중량%, 폴리비닐아세테이트 5.03 중량%, 폴리에스테르계 합성수지로 폴리에스테르 30.15 중량%, 방향족 탄화수소 용매로 톨루엔 24.12 중량%, 케톤계 용매로 메틸에틸케톤 6.03 중량%, 아세톤 28.1 중량%, 소포제 0.5 중량% 및 레벨링제 1 중량%를 포함하는 조성물을 가열이 가능한 반응기 내에서 기계적 교반하여 제조할 수 있다.

폴리올레핀계 바인더는 결정성 고분자인 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 에틸렌초산비닐(Etylene Vinyl Acetate, EVA)를 혼합하여 제조될 수 있으며, 보다 상세하게는 폴리에틸렌 1 내지 10 중량%, 폴리프로필렌 1 내지 5 중량%, 폴리에틸렌비닐아세테이트 코폴리머 5 내지 30 중량%, 방향족 탄화수소계 용제 10 내지 90 중량%, 소포제 0.5 내지 1.5 중량%, 레벨링제 0.5 내지 1.5 중량%를 포함하는 조성물을 가열이 가능한 반응기 내에서 기계적 교반하여 제조할 수 있다. 바람직하게 폴리올레핀계 바인더는 폴리에틸렌 2.84 중량%, 폴리프로필렌 0.95 중량%, 폴리에틸렌비닐아세테이트 코폴리머 9.48 중량%, 방향족 탄화수소 용매로 톨루엔 56.87 중량%, 자일렌 28.44 중량%, 소포제 0.47 중량%, 레벨링제 0.95 중량%를 포함하는 조성물을 가열이 가능한 반응기 내에서 기계적 교반하여 제조할 수 있다.

또한, 상기와 같이 고분자 바인더 100 중량부 그래핀 2 내지 40 중량부 및 용제 잔량의 성분으로 이루어지는 발열체에는 상기의 성분을 배합하는 과정에서 상기 분산제가 함유될 수 있으며, 상기 성분을 배합한 후에는 경화제와 가교제가 함유될 수 있다.

상기 발열체층(10)의 두께가 0.1 마이크로미터 미만이면 상깅의 효과가 미미하며, 외력에 의혀 발열체층이 쉽게 손상될 수 있으며, 상기 발열체층(10)의 두께가 1 마이크로미터를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 제품의 두께와 중량 및 제조비용을 증가시키기 때문에 바람직하지 못하다.

상기 열선층(20)은 상기 발열체층(10)의 일면에 0.03 내지 0.3 밀리미터의 두께로 형성되며, 구리 또는 황동으로 이루어지는데, 상기 열선층(20)의 두께가 0.03 밀리미터 미만이면 외력에 의해 열선층(20)이 쉽게 변형 또는 파손될 수 있으며, 상기 열선층(20)의 두께가 0.3 밀리미터를 초과하게 되면 열선층(20)의 발열효율성이 저하되며 제조비용을 증가시키고, 제조되는 필름히터의 무게를 지나치게 증가시키기 때문에 바람직하지 못하다.

상기 바인더층(30)은 상기 열선층(20)이 형성된 발열체층(10)의 상부면 및 하부면에 형성되며 불소고무 접착제로 이루어지는데, 상기 열선층(20)이 형성된 발열체층(10)의 상부면 및 하부면에 0.01 내지 1 밀리미터의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.

상기의 두께와 성분으로 이루어지는 바인더층(30)이 형성되면 프레스작업을 진행하지 않고도 200℃의 고온에서도 우수한 접착력과 내열성을 나타내는 필름히터를 제공할 수 있다.

일반적으로 전기자동차용 피름히터는 장시간 이용되기 때문에 일정한 고열이나 압력 및 습도가 높은 대기 중에 노출되도 물성이 감소되거나 변하지 않아야 하기 때문에, 고분자 소재가 전자제품에 응용되기 위해서는 까다로운 기준을 통과해야만 한다.

상기 바인더층(30)을 구성하는 불소고무 접착제는 아민 가교 시스템계 불소고무와 비스페놀 가교 시스템계 불소고무 35 내지 40중량%, 퍼옥사이드 가교 시스템계 불소고무 35 내지 40중량%, 실리콘계 불소고무용 접착제 3 내지 5중량%, 퍼옥사이드 가교제 0.5 내지 2중량%, 퍼옥사이드 가교조제 0.5 내지 1중량%, 비스페놀 가교제 0.5 내지 1중량%, 비스페놀 가교촉진제 1 내지 2중량%, 산화아연 0.5 내지 1중량%, 산화마그네슘 1 내지 2중량% 및 MT카본블랙 10 내지 20중량%를 포함하여 이루어진다.

상기 아민 가교 시스템계 불소고무와 비스페놀 가교 시스템계 불소고무의 함량이 35중량% 미만, 40중량% 초과이면 접착력이 저하될 수 있고, 상기 퍼옥사이드 가교 시스템계 불소고무의 함량이 35중량% 미만, 40중량% 초과이면 접착력이 저하될 수 있으며, 상기 실리콘계 불소고무용 접착제의 함량이 3중량% 미만이면 접착강도가 저하될 수 있고, 5중량% 초과이면 내열성이 저하될 수 있다.

또한, 상기 퍼옥사이드 가교제의 함량이 0.5중량% 미만이면 접착강도가 저하될 수 있고, 2중량%를 초과하면 내열성이 저하될 수 있다.

또한, 상기 퍼옥사이드 가교조제의 함량이 0.5중량% 미만이면 가교속도가 저하될 수 있고, 1중량%를 초과하면 접착불량이 증가할 수 있다.

또한, 상기 비스페놀 가교제의 함량이 0.5중량% 미만이면, 접착강도가 저하될 수 있고, 1중량%를 초과하면 내열성이 저하될 수 있다.

또한, 상기 비스페놀 가교촉진제의 함량이 1중량% 미만이면 가교속도가 저하될 수 있고, 2중량%를 초과하면 접착불량이 증가할수 있다.

또한, 상기 산화아연의 함량이 0.5중량% 미만이면 접착강도가 저하될 수 있고, 1중량%를 초과하면 분산성이 저하될 수 있다.

또한, 상기 산화마그네슘의 함량이 1중량% 미만이면 가교속도가 저하될 수 있고, 2중량%를 초과하면 접착불량이 증가할 수 있다.

또한, 상기 MT카본블랙의 함량이 10중량% 미만이면 접착강도가 저하될 수 있고, 20중량%를 초과하면 신율이 저하될 수 있다.

이때, 상기 아민 가교 시스템계 불소고무는 VF₂(vinylidene fluoride)-HFP(hexafluoro propylene)-TFE(tetrafluoroethylene) 공중합체를 포함할 수 있고, 상기 비스페놀 가교 시스템계 불소고무는 HFP-VF₂ 공중합체를 포함할 수 있으며, 상기 퍼옥사이드 가교 시스템계 불소고무는 VF₂-PMVE(perfluoro methyl vinyl ether)-TFE 공중합체 및 TFEPr(propylene) 공중합체 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 상기 퍼옥사이드계 가교제는 트리알릴이소시아누레이트를 포함할 수 있고, 상기 퍼옥사이드계 가교조제는 디-티-부틸-퍼옥사이드(di-t-butyl-peroxide)를 포함할 수 있으며, 상기 비스페놀계 가교제는 비스페놀 AF를 포함할 수 있고, 상기 비스페놀계 가교 촉진제는 유기 포스포늄 염을 포함할 수 있다.

상기 바인더층(30)의 두께가 0.01 밀리미터 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 불소바인더층(30)의 두께가 1 밀리미터를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 제품의 두께와 중량을 지나치게 증가시키기 때문에 바람직하지 못하다.

상기 폴리이미드층(40)은 상기 바인더층(30)이 형성된 발열체층(10)의 상부면 및 하부면에 0.03 내지 0.3 밀리미터의 두께로 형성되는데, 본 발명을 통해 제조되는 필름히터의 내열성능을 더욱 향상시키는 역할을 한다.

이때, 상기 폴리이미드층(40)은 폴리이미드 필름으로 이루어지는데, 폴리이미드 필름은 에테르기, 케톤기 및 메틸기 중 어느 하나가 있는 방향족 디아민과 에테르기, 케톤기 및 메틸기 중 어느 하나가 있는 방향족 디안하이드리드(aromatic dianhydride)를 합성하여 제조된 것이 사용하는 것이 바람직하다.

상기 폴리이미드층(40)의 두께가 0.03 밀리미터 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 폴리이미드층(40)의 두께가 0.3 밀리미터를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 제품의 두께와 중량을 지나치게 증가시키기 때문에 바람직하지 못하다.

이하에서는, 본 발명에 따른 PTC 발열체를 이용한 전기자동차용 필름히터의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 필름히터의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.

<제조예 1> PTC 발열체의 제조

그래핀 12 중량%에 폴리에스테르계 바인더로 폴리에스테르 22 중량%, 폴리 올레핀계 바인더로 폴리에틸렌 4.7 중량%, 폴리프로필렌 1.6 중량%, 폴리에틸렌비닐아세테이트를 15.7 중량%, 용제로 톨루엔 29.3 중량% 및 자일렌 14.7 중량%를 혼합하여 혼합물을 제조하되, 상기 혼합물에 함유된 바인서 성분 100 중량부 대비 분산제(지방산 치환된 폴리에스테르, Fatty acid modified polyester계)를 1 중량부 혼합하고 비드밀(counter rotating bead mill)에서 1시간 동안 추가 분산 및 박리를 진행한 후에, 상기 혼합물에 함유된 폴리에스테르계 바인더 100 중량부 대비 경화제(톨루엔 디이소시아네이트, Toluene Diisocianate, TDI) 5 중량부를 혼합하고, 상기 혼합물에 함유돈 폴리에틸렌계 바인더 100 중량부 대비 가교제(다이큐밀 퍼옥사이드, Dicumyl Peroxide, DCP) 2 중량부를 혼합하고 기판에 도포한 후에 130℃의 온도로 15분 동안 건조하여 1 마이크로미터 두께의 PTC 발열체를 제조하였다.

<제조예 2>

상기 제조예 1과 동일하게 진행하되, 그래핀 1.5 중량%, 폴리올레핀계 바인더 32.5 중량%를 혼합하여 PTC 발열체를 제조하였다.

<비교 제조예 1>

상기 제조예 1과 동일하게 진행하되, 그래핀 대신 카본블랙 9 중량% 및 카본나노튜브 3 중량%를 혼합하여 PTC 발열체를 제조하였다.

상기 제조예 1 및 비교 제조예 1을 통해 제조된 PTC 발열체의 전기전도도를 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.

{단, 전기전도도는 도막 저항특성을 분석하는 방법을 이용하였으며, 제조된 PTC 발열체를 가로 45mm×세로45mm의 길이로 절단하여 실온에서 4-point 저항값을 측정하고, 측정된 저항값에 보정계수(4.532)를 적용하여 면저항을 산출하는 방식으로 저항특성을 분석하였다.}

<표 1>

상기 표 1에 나타낸 것처럼, 동일한 함량의 전도성 미립자를 함유하는 경우 본 발명의 제조예 1을 통해 제조된 PTC 발열체는 비교 제조예 1을 통해 제조된 PTC 발열체에 비해 4-point 측정 저항값 또는 이를 보정한 면저항 값이 모두 7.5 내지 9.0배 가량 낮은 것을 확인할 수 있다.

따라서, 기존 카본블랙이나 CNT 등을 전도성 미립자로 포함하는 경우에 비해 본 발명의 제조예 1을 통해 제조되는 PTC 발열체는 전도성 입자의 충진률 한계(전도성 입자의 충진률이 한계 이상이면 전도성 잉크의 분산 안정성이 좋지 않음)를 극복하고, PTC 특성(자기온도제어)을 증가시킬 수 있는 것이 확인되었다.

또한, 제조예 2 및 제조예 3을 통해 제조된 PTC 발열체의 온도에 따른 저항변화(R-T) 테스트를 수행하는 방법으로 온도별 저항특성을 비교하여 아래 표 2에 나타내었다.

{단, 온도별 저항특성은 오븐 내에 제조된 PTC 발열체를 각각 가로 303mm×세로 500mm로 절단하여 설치하고, 각 PTC 발열체의 전극과 결선되어있는 전선을 오븐 외부로 빼내 오븐 외부에 배치된 디지털멀티미터 계측기와 연결한 후에, 오븐 의 온도를 20에서 100℃까지 10℃씩 상승시키면서 PTC 발열체의 저항변화를 디지털멀티미터 기기를 이용하여 측정하는 방법을 이용하였다.}

<표 2>

상기 표 2에 나타낸 것처럼, 제조예 2를 통해 PTC 발열체의 경우, 20℃에서의 초기저항은 940Ω이였으며, 50℃까지는 비교 제조예 1과 비슷한 저항값을 보이며, 유사한 발열특성을 보였다.

그러나, 60℃부터 제조예 2로 제조한 PTC 발열체의 저항이 3,856Ω으로 비교 제조예 1을 통해 제조된 PTC발열체의 2,116Ω인 것에 비해 약 1.8배 수준으로 상승하였으며, 100℃에서는 비교 제조예 1에 비해 약 3배가량 높은 저항수치를 나타내었다.

따라서, 본 발명에 따른 PTC 발열체를 이용한 전기자동차용 필름히터는 온도 상승조건에서 통전되면 전기저항이 증가하여 전류량을 감소시키기 때문에 발열량을 효과적으로 감소시킬 수 있으며, PTC 발열체의 자가온도제어 특성으로 인해 과열 및 과전류에 의한 열선층의 손상과 화재발생을 억제하고, 소비전력을 절감하는 탁월한 효과를 나타낸다.

10 ; 발열체층
20 ; 열선층
30 ; 바인더층
40 ; 폴리이미드층

Claims

PTC 발열체로 이루어진 발열체층;
상기 발열체층의 일면에 형성되는 열선층;
상기 열선층이 형성된 발열체층의 상부면 및 하부면에 형성되며 불소고무 접착제로 이루어지는 바인더층; 및
상기 바인더층이 형성된 발열체층의 상부면 및 하부면에 형성되는 폴리이미드층;으로 이루어지며,
상기 발열체층은 0.1 내지 1 마이크로미터의 두께로 형성되고,
상기 PTC 발열체는 고분자 바인더 100 중량부 그래핀 3.41 내지 27.3 중량부 및 용제 잔량으로 이루어지며,
상기 고분자 바인더는 폴리에스테르계 바인더 100 중량부 및 폴리올레핀계 바인더 20 내지 500 중량부로 이루어지고,
상기 폴리에스테르계 바인더는 폴리에스테르로 이루어지며,
상기 폴리올레핀계 바인더는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌비닐아세테이트로 이루어지고,
상기 열선층은 구리 또는 황동으로 이루어지며, 0.03 내지 0.3 밀리미터의 두께로 형성되며,
상기 바인더층은 0.01 내지 0.1 밀리미터의 두께로 형성되고,
상기 불소고무 접착제는 아민 가교 시스템계 불소고무와 비스페놀 가교 시스템계 불소고무 35 내지 40중량%, 퍼옥사이드 가교 시스템계 불소고무 35 내지 40중량%, 실리콘계 불소고무용 접착제 3 내지 5중량%, 퍼옥사이드 가교제 0.5 내지 2중량%, 퍼옥사이드 가교조제 0.5 내지 1중량%, 비스페놀 가교제 0.5 내지 1중량%, 비스페놀 가교촉진제 1 내지 2중량%, 산화아연 0.5 내지 1중량%, 산화마그네슘 1 내지 2중량% 및 MT카본블랙 10 내지 20중량%를 포함하며,
상기 폴리이미드층은 0.03 내지 0.3 밀리미터의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 PTC 발열체를 이용한 전기자동차용 필름히터.
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