KR100645970B1 - 납축전지용 격리판과 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 반대 극성의 전극들이 서로 직접적인 접촉을 하지 아니하도록 설치되는 고분자 격리판에 관한 것이다. 이러한 격리판에는, 진동에 의해 양극판에 부착시킨 활물질이 탈락되는 것을 방지하기 위하여 격리판을 설치하되, 격리판에 유리 섬유나 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 등으로 된 보호판을 설치하여 왔던 바, 본 발명은 이러한 보호판을 유리섬유나 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌이 아닌, 적어도 0.1mm~3mm의 두께를 가지는 폴리에스테르 부직포로 형성시킴으로서, 양극판의 활물질 탈락 방지 효과를 상승시키고 낮은 전기저항으로 인하여 방전 효율을 향상시킬 수 있게 한 것이다.

Description

납축전지용 격리판과 그 제조 방법{Separator for electrode plate of lead-acid battery and the manufacturing method thereof}

도 1 은 일반적인 납축전지의 내부 구조를 간략하게 도시한 단면도

도 2 는 일반적인 납축전지를 구성하는 전극의 일부분을 절제한 단면도

도 3 은 격리판에 부직포를 부착하는 공정의 간략 설명도

도 4 는 부직포를 붙인 본 발명의 격리판의 단면도

도 5 는 부직포의 양단을 붙인 본 발명의 격리판의 단면도

도 6 은 본 발명의 격리판을 설치한 납축전지와 종래의 격리판을 설치 한 납축전지의 수명시험 결과 그래프

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1: 양극판 2: 음극판

3: 격리판 4: 유리 섬유

5: 기판 51: 활물질

6: 판체 62: 돌조

7:격리판롤 8: 부직포롤

9:부직포 10: 접합부

본원 발명은 납축전지의 전극 활물질 지지를 위한 격리판 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 다른 한편으로는 그러한 격리판을 포함하는 납축전지에 관한 것이다.

기본적으로 전지 격리판은 전자적으로는 부도체이며 이온적으로는 도체이다. 즉, 격리판은 반대 극성의 전극들 간의 직접적인 전자적 접촉을 방지하는 반면에 상기 전극들 간의 이온 전류를 가능하게 한다. 이러한 두 가지 기능을 만족하기 위해서는, 격리판은 일반적으로 덴드라이트(dendrites) 또는 판(plate) 입자(particles)에 의한 전자적 단락을 방지하기 위하여 가능한 한 작은 공극(pores)을 가지며, 내부의 전지 저항을 최소화하기 위해 가능한 한 높은 공극률(porosity)을 가지는 다공성 (porous) 부도체이다. 납축전지에서 격리판은 또한 적절한 전극 간격을 결정하며, 그것에 의해 셀 반응에 참가하는 전해질의 양을 규정한다. 격리판은 전지의 사용기한내내 안정하여야 한다.(공개특허공보 공개번호 특2001-0042790참조)

잘 알려진 바와 같이 자동차 등에 사용되는 납축전지는 충전과 방전이 가능한 2차 전지로 이는 전해액으로서 묽은 황산(H2SO4)을 사용하고 전극의 활물질로서 양(+)극에 이산화연(PbO2)을 도포하고, 음(-)극에 해면상(海綿狀)납(Pb)을 도포하여 외부 회로에 연결하면 전기가 흐르면서 방전(초기의 양극과 음극의 활물질 조성 이 황산납(PbSO4)으로 변하는 과정)과 외부에서 전류를 흘려주면 충전(황산납이 방전전의 초기 양극 활물질과 음극 활물질로 변하는 과정)이 되는 원리를 이용한 것이다.

이러한 납축전지의 구조를 도 1에 간략히 제시한다.

활물질이 도포된 양극판(1)과 음극판(2)은 제조 방법에 따라 여러 가지 형식의 것이 있는데, 그중에 한 예로 도 2 는 본 발명이 대상으로 하는 페이스트(Paste)식 전극의 구조를 나타낸 것이다. 이는 격자 모양의 기판(5)과 그 위에 도포된 페이스트상의 활물질로 이루어진다. 보통 기판(5)은 기계적 강도 및 내부식성 강화를 위해 안티몬(Sb)과 칼슘(Ca)을 주성분으로 한 합금으로 이루어져 있으며, 제조 방법은 주형에 부어 중력식으로 주조하거나 연속 압연 공법으로 주조를 한다(공개특허번호 특2000-0031876 참조). 활물질은 납축전지 성능에 중요한 작용을 하는 부분으로서 미세한 분말 상태의 산화납(Pb0)을 묽은 황산 수용액과 페이스트상의 것을 도포기에서 그 기판상에 연속적으로 도포하여 숙성과 건조 그리고 전기적으로 산화, 환원시키는 화성 공정을 거쳐 제조된다(등록특허공보 등록번호 10-250866 및 10-0266133참조)

양극 활물질인 이산화납(PbO2)은 산화된 납의 미립자가 무수히 많이 결합되어 있으며, 다공성이 풍부하여 입자 간을 전해액이 자유로이 확산, 침투하도록 되어 있다. 또한 음극판의 활물질인 해면상납(海綿狀鉛) 역시 다공성과 반응성이 풍부하여 전해액이 자유로이 침투하도록 된 것이다.

상기와 같이 제조된 양극판과 음극판은 두 극판의 직접적인 접촉(Short)을 방지하기 위해 다공성의 부도체인 격리판(3)으로 분리되어 제품 전조(제품을 구성하는 용기)에 넣어 조립이 되어진다.

이렇게 만들어진 납축전지는 내부 전해질에 의해 전기적 성능을 발휘하며, 자동차 내에서 충전과 방전이 이루어진다.

자동차에 장착된 납축전지는 자동차의 운행 조건(일평균 주행거리, 운전자 운행 습관, 도로 상태) 및 자동차 전장부(電裝部)의 전기적인 부하 상태에 따라 납축전지의 수명에 영향을 미친다.

그러나 가혹한 상태에서의 운행 조건 및 과도한 전장부 부하는 다공성이 풍부한 양극판 활물질(PbO2)의 결합력을 떨어뜨리며, 이러한 활물질 탈락은 양극판과 음극판의 반응성을 떨어뜨려 전기적인 성능 저하를 초래하여 궁극적으로 납축전지의 수명을 저하시키는 요인이 된다.

상기와 같이 극판의 활물질 탈락 감소를 위해 전극을 주조 또는 익스펜딩된 기판에 전기화학적 활성을 갖는 활물질 도포되고 그 활물질 표면에 열가소성수지가 원료인 부직포를 일정 깊이로 박히도록 압착한 상태에서 극판을 제조하는 방식(공개번호 특2003-0005759참조)과 표면에 활물질층을 부착시킨 다수개의 극판으로 구성된 납축전지에 있어서 활물질층의 외면에 얇은 섬유망체를 씌우고 폴리에틸렌계의 고분자 물질로 형성되고 내면에 돌조가 형성된 공지의 격리판을 섬유망체의 외면에 설치하여 활물질 탈락을 감소시키고 덴드라이트의 성장을 억제할 수있으며 격리판의 두께를 감소시킬수 있어 납축전지의 크기를 감소시키게 하는 방법(등록특허공보 등록번호 10-0137304참조)이 사용되어지고 있다.

상기 부직포 및 섬유망체의 사용은 2차 전지에서 각각의 특성에 맞게 활용도가 넓게 퍼져있으며, 니켈-아연 2차 전지에 있어 미공성필름과 부직포로 이루어진 세퍼레이터(격리판)의 전지 수명과 방전 성능의 균형에서 최적의 전해액량 규제하기위해 아연 음극의 이용률을 증대시켜 전지의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 것으로 폴리프로필렌부직포로 감싼 Ni양극과 면부직포 및 폴리프로필렌부직포로 감싼 Zn음극을 폴리프로필렌 미공성 필름으로 감싸서 세퍼레이터에 함습되는 전해액의 량과 상기 전지내의 전해액 총량 비율을 조정하는 전지(등록특허공보 등록번호 10-0287124), 알칼리 아연 축전지에 있어 Ni 양극과 Zn음극 사이를 분리하는 폴리프로필렌 부직포가 형성되고, 상기 Ni 양극, Zn 음극 및 폴리프로필렌 부직포의 외부에 복수겹의 미공성막을 가지는 다층분리막이 배치된 알칼리아연 축전지에 있어서, 상기 다층 분리막 의 Zn 음극과 폴리프로필렌 부직포 사이에 면부직포가 형성된 것으로 특징으로 하는 알칼리아연 축전지(등록특허공보 공고번호10-0264774) 및 리튬이온 전지에서의 격리판 제조에 있어30-80% 범위의 다공성, 0.02-2.0마이크론 범위의 평균 공극 크기를 가지는 미공성 폴리올레핀 막을 포함하고 폴리올레핀 공중합체와 폴리올레핀 중합체의 올리고머의 블렌드로부터 제조되는 격리판(공개번호 10-2001-0100867)등 전지에서의 폴리머로 구성된 폴리올레핀계 부직포 및 막이 많이 활용되어 지고 있다.

앞에서 언급한 바와 같이, 페이스트식 전극에 있어서는, 자동차에 장착된 제 품은 자동차 운행 조건 및 전장부의 부하 조건에 따라 활물질 탈락이 가속화 되는 문제를 극복하고, 이에 따른 조기 수명 종지를 막기 위해 전극의 활물질을 지지하게 만드는 일이 중요하다. 또한 납축전지의 수명을 보장하기 위해서는 전해액중에 부반응을 일으킬 수 있는 유기물 발생을 억제 할 필요가 있다.

그리하여, 종래에는 폴리올레핀 계열의 고분자 격리판(3)에 유리 섬유 포지(4)를 핫멜트로 부착하여 사용되고 있으나 이 유리 섬유는 작업 환경 및 대기 환경에 유해하며, 수명이 끝난 납축전지의 재활용시 환경 유해 물질로 구분되어 재활용이 어려운 문제점 해결이 필요하며, 또한 격리판 지지층에 적어도 하나의 섬유층을 포함하는 것을 특징으로 하여 격리판의 너무 이른 파손을 방지하는데 도움이 되는 이온 전달 특성과 양호한 산소 그리고 고전력 성능을 위한 전지의 낮은 전기저항을 보여주는 격리판도 제시가 되어 있으며 이섬유층이 폴리머로서 폴리올레핀계인 폴리에틸렌/폴리프로필렌의 재료로 구성된 격리판에 대한 설명도 되어있다.(공개번호 10-2004-0040471참조)

그러나 여기서 제시하는 폴리올레핀계인 폴리에틸렌/폴리프로필렌은 열적 성질 및 전기적 산화 반응에 의한 내구성이 떨어지는 문제로 납축전지에 적용시 유리섬유로 구성된 격리판 부재를 적용한 제품과 동일한 성능을 기대할 수가 없는 것으로 판단되어 진다.

따라서 본 발명의 목적은, 납축전지의 페이스트식 전극의 활물질을 지지할 수 있는 유리 섬유 포지의 환경 유해성 및 공개된 폴리올레핀계 섬유층인 폴리에틸렌/폴리프로필렌 적용시 제품 내구성 저하 요인을 본 발명에서 제시하는 합성수 지제 포지지로 대체 적용하여 납축전지 격리판에 가장 이상적인 특성을 가진 합성수지제 포지와 이의 바람직한 제조 방법을 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해서는 기존의 유리 섬유의 특성(인장 강도/신율/약품 및 전기적인 내구성)과 동일하여 대체가 가능하며, 폴리올레핀계의 문제점인 열적 성질 및 전기화학적 내산화성에 이상이 없는 부직포를 적용하는 것이 바람직하다.

통상적으로 부직포는 단섬유 부직포와 장섬유 부직포로 구분할 수 있으며, 부직포를 이루는 섬유로서는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에스테르(PET)등이 사용된다. 단섬유(Staple Fiber) 부직포는 단일 재질의 합성수지로 제조되기도 하며, 2가지 이상의 재질의 합성수지 단섬유가 혼용되어 사용하기도 한다. 장섬유(Filament) 부직포는 주로 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에스테르(PET) 섬유가 각 단일 재료로 사용된다.

부직포를 형성시킴에 있어서, 단섬유 부직포는, 접착제를 이용한 화학적 접착(Chemical Bonding), 열이나 섬유 용용 특성을 이용한 서멀본딩(Thermal Bonding), 니들 펀칭(Needle Punching), 멜트 블로운(Melt Blown), 스티치 본딩(Stitch Bonding)법 등이 사용되고 있으며, 장섬유(Filament) 부직포는, 융용 방사된 원사를 컨베어(Conveyer)상에 균일하게 쌓아 쉬트(Sheet)상으로 만들고 여기에 Heater Embossing Roller를 통과시켜 부직포를 만드는 스펀본드(Spunbond)법이 주 로 사용된다.

납축전지 양극판의 활물질 지지 역할을 위해 사용되는 유리섬유포지(4)에 대체되는 부직포에는, 유리섬유포지(4)가 가지는 정도의 내열성, 내산성과 전기적인 내산화성이 요구되며, 또한 양극판 활물질 공극 사이사이에 섬유가 침투하여 활물질을 지지 할 수 있도록 표면이 거친(Rough) 부직포의 선정이 중요하다.

유리섬유포지(4)를 대체할 수 있는 것으로 내열성 전기화학적 내산화성이 강한 부직포로서는, 통상적으로 시중에 제공되고 있는 폴리올레핀계인 폴리에틸렌(PE)이나 폴리프로필렌(PP)과 같은 고분자 재료 등을 생각할 수 있으며, 실제로 이들이 사용되고 있으나, 폴리올레핀계인 폴리에틸렌(PE)이나 폴리프로필렌(PP)은 내열성과 내산성이 부적합하여, 유리섬유 대체 및 내열성, 전기화학적 내산화성에 안정적인 재료로 사용하기에는 부적합한 것으로 생각되었다.

본 발명자가 실험한, 폴리에틸렌과 폴리프로피렌 및 폴리에스테르(PET)의 내열성 및 내산성 시험은 다음과 같았다.

(표1)

	폴리에틸렌 (PE)	폴리프로필렌 (PP)	폴리에스테르 (PET)
내열성	120℃	165℃	255℃
내산화성	32시간	68시간	111시간

(표1)의 내열성은 일반적인 플라스틱의 녹는점을 나타내었고 내산화성은 본 발명의 출원인 회사의 자체 시험 방법을 이용한 결과로 내산화성의 시간이 길수록 전기화학적인 내산화성이 우수한 것으로 평가된다.

내산화성 시험방법은 부직포 재질 각각을 20매씩 다층을 이루게 하고 전기적 인 회로를 구성한 케이스 안에 전해질인 묽은 황산(비중 1.300)을 넣고 케이스를 75℃ 수조에 넣어 항상 온도가 유지되게 하고 충전기를 이용하여 2.5A로 지속적으로 충전시 각각의 부직포가 산화가 되면서 구멍이 생겨 두 전극이 쇼트가 발생 할때까지의 시간을 측정하는 방법으로 폴리에스터(PET)적용 제품이 우수한 것으로 나타났다.

폴리에스테르는 분자 내에 에스테르결합－CO－O－을 갖는 고분자화합물의 총칭으로 열경화성인 포화폴리에스테르수지와, 알키드수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트로 대표되는 열가소성 폴리에스테르가 있다. 일반적으로는 2가 이상의 알코올과 2가 이상의 카르복시산의 축합중합에 의해 만들어지는 바, 이러한 폴리에스테르 중, 본 발명자는, 유리섬유포지에 갈음하는 합성수지제 포지를 형성하는 합성수지로서, 내열성이 200℃ 이상으로 우수하며, 전기적인 내산화성 시험에서도 납축전지에 사용되는 초고분자량의 폴리에틸렌(Ultra High Molecular Weight Polyethylene)으로 된 격리판(3)에 근접하는 정도의 성능 특성을 가지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)가 적합한 것으로 판단하였다.

그리고, 유리섬유포지로 된 종래의 격리판과 동일한 활물질 지지력을 가지게 하기 위해서는, 굵은 섬유로 된 부직포보다는 직경 10∼50㎛의 가는 섬유로 된 부직포가 또, 섬유 길이는 30∼50mm이며, 부직포의 중량은 30∼60g/㎡로 두께는 0.1∼1.0mm 범위인 것이 표면 거칠기(Roughness) 등에서 유리섬유포지와 유사한 특성을 나타냄을 알았다. 그러나, 바람직하지는 않지만, 부직포를 제조함에 있어서는 섬유의 직경은 1~50㎛, 길이는 5~100mm인 섬유의 적용이 허용되며, 그리고 부직포 의 두께는 0.1∼3.0mm의 두께를 가지는 것이 허용됨을 알았다.

또한 단섬유 부직포의 접착 방식은 케미칼 본드 접착 방식을 선택하며, 접착제로서는 아크릴계열 접착제를 사용함으로서 제품 수명 종지 후에도 단섬유(Staple Fiber)의 풀어짐이 없이 유리 섬유의 품질 상태와 동일한 특성을 얻을 수 있음을 알았다. 단섬유의 접착에 의한 부직포의 다공도는 20% 이상인 것이 바람직하다.

기판에 부직포를 부착하여 격리판을 형성시킴에 있어서는, 도 3 에 도시된 바와 같이, 극판에 격리판을 씌우는 설비(Enveloping Machine)에 달려 있는 격리판롤(7)에 판체(6)를 권취하고, 추가로 설치한 부직포롤(8)에 부직포(9)를 권취하여 판체(6)와 부직포(9)를 함께 풀면서, 판체(6)와 부직포(9)를 접합시키어, 격리판부재를 형성시키는 것이 바람직하다.

도 3 에 도시된 바와 같은 접합장치에 의해서 격리판부재를 제조함에 있어서는, 다수의 돌조(Rib)(62)가 형성된 판체(6)에, 도 4 에 도시된 바와 같이 돌조(62)에 내열성·내화학성 핫멜트(Hot Melt)를 바르고 이에 부직포를 라미네이팅(Laminating)하여 붙이거나, 도 5 에 도시된 바와 같이 판체(6)와 부직포(9)를 초음파(Ultrasonic) 융착 작업으로 단위 격리판의 양단에 접합부(10)를 형성시키어 붙일 수 있다.

본 발명의 격리판은 이를 봉투 모양으로 형성시키어 극판을 감싸게 설치하는 것이 바람직하나, 극판과 극판 사이에 끼워 설치할 수도 있다. 또한, 바람직하지는 아니하지만, 부직포(9)를 판체(6)와 접합시키지 아니하고, 부직포를 극판과 격리판이 되는 판체(6) 사이에 끼워 넣어 납축전지를 형성시킬 수도 있다.

본 발명의 격리판을 설치한 납축전지의 성능 시험 결과는 다음과 같다. 이 실험에 사용된 종래 예의 제품은, 유리섬유포지로 구성시킨 격리판을 설치한 이건 출원인 회사의 종래의 제품인 축전지(제품명 : 61023)를 말하는 것이고, 본 발명품 1, 2, 및 3은 본 발명의 제조 방법, 특히 기판부재인 판체에, 직경이 10∼50㎛이고, 섬유 길이가 30∼50mm이며, 부직포의 중량은 30∼60g/㎡로 두께는 0.1∼1.0mm 범위인 폴리에스테르(PET)로 부직포를 접합하고, 이를 봉투식으로 격리판을 형성시킨 후, 봉투형의 격리판을 극판에 씌워 형성시켜서 된 납축전지를 의미하는 것이다.

유리섬유포지로 제조된 격리판부재나, 본 발명의 방법에 의해서 폴리에스테르 부직포로 제조된 격리판부재는, 각 격리판에 설치되는 유리섬유포지나 폴리에스테르부직포(PET)가 동일 길이, 동일직경의 섬유만으로 유리섬유포지나 부직포를 제조할 수 있는 것이 아니고, 또, 포지를 형성시킴에 있어 각 부분의 밀도나 두께를 모두 정확히 동일하게 형성시킬 수 있는 일 또한 아니어서, 동일 방법에 의해서 제조되는 포지라 할지라도 포지의 각 부분은 그 두께, 밀도 등에 차이가 있으니 신뢰성을 위해서는 다수개 부위의 포지로 격리판부재를 제조하고 그 성능 시험을 하여야 하므로, 아래와 같이, 종래품 3개를 선정하고 본 발명품 3개를 선정하여 실험을 하였다.

(표 2) 초기 성능 시험 결과

구분	Spec.	종래예1	종래예2	종래예3	평 균	실시예1	실시예2	실시예3	평 균	비 고
R.C	200분	218.0분 109.0%	219.3분 109.7%	221.5분 110.8%	219.6분 109.8%	220.6분 110.3%	218.4분 109.2%	222.9분 111.5%	220.6분 110.3%	약 7%상승
C.C.A	7.2V 810A	7.32V 826A 101.7%	7.31V 825A 101.5%	7.31V 825A 101.5%	7.31V 825A 101.5%	7.83V 895A 108.8%	7.78V 888A 108.1%	7.80V 891A 108.3%	7.80V 891A 108.3%
C20	110AAH	105.2 95.6%	105.7 96.1%	105.3 95.7%	105.4 95.8%	105.7 96.1%	104.2 94.7%	106.8 97.1%	105.6 96.0%

1)보유 용량(R.C : Reserve Capacity)

보유 용량 R.C는 만충전 완료후 1시간 이상 방치한 다음 25℃에서 25A의 방전 전류로 방전 종지 전압 10.5V 도달 시까지의 방전 가능 지속 시간을 측정하는 것으로, 예를 들면 이는 차량에 있어서 시동이 정지된 상태 등에서 부하를 작동 시키는데 어느 시간까지 최소한의 기능을 발휘할 수 있는가에 대한 척도가 된다.

시험 결과 표 2에서 보는 바와 같이, 유리섬유포지 대신 부직포를 격리판 사이에 적용한 본 발명에 따른 납축전지의 제품 성능은 218.4∼222.9분으로 유리섬유포지를 적용한 납축전지와 동일 이상의 성능을 나타내었다. 따라서 유리 섬유포지 대체 부직포를 사용함에 있어 보유용량에 대해서는 작으나마 그 성능이 향상되었다.

2) 저온 시동 전류(C.C.A : Cold Cranking Ampere)

일반적으로 납축전지의 급방전 특성은 -10℃이하에서 급속히 저하되는데, 저온 시동 전류(C.C.A)는 저온에서의 자동차시동 능력을 평가하기 위한 고율 방전 시험으로서, 만충전 완료후 -18℃에서 810A로 30초 방전 후의 전압을 측정한다.

이 시험에 있어서는 30초 방전 후의 전압이 7.2V이상 요구되며, 높을수록 성능이 우수한 것으로 평가된다.

본 발명의 실시예에 대한 실험에서는 (30초 방전후의 전압ㆇ 6-0.2) X 810의 보정식을 사용하여 C.C.A 전류 값을 계산하였다.

시험 결과 표 2에서 보는 바와 같이, 유리섬유포지 대신 부직포를 격리판 사이에 적용한 본 발명에 따른 납축전지의 제품 성능은 7.78∼7.83V로 유리섬유포지를 적용한 납축전지 대비 약 7%의 성능 향상을 나타냈다. 이는 유리 섬유보다 본 발명품 부직포가 전기 저항이 낮은 것을 알 수 있다.

3) 20시간율 용량(AH; Ampere per Hour)

이는 저율 방전 특성을 알아보기 위한 것으로, 축전지 용량에 대해 비교적 적은 전류인 5.5A로 연속 방전시켜 전압이 10.5V에 도달할 때까지의 방전 용량(AH)을 측정하는 것이다. 시험 결과 표 2에서 보는 바와 같이, 유리섬유포지 대신 부직포를 격리판 사이에 적용한 본 발명에 따른 납축전지의 제품 성능은 104.2∼106.8AH로 유리섬유포지를 적용한 납축전지와 동일 이상의 성능을 나타내었다. 따라서 유리섬유포지를 대신하여 부직포를 사용함에 있어 보유용량에 대한 부정적인 영향은 없었다.

(표 3) 진동 시험 결과(KS Vibration Test Method at 40ㅀC)

구 분	Spec.	종래예1	종래예2	실시예1	실시예2	비 고
진동 시험 후	7.2V/30초	9.14V	9.02V	9.21V	9.23V

진동 시험은 만충전된 납축전지를 진동 시험기에 고정시키고 상하 방향으로 3.5ㅁ 0.2G. 32ㅁ 2Hz의 주파수로 상온에서 2시간 동안 진동시켜 실시하였다.

진동후 25ㅁ 2ㅀC에서 -18ㅀC의 시동전류인 810A로 30초 동안 방전하였을 때 단자 전압이 7.2V이상 이어야 한다. 또한 시험이 끝난 후에는 전조와 카바의 이완, 전해액 누출등의 이상이 없어야 한다.

시험 결과 표 3에서 보는 바와 같이 유리섬유포지를 적용한 제품의 진동후 30초 전압(9.14V/9.02V)은 본 발명에 따른 부직포를 적용한 제품의 진동후 30초 전압(9.21V/9.23V)과 비슷하거나 약간 상승되었으며, 두제품 모두 전해액 누출 및 케이스인 전조(Container)와 카바(Cover)의 이완은 발생치 않았다.

(표 4) 수명 시험 결과(JIS Life Cycle at 40℃)

충방전회수	5시간 용량(%)		비 고
	종래품	발명품
25	99.0	101.4	* 5시간 용량 : 용량
50	98.2	99.2
75	96.2	97.2
100	93.5	95.5
125	89.1	91.1
150	87.0	89.0
175	85.5	86.1
200	83.8	84.1
225	82.7	82.0
250	80.6	79.0
275	79.0	77.9
300	77.0	77.1
325	76.4	77.2
350	76.0	75.8
375	75.5	73.2
400	71.8	71.1
425	68.8	67.2
450	62.1	63.7
475	55.3	56.7
500	48.7	49.3

수명 시험은 상기 제품 중 종래품 3과 본발명품 3을 대상으로 하여 실험을 실시하였다. 초기 만충전된 제품을 40A로 1시간 방전한후 10A로 5시간 충전을 실시하며 이때 충,방전 Cycle을 1회의 수명 회수로 정하며 제품의 방치 온도는 40∼45 ℃의 조건에 실시한다.

용량 검증은 매 25회(Cycle)마다 지속 방전을 실시하여 40A로 방전시 단자 전압이 10.2V까지 될 때까지의 지속시간을 측정하며, 용량 검증 시험에서 측정된 방전 시간과 방전 전류의 곱으로 얻어진 용량이 50%이하로 감소한후 다시 증가하지 않을 때 수명이 끝난 것으로 보며 , 시험중인 제품의 보액은 용량 검증후 적절히 이루어 져야하며 용량시험 전에는 실시하지 않는다.

시험 결과 표 4에서 보는 바와 같이 유리섬유포지를 적용한 종래의 제품과 부직포를 적용한 본 발명의 제품은 500(회)에서 수명이 종지 되어, 부직포 적용 제품의 수명 성능은 유리 섬유를 적용한 제품의 경우와 동일한 효과를 보였다.

이상의 실험을 통하여 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 납축전지 제조 방법에 의하면, 양극판과 음극판의 전기적인 접촉 (Short) 방지를 위한 격리판에 양극판의 활물질 탈락 방지를 위해 부착된 유리섬유포지 대신 본 발명에 의해 개발된 부직포를 적용함으로써 유리섬유포지 적용시와 동일한 활물질 탈락 방지 기능을 가짐은 물론 열적인 성질과 전기화학적인 성질에서도 안정하며, 낮은 전기 저항으로 인한 고율 방전 특성의 향상과 납축전지 조립시 극판에 격리판을 씌울 때(Enveloping) 유리 분진의 비산 감소에 따른 작업 환경 개선 및 폐납축전지 재활용시 오염 물질 감소에 따른 환경오염 물질 배출 감소에 효과가 있다.

Claims (10)

1. 삭제
2. 삭제
3. 반대 극성의 전극들이 서로 직접적인 접촉을 하지 아니하게 하며, 진동에 의해 양극판에 부착시킨 활물질이 탈락되는 것을 방지하기 위하여 극판에 합성수지제 부직포로 된 보호판을 설치하여서 된 것에 있어서, 합성수지제 부직포는 다공성 폴리머로 폴리에스테르를 주성분으로 하며 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 나일론, 비스코스 레이언계 등과 혼용된 재질인 것이고, 합성수지제 부직포는 초음파를 이용하여 그 양단에 접합부(10)를 형성시켜 부착시켜서 된 것을 특징으로 하는 납축전지용 격리판
4. 제1항에 있어서, 합성수지제 부직포는 내열성 핫멜트를 적용하여 격리판과 부착하여서 된 것을 특징으로 하는 납축전지용 격리판.
5. 제1항에 있어서, 합성수지제 부직포는 직경 1∼50㎛이며, 길이는 5∼100mm를 가지는 섬유로 형성된 것임을 특징으로 하는 납축전지용 격리판.
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8. 제3항에 있어서, 극판에 설치되는 합성수지제 부직포는 격리판부재인 판체에 접합된 것이 아니고 판체와 극판사이에 삽입되어 설치된 것임을 특징으로 하는 납축전지용 격리판.
9. 제3항에 있어서, 극판에 설치하는 격리판은 합성수지제 부직포가 부착된 판체를 봉투형으로 형성시켜서 된 것임을 특징으로 하는 납축전지용 격리판.
10. 삭제

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