KR102196991B1 - 고전도성 흑린을 적용한 납축전지용 음극 활물질 제조방법 - Google Patents

고전도성 흑린을 적용한 납축전지용 음극 활물질 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고전도성 흑린을 적용한 납축전지용 음극 활물질 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종전의 납축전지 활물질에 적용 중인 Carbon과 Fiber를 대체하는 물질로 고전도성 흑린 분말을 첨가하여, 납축전지내에 전기 전도도를 향상시킴으로써, 충방전시 저항으로 생기는 전기 Loss를 감소시켜 납축전지의 초기 성능 및 내구성을 향상시킬 수 있는 고전도성 흑린을 적용한 납축전지용 음극 활물질 제조방법에 관한 것이다.
본 발명을 통해, 종전의 납축전지 활물질에 적용 중인 Carbon과 Fiber를 대체하는 물질로 고전도성 흑린 분말을 첨가하여, 납축전지내에 전기 전도도를 향상시킴으로써, 충방전시 저항으로 생기는 전기 Loss를 감소시켜 납축전지의 초기 성능 및 내구성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공하게 된다.
그리고, 음극 활물질에 흑린을 첨가하여 제조한 납축전지에 있어서는, 흑린의 고전도도 특성(전도도 1000cm2/Vs)이 기인한 납축전지의 기초성능을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 납축전지 화성시 화성 효율 향상의 효과가 있는 것이다.

Description

고전도성 흑린을 적용한 납축전지용 음극 활물질 제조방법{Method for manufacturing anode active material for lead-acid battery employing high conductivity black phosphorus}
본 발명은 고전도성 흑린을 적용한 납축전지용 음극 활물질 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종전의 납축전지 활물질에 적용 중인 Carbon과 Fiber를 대체하는 물질로 고전도성 흑린 분말을 첨가하여, 납축전지내에 전기 전도도를 향상시킴으로써, 충방전시 저항으로 생기는 전기 Loss를 감소시켜 납축전지의 초기 성능 및 내구성을 향상시킬 수 있는 고전도성 흑린을 적용한 납축전지용 음극 활물질 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 등에 사용되는 납축전지는 충전과 방전이 가능한 2차 전지이다.
이는 전해액으로서 희황산(H2SO4)이 사용되고, 극판의 활물질로서 양극(+)에 이산화납(PbO2)을, 음극(-)에 해면상(海綿狀)납(Pb)을 도포하여, 외부회로에 연결하면 전기가 흐르면서 그 양극(+)과 음극(-)의 활물질이 황산납(PbSO4)으로 변화(방전)되고, 반대로 외부에서 전류를 흘려주면 그 황산납이 다시 이산화연(+)과 해면상납(-)으로 변화(충전)되는 원리를 이용한 것이다.
이 중 양극과 음극은 전기적인 신호를 발생시키는 활물질과 이 전기적인 신호의 통로 및 활물질을 지지시켜주는 기판으로 이루어진 것으로 활물질의 중량에 따라서 납축전지의 성능과 용량이 변화하며, 기판은 납축전지의 크기에 따라 변화한다.
종래의 납축전지의 활물질은 일반적으로 연분(鉛粉)과 황산수용액을 기본으로 하며, 양극과 음극 특성에 따라서 기타 첨가제를 배합한 후, 혼합하여 활물질을 만든다.
이렇게 만들어진 활물질은 기판에 바르는 작업인 도포 작업을 거쳐, 양/음극 특성에 따라 숙성공정 및 건조공정을 거친 후, 준비된 양극판과 음극판을 여러 장 교호로 중첩하며, 이때, 극판 간에 전기적 단락을 방지하기 위하여 비전도성 격리판을 설치하여, 양극판과 음극판 및격리판이 극판군(群)을 이루도록 구성되어 있다.
극판군은 축전지 용량에 따라 여러 개가 직렬로 접속되어 전조안에 수용된다.
상기 수용된 극판군은 전기적인 성질을 가질 수 있도록 초충전인 화성공정을 거치게 되는데, 이때 양극판의 활물질은 이산화납(PbO2)이 형성되고 특성상, 산화된 납의 미립자가 무수히 결합되어 있으며 다공성이 풍부하여 입자간을 전해액이 자유로이 확산, 침투하도록 되어 있다.
또한, 음극판의 활물질은 해면상납(海綿狀鉛, Pb)으로 역시 다공성과 반응성이 풍부하여 전해액이 자유로이 확산, 침투하도록 된 것이다.
이렇게 만들어진 제품은 비로소 시장에서 사용할 수 있게 되는 것이다.
특히, 전기를 주입하고 방출하는 화성공정 및 배터리 충방전은 전기전도도의 영향으로 제품의 성능을 결정하게 되어진다.
즉, 저항이 납축전지의 저항이 감소할수록 성능이 향상된다는 것이다.
상기 과정 중, 초충전 과정을 원활히 하며, 제품의 내구성을 향상시키기 위하여 극성별로 별도의 숙성건조공정을 거치게 된다.
양극판의 숙성공정은 제품의 내구성을 증대시키는 중요한 공정으로서 스팀(steam)의 뜨거운 온도(70 ~ 100℃)와 수분(습도 99%이상)으로 활물질의 구성성분인 납(Pb)을 산화납(PbO)으로 변화시킬 뿐 만아니라, 활물질의 결정구조를 변화시킨다.
음극판은 별도 공정 없이 자연 상태에서 방치하면 숙성 및 건조를 동시에 할 수 있다.
하지만, 충분한 숙성 및 건조가 이루어지지 않으면 극판군을 형성하는 조립과정에서 극판과 극판끼리 달라붙으며, 수분이 존재하여 활물질의 내구력이 떨어져 기판사이에 박혀 있는 활물질은 조그마한 충격에도 손쉽게 떨어지게 된다.
이와 같은 과정을 거쳐 만들어진 납축전지는 충,방전의 횟수가 증가함에 따라 납과 황산의 반응에 의해서 활물질은 기판에서 더욱 쉽게 떨어지게 되며, 떨어진 활물질들은 더 이상 반응에 참가할 수 없기 때문에, 결국 납축전지의 성능을 저하시켜 납축전지의 수명을 통상 1 ~ 2년에 불과하게 만들었다.
상기 제품의 초충전을 용이하게 하기 위하여, 음극판에 충분한 자연건조가 이루어지지 않으면 제품 내구성이 떨어지게 된다.
음극판의 경우 자연 숙성 및 건조를 행하고 있으나, 제작된 극판에 수분을 함유하고 있기 때문에 3일 이상의 충분한 건조기간이 필요하다.
종래의 기술로서, 대한민국등록특허 제10-1775363호인 '납축전지의 극판용 음극 활물질 제조방법'은 다공성 규조토를 납분말에 첨가되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 음극(負極)활물질에 관한 기술을 개시한 바 있다.
그러나, 상기의 기술은 표면적의 증대 및 황산이온 투과력 증대의 효과를 기대할 수 있으나 활물질의 저항 감소 효과를 기대하기는 어려웠다.
따라서, 다양한 환경에서 전지의 내구성을 향상시키기 위해서는 보다 높은 강도를 갖는 활물질 개발이 요구된다.
대한민국등록특허 제10-1775363호
따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,
종전의 납축전지 활물질에 적용 중인 Carbon과 Fiber를 대체하는 물질로 고전도성 흑린 분말을 첨가하여, 납축전지내에 전기 전도도를 향상시킴으로써, 충방전시 저항으로 생기는 전기 Loss를 감소시켜 납축전지의 초기 성능 및 내구성을 향상시킬 수 있는 고전도성 흑린을 적용한 납축전지용 음극 활물질 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 고전도성 흑린을 적용한 납축전지용 음극 활물질 제조방법은,
납축전지의 활물질 혼합 단계에서 연분, 황산, 음극에 따른 첨가제를 배합할 경우에, 고전도성 흑린 분말을 첨가제로서, 혼합하여 납축전지의 활물질 혼합물을 제조하는 흑린첨가혼합물제조단계(S100);와
상기 제조된 흑린 첨가 활물질 혼합물을 대기 중에서 자연 숙성 및 건조하는 흑린첨가혼합물자연숙성및건조단계(S200);를 포함함으로써, 본 발명의 과제를 해결하게 된다.
본 발명인 고전도성 흑린을 적용한 납축전지용 음극 활물질 제조방법을 통해, 종전의 납축전지 활물질에 적용 중인 Carbon과 Fiber를 대체하는 물질로 고전도성 흑린 분말을 첨가하여, 납축전지내에 전기 전도도를 향상시킴으로써, 충방전시 저항으로 생기는 전기 Loss를 감소시켜 납축전지의 초기 성능 및 내구성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공하게 된다.
즉, 본 발명이 있기까지 연구를 거듭한 결과, 종래 활물질의 주성분인 연분과 황산수용액 및 음극의 특성에 따른 첨가제 이외에 분말 상태의 흑린을 일정비율 첨가함으로써, 고전도성 음극판 제작을 통해 화성효율 20%로 증가시키며, 납축전지 제품 저항을 5% 감소시켜 전기 전도도 향상을 통해 종래의 납축전지에 비해 5% 이상의 기초성능을 향상시킬 수 있다는 점을 발견하였다.
그리고, 음극 활물질에 흑린을 첨가하여 제조한 납축전지에 있어서는, 흑린의 고전도도 특성(전도도 1000cm2/Vs)이 기인한 납축전지의 기초성능을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 납축전지 화성시 화성 효율 향상의 효과가 있는 것이다.
이를 통해 본 발명에서 납축전지의 초기 성능 및 내구성을 향상시킬 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고전도성 흑린을 적용한 납축전지용 음극 활물질 제조방법의 공정도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 고전도성 흑린을 적용한 납축전지용 음극 활물질 제조방법은,
연분, 첨가제, 물, 황산을 혼합 및 반죽하는 활물질 혼합 단계, 상기 활물질을 집전체에 도포한 후, 일정시간 자연 건조하여 숙성된 극판을 만드는 단계, 활물질에 활성을 부여하는 화성단계를 포함하는 납축전지용 음극 활물질 제조방법에 있어서,
납축전지의 활물질 혼합 단계에서 연분, 황산, 음극에 따른 첨가제를 배합할 경우에, 고전도성 흑린 분말을 첨가제로서, 혼합하여 납축전지의 활물질 혼합물을 제조하는 흑린첨가혼합물제조단계(S100);와
상기 제조된 흑린 첨가 활물질 혼합물을 대기 중에서 자연 숙성 및 건조하는 흑린첨가혼합물자연숙성및건조단계(S200);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 활물질 혼합물에서의 고전도성 흑린 분말의 함량은,
연분 100 중량부 대비 0.0001 ~ 0.0005 중량부인 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 흑린첨가혼합물제조단계(S100)는,
연분 80 ~ 100 중량부와, 1.400 비중의 황산(H2SO4) 3 ~ 7 중량부와, 물 8 ~ 13 중량부와, 음극 첨가제 0.5 ~ 2 중량부를 혼합하고, 흑린 분말은 연분 100 중량부 대비 0.0001 ~ 0.0005 중량부를 첨가하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제조 방법에 의해,
제조된 고전도성 흑린을 적용한 납축전지용 음극판을 포함하고 있는 납축전지를 제공할 수 있게 된다.
이하, 본 발명에 의한 고전도성 흑린을 적용한 납축전지용 음극 활물질 제조방법의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고전도성 흑린을 적용한 납축전지용 음극 활물질 제조방법의 공정도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명인 극판의 강도 향상 및 공극 균일성을 확보할 수 있는 납축전지의 활물질 제조방법은,
연분, 첨가제, 물, 황산을 혼합 및 반죽하는 활물질 혼합 단계, 상기 활물질을 집전체에 도포한 후, 일정시간 자연 건조하여 숙성된 극판을 만드는 단계, 활물질에 활성을 부여하는 화성단계를 포함하는 납축전지용 음극 활물질 제조방법에 있어서,
납축전지의 활물질 혼합 단계에서 연분, 황산, 음극에 따른 첨가제를 배합할 경우에, 고전도성 흑린 분말을 첨가제로서, 혼합하여 납축전지의 활물질 혼합물을 제조하는 흑린첨가혼합물제조단계(S100);와
상기 제조된 흑린 첨가 활물질 혼합물을 대기 중에서 자연 숙성 및 건조하는 흑린첨가혼합물자연숙성및건조단계(S200);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명의 기술적 특징은,
상기 흑린첨가혼합물제조단계(S100)에서 혼합되는 첨가제는,
화이버와 카본 대신에 고전도성 흑린 분말인 것을 특징으로 한다.
상기한 흑린첨가혼합물제조단계(S100)는 일반적으로 납축전지를 제조하기 위하여 사용되는 납축전지의 활물질 혼합물을 제조하는 공정이다.
일반적으로 연분, 황산, 양극과 음극 각각에 따른 화이버와 카본을 첨가제로 사용하고 있었다.
그러나, 본 발명에서는 화이버와 카본 대신에 고전도성 흑린 분말을 사용하게 되는 것이다.
이때, 활물질 혼합물에서의 고전도성 흑린 분말의 함량은,
연분 100 중량부 대비 0.0001 ~ 0.0005 중량부인 것을 특징으로 한다.
만약, 상기 중량부 미만일 경우에는 전기 전도도가 종래 기술과 별반 차이가 없어 그 성능을 보장할 수 없을 것이며, 상기 중량부 초과일 경우에는 오히려 수명이 단축되는 문제가 발생할 수 있기 때문에 바람직하게는 상기한 범위 내에서 첨가하여야 할 것이다.
한편, 상기 흑린첨가혼합물자연숙성및건조단계(S200)는,
제조된 흑린 첨가 활물질 혼합물을 대기 중에서 자연 숙성 및 건조하는 공정이다.
이때, 본 발명인 극판의 강도 향상 및 공극 균일성을 확보할 수 있는 납축전지의 활물질 제조방법에 의해 제조된 납축전지의 보유 용량이 80Ah ~ 90Ah의 용량일 경우, 수명은 1,920 싸이클에서 2,224 ~ 2,442 싸이클로 16% ~ 27% 범위 내의 내구성 향상을 제공할 수 있는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에서 설명하고 있는 흑린첨가혼합물제조단계(S100), 흑린첨가혼합물자연숙성및건조단계(S200)는 일반적으로 종래에 납축전지의 활물질을 제조하는 방법과 동일하므로 당업자들은 충분히 활물질을 제조하는 공정에 대하여 이해하고 있을 것이다.
그리고, 상기 활물질에 포함되는 흑린 분말은,
적린을 고에너지 볼밀링 혹은 120,000기압, 200도 열처리를 통해 결정질인 흑린으로 제조하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 종래에 사용되는 고전도성 카본 소재에 추가로 적린을 고에너지 볼밀 혹은 고열 고압 처리로, 생성된 고전도성 흑린을 음극 활물질에 혼합하여 만든 음극판으로 전극을 제조하는 것이다.
흑린의 우수한 전기 전도도는 납축전지의 저항을 감소하여 전극 성능을 우수하게 할 뿐만 아니라, 전기에너지를 납축전지에 불어 넣는 화성과정 효율을 향상함으로써 전기를 사용하는 비용을 감소할 수 있는 효과를 가진다.
즉, 흑린 분말을 첨가할 경우, 흑린 분말의 고전기전도도 특성상, 극판내에 저항을 감소시켜 전기를 잘 받아드릴수 있는 능력을 향상시킬 수가 있게 된다.
결과적으로 화성 및 납축전지의 음극 활물질의 효율을 향상시키며, 충전 수입성, 기초성능의 향상을 얻을 수 있다는 것을 실험을 통해 확인하였다.
구체적으로 다시 설명하면, 종래 활물질의 주성분인 연분과 황산 수용액 등 극판의 특성에 따른 첨가제 중 흑린분말을 추가 일정비율 첨가함으로써, 흑린의 고 도전성 성질을 추가함으로써 종래의 납축전지 대비 5 %의 저항 감소효과와 7% 이상의 기초성능 향상 효과와 27% 내구성을 향상시킬 수 있다는 점을 발견하고, 확인시험을 거쳐 본 발명을 완성하기에 이른 것이다.
또한, 배터리의 고장 원인은 사용 중에 부하의 종류와 관리하는 방법에 따라 좌우된다.
주된 고장요인은 활물질 설페이션화, 극판 활물질 탈락, 양극 격자부식, 격리판 파손, 복합적인 요인 등이 있다.
특히, 자동차에 장착된 제품의 경우, 운행 조건 및 전장에서의 사용부하에 따라 활물질 설페이션화가 가속화되며 극판 활물질 탈락이 발생하여 조기 수명 종지 현상이 발생된다.
따라서, 전극의 활물질에 전기전도도를 증가시켜 고에너지를 통한 활물질 설페이션화를 분해시키는 일이 중요하다.
결론적으로 본 발명에서는 흑린 분말을 도입함으로써, 전기전도도 향상시켜 활물질 간의 주요 수명 종지 원인인 활물질 설페이션화 지연을 개선하였다.
한편, 상기 흑린첨가혼합물제조단계(S100)는,
연분 80 ~ 100 중량부와, 1.400 비중의 황산(H2SO4) 3 ~ 7 중량부와, 물 8 ~ 13 중량부와, 음극 첨가제 0.5 ~ 2 중량부를 혼합하고, 흑린 분말은 연분 100 중량부 대비 0.0001 ~ 0.0005 중량부를 첨가하는 것을 특징으로 한다.
이때, 가장 바람직한 흑린 분말의 혼합비는 혼합에 사용되는 연분 대비 0.0003 wt%이다.
본 발명에서 설명하고 있는 활물질 설페이션화는 극판이 황산납(PbSO4)으로 결정체가 되는 것으로, 납축전지가 충, 방전을 반복하여 진행하면 극판이 불활성 물질로 덮이는 현상을 말한다.
주요 원인으로는 오랜 기간 충, 방전을 반복하여 사용하였을 경우, 과방전하였을 경우, 장기간 방전 상태로 방치하였을 경우, 전해액의 비중이 너무 낮을 경우, 전해액의 부족으로 극판이 노출되었을 경우, 전해액에 불순물이 혼입되었을 경우, 불충분한 충전을 반복하였을 경우 등이다.
상기에서 설명한 본 발명의 효과를 입증하기 위하여 활물질 혼합시 흑린 분말 첨가 유무에 따라 극판을 제조하고 자연 숙성시킨 후, 기초성능 및 수명시험을 하였다.
또한, 후속 공정인 조립, 화성 등의 공정을 통해 최종적인 80Ah의 용량을 갖는 제품을 제작하였으며, 고온에서의 수명을 검증하기 위해 SAE J240 규격에 따라 수명 시험을 진행하였다.
시험결과 보유용량에서 86Ah의 용량과 수명이 2,442사이클에서 종지되었으며, 이는 종래품 대비 보유용량에서 6%, 수명에서는 27% 향상되었다.
흑린 분말은 전지 활물질의 전기전도성을 증가시킬 목적으로, 활물질에 첨가하게 된다.
사용되는 흑린은 시중에 쉽게 구입이 가능한 적린(75μm)로 제조되며, 혼합시 투입되는 양은 0.0001 ~ 0.0005 wt% 로, 이를 통해 최종적인 전극 활물질의 전기 전도성을 향상시키고 최종적으로 전지의 기초성능 및 수명을 향상시키는 것이다.
따라서, 상기한 특성을 지니는 흑린 분말을 본 발명에서 도입하게 된 것이며, 활물질에 첨가제로 흑린 분말을 사용함으로써, 활물질의 전기 전도도를 증가시키는 효과를 제공하게 된다.
이에 대한 실험 자료는 후술하도록 하겠다.
<시험예>
후술하는 종래품이라 함은, 출원인이 제조하는 납축전지(BX80)에 사용하는 활물질을 도포한 음극판을 이용하여 제조된 제품을 말하며, 개선품은 본 발명의 제조 방법을 통해 고전도성 흑린를 적용한 납축전지용 음극판을 포함하고 있는 제품을 말한다.
구분 종래품 개선품
RC 115min 123min
저항 4.231mΩ 4.019mΩ
내구성(SAE J240) 1,920 Cycle 2,442 Cycle
상기 표 1은 종래의 납축전지와 위 개선품을 이용하여 제조한 납축전지의 성능 시험결과로서, 내구성이 종래품의 경우, 1,920 cycle을 나타냈으며, 개선품의 경우, 2,442 Cycle을 나타내고 있다.
따라서, 종래의 종래품보다 내구성이 27% 향상되었음을 실험을 통해 확인할 수 있었다.
1) 보유용량 (RC : Reserve Capacity)
보유용량 RC는 만충전 완료 후 1시간 이상 방치한 다음 25℃에서 25A의 방전전류로 방전종지전압 10.5V 도달 시까지의 방전가능지속시간을 측정하는 것으로서, 예를 들면, 이는 차량에 있어서, 시동이 정지된 상태 등에서 부하를 작동시키는데 어느 시간까지 최소한의 기능을 발휘할 수 있는가에 대한 척도가 된다.
시험결과, 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 흑린을 첨가한 활물질로 음극판을 제조하였을 경우, 보유용량(RC)은 123분으로 기존 종래품에 대비하여 7%의 성능 향상 효과를 보임으로써, 흑린 첨가가 보유용량에 대한 긍정적인 영향을 주었음을 알 수 있었다.
2) 저항
시종에 쉽게 구입 가능한 멀티 미터(저항 측정기기-와튼社, IBEX-PRO)를 사용하여 저항 측정기기를 사용하였으며, 측정 결과 4.019mΩ로 기존제품에 대비하여 5 %의 저항감소 효과를 보임으로써, 납축전지 전기전도도에 긍정적인 영향을 주었음을 알 수 있었다.
3) 수명 검증 시험(SAE J240, Cycle)
미국 자동차 기술자 협회 규격에 따라 75℃ 환경에서 수명을 검증한 그래프(SAE J240)로서, 상기 시험 규격은 납축전지가 고온(75℃)에서 충전/방전을 반복하여 수명이 종지될 때까지의 사이클을 측정하는 시험 방법이다.
(1사이클 : 25A 4분 방전, 14.8V[최대 25A] 정전압 10분 충전)
본 시험은 1주 동안 480회 반복하며, 그 후 56시간 정치 후 630A 고율로 방전하여 30초 시점에서의 전압을 측정함으로써 배터리의 상태를 판정한다.
30초 시점의 전압이 7.2V 이상이면 배터리를 온전한 상태로 판정하여 위의 싸이클을 반복하며, 7.2V 이하이면 배터리를 수명종지로 판정하여, 시험을 중단한다.
시험 결과, 종래품에 대비하여 수명에서 27% 향상 효과를 보임으로써, 고전도성 흑린 분말의 첨가가 수명 증가에 대한 긍정적인 영향을 주었음을 알 수 있었다.
본 발명을 통해, 종전의 납축전지 활물질에 적용 중인 Carbon과 Fiber를 대체하는 물질로 고전도성 흑린 분말을 첨가하여, 납축전지내에 전기 전도도를 향상시킴으로써, 충방전시 저항으로 생기는 전기 Loss를 감소시켜 납축전지의 초기 성능 및 내구성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공하게 된다.
상기와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
S100 : 흑린첨가혼합물제조단계
S200 : 흑린첨가혼합물자연숙성및건조단계

Claims (4)

  1. 연분, 첨가제, 물, 황산을 혼합 및 반죽하는 활물질 혼합 단계, 상기 활물질을 집전체에 도포한 후, 일정시간 자연 건조하여 숙성된 극판을 만드는 단계, 활물질에 활성을 부여하는 화성단계를 포함하는 납축전지용 음극 활물질 제조방법에 있어서,
    납축전지의 활물질 혼합 단계에서 고전도성 흑린 분말을 추가적으로 혼합한 후, 반죽하여 납축전지의 활물질 혼합물을 제조하는 흑린첨가혼합물제조단계(S100);와
    상기 반죽 후 제조된 흑린이 첨가된 활물질 혼합물을 집전체에 도포한 후 대기 중에서 자연 숙성 및 건조하는 흑린첨가혼합물자연숙성및건조단계(S200);를 포함하되,
    상기 흑린첨가혼합물제조단계(S100)는,
    연분 80 ~ 100 중량부와, 1.400 비중의 황산(H2SO4) 3 ~ 7 중량부와, 물 8 ~ 13 중량부와, 음극 첨가제 0.5 ~ 2 중량부를 혼합하고, 흑린 분말은 연분 100 중량부 대비 0.0001 ~ 0.0005 중량부를 첨가하는 것을 특징으로 하며,
    상기 활물질에 포함되는 흑린 분말은,
    적린을 고에너지 볼밀링 혹은 120,000기압, 200도 열처리를 통해 결정질인 흑린으로 제조하는 것을 특징으로 하며,
    상기 납축전지용 음극 활물질 제조방법을 통해, 납축전지의 수명은 1,920 싸이클에서 2,224 ~ 2,442 싸이클로 16% ~ 27% 범위 내의 내구성 향상을 제공할 수 있는 것을 특징으로 하며,
    보유 용량은 115분에서 123분으로 7% 향상시키고,
    저항은 4.231mΩ에서 4.019mΩ으로 5 %의 저항감소 효과를 제공하는 것을 특징으로 하는 고전도성 흑린을 적용한 납축전지용 음극 활물질 제조방법.

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KR101775363B1 (ko) 2015-11-02 2017-09-06 주식회사 아트라스비엑스 납축전지의 극판용 음극 활물질 제조방법
KR20190048588A (ko) * 2017-10-31 2019-05-09 주식회사 아트라스비엑스 나노기공 활성탄소 첨가제를 이용한 납축전지의 음극활물질 제조방법

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