KR102258702B1 - 전기 전도율 향상을 위한 표면 구조를 가지는 버스바 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 전도율 향상을 위한 표면 구조를 가지는 버스바에 관한 것으로, 그 목적은 압연과정을 통해 제공된 평탄한 표면에 전기화학적 처리를 통해 조밀하고 둥글둥글한 알갱이(그레인) 형상을 가지면서 연성화된 물성을 가져 버스바 간의 접촉시 밀착되어 전류 인가시 전기 전도율이 향상될 수 있는 표면 구조를 가지는 버스바를 제공하는데 있다.
본 발명은 평탄한 롤을 구비한 2단 압연기로 냉간압연되는 평탄화공정을 거쳐 평탄화된 표면을 가지는 버스바(1) 표면을, 에칭용액 100wt% 중 물 80~91wt%, 황산 7~15wt%, 황산 제2철 2~5wt%로 조성된 용액을 반응온도 30~32℃ 사이에서 온도 변화를 2℃ 이내에서 유지하고, 반응시 전원은 AC 12~24V을 유지하면서 버스바의 두께 20 T(mm) 기준 45 ~75초 동안 반응시키는 표면층 그레인화 및 연성화 공정을 포함하는 전기화학적 처리과정을 통해 내측면쪽으로 딤플부(2)가 형성되고, 딤플부가 형성되지 않은 나머지 표면은 평탄하고 조밀화되어 지름 크기가 0.1 마이크로미터 보다 작은 알갱이 형상을 가지면서 연성화된 그레인부(3)로 형성한 구조로 이루어진 전기 전도율 향상을 위한 표면 구조를 가지는 버스바를 발명의 특징으로 한다.

Description

전기 전도율 향상을 위한 표면 구조를 가지는 버스바{Bus bar with flat and ductile grain surface structure for improving electrical conductivity}

본 발명은 전기 전도율 향상을 위한 표면 구조를 가지는 버스바에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기화학적 처리를 통해 버스바의 표면이 평탄하고 조밀하고 연성화된 물성을 가진 그레인(알갱이) 형상으로 제조되어 버스바 간을 접촉시 전기전도율이 향상된 버스바에 관한 것이다.

버스바(Bus bar)는 전기적인 연결을 가능하도록 하는 막대형의 전도체로, 표면적이 커서 표면에 흐르는 고주파 전류의 임피던스가 낮으므로 대전류를 전달할 수 있다. 이 때문에 버스바는 안전하고 에너지의 손실이 적어서 현대의 대용량 송전 시스템에 매우 적합한 부품으로 인식되고 있다.

버스바의 수요가 급증하는 사용처를 예로 들면 전류 용량이 큰 전기 에너지 전송 및 분기 분야와 같이 대용량의 전기에너지를 필요로 하는 대형 건물, 대형 공장, 발전소, 지하철 등이다.

하지만, 버스바를 구성하는 금속재는 보통 압연 또는 압출 공정을 거쳐 제조됨으로 인해 표면이 거칠고 불균일한 자국이 제품 표면에 불균일하게 분포하고 있는 경우가 많아 2개의 버스바 간을 덧댔을 때 닿은 면적을 작게 하여 전기 흐름을 방해하거나 버스바의 온도를 상승 시키는 원인이 되므로 표면을 정밀하고 미세하게 연마하여 편평도를 높여야 한다.

일반적으로 버스바는 기계적 연마 또는 전기 화학적 연마를 통해 표면을 가공하여 제조된다.

하지만 기계적 연마는 공구의 절삭력이나 가공 방법에 따라 스크래치 발생 및 연마면 정도가 달라지므로 완전한 평면을 얻기가 매우 어렵고 이렇게 미세하게 변형된 연마 면은 두 제품을 맞대거나 덧댔을 때 사이에 공간이 발생하여 궁극적으로 전기의 흐름을 방해하는 원인이 된다는 단점이 있다.

또한 전기화학적 연마 방법은 기계적 연마 방법에 비해 표면의 평탄화 측면에서는 많은 장점이 있지만 표면적을 높이기 위해 에칭공정을 수행시 표면이 거친면으로 형성되어 버스바 간을 연결하여 전류를 인가시 양측 버스바 간의 면이 점접촉 형식으로 접촉하여 국부적으로 전류가 흐를 수 있다는 단점이 있어서 표면 전체를 통한 전기전도율이 높지 않고 심할 경우 폭발 위험이 상존한다는 문제점이 있다.

따라서 버스바 간을 연결하여 전류를 인가시 전기전도율을 증대시킬 수 있는 구조를 가진 버스바가 필요한 실정이다.

한국 공개특허공보 공개번호 10-2007-0061579(2007.06.13.) 한국 등록특허공보 등록번호 10-1791535(2017.10.24.) 한국 등록특허공보 등록번호 10-0297449(2001.05.22.) 한국 등록특허공보 등록번호 10-1844270(2018.03.27.)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 압연과정을 통해 제공된 평탄한 표면에 전기화학적 처리를 통해 조밀하고 둥글둥글한 알갱이(그레인) 형상을 가지면서 연성화된 물성을 가져 버스바 간의 접촉시 밀착되어 전류 인가시 전기 전도율이 향상될 수 있는 표면 구조를 가지는 버스바를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 평탄한 롤을 구비한 2단 압연기로 냉간압연되는 평탄화공정을 거쳐 평탄화된 표면을 가지는 버스바 표면을, 에칭용액 100wt% 중 물 80~91wt%, 황산 7~15wt%, 황산 제2철 2~5wt%로 조성된 용액을 반응온도 30~32℃ 사이에서 온도 변화를 2℃ 이내에서 유지하고, 반응시 전원은 AC 12~24V을 유지하면서 버스바의 두께 20 T(mm) 기준 45 ~75초 동안 반응시키는 표면층 그레인화 및 연성화 공정을 포함하는 전기화학적 처리과정을 통해 내측면쪽으로 딤플부가 형성되고, 딤플부가 형성되지 않은 나머지 표면은 평탄하고 조밀화되어 지름 크기가 0.1 마이크로미터 보다 작은 알갱이 형상을 가지면서 연성화된 그레인부로 형성한 구조를 특징으로 하는 전기 전도율 향상을 위한 표면 구조를 가지는 버스바를 제공함으로써 달성된다.

삭제

바람직한 실시예로, 상기 전기화학적 처리과정은 버스바 표면을 수산화나트륨, 물로 이루어진 용액을 이용하여 이물질을 제거하는 탈지공정; 세척수를 이용해 버스바 표면에 묻어 있는 잔류물을 제거하는 세척 공정; 버스바 표면을 황산, 황산 제2철, 물로 이루어진 용액을 이용하여 일정한 깊이의 딤플이 형성되고, 상부 표면이 조밀하고 평탄화된 알갱이 형상을 가지면서 연성화되도록 에칭하는 표면층 그레인화 및 연성화 공정; 버스바 표면에 남아있는 미세한 광물질을 제3인산나트륨, 물로 이루어진 용액을 이용하여 제거하는 디스머트공정; 세척수를 이용해 버스바 표면에 남아있는 이물질 및 잔유물을 제거하는 수세공정; 및 히터에 의한 건조공정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로, 상기 탈지공정은 탈지용액 100wt%중 물 97~98.5wt%, 수산화나트륨 1.5~3.0wt%로 조성된 용액을 사용하는 것을 특징으로 한다.

삭제

바람직한 실시예로, 상기 디스머트공정은 디스머트용액 100wt% 중 물 95~98wt%, 제3인산나트륨 2~5%로 조성된 용액을 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 버스바는 냉간압연을 통한 평탄화공정을 거침으로써 버스바의 표면이 평탄하여 버스바 간을 접촉시 균일하고 큰 접촉면적을 제공하여 전기 전도율을 향상시킬 수 있다는 장점을 가진다.

또한 본 발명에 따른 버스바는 평탄화 공정을 수행 후 전기 화학적 표면층 그레인화 및 연성화 공정을 통해 버스바 표면에 정밀하고 조밀하고 연성화된 알갱이 형상이 형성되어 버스바 간을 연결시 황동재질의 표면이 서로 뭉그러지면서 접촉하여 전기 전도율이 향상되는 버스바 표면을 가진다는 장점을 가진다.

또한 본 발명에 따른 버스바는 정밀하고 조밀하며 연성화된 알갱이 화된 표면을 가짐으로써 커넥터와 밀착도가 향상되어 결합된다는 장점을 가진다.

또한 본 발명에 따른 버스바는 평탄화 및 연성화에 의해 표면적이 넓어지므로, 전기 전도율이 향상되고 결합 부분에서 열이 거의 발생되지 않아 폭발 현상을 방지할 수 있다는 장점을 가진다.

본 발명은 상기와 같은 다양한 장점을 가진 유용한 발명으로 산업 상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따라 제조된 버스바의 표면 2차원 모식도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따라 평탄화 및 연성화된 버스바간의 접촉에 의해 접촉면적이 커진 모습을 보인 예시도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 공정순서도이다.

이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따라 제조된 버스바의 표면 2차원 모식도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따라 평탄화 및 연성화된 버스바간의 접촉에 의해 접촉면적이 커진 모습을 보인 예시도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 공정순서도이다.

본 발명에 따른 버스바(1)는 평탄화공정을 거치면서 냉간압연되어 표면이 깨끗하게 평탄화된 표면이 표면층 그레인화 및 연성화 공정을 수행하면서 딤플(dimple, 2)이 형성되어 있음을 알 수 있고, 상기 딤플이 형성되지 않은 나머지 부분은 평탄화된 표면층 즉, 알갱이화(graining)된 표면(3) 구조를 가지고 있음을 알 수 있다.

이와 같은 알갱이화된 표면은 그 지름 크기가 보통 1 마이크로미터 보다 작은 크기를 가진다. 예를 들면 개략적으로 0.1 마이크로 미터 내외의 크기를 가진다. 물론 이와 같은 크기가 모든 알갱이화(graining)된 표면(3)의 지름을 특정하여 한정하지는 않는다. 이보다 약간 더 작은 지름 크기를 가진 알갱이나 이보다 약간 더 큰 지름을 가지는 알갱이가 존재할 수 있다. 다만, 평균적으로 이와 같은 작은 알갱이화된 표면의 지름 크기를 가진다.

상기와 같은 1 마이크로미터 보다 작은 크기를 가지는 평탄하고 알갱이화된 표면 구조를 가지는 본 발명의 버스바는 불규칙하고 날카로운 표면층 구조를 가지기 않기 때문에 접촉 면적이 커져 대전류를 전달시 전기전도율이 종래 버스바와 달리 크게 증대된 구조를 가지게 된다.

더욱이 도 3에서 보이는 바와 같이 알갱이화(graining)된 표면(3) 구조에 의한 접촉면적이 크게 개선된 상태에서 연성화된 버스바의 황동재 물성으로 인해 이웃하는 버스바 간에 면 접촉시 전기 접점부가 가압되면서 물러지면서 접촉 면적이 더욱 증가하게 되어 전기전도율이 더욱 증대되는 구조임을 알 수 있다.

즉, 버스바의 표면을 맞대거나 덧댄 후 체결할 때 전기 전도도를 높이기 위해서는 표면의 평탄도와 함께 버스바 표면의 연성화도 매우 중요한 요소이다. 버스바의 표면이 연성화 되어 있으면 두 개의 버스바를 체결할 때 맞닿는 표면이 체결 압력에 의해 압착되면서 두 버스바의 밀착 정도를 높여주게 된다. 이러한 연성화는 버스바의 표면층 그레인화 및 연성화 공정을 수행하는 에칭 과정에서 경도 변화가 일어나게 된다.

상기와 같은 표면구조를 가지는 버스바(1)의 제조방법은 압출되어 생산된 버스바를 압연공정을 거쳐 평탄화 처리 후 그 표면을 다시 내측면쪽으로 조밀한 딤플(dimple)이 형성하도록 처리하여 전체적으로 둥글둥글하게 알갱이화(graining)되고 연성화된 표면을 가지도록 함으로써 버스바 간의 접촉시 마주하는 알갱이 형상들이 뭉그러지면서 접촉면이 치밀해지도록 하여 전류의 전도율을 높이는 구조를 가지도록 하는 제조과정을 거친다.

이러한 평탄화되고 연성화 되어 알갱이화된 버스바 표면 구조를 가진 물성을 얻기 위해 본 발명은 크게 평탄화공정, 탈지공정, 세척 공정, 표면층 그레인화 및 연성화 공정, 디스머트공정, 수세공정, 건조공정을 수행하게 된다.

이하 구체적으로 설명한다.

평탄화 공정(ROLLING PROCESS)(S10)은 압출되어 생산된 무 산소 황동재인 버스바를 압연하여 평탄화하는 공정이다. 이와 같은 공정을 거치는 이유는 후속 공인 표면층 그레인화 및 연성화 공정 후에 제조되는 버스바의 표면에 형성된 알갱이화된 버스바의 표면이 균일하고 깨끗한 평탄도를 가진 표면을 유지할 경우 이웃하는 버스바와 체결시 접촉면적이 증대되어 전류 점접촉 형식이 아닌 면접촉 형식으로 전류가 흐를 수 있게 하기 위함이다.

상기 압연은 냉간압연을 수행하되, 압연시 버스바의 표면을 정밀하고 깨끗하게 평탄화하기 위해 연마에 사용되는 압연 롤(Rolling Roll)이 평탄한 단면을 가진 2단 압연기로 수행한다. 이와 같은 압연 롤을 이용하게 되면 표면 조도(거칠기)가 평탄하고 깨끗한 버스바가 압연되게 된다.

탈지 공정(DEGREASE PROCESS)(S20)은 무 산소 황동재 버스바 표면에 묻어있는 산화물이나 이물질 유지분 및 미스트 등의 이물질을 제거하여 위해 알카리성 액체에 제품을 침적 및 스프레이 하여 표면을 탈지하여 전해연마를 통한 표면층 그레인화 공정이 용이하게 이루어 질 수 있도록 하는 공정이다.

이를 위해 탈지용액 100wt% 중 물 94~96.5wt%, 수산화나트륨 1.5~3.0wt% 희석 한다. 이와 같이 수치 조건을 한정한 이유는 탈지용액 중 수산화나트륨의 농도 변화는 탈지력에 영향이 크므로 상기한 수치 구간 범위를 일정하게 유지해야 한다.

수산화나트륨 농도가 1.5 wt% 보다 낮으면 탈지력이 현저히 떨어져 유분 및 이물질의 완전한 제거가 어려워 제품 불량의 원인이 되고, 농도가 3.0 wt% 보다 높으면 표면에 미세한 손상이 발생하여 다음 공정에 악 영향을 주기 때문이다.

또한 상기 탈지용액의 사용온도는 60~70℃로 해서 15~50초간 반응시킨다. 이와 같이 온도를 한정한 이유는 온도 변화에 따른 탈지 정도의 차이가 많이 나므로 설정온도를 유지하는 것은 중요하기 때문이다.

온도가 70℃ 보다 높으면 제품 표면에 화학 연마가 활발해져 농도가 높은 것과 같은 불균일한 표면이 생성 되게 된다. 또한 용액 온도가 높으면 용액의 증발도 빨라져 액물 조건의 변화를 가져와 균일한 표면 조건을 유지하기 어렵게 된다.

온도가 60℃ 보다 낮은 온도에서는 탈지력 저하가 일어나므로 농도가 낮을 때와 같이 탈지력이 현저히 떨어져 유분 및 이물질의 완전한 제거가 어려워 제품 불량의 원인이 된다.

또한 상기한 반응시간 범위를 벗어나게 되면 침적 및 스프레이 시간 변화에 따른 탈지 정도가 많으므로 일정 시간을 유지 하는 것이 중요하다.

상기와 같은 조건으로 반응시, 반응조 바닥면과 버스바 밑면과의 거리는 최소 70mm 이상으로 하고, 반응조의 좌. 우 측면과 버스바 좌우 측면 간의 간격은 각각 최소 160mm 이상으로 하는 것이 바람직하다. 다만, 이와 같은 반응조와의 간격 설치 조건은 황동 재질 버스바의 두께, 중량, 오염 정도에 따라 시간을 조정할 수 있다.

세척 공정(NEUTRALIZING RINSE PROCESS)(S30)은 상기 탈지 공정 후 버스바 표면에 묻어 있는 잔류물을 제거하는 공정이다. 이를 위해 세척수를 버스바 표면에 스프레이 하여 샤워 한다. 세척수는 30℃이상 물을 사용하여 3회 반복하여 세척한다. 그리고 마지막 세척 과정에서는 신수를 사용하는 것이 바람직하다.

표면층 그레인화 공정(GRAINING PROCESS)(S40)은 전해연마를 통해 에칭면을 형성하는 과정인데, 일반적인 종래의 전해연마를 통한 에칭과는 달리 본 발명에 따른 그레인화 공정을 거치게 되면 평탄화된 버스바의 표면 내측 면으로 조밀한 딤플(dimple)부가 형성 되면서 버스바 표면과의 경계부가 둥글둥글하게 에칭부가 형성되어 전체적으로 표면이 알갱이(graining)화 된 표면을 가지게 된다.

이와 같은 형상이 형성되면 버스바 표면의 단면적과 체적을 증가시켜 버스바 간의 접촉시 마주하는 알갱이 형상들이 뭉그러지면서 접촉면이 치밀해져 전류의 전도율이 극대화되게 된다.

표면층 그레인화 및 연성화 공정은 산(Acid) 용액을 사용해 전기화학적 반응으로 표면에 평활하고 연성화된 균일한 알갱이 층을 형성하기 위해 에칭용액 100wt% 중 물 80~91wt%, 황산 7~15wt%를 희석하고, 보조 약품으로 황산 제2철을 2~5wt% 첨가된 용액을 사용하여 처리한다.

상기 황산은 에칭을 위한 주 물질이고, 황산 제2철은 황산과 함께 첨가되어 미세하고 조밀한 에칭면을 얻게 하기 위해 첨가된다.

에칭용액 중 황산 농도가 7wt% 미만 첨가되면 버스바 표면에 에칭이 불균일하게 부분적으로 일어나 균일하고 연성화된 표면을 얻을 수 없고, 농도 15wt% 보다 많이 첨가되면 버스바 표면에 넓고 깊은 연마층이 발생 하게 된다.

또한 에칭용액 중 황산 제2철 농도가 2wt% 미만 첨가되면 조밀하고 연성화된 에칭면을 얻을 수 없고 농도가 5.0wt% 보다 많이 첨가되면 황산의 에칭을 방해하여 표면에 빗살 모양의 자국이 발생 하게 된다.

상기 에칭용액의 반응시 온도는 30~32℃ 사이에서 설정하고 온도 변화를 2℃ 이내에서 유지한다.

용액의 온도가 30℃ 보다 낮게 내려가면 에칭이 불균일하게 부분적으로 일어나 균일하고 연성화된 표면을 얻을 수 없고, 32℃ 보다 높게 올라가면 버스바 표면에 넓고 깊은 연마층이 발생하여 조밀한 에칭면을 얻을 수 없다.

또한 반응시 전원은 AC 12~24V에서 버스바의 크기, 길이, 두께 규격 조건에 따라 조정한다.

전압이 12V 보다 낮으면 에칭이 불균일하게 부분적으로 일어나 균일하고 연성화된 표면을 얻을 수 없고, 24V 보다 높으면 버스바 표면에 넓고 깊은 연마층이 발생하여 조밀하고 연성화된 에칭면을 얻을 수 없다.

전원은 AC 3상이 단상보다 미세한 에칭면을 얻을 수 있어서 바람직하다. 이와 같은 전류제어가 이루어질 경우 균일하고 연성화된 에칭면을 얻을 수 있다.

상기 전원은 반응조에 담긴 Graphite 블록을 통하여 공급한다. 반응조에서의 반응을 설명하면 버스바를 흐르는 용액에 침적한 후 Graphite 블록에 AC전원을 인가한다. 전원 공급용 블록은 3개를 1조로 하여 2조 이상 설치한다. 또한 에칭용액 흐름을 균일하게 하여 용액이 정체되지 않도록 한다.

상기 반응조에 설치된 버스바와 Graphite 블록과의 거리는 8~30mm 균일한 거리를 유지하게 설치한다.

또한 반응시간은 상기와 같은 온도와 전원 인가 조건에서 버스바의 두께 20 T(mm) 기준 45 ~75초 동안 반응시킨다. 이와 같이 반응시간을 한정한 이유는 45초 보다 짧게 반응시키면 버스바 표면에 에칭이 불균일하게 부분적으로 일어나 균일하고 연성화된 표면을 얻을 수 없고, 75초 보다 길게 반응시키면 표면이 거칠어지고 조밀하고 연성화된 에칭면을 얻을 수 없기 때문이다.

디스머트공정(DESMUT PROCESS)(S50)은 표면층 그레인화 공정 때 발생하여 버스바 표면에 남아있는 미세한 광물질이 수세척으로 제거 및 분리가 되지 않으므로 약품 세척을 하는 공정이다. 디스머트공정이 제대로 수행되지 않으면 버스바 표면에 이물질이 남아있어 건조 시 희미한 반점이 발생하게 된다.

이를 위해 빠른 시간에 제품에 손상을 주지 않고 잔류물을 제거하고 버스바의 표면 물성을 동일하게 해준다.

이를 위해 디스머트용액 100wt%중 물 95~98wt%, 제3인산나트륨 2~5wt%를 첨가한다.

상기 제3인산나트륨은 디스머트를 위한 주 물질이며 2wt% 미만 첨가되면 잔류물 제거가 불균일하게 일어나는 문제점이 있고, 5wt% 보다 많이 첨가되면 제품에 미세한 손상을 남기게 되어 품질의 저하로 이어지는 문제점이 있다.

디스머트공정에 사용되는 용액의 온도는 40~60℃ 사이에서 사용되는 버스바의 규격에 따라 설정한다.

상기 디스머트공정의 반응시간은 5~15초 내에서 침적 또는 노즐로 세척한다. 이와 같은 시간이면 디스머트공정이 충분히 수행된다.

수세 공정(RINSE PROCESS)(S60)은 흐르는 물을 순환하여 제품에 묻어있는 이물질 및 잔유물을 제거한다. 이때 스프레이 노즐을 사용하여 표면에 중복하여 샤워하는 것이 바람직하다. 완전한 세척을 위해 3번 반복하여 세척 하고, 마지막 세척은 신수를 공급하여 사용한다.

건조공정(DRYING PROCESS)(S70)은 히터가 장착된 박스에 제품 통과시켜 수분을 완전 제거 한다. 이때 히터박스 내부 온도를 150~170℃ 유지하는 것이 바람직하다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예이다.

하기 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

실시예 1 및 비교예 1 내지 3에 사용된 버스바 규격은 20t X 200W X 500L에서 길이부분 170mm에만 극판을 설치하여 실험하였다. 에칭에 사용된 용액 외 다른 용액은 전술한 본 발명의 제조방법에서 설명한 용액 조건에 해당하는 용액과 일치하고, 에칭조 용액의 황산 농도 9.0%로 변경하여 실험한 데이터이다. 용액 농도는 모든 실험에서 동일하고, 전압, 온도, 시간만 조정하여 실험하였다. 표 1 및 표 2의 자료는 전해 에칭 자료이다.

하기 표 1은 실시예 및 비교예별 실험 조건을 나타낸 표이며, 표 2는 실시예 및 비교예별 각 조건에 따라 표면의 변화를 측정한 조도측정표이다.

표 1에서 전압(V)은 고정되어 있고 다른 항목은 변화된 값을 보이고 있다. 전류값(A)은 전압이 인가되면 전해 에칭의 조건과 상태를 알 수 있는 피동적인 수치의 자료로 사용되므로 전류값을 별도로 설정하지는 않는다. 다만 과전해를 미연에 방지하기 위해서 최댓값은 버스바의 크기에 따라 설정한다.

[표 1]

- 실시예 및 비교예 별 실험 조건

[표 2]

- 실시예 및 비교예 별 각 조건에 따른 표면의 변화를 측정한 조도측정표

표 1, 2에 나타난 바와 같이 실시예 1은 가장 조밀한 하고 평활한 표면을 얻을 수 있었고, 비교예 1의 경우에는 온도가 올라감에 따라 에칭이 급속히 진행되어 거친 표면이 생성되었다. 비교예 2의 경우는 시간이 증대됨에 따라 에칭이 더 진행 되었고 그 결가 표면의 깊은 홈이 생성 되었고, 비교예 3의 경우 온도와 시간이 증대됨에 따라 더욱더 거친 표면을 생성 하였다.

(실시예 2)

실시예 2는 실시예 1에 따라 제조된 본 발명에 따른 물성을 가지는 버스바 시편의 연성화 결과를 확인하기 위해 평탄화공정 전, 평탄화공정후 및 표면층 그레인화 및 연성화 공정을 거친 후 의 경도를 측정한 자료이다.

사용된 버스바는 시험평가를 위하여 시험편을 절단하여 작업 수행하였다. 시혐편의 규격은 10mm(T) * 80mm(W) = 10mm(L)로 재단하여 시험하였다.

[표 3]

- 표면경도 시험

▶ 시험편

- OB: 본 발명 가공 전 버스바(Original Busbar)

- RB: 압연을 통해 평탄화된 버스바(Rolled Busbar)

- SB: 표면층 그레인화 및 연성화 공정을 통해 표면처리된 버스바(Surface Processed Busbar)

상기 표 3을 보면 본 발명에 따른 표면층 그레인화 및 연성화 공정을 거치면서 연성화된 버스바의 경도가 현저히 저하 되었음을 알 수 있다. 이와 같은 연성화 결과가 중요한 이유는 버스바의 표면을 맞대거나 덧댄 후 체결할 때 전기 전도도를 높이기 위해서는 표면의 평탄도와 함께 표면이 연성화 되어 있으면 두 개의 버스바를 체결할 때 맞닿는 표면이 체결 압력에 의해 압착되면서 두 버스바의 밀착 정도를 높여주기 때문이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

(1) : 버스바
(2) : 딤플부
(3) : 그레인부

Claims (6)

1. 평탄한 롤을 구비한 2단 압연기로 냉간압연되는 평탄화공정을 거쳐 평탄화된 표면을 가지는 버스바(1) 표면을, 에칭용액 100wt% 중 물 80~91wt%, 황산 7~15wt%, 황산 제2철 2~5wt%로 조성된 용액을 반응온도 30~32℃ 사이에서 온도 변화를 2℃ 이내에서 유지하고, 반응시 전원은 AC 12~24V을 유지하면서 버스바의 두께 20 T(mm) 기준 45 ~75초 동안 반응시키는 표면층 그레인화 및 연성화 공정을 포함하는 전기화학적 처리과정을 통해 내측면쪽으로 딤플부(2)가 형성되고, 딤플부가 형성되지 않은 나머지 표면은 평탄하고 조밀화되어 지름 크기가 0.1 마이크로미터 보다 작은 알갱이 형상을 가지면서 연성화된 그레인부(3)로 형성한 구조를 특징으로 하는 전기 전도율 향상을 위한 표면 구조를 가지는 버스바.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 전기화학적 처리과정은 버스바 표면을 수산화나트륨, 물로 이루어진 용액을 이용하여 이물질을 제거하는 탈지공정; 세척수를 이용해 버스바 표면에 묻어 있는 잔류물을 제거하는 세척 공정; 버스바 표면을 황산, 황산 제2철, 물로 이루어진 용액을 이용하여 일정한 깊이의 딤플이 형성되고, 상부 표면이 조밀하고 평탄화된 알갱이 형상을 가지면서 연성화되도록 에칭하는 표면층 그레인화 및 연성화 공정; 버스바 표면에 남아있는 미세한 광물질을 제3인산나트륨, 물로 이루어진 용액을 이용하여 제거하는 디스머트공정; 세척수를 이용해 버스바 표면에 남아있는 이물질 및 잔유물을 제거하는 수세공정; 및 히터에 의한 건조공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 전도율 향상을 위한 표면 구조를 가지는 버스바.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 탈지공정은 탈지용액 100wt%중 물 97~98.5wt%, 수산화나트륨 1.5~3.0wt%로 조성된 용액을 사용하는 것을 특징으로 하는 전기 전도율 향상을 위한 표면 구조를 가지는 버스바.
   
5. 삭제
6. 청구항 3에 있어서,
   상기 디스머트공정은 디머스트용액 100wt% 중 물 95~98wt%, 제3인산나트륨 2~5%로 조성된 용액을 사용하는 것을 특징으로 하는 전기 전도율 향상을 위한 표면 구조를 가지는 버스바.

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