KR102305183B1

KR102305183B1 - 납축전지용 극판 표면 패터닝 방법

Info

Publication number: KR102305183B1
Application number: KR1020200060227A
Authority: KR
Inventors: 최석모; 이응래; 조용현
Original assignee: 한국앤컴퍼니 주식회사
Priority date: 2020-05-20
Filing date: 2020-05-20
Publication date: 2021-09-28

Abstract

본 발명은 납축전지용 극판 표면 패터닝 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 X자패터닝형성단계(S200)와 극판그리드프레스단계(S300)를 수행함으로써, 활물질 반응 표면적을 늘리고, 압력을 가함으로써, 활물질을 극판 그리드에 견고하게 부착시켜 납축전지의 충전수입성 및 내구성을 증대시키는 납축전지용 극판 표면 패터닝 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 활물질 반응 표면적을 늘리고, 압력을 가함으로써, 활물질을 극판 그리드에 견고하게 부착시켜 납축전지의 충전수입성 및 내구성을 증대시키는 효과를 제공하게 된다.

Description

납축전지용 극판 표면 패터닝 방법{Method for patterning the surface of polar plates for lead acid batteries}

본 발명은 납축전지용 극판 표면 패터닝 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 X자패터닝형성단계(S200)와 극판그리드프레스단계(S300)를 수행함으로써, 활물질 반응 표면적을 늘리고, 압력을 가함으로써, 활물질을 극판 그리드에 견고하게 부착시켜 납축전지의 충전수입성 및 내구성을 증대시키는 납축전지용 극판 표면 패터닝 방법에 관한 것이다.

현재 납축전지 활물질 메커니즘은 활물질에 물리적 강도 및 황산과의 반응 표면적 확보를 위하여 폴리에스터 계열 화이버를 첨가하고 있다.

통상적으로 납축전지 활물질에 0.8 ~ 5 데니어의 섬도를 갖고, 1 ~ 10 mm 길이의 폴리에스터 계열의 화이버를 첨가하는데 이러한 섬유(화이버)는 내산성과 내산화성이 우수한 특징이 있다.

이때, 첨가되는 유기합성 단섬유는 통상적으로 원형 단면 형태를 가지며, 길이는 2 ~ 10mm 정도이다.

유기합성 단섬유의 성분은 내산성 및 내산화성이 우수한 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 모드아크릴 계열이 주종을 이루고 있다.

종래 기술인 대한민국특허등록번호 제10-0603908호인 "축전지용 극판 및 그 제조 방법"은 활물질 표면에 섬유 필라멘트가 박히도록 섬유강화 종이를 압력을 가해 부착하고 표면의 요철부에 활물질을 충전하여서 되는 극판 제조 방법을 개시한다.

상기한 종래 대한민국등록특허는 "축전지용 극판 및 그 제조 방법"에 관한 것으로서 축전지의 극판은 전기가 흐르는 통로 역할을 하는 기판에 전기 화학적 활성을 갖는 활물질이 도포되고, 그 활물질 표면에 섬유강화 종이를 부착 또는 압착하는 단계에서 섬유강화종이의 섬유 필라멘트가 일정 깊이로 박히도록 압력을 가해 부착하고, 섬유강화종이의 표면 요철부에 활물질이 충전되어 그 결착표면적을 증대시킴으로서, 기판으로부터 활물질이 탈리되는 것을 방지하고, 나아가, 섬유강화종이의 다공성으로 인한 극판의 초기고율방전 특성을 향상시키고 또한 섬유강화종이의 섬유필라멘트 조직의 안정된 지지력과 내산성으로 인한 활물질을 잘 보유하고 지지함으로서 축전지의 수명을 연장시키는 기술에 관한 것이다.

지금까지 납축전지용 그리드 합금으로 납(Pb)-칼슘(Ca)-주석(Sn)계 합금을 사용해 왔으나 이러한 합금구성만으로는 가혹한 사용환경(고온 및 과충전 현상)에 충분히 대응하지 못해 그리드의 부식이나 부식의 성장(growth)으로 인한 변형이 발생하여 납축전지의 수명이 짧아지고 있는 것이 문제로 지적되고 있다.

이에 따라 그리드의 내부식성, 기계적 강도 개선 및 성장 변형의 억제가 요구되고 있다.

한편, 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 및 격리판이 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.

또한, 초충전 과정을 원활히 하며, 제품의 내구성을 향상시키기 위하여 극성별로 별도의 숙성 및 건조공정을 거치게 된다.

양극판의 숙성공정은 제품의 내구성을 증대시키는 중요한 공정으로서 스팀(steam)의 뜨거운 온도(약 70 ~ 100℃)와 수분(습도 99%이상)으로 활물질의 구성성분인 납(Pb)을 산화납(PbO)으로 변화시킬 뿐만 아니라, 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.

따라서, 현재 고성능의 납 축전지를 요구하는 흐름에 맞추어 납 축전지 내구성과 성능을 향상시킬 수 있는 제조 공정이 요구되고 있는 실정이다.

종래의 기술로서, '음극활물질 및 그 제조방법 그리고 납축전지'는 리그닌이 납분말에 첨가되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 음극(負極) 활물질에 관한 기술을 개시한 바 있다.

그러나, 상기의 기술은 활물질의 수명을 향상시킨 효과는 기대하기는 어려웠다.

대한민국특허등록번호 제10-0483246호

따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,

본 발명의 목적은 X자패터닝형성단계(S200)와 극판그리드프레스단계(S300)를 수행함으로써, 활물질 반응 표면적을 늘리고, 압력을 가함으로써, 활물질을 극판 그리드에 견고하게 부착시켜 납축전지의 충전수입성 및 내구성을 증대시키는 납축전지용 극판 표면 패터닝 방법을 제공하고자 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 납축전지용 극판 표면 패터닝 방법은,

납축전지의 음극 활물질 도포 공정에서,

극판 그리드상에 활물질을 도포하는 활물질도포단계(S100);와

패터닝장치를 이용하여 활물질이 도포된 극판 그리드 표면에 X자 모양의 패턴을 형성하여 활물질 반응 표면적을 늘려주는 X자패터닝형성단계(S200);와

압연장치를 이용하여 X자 모양의 패턴이 형성된 극판 그리드에 압력을 가하여 활물질을 극판 그리드에 밀착시키는 극판그리드프레스단계(S300);와

대기 중에서 자연 숙성 및 건조시키기 위한 자연숙성및건조단계(S400);를 포함함으로써, 본 발명의 과제를 해결하게 된다.

본 발명인 납축전지용 극판 표면 패터닝 방법을 통해, X자패터닝형성단계(S200)와 극판그리드프레스단계(S300)를 수행함으로써, 활물질 반응 표면적을 늘리고, 압력을 가함으로써, 활물질을 극판 그리드에 견고하게 부착시켜 납축전지의 충전수입성 및 내구성을 증대시키는 효과를 제공하게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 납축전지용 극판 표면 패터닝 방법의 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 납축전지용 극판 표면 패터닝 방법의 X자패터닝형성단계(S200)와 극판그리드프레스단계(S300)에 의해 활물질이 극판 그리드에 부착된 예시를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 납축전지용 극판 표면 패터닝 방법의 X자패터닝형성단계(S200)와 극판그리드프레스단계(S300)에 의해 극판 그리드에 X자 패턴이 형성된 예시를 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 납축전지용 극판 표면 패터닝 방법에서 제조된 개선품과 종래품를 비교한 충전수입성 시험 그래프 도면이다.

본 발명의 일실시예에 따른 납축전지용 극판 표면 패터닝 방법은,

납축전지의 음극 활물질 도포 공정에서,

극판 그리드(100)상에 활물질(150)을 도포하는 활물질도포단계(S100);와

패터닝장치(200)를 이용하여 활물질이 도포된 극판 그리드 표면에 X자 모양의 패턴(250)을 형성하여 활물질 반응 표면적을 늘려주는 X자패터닝형성단계(S200);와

압연장치(300)를 이용하여 X자 모양의 패턴이 형성된 극판 그리드에 압력(P)을 가하여 활물질을 극판 그리드에 밀착시키는 극판그리드프레스단계(S300);와

대기 중에서 자연 숙성 및 건조시키기 위한 자연숙성및건조단계(S400);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 납축전지용 극판 표면 패터닝 방법은,

X자패터닝형성단계(S200)와 극판그리드프레스단계(S300)를 수행함으로써, 활물질과 전해액 간의 반응 표면적을 늘리고, 압력을 가함으로써, 활물질을 극판 그리드에 견고하게 부착시켜 납축전지의 충전수입성 및 내구성을 증대시키는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 납축전지용 극판 표면 패터닝 방법에 의해,

X자 모양의 패턴을 형성하지 않고, 극판 그리드에 압력을 가하지 않을 경우에 수명인 238 사이클에서 X자 모양의 패턴을 형성하고, 극판 그리드에 압력을 가할 경우에 수명이 374 사이클로 57%의 수명 향상을 제공할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명의 제조 방법에 의해,

극판 표면 패터닝이 적용된 납축전지용 극판을 포함하고 있는 납축전지를 제공할 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 의한 납축전지용 극판 표면 패터닝 방법의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 납축전지용 극판 표면 패터닝 방법의 공정도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명인 납축전지용 극판 표면 패터닝 방법은,

납축전지의 음극 활물질 도포 공정에서,

대기 중에서 자연 숙성 및 건조시키기 위한 자연숙성및건조단계(S400);를 포함하게 된다.

본 발명은 납축전지용 극판 표면 패터닝 방법에 관한 것으로서, 종래에 사용되는 폴리에스터 계열 화이바를 이용하여 활물질을 극판 그리드 상에 접착시키는 방식 대신에 X자패터닝형성단계(S200)와 극판그리드프레스단계(S300)를 수행함으로써, 활물질 반응 표면적을 늘리고, 압력을 가함으로써, 활물질을 극판 그리드에 견고하게 부착시켜 납축전지의 충전수입성 및 내구성을 증대시키는 효과를 제공하기 위한 것이다.

한편, 납축전지 극판의 표면에 반복되는 'X' 형상의 Patterning을 압연장치를 이용하여 압연하여 활물질과 전해액간의 반응 표면적을 최대화시켜준다.

이를 통하여 충전 수입성 향상이 기대된다.

활물질과 전해액 사이의 충전 반응은 극판의 표면에서 발생하므로, 전해액과 직접 닿는 활물질 표면적이 클수록 반응속도와 충전 효율이 상승하기 때문에 기존 극판보다 빠르게 화학반응을 일으킴으로써, 충전 시간이 단축 된다.

그리고, Patterning을 위한 압연 공정 중 극판에 압력이 가해짐으로써, Grid와 활물질을 서로 Compact하게 밀착시켜줄 수 있다.

이를 통해서, 극판의 활물질이 탈락하는 것을 최대한 방지시켜주어 내구성 수명을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

Grid와 활물질은 서로 다른 재료이므로 분자의 Grain Size가 상이하다.

그래서 접착해 있는 계면 간의 에너지 안정성이 낮으므로 안정적인 접착이 어렵다.

이를 보완하기 위해 압연 공정 중 극판에 압력을 가하여 활물질을 밀착시키는 것이다.

따라서, 납축전지의 기대 충전 수입성을 상승시키게 되며, 결과적으로 충전 효율성 향상으로 납축전지의 기대 수명을 향상시키는 효과를 제공할 수가 있게 되는 것이다.

이때, 활물질의 효율을 향상시키며, 충전 수입성의 향상을 얻을 수 있다는 것을 실험을 통해 확인하였다.

또한, 납축전지의 고장 원인은 사용 중에 부하의 종류와 관리하는 방법에 따라 좌우된다.

주된 고장 요인은 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 반응 면적을 증가시키는 일이 중요하며, 신장율을 증가시켜 활물질 간의 접착력을 증가시키는 일이 중요하다.

결론적으로 X자패터닝형성단계(S200)와 극판그리드프레스단계(S300)를 도입함으로써, 활물질 반응 표면적을 늘리고, 압력을 가함으로써, 활물질을 극판 그리드에 견고하게 부착시켜 납축전지의 충전수입성 및 내구성을 증대시키는 효과를 제공하게 되는 것이다.

상기와 같은 기능을 제공하기 위하여, 본 발명의 납축전지용 극판 표면 패터닝 방법은,

구체적으로 설명하자면, 활물질도포단계(S100)는 극판 그리드(100)상에 활물질(150)을 도포하는 과정이다.

이후, X자패터닝형성단계(S200)는 도 2에 도시한 바와 같이, 패터닝장치(200)를 이용하여 활물질이 도포된 극판 그리드 표면에 X자 모양의 패턴(250)을 형성하여 활물질 반응 표면적을 늘려주는 것이다.

이때, X자 모양의 패턴은 X자 홈을 의미할 수 있으며, 홈 하단의 활물질과 그리드 간의 간격은 바람직하게는 0.1 ~ 1mm 범위 내에서 조절하게 된다.

이에 따라 활물질과 전해액간의 반응 표면적을 종래보다 더욱 늘려주어 충전 수입성 및 내구성을 종래보다 더욱 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 X자 패턴이 형성된 극판 그리드의 평면을 도 3에 도시하였다.

이후, 극판그리드프레스단계(S300)는 도 2에 도시한 바와 같이, 압연장치(300)를 이용하여 X자 모양의 패턴이 형성된 극판 그리드에 압력(P)을 가하여 활물질을 극판 그리드에 밀착시키는 과정을 거치게 된다.

상기와 같은 과정을 통해 활물질을 종래보다 더욱 견고하게 극판 그리드에 부착시켜 충전 수입성 및 내구성을 향상시키는 것이다.

즉, X자패터닝형성단계(S200)와 극판그리드프레스단계(S300)를 각각 수행하여야만 본 발명에서 추구하고자 하는 충전 수입성 및 내구성이 종래보다 유의미한 효과를 제공할 수가 있게 되는 것이다.

또한, 상기 자연숙성및건조단계(S400)는 대기 중에서 자연 숙성 및 건조시키기 위한 단계이다.

즉, X자패터닝형성단계(S200)와 극판그리드프레스단계(S300)를 각각 수행한 기판을 대기 중에서 2 ~ 3일간 자연 숙성 및 건조시키게 된다.

위에서 상술한 바와 같이 본 발명의 효과를 파악하기 위해 기초성능 및 수명시험을 하였다.

후술하는 종래품이라 함은, 출원인이 제조하는 납축전지(BX80)에 사용하는 활물질에 유기합성 단섬유를 포함한 후 도포한 음극판을 이용하여 제조된 제품을 말하며, 개선품은 본 발명의 제조 방법을 통해 X자 패터닝공정과 압연공정을 적용한 납축전지용 극판을 포함하고 있는 제품을 말한다.

또한, 후속 공정인 조립 및 기판에 전기 전도도를 부여하는 화성 등의 공정을 통해 최종적인 70Ah 용량(20시간율 용량)을 갖는 종래품과 개선품을 제작하였으며, X자 패터닝공정과 압연공정의 효과를 입증하기 위하여 충전수입성과 50% DoD 내구성 시험을 진행하였다.

1) 충전수입성 시험 (CA: Charge Acceptance test)

만충전된 시료를 상온(25±2℃)에서 5시간율 전류(70Ah 기준 17.5A)로 2.5시간 방전한 후, 0±2℃ 온도에서 12시간이상 방치한다.

이후 정전압 14.4V±0.1V으로 충전하여 충전 10분때 전류를 측정한다.

시험결과, 전기전도도 및 충전 효율이 높아 개선품이 종래품 대비 10분 정도에 전류가 약 33% 증대되었음을 알 수 있었다.

구분	시간	종래품	개선품
충전수입성	1분	16.25	23.17
	2분	14.21	18.22
	3분	13.14	17.82
	4분	13.10	17.36
	5분	13.05	17.55
	6분	12.95	17.34
	7분	12.74	17.22
	8분	12.68	17.11
	9분	12.55	16.37
	10분	12.5	16.63

유기합성 단섬유는 전지 활물질의 기계적 강도를 증가시킬 목적으로, 활물질에 첨가하게 된다.

재질은 전해액인 황산수용액에 대한 내산성을 고려하여, 폴리프로필렌이나 폴리에스테르 및 모드아크릴계열이 사용되고 있다.

사용되는 유기합성 단 섬유는, 직접방사법으로 제조되는 통상적인 합성 단섬유의 사양인 원형 단면를 지니며, 2 ~ 5 데니어(직경은 약 12 ~ 20 마이크로미터)의 섬도를 갖으며, 길이는 2 ~ 10밀리미터이다.

혼합시 투입되는 양은 0.1 ~ 0.5 wt% 로, 이를 통해 최종적인 전극 활물질의 기계적 강도를 향상시켜 진동 및 충방전에 의한 활물질의 수축 팽창으로 인해 활물질 구조가 파괴되는 현상을 억제하게 된다.

그러나, 상기 유기합성 단섬유의 경우, 현재 유틸리티 차량의 폭발적인 보급으로 인하여 차량 내 사용 기기들이 늘어나는 관계로 이를 감당하기 위하여 갈수록 높은 기초 성능을 요구하는 환경 하에서는 성능 제공에 문제점이 발생하게 되었다.

따라서, 본 발명에서는 이를 개선하기 위하여 소재가 아닌 X자 패터닝공정과 압연공정을 사용하게 된 것이다.

이러한 X자 패터닝공정과 압연공정은 도 2와 같이, 활물질과 전해액 간의 반응 표면적을 기존의 화이버에 의한 반응 표면적보다 증대시킴으로써, 고출력 및 기대 수명 향상을 가져올 수 있게 되어 최종적으로 전지의 기초성능 및 수명을 향상시키는 것이다.

따라서, 활물질의 반응면적의 극대화와 충전 수입성 및 내구성을 증가시키는 효과를 제공하게 된다.

이에 대한 실험 자료는 후술하도록 하겠다.

2) 가속 수명 시험(SAE J2801)

납축전지를 75℃ 수조에서 약 1주일 동안 일반적인 차량 조건과 유사하게 34회 충/방전 싸이클이 진행한다.

34회 싸이클 실시 후 200A로 10초 방전하여 7.2V 이상 유지가 되면 다시 34회 싸이클을 진행하는 방식으로 수명 시험을 진행한다.

또한, 싸이클 중 충전전류가 15A 이상 올라가거나 방전 전압이 12.0V 이하로 떨어지면 시험을 중단한다.

하기 표2는 SAE J2801 시험을 실시한 결과이며, 34회 충/방전 싸이클 마다 200A로 10초 방전 시 전압을 나타내었다.

사이클	종래품	압연공정만 진행	X자 패터닝공정만 진행	압연공정과 X자패터닝공정 각각 진행
34	11.82	11.83	11.85	11.87
68	11.76	11.77	11.80	11.83
102	11.72	11.73	11.78	11.80
136	11.69	11.71	11.76	11.79
170	11.65	11.68	11.74	11.77
204	11.55	11.61	11.69	11.70
238	11.43	11.45	11.60	11.63
272	7.2 이하	7.2 이하	11.49	11.55
306			7.2 이하	11.48
340				11.40
374				11.31
408				7.2 이하

상기 표 2와 같이, 시험결과, 종래의 X자 패터닝공정과 압연공정을 진행하지 않은 경우와 압연 공정만 진행할 경우에 수명은 238 사이클이지만, X자 패터닝공정만 진행한 경우에 수명은 272 사이클이며, X자 패터닝공정과 압연공정을 각각 진행할 경우에 수명은 374 사이클로 57%의 수명 향상을 제공할 수 있게 되었다.

결국, 압연 공정만을 진행할 경우에는 종래의 일반적인 제품과 별반 차이가 없으며, X자 패터닝공정만을 수행할 경우에는 종래 제품보다는 다소 향상된 수명 사이클을 제공하지만, 만족할 만한 수명 사이클을 제공하고 있지 않으나, X자 패터닝공정과 압연공정을 각각 진행하게 될 경우에는 만족할 만한 수명 사이클을 제공하게 된다.

이는 극판 표면에 X자 패턴을 형성하여 활물질과 전해액간의 반응 표면적을 늘려주고, 동시에 압력을 가함으로써, 활물질을 좀 더 견고하게 그리드에 부착시킨 결과로 보여진다.

즉, 종래품 대비 수명에서 57 % 향상 효과를 보임으로써, X자 패터닝공정과 압연공정이 수명 증가에 대한 긍정적인 영향을 주었음을 알 수 있었다.

상기와 같은 제조 방법을 통해, 활물질 반응 표면적을 늘리고, 압력을 가함으로써, 활물질을 극판 그리드에 견고하게 부착시켜 납축전지의 충전수입성 및 내구성을 증대시키는 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 : 활물질도포단계
S200 : X자패터닝형성단계
S300 : 극판그리드프레스단계
S400 : 자연숙성및건조단계

Claims

납축전지용 극판 표면 패터닝 방법에 있어서,
납축전지의 음극 활물질 도포 공정에서,
극판 그리드(100)상에 활물질(150)을 도포하는 활물질도포단계(S100);와
패터닝장치(200)를 이용하여 활물질이 도포된 극판 그리드 표면에 X자 모양의 패턴(250)을 형성하여 활물질 반응 표면적을 늘려주는 X자패터닝형성단계(S200);와
압연장치(300)를 이용하여 X자 모양의 패턴이 형성된 극판 그리드에 압력(P)을 가하여 활물질을 극판 그리드에 밀착시키는 극판그리드프레스단계(S300);와
대기 중에서 자연 숙성 및 건조시키기 위한 자연숙성및건조단계(S400);를 포함하는 것을 특징으로 하되,
상기 X자패터닝형성단계(S200)와 극판그리드프레스단계(S300)를 수행함으로써, 활물질과 전해액 간의 반응 표면적을 늘리고, 압력을 가함으로써, 활물질을 극판 그리드에 견고하게 부착시켜 납축전지의 충전수입성 및 내구성을 증대시키는 것을 특징으로 하며,
X자 모양의 패턴을 형성하지 않고, 극판 그리드에 압력을 가하지 않을 경우에 수명인 238 사이클에서 X자 모양의 패턴을 형성하고, 극판 그리드에 압력을 가할 경우에 수명이 374 사이클로 57%의 수명 향상을 제공할 수 있는 것을 특징으로 하는 납축전지용 극판 표면 패터닝 방법.
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