KR102305189B1 - Method for manufacturing anode active material for lead-acid battery using schwarzite - Google Patents

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장세진
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Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing a negative electrode active material for a lead-acid battery using Schwarzite. More specifically, the method includes adding Schwarzite to the active material added to the negative electrode of a conventional lead acid battery. Thus, it is possible to improve the electrolyte permeability in the electrode plate, increase the binding force of the active material, and expand the reaction area. Accordingly, by increasing the internal electrical conductivity of the negative electrode active material, it is possible to improve the basic performance of the lead-acid battery and the charging efficiency. In addition, according to the present invention, it is possible to improve the electrolyte permeability in the electrode plate, increase the binding force of the active material and expand the reaction area, thereby increasing the internal electrical conductivity of the negative electrode active material, thereby improving the basic performance and charging efficiency of the lead-acid battery.

Description

슈왈차이트를 이용한 납축전지용 음극 활물질 제조 방법{Method for manufacturing anode active material for lead-acid battery using schwarzite}Method for manufacturing anode active material for lead-acid battery using schwarzite

본 발명은 슈왈차이트를 이용한 납축전지용 음극 활물질 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래의 납축전지 음극에 첨가하는 활물질에 슈왈차이트를 첨가하여 극판 내 전해액 침투성 향상 및 활물질 결합력 증대 및 반응면적을 확대시킬 수 있게 됨으로써, 음극 활물질의 내부 전기전도도를 증가시켜 납 축전지 기초 성능과 충전 효율을 향상시킬 수 있는 슈왈차이트를 이용한 납축전지용 음극 활물질 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an anode active material for a lead acid battery using Schwarzite, and more particularly, by adding Schwarzite to an active material added to a conventional negative electrode of a lead acid battery, improving electrolyte permeability and increasing active material binding force and reaction It relates to a method for manufacturing an anode active material for a lead acid battery using Schwarzent, which can increase the internal electrical conductivity of the anode active material by increasing the area, thereby improving the basic performance and charging efficiency of the lead acid battery.

현재 납축전지 활물질 메커니즘은 활물질에 물리적 강도 및 황산과의 반응 표면적 확보를 위하여 폴리에스터 계열 화이버를 첨가하고 있다.Currently, the active material mechanism for lead-acid batteries adds polyester-based fibers to the active material to secure physical strength and surface area for reaction with sulfuric acid.

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. Typically, a polyester-based fiber having a fineness of 0.8 to 5 denier and a length of 1 to 10 mm is added to the lead acid battery active material, and these fibers (fibers) have excellent acid resistance and oxidation resistance.

이때, 첨가되는 유기합성 단섬유는 통상적으로 원형 단면 형태를 가지며, 길이는 2 ~ 10mm 정도이다.At this time, the organic synthetic short fibers to be added usually have a circular cross-section and have a length of about 2 to 10 mm.

유기합성 단섬유의 성분은 내산성 및 내산화성이 우수한 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 모드아크릴 계열이 주종을 이루고 있다.The components of organic synthetic short fibers are mainly polypropylene, polyester, and modacrylic, which have excellent acid and oxidation resistance.

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. The prior art, Republic of Korea Patent Registration No. 10-0603908, "Electrode plate for storage battery and method for manufacturing the same" is a pole plate manufacturing by applying pressure to attach fiber-reinforced paper so that fiber filaments are embedded in the surface of the active material, and then filling the concavo-convex part of the surface with the active material. method is disclosed.

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. The above-mentioned prior Korean patent registration relates to "a electrode plate for a storage battery and a method for manufacturing the same". The electrode plate of a storage battery is coated with an active material having electrochemical activity on a substrate that serves as a passage for electricity to flow, and fiber-reinforced paper is applied to the surface of the active material. In the step of attaching or pressing, pressure is applied so that the fiber filaments of the fiber-reinforced paper are embedded to a certain depth, and the active material is filled in the surface irregularities of the fiber-reinforced paper to increase the binding surface area, thereby preventing the active material from being detached from the substrate. Technology to prevent and further improve the initial high-rate discharge characteristics of the electrode plate due to the porosity of the fiber-reinforced paper, and to extend the life of the storage battery by holding and supporting the active material due to the stable support and acid resistance of the fiber-filament structure of the fiber-reinforced paper is about

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. So far, lead (Pb)-calcium (Ca)-tin (Sn) alloys have been used as grid alloys for lead-acid batteries. It is pointed out as a problem that the lifespan of the lead-acid battery is shortened due to deformation due to the growth of the battery.

이에 따라 그리드의 내부식성, 기계적 강도 개선 및 성장 변형의 억제가 요구되고 있다.Accordingly, it is required to improve the corrosion resistance, mechanical strength, and suppress growth deformation of the grid.

한편, 종래의 납축전지의 활물질은 일반적으로 연분(鉛粉)과 황산수용액을 기본으로 하며, 양극과 음극 특성에 따라서 기타 첨가제를 배합한 후, 혼합하여 활물질을 만든다. On the other hand, the active material of a conventional lead-acid battery is generally based on lead powder and an aqueous sulfuric acid solution, and after mixing other additives according to the characteristics of the positive and negative electrodes, the active material is prepared.

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. The active material made in this way goes through a coating operation that is applied to the substrate, and after aging and drying according to the positive/negative characteristics, the prepared positive and negative plates are alternately overlapped in several sheets, and at this time, to prevent an electrical short between the plates. To this end, a non-conductive separator is installed, and the positive plate, the negative plate, and the separator are configured to form an electrode plate group.

극판군은 축전지 용량에 따라 여러 개가 직렬로 접속되어 전조안에 수용된다. A plurality of electrode plate groups are connected in series according to the capacity of the battery and are accommodated in the electric wire.

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. The accommodated electrode plate group undergoes a chemical conversion process that is supercharged so that it can have electrical properties. At this time, lead dioxide (PbO2) is formed in the active material of the positive electrode plate, and due to its characteristics, countless fine particles of oxidized lead are combined, and the porosity is abundant, so that the particles The electrolyte is designed to freely diffuse and penetrate the liver.

또한, 음극판의 활물질은 해면상납(海綿狀鉛, Pb)으로 역시 다공성과 반응성이 풍부하여 전해액이 자유로이 확산, 침투하도록 된 것이다. In addition, the active material of the negative plate is spongy lead (Pb), which is also rich in porosity and reactivity so that the electrolyte can freely diffuse and penetrate.

이렇게 만들어진 제품은 비로소 시장에서 사용할 수 있게 되는 것이다.The products made in this way are finally available for use in the market.

또한, 초충전 과정을 원활히 하며, 제품의 내구성을 향상시키기 위하여 극성별로 별도의 숙성 및 건조공정을 거치게 된다. In addition, in order to facilitate the supercharging process and improve the durability of the product, a separate aging and drying process is performed for each polarity.

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. The aging process of the positive electrode plate is an important process to increase the durability of the product. Lead (Pb), a component of the active material, is converted into lead oxide ( PbO) as well as change the crystal structure of the active material.

음극판은 별도 공정 없이 자연 상태에서 방치하면 숙성 및 건조를 동시에 할 수 있다. If the negative plate is left in its natural state without a separate process, it can be aged and dried at the same time.

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. However, if sufficient aging and drying are not performed, the electrode plate and the electrode plate stick to each other during the assembly process to form the electrode plate group, and the durability of the active material is reduced due to the presence of moisture, and the active material embedded between the substrates is easily dropped even by a small impact.

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.In the lead-acid battery made through this process, as the number of charging and discharging increases, the active material is more easily removed from the substrate by the reaction of lead and sulfuric acid, and the dropped active material cannot participate in the reaction any longer, so eventually the lead-acid battery By lowering the performance, the lifespan of lead-acid batteries is usually only 1 to 2 years.

따라서, 현재 고성능의 납 축전지를 요구하는 흐름에 맞추어 납 축전지 내구성과 성능을 향상시킬 수 있는 제조 공정이 요구되고 있는 실정이다.Therefore, in accordance with the current demand for high-performance lead-acid batteries, a manufacturing process capable of improving the durability and performance of lead-acid batteries is required.

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. As a prior art, 'anode active material, manufacturing method thereof, and lead-acid battery' has disclosed a technique for a negative active material characterized in that lignin is added to lead powder.

그러나, 상기의 기술은 활물질의 수명을 향상시킨 효과는 기대하기는 어려웠다.However, it was difficult to expect the effect of improving the lifespan of the active material in the above technique.

대한민국특허등록번호 제10-0483246호Korean Patent Registration No. 10-0483246

따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,Accordingly, the present invention has been devised to solve the above problems of the prior art,

본 발명의 목적은 종래의 납축전지 음극에 첨가하는 활물질에 슈왈차이트를 첨가하여 극판 내 전해액 침투성 향상 및 활물질 결합력 증대 및 반응면적을 확대시킬 수 있게 됨으로써, 음극 활물질의 내부 전기전도도를 증가시켜 납 축전지 기초 성능과 충전 효율을 향상시킬 수 있는 슈왈차이트를 이용한 납축전지용 음극 활물질 제조 방법을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to improve the electrolyte permeability in the electrode plate, increase the binding force of the active material, and expand the reaction area by adding Schwarzite to the active material added to the negative electrode of the conventional lead acid battery, thereby increasing the internal electrical conductivity of the negative electrode active material. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an anode active material for a lead-acid battery using Schwarzent that can improve the basic performance and charging efficiency of the battery.

본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 슈왈차이트를 이용한 납축전지용 음극 활물질 제조 방법은,In order to achieve the problem to be solved by the present invention, a method for manufacturing a negative active material for a lead-acid battery using Schwarzite according to an embodiment of the present invention,

납축전지의 음극 활물질 혼합공정에서, In the negative active material mixing process of the lead acid battery,

납축전지의 음극 활물질 혼합공정에서, In the negative active material mixing process of the lead acid battery,

연분, 황산, 및 음극에 따른 첨가제를 배합할 시, 슈왈차이트 분말을 첨가해 혼합하여 음극 활물질 안에 분포하게 하기 위한 슈왈차이트혼합단계(S100);와When mixing smoke, sulfuric acid, and additives according to the negative electrode, a Schwarzite mixing step (S100) for adding and mixing Schwarzite powder and distributing it in the negative electrode active material; and

슈왈차이트가 포함된 음극 활물질을 납으로 제작된 기판에 도포한 후, 대기 중에서 자연 숙성 및 건조시키기 위한 자연숙성및건조단계(S200);를 포함함으로써, 본 발명의 과제를 해결하게 된다.By including a natural aging and drying step (S200) for naturally aging and drying in the atmosphere after applying the negative active material containing Schwarzite to a substrate made of lead, the problem of the present invention is solved.

본 발명인 슈왈차이트를 이용한 납축전지용 음극 활물질 제조 방법을 통해, 활물질에 첨가제로 슈왈차이트를 사용함으로써, 극판 내 전해액 침투성 향상과 활물질 결합력 증대 및 반응면적을 확대시킬 수 있게 되어 이를 통해 음극 활물질의 내부 전기전도도를 증가시켜 납 축전지 기초 성능과 충전 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공하게 된다.Through the method of manufacturing an anode active material for a lead-acid battery using Schwarzite according to the present invention, by using Schwarzite as an additive in the active material, it is possible to improve the electrolyte permeability in the electrode plate, increase the binding force of the active material, and expand the reaction area. By increasing the internal electrical conductivity of the lead-acid battery, it provides the effect of improving the basic performance and charging efficiency of the lead-acid battery.

구체적으로는 슈왈차이트를 첨가하여 기공활성화와 황산과의 반응면적 증대 및 음극 활물질의 내부 전기전도도를 증대시켜 납축전지의 기초성능 및 충전 효율을 증대시키는 효과를 제공하게 된다.Specifically, the addition of Schwarzite provides the effect of increasing the basic performance and charging efficiency of the lead-acid battery by activating pores and increasing the reaction area with sulfuric acid and internal electrical conductivity of the anode active material.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 슈왈차이트를 이용한 납축전지용 음극 활물질 제조 방법의 공정도이다.
도 2는 본 발명에 포함되는 슈왈차이트를 나타낸 사진이다.
도 3은 여러 모양의 탄소 동소체 종류를 나타낸 예시도이다.
1 is a process diagram of a method for manufacturing an anode active material for a lead acid battery using Schwarzite according to an embodiment of the present invention.
2 is a photograph showing the Schwarzite included in the present invention.
3 is an exemplary view showing various types of carbon allotropes.

본 발명의 일실시예에 따른 슈왈차이트를 이용한 납축전지용 음극 활물질 제조 방법은,A method for manufacturing an anode active material for a lead acid battery using Schwarzite according to an embodiment of the present invention,

납축전지의 음극 활물질 혼합공정에서, In the negative active material mixing process of the lead acid battery,

연분, 황산, 및 음극에 따른 첨가제를 배합할 시, 슈왈차이트 분말을 첨가해 혼합하여 음극 활물질 안에 분포하게 하기 위한 슈왈차이트혼합단계(S100);와When mixing smoke, sulfuric acid, and additives according to the negative electrode, a Schwarzite mixing step (S100) for adding and mixing Schwarzite powder and distributing it in the negative electrode active material; and

슈왈차이트가 포함된 음극 활물질을 납으로 제작된 기판에 도포한 후, 대기 중에서 자연 숙성 및 건조시키기 위한 자연숙성및건조단계(S200);를 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it comprises a; natural aging and drying step (S200) for naturally aging and drying in the air after applying the negative active material containing Schwarzenite to the substrate made of lead.

이때, 상기 음극 활물질에서의 슈왈차이트의 함량은,At this time, the content of Schwarzite in the negative active material is,

슈왈차이트를 제외한 음극 활물질 100 중량부 대비 0.1 ~ 10 중량부를 첨가하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that 0.1 to 10 parts by weight are added based on 100 parts by weight of the negative active material excluding Schwarzite.

이때, 상기 슈왈차이트혼합단계(S100)에서,At this time, in the Schwarzite mixing step (S100),

슈왈차이트 분말을 첨가하여 기공활성화와 황산과의 반응면적 증대 및 음극 활물질의 내부 전기전도도를 증대시켜 납축전지의 기초성능 및 충전 효율을 증대시키는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the basic performance and charging efficiency of the lead-acid battery are increased by adding Schwarzite powder to activate pores and increase the reaction area with sulfuric acid and increase the internal electrical conductivity of the anode active material.

이때, 상기 슈왈차이트를 이용한 납축전지용 음극 활물질 제조 방법에 의해,At this time, by the method for producing a negative active material for a lead-acid battery using the Schwarzite,

슈왈차이트 분말을 첨가하지 않은 수명인 238 사이클에서 슈왈차이트 분말 첨가시 수명이 306 사이클로 28.5%의 수명 향상을 제공할 수 있는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it can provide a lifespan improvement of 28.5% with a lifespan of 306 cycles with the addition of Schwarzite powder from 238 cycles, which is a lifespan without the addition of Schwarzite powder.

이때, 본 발명인 슈왈차이트를 이용한 납축전지용 음극 활물질 제조 방법에 의해, 슈왈차이트를 이용한 납축전지용 음극 활물질을 적용한 납축전지용 극판을 포함하고 있는 납축전지를 제공할 수 있게 된다.At this time, by the method for manufacturing a negative active material for a lead acid battery using Schwarzite of the present invention, it is possible to provide a lead storage battery including an electrode plate for a lead storage battery to which a negative active material for a lead storage battery using Schwarzite is applied.

이하, 본 발명에 의한 슈왈차이트를 이용한 납축전지용 음극 활물질 제조 방법의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a method for manufacturing a negative active material for a lead-acid battery using Schwarzite according to the present invention will be described in detail through an embodiment.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 슈왈차이트를 이용한 납축전지용 음극 활물질 제조 방법의 공정도이다.1 is a process diagram of a method for manufacturing an anode active material for a lead acid battery using Schwarzite according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명인 슈왈차이트를 이용한 납축전지용 음극 활물질 제조 방법은, As shown in FIG. 1, the method for manufacturing a negative active material for a lead acid battery using Schwarzite of the present invention is,

납축전지의 음극 활물질 혼합공정에서, In the negative active material mixing process of the lead acid battery,

연분, 황산, 및 음극에 따른 첨가제를 배합할 시, 슈왈차이트 분말을 첨가해 혼합하여 음극 활물질 안에 분포하게 하기 위한 슈왈차이트혼합단계(S100);와When mixing smoke, sulfuric acid, and additives according to the negative electrode, a Schwarzite mixing step (S100) for adding and mixing Schwarzite powder and distributing it in the negative electrode active material; and

슈왈차이트가 포함된 음극 활물질을 납으로 제작된 기판에 도포한 후, 대기 중에서 자연 숙성 및 건조시키기 위한 자연숙성및건조단계(S200);를 포함하게 된다.After the anode active material containing Schwarzite is applied to a substrate made of lead, a natural aging and drying step (S200) for natural aging and drying in the air (S200); will be included.

본 발명은 슈왈차이트를 이용한 납축전지용 음극 활물질 제조 방법에 관한 것으로서, 종래에 사용되는 폴리에스터 계열 화이바 대신에 슈왈차이트를 사용하여 음극 활물질의 내부 전기전도도를 증가시켜 납 축전지 기초 성능과 충전 효율을 향상시키기 위한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an anode active material for a lead-acid battery using Schwarzite, and uses Schwarzite instead of a polyester-based fiber used in the prior art to increase the internal electrical conductivity of the anode active material, thereby improving the basic performance and charging of a lead-acid battery This is to improve efficiency.

본 발명에서 설명하고 있는 슈왈차이트(schwarzite)는 도 2에 도시한 바와 같이, 제올라이트라는 다공성 지지체에 탄소를 배치하고 있는 구조를 가지고 있으며, 촉매를 이용하여 제올라이트 표면에 탄소막을 성장시켜 제조하게 된다.As shown in FIG. 2, the schwarzite described in the present invention has a structure in which carbon is disposed on a porous support called zeolite, and is produced by growing a carbon film on the surface of the zeolite using a catalyst. .

도 2에 도시한 바와 같이, 슈왈차이트(schwarzite)는 중공 형상으로 인하여 극판 내부까지 전해액의 침투를 용이하게 하여 전기적 반응 면적을 확대시키고, 활물질의 결합력이 기존의 화이버보다 향상되어 고출력 및 기대 수명을 향상시킬 수 있게 된다.As shown in FIG. 2, schwarzite facilitates the penetration of the electrolyte to the inside of the electrode plate due to its hollow shape, thereby expanding the electrical reaction area, and the binding force of the active material is improved compared to the conventional fibers, resulting in high output and life expectancy. can be improved.

즉, 슈왈차이트(schwarzite)를 첨가할 경우, 슈왈차이트(schwarzite)의 중공 형상에 따라 종래의 Fiber에 비해 전해액과의 접촉 면적을 확대하고, 극판 내 전해액 침투성 향상 및 활물질 결합력 증대를 제공하게 되어 고전기 전도도를 활용하여 활물질 내의 전기 전도도 향상, 전자를 받아드릴수 있는 능력을 향상시킬 수가 있게 된다. That is, when schwarzite is added, the contact area with the electrolyte is enlarged compared to the conventional fiber according to the hollow shape of schwarzite, and the electrolyte permeability in the electrode plate is improved and the binding force of the active material is increased. It becomes possible to improve the electrical conductivity in the active material and the ability to accept electrons by utilizing the high electrical conductivity.

결과적으로 활물질의 효율을 향상시키며, 충전 수입성의 향상을 얻을 수 있다는 것을 실험을 통해 확인하였다.As a result, it was confirmed through an experiment that it was possible to improve the efficiency of the active material and to improve the charging importability.

또한, 납축전지의 고장 원인은 사용 중에 부하의 종류와 관리하는 방법에 따라 좌우된다. In addition, the cause of failure of a lead acid battery depends on the type of load and how it is managed during use.

주된 고장 요인은 활물질 설페이션화, 극판 활물질 탈락, 양극 격자부식, 격리판 파손, 복합적인 요인 등이 있다. The main failure factors include sulfated active material, dislodged electrode plate active material, positive electrode grid corrosion, separator breakage, and complex factors.

특히, 자동차에 장착된 제품의 경우, 운행 조건 및 전장에서의 사용부하에 따라 활물질 설페이션화가 가속화되며 극판 활물질 탈락이 발생하여 조기 수명 종지 현상이 발생된다. In particular, in the case of products mounted on automobiles, the active material sulphation is accelerated depending on the operating conditions and the load used in the electric field, and the electrode plate active material falls off, resulting in an early end of life.

따라서, 전극의 활물질에 반응 면적을 증가시키는 일이 중요하며, 신장율을 증가시켜 활물질 간의 접착력을 증가시키는 일이 중요하다. Therefore, it is important to increase the reaction area of the active material of the electrode, and it is important to increase the elongation rate to increase the adhesion between the active materials.

결론적으로 슈왈차이트(schwarzite)를 도입함으로써, 전기전도도 향상과 신장율을 증가시켜 활물질 간의 접착력을 증가시킴으로 주요 수명 종지 원인인 활물질 설페이션화 지연 및 활탈 문제를 개선하였다.In conclusion, by introducing schwarzite, electrical conductivity and elongation were increased to increase adhesion between active materials, thereby improving sulfation delay and deactivation of active materials, which are major causes of end-of-life.

상기와 같은 기능을 제공하기 위하여, 본 발명의 슈왈차이트혼합단계(S100)는 연분, 황산, 및 음극에 따른 첨가제를 배합할 시, 슈왈차이트 분말을 첨가해 혼합하여 음극 활물질 안에 분포하게 하는 단계이다.In order to provide the above functions, the Schwarzite mixing step (S100) of the present invention comprises adding and mixing Schwarzite powder when mixing smoke, sulfuric acid, and additives according to the negative electrode to distribute it in the negative electrode active material. is a step

상기 본 발명의 효과를 제공하기 위하여, 음극 활물질에서의 슈왈차이트의 함량은,In order to provide the effect of the present invention, the content of Schwarzite in the negative active material is,

슈왈차이트를 제외한 음극 활물질 100 중량부 대비 0.1 ~ 10 중량부를 첨가하는 것을 특징으로 한다,It is characterized in that 0.1 to 10 parts by weight are added based on 100 parts by weight of the negative active material excluding Schwarzite,

구체적으로, 상기 슈왈차이트혼합단계(S100)는,Specifically, the Schwarzite mixing step (S100) is,

음극 활물질 총 중량부에 대하여 연분 80 ~ 83 중량부, 황산 5 ~ 10 중량부, 물 10 ~ 15 중량부, 음극첨가제 1 ~ 3 중량부를 배합하는 기초음극활물질배합단계;와A basic negative active material mixing step of mixing 80 to 83 parts by weight of smoke, 5 to 10 parts by weight of sulfuric acid, 10 to 15 parts by weight of water, and 1 to 3 parts by weight of a negative electrode additive based on the total weight of the negative active material; and

상기 기초음극활물질배합단계에서 배합된 혼합물에 혼합물 총 중량부 대비 슈왈차이트 분말 0.6 ~ 0.9 중량부를 첨가하여 55 ~ 75도의 온도에서 교반하여 75 ~ 80g/in3 밀도의 음극 활물질을 수득하기 위한 슈왈차이트첨가음극활물질획득단계;를 포함하게 된다.To the mixture formulated in the basic negative electrode active material mixing step, 0.6 to 0.9 parts by weight of Schwarzite powder based on the total weight of the mixture is added and stirred at a temperature of 55 to 75 degrees to obtain a negative active material having a density of 75 to 80 g/in3. It will include a step of obtaining a negative electrode active material added

상기 첨가되는 슈왈차이트 분말의 중량부가 0.6 중량부 미만일 경우에는 극판의 전기 전도도는 종래와 비슷하므로 성능 향상을 기대하기가 어려운 소량에 해당하고, 0.9 중량부를 초과할 경우에는 가속 수명 시험에서 입증하였듯이, 수명 싸이클의 0.6 중량부의 싸이클 이상으로 기대하기가 어렵고, 단지 가격 상승 원인만을 제공할 뿐이다.When the weight of the added Schwarzite powder is less than 0.6 parts by weight, the electrical conductivity of the electrode plate is similar to that of the prior art, so it is difficult to expect performance improvement. , it is difficult to expect more than a cycle of 0.6 parts by weight of the life cycle, and only provides a cause for price increase.

따라서, 상기한 범위 내에서 슈왈차이트 분말을 투입하는 것이 바람직할 것이다.Therefore, it would be preferable to add the Schwarzite powder within the above range.

본 발명에서 설명하고 있는 활물질 설페이션화는 극판이 황산납(PbSO4)으로 결정체가 되는 것으로, 납축전지가 충,방전을 반복하여 진행하면 극판이 불활성 물질로 덮이는 현상을 말한다. Sulfation of the active material described in the present invention refers to a phenomenon in which the electrode plate is crystallized with lead sulfate (PbSO 4 ), and when the lead-acid battery repeatedly charges and discharges, the electrode plate is covered with an inert material.

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. The main causes are repeated use of charging and discharging for a long period of time, over-discharging, when left in a discharged state for a long time, when the specific gravity of the electrolyte is too low, when the electrode plate is exposed due to lack of electrolyte, and impurities in the electrolyte. When this is mixed, it is a case where insufficient charging is repeated, etc.

한편, 납축전지를 위한 극판 제조는 일반적으로 페이스트 혼합, 숙성 및 건조 공정을 포함하고, 이러한 작업에서 극판 내 활물질은 전기화학 메커니즘과 기계적 세기를 확립하기 위해 물리적, 화학적 변화를 거친다. On the other hand, electrode plate manufacturing for lead-acid batteries generally includes paste mixing, aging, and drying processes, and in these operations, the active material in the electrode plate undergoes physical and chemical changes to establish an electrochemical mechanism and mechanical strength.

납축전지 음극판에서 일반적으로 익스펜더 첨가를 한 페이스트를 사용하며, 익스펜더의 구성물로는 리그닌, 황산나트륨, 카본 블랙이 사용된다. In lead-acid battery negative plates, paste with expander added is generally used, and lignin, sodium sulfate, and carbon black are used as components of the expander.

이러한 구성물 중 카본 블랙은 전기전도도 향상을 위해 첨가한다.Among these components, carbon black is added to improve electrical conductivity.

도 3에 도시한 바와 같이, 전기 전도도가 있는 탄소 동소체 종류에는 그래핀(Graphene), 탄소나노튜브(CNT), 풀러렌(fullerene), 흑연(Graphite), 슈왈차이트(schwarzite) 등이 있다. As shown in FIG. 3 , types of carbon allotropes having electrical conductivity include graphene, carbon nanotube (CNT), fullerene, graphite, schwarzite, and the like.

우리가 보통 사용하는 연필심의 성분을 흑연(Graphite)이라고 하며, 이 흑연(Graphite)의 한층만을 떼어낸 구조를 그래핀(Graphene), 이 그래핀을 원통모양으로 둥글게 말면 탄소나노튜브(CNT)라고 부른다. The component of the pencil lead we usually use is called graphite, and the structure in which only one layer of graphite is removed is called graphene, and when this graphene is rolled into a cylindrical shape, it is called carbon nanotube (CNT). call

풀러렌(fullerene)은 탄소원자들이 축구공모양으로 배열되어 있으며, 그 속은 텅 빈 구조이다. Fullerene is a hollow structure in which carbon atoms are arranged in the shape of a soccer ball.

특히, 제올라이트(Zeolite)라는 다공성 지지체에 탄소를 적절히 배치시켜 음(-)의 곡률을 띄는 탄소 구조를 슈왈차이트라고 부른다. In particular, a carbon structure having a negative (-) curvature by properly disposing carbon on a porous support called zeolite is called Schwarzite.

지지체인 제올라이트(Zeolite)는 규산염 다공성 광물질을 말한다. Zeolite as a support refers to a silicate porous mineral.

보통 탈취제, 정화제 등으로 많이 사용되며, R&D 분야에서는 금속, 유기 촉매의 지지체 역할로도 사용한다. It is usually used as a deodorant and a purifier, and in the R&D field, it is also used as a support for metal and organic catalysts.

제올라이트(Zeolite)의 경우, 나노미터 지름 크기의 구멍이 수없이 뚫려 있어, 비표면적이 월등히 높다. In the case of zeolite, there are numerous nanometer-diameter holes, so the specific surface area is very high.

통상적으로 사용되는 카본 블랙의 경우 비표면적이 50 ~ 200m2/g 인 반면, 슈왈차이트의 경우 2000 ~ 4000m2/g의 비표면적을 가지고 있다. Carbon black, which is commonly used, has a specific surface area of 50 to 200 m 2 /g, whereas Schwarzite has a specific surface area of 2000 to 4000 m 2 /g.

이때, 카본블랙의 전기 전도도 효과를 기대하기 위해서는 같은 용량 안에 최대한 많은 전도성 물질이 포함되어야 한다. At this time, in order to expect the electrical conductivity effect of carbon black, as many conductive materials as possible should be included in the same capacity.

따라서, 카본 블랙 대비 약 10 ~ 80배 비표면적이 높은 슈왈차이트를 동등한 중량으로 혼합할 시, 월등한 전기전도도 향상을 가진다. Therefore, when Schwarzite, which has a specific surface area about 10 to 80 times higher than that of carbon black, is mixed with an equal weight, excellent electrical conductivity is improved.

결국, 본 발명은 납축전지 음극판 활물질에 전기전도도 향상을 위해 카본 블랙보다 비표면적이 증가한 탄소 구조 중 하나인 슈왈차이트를 첨가하여, 기공활성화와 황산과의 반응면적, 전기전도도 확대를 통한 납축전지의 배터리용량 및 DoD 내구성을 향상시킨 것이다.After all, the present invention is a lead-acid battery through pore activation, reaction area with sulfuric acid, and electrical conductivity by adding Schwarzite, one of the carbon structures with an increased specific surface area than carbon black, to the lead-acid battery negative plate active material to improve electrical conductivity of battery capacity and DoD durability.

또한, 상기 자연숙성및건조단계(S200)는 슈왈차이트가 포함된 음극 활물질을 납으로 제작된 기판에 도포한 후, 대기 중에서 자연 숙성 및 건조시키는 과정이다.In addition, the natural aging and drying step ( S200 ) is a process of applying a negative active material containing Schwarzite to a substrate made of lead, followed by natural aging and drying in the air.

즉, 고전도성 슈왈차이트가 포함된 음극 활물질을 납으로 제작된 기판에 일정량 골고루 퍼지게 도포한 후, 대기 중에서 2 ~ 3일간 자연 숙성 및 건조시키게 된다.That is, after a certain amount of the anode active material containing high-conductivity Schwarzite is evenly spread on a substrate made of lead, it is naturally aged and dried in the air for 2 to 3 days.

위에서 상술한 바와 같이 본 발명의 효과를 파악하기 위해 활물질 혼합시 기존에 투입되던 유기합성 단섬유를 고전도성 슈왈차이트로 대체하여 동일 중량비로 첨가하여 극판을 제조하고 숙성 공정을 통해 숙성시킨 후, 기초성능 및 수명시험을 하였다.As described above, in order to grasp the effect of the present invention, when mixing the active material, the organic synthetic short fibers that were previously injected were replaced with high-conductive Schwarzite and added in the same weight ratio to produce a pole plate and aged through the aging process, then the foundation Performance and life tests were performed.

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 고전도성 슈왈차이트를 적용한 납축전지용 극판을 포함하고 있는 제품을 말한다.The conventional product described below refers to a product manufactured using a negative electrode plate coated with organic synthetic short fibers in the active material used in the lead-acid battery (BX80) manufactured by the applicant, and the improved product is through the manufacturing method of the present invention. Refers to a product containing a lead-acid battery electrode plate to which high-conductivity Schwarzent is applied.

또한, 후속 공정인 조립 및 기판에 전기 전도도를 부여하는 화성 등의 공정을 통해 최종적인 70Ah 용량(20시간율 용량)을 갖는 종래품(유기합성 단섬유 포함됨)과 개선품(고전도성 슈왈차이트가 포함됨)을 제작하였으며, 고전도성 슈왈차이트의 효과를 입증하기 위하여 충전수입성과 50% DoD 내구성 시험을 진행하였다. In addition, conventional products (including organic synthetic short fibers) and improved products (high-conductivity Schwarzent) with a final 70 Ah capacity (20 hour rate capacity) through processes such as assembly and chemical conversion to give electrical conductivity to the substrate included), and a 50% DoD durability test was performed to prove the effect of high-conductivity Schwarzite.

1) 충전수입성 시험 (CA: Charge Acceptance test)1) 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. After discharging the fully charged sample at room temperature (25±2℃) with a 5-hour rate current (17.5A based on 70Ah) for 2.5 hours, leave it at 0±2℃ for more than 12 hours.

이후 정전압 14.4V±0.1V으로 충전하여 충전 10분때 전류를 측정한다. After that, charge it with a constant voltage of 14.4V±0.1V and measure the current at 10 minutes of charging.

시험결과, 전지전도도 및 충전 효율이 높아 개선품이 종래품 대비 10분 정도에 전류가 15% 증대되었음을 알 수 있었다.As a result of the test, it was found that the improved product increased the current by 15% in about 10 minutes compared to the conventional product due to high battery conductivity and charging efficiency.

구분division 시간hour 종래품conventional products 개선품improvement




충전수입성





chargeability
1분1 minute 27.2527.25 28.1728.17
2분2 minutes 24.2124.21 25.3825.38 3분3 minutes 22.1422.14 23.8323.83 4분4 minutes 21.2521.25 22.9222.92 5분5 minutes 20.1120.11 21.8321.83 6분6 minutes 19.3519.35 20.8420.84 7분7 minutes 18.7418.74 19.1619.16 8분8 minutes 17.6817.68 18.3918.39 9분9 minutes 17.0417.04 18.6718.67 10분10 minutes 16.4316.43 18.8918.89

유기합성 단섬유는 전지 활물질의 기계적 강도를 증가시킬 목적으로, 활물질에 첨가하게 된다. The organic synthetic short fibers are added to the active material for the purpose of increasing the mechanical strength of the battery active material.

재질은 전해액인 황산수용액에 대한 내산성을 고려하여, 폴리프로필렌이나 폴리에스테르 및 모드아크릴계열이 사용되고 있다. As for the material, polypropylene, polyester, and modacrylic series are used in consideration of acid resistance to an aqueous sulfuric acid solution, which is an electrolyte.

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. The organic synthetic short fibers used have a circular cross section, which is the specification of conventional synthetic short fibers produced by direct spinning, have a fineness of 2 to 5 denier (diameter is about 12 to 20 micrometers), and have a length of 2 to is 10 millimeters.

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. The amount added during mixing is 0.1 to 0.5 wt%, which improves the mechanical strength of the final electrode active material, thereby suppressing the destruction of the structure of the active material due to contraction and expansion of the active material due to vibration and charging/discharging.

그러나, 상기 유기합성 단섬유의 경우, 갈수록 높은 기초 성능을 요구하는 환경에서는 성능 제공에 문제점이 발생하게 되었다.However, in the case of the organic synthetic short fibers, there is a problem in providing performance in an environment that requires increasingly high basic performance.

따라서, 본 발명에서는 이를 개선하기 위하여 전기 전도도가 우수한 고전도성 슈왈차이트를 사용하게 된 것이다.Therefore, in the present invention, in order to improve this, a high-conductivity Schwarzite having excellent electrical conductivity is used.

이러한 고전도성 슈왈차이트는 도 2와 같이, 중공 형상으로 인하여 극판 내부까지 전해액의 침투를 용이하게 하여 전기적 반응 면적을 증가시키고, 기공활성화와 황산과의 반응 면적을 기존의 화이버보다 증대시킴으로써, 고출력 및 기대 수명 향상을 가져올 수 있게 되어 최종적으로 전지의 기초성능 및 수명을 향상시키는 것이다.As shown in FIG. 2, the high-conductivity Schwarzite increases the electrical reaction area by facilitating the penetration of the electrolyte to the inside of the electrode plate due to its hollow shape, and by increasing the pore activation and reaction area with sulfuric acid compared to the conventional fiber, high output and It is possible to bring about an improvement in the life expectancy, and ultimately, the basic performance and lifespan of the battery are improved.

따라서, 상기한 특성을 지니는 고전도성 슈왈차이트를 본 발명에서 도입하게 된 것이며, 음극 활물질에 첨가제로 고전도성 슈왈차이트를 사용함으로써, 활물질의 반응면적의 극대화와 전기 전도도를 증가시키는 효과를 제공하게 된다.Therefore, the high-conductivity Schwarzite having the above characteristics was introduced in the present invention, and by using the high-conductivity Schwarzite as an additive in the negative active material, the effect of maximizing the reaction area of the active material and increasing the electrical conductivity is provided. will do

이에 대한 실험 자료는 후술하도록 하겠다.Experimental data for this will be described later.

2) 가속 수명 시험(SAE J2801)2) Accelerated life test (SAE J2801)

납축전지를 75℃ 수조에서 약 1주일 동안 일반적인 차량 조건과 유사하게 34회 충/방전 싸이클이 진행한다. The lead-acid battery is subjected to 34 charge/discharge cycles in a 75°C water bath for about one week, similar to general vehicle conditions.

34회 싸이클 실시 후 200A로 10초 방전하여 7.2V 이상 유지가 되면 다시 34회 싸이클을 진행하는 방식으로 수명 시험을 진행한다. After performing 34 cycles, discharge at 200A for 10 seconds and when it maintains 7.2V or higher, proceed with the life test in such a way that the cycle is repeated 34 times.

또한, 싸이클 중 충전전류가 15A 이상 올라가거나 방전 전압이 12.0V 이하로 떨어지면 시험을 중단한다.Also, if the charging current rises more than 15A or the discharge voltage falls below 12.0V during the cycle, the test is stopped.

하기 표2는 SAE J2801 시험을 실시한 결과이며, 34회 충/방전 싸이클 마다 200A로 10초 방전 시 전압을 나타내었다.Table 2 below shows the results of the SAE J2801 test, and shows the voltage when discharging at 200A for 10 seconds every 34 charge/discharge cycles.

사이클cycle 슈왈차이트 0 중량부Schwarzite 0 parts by weight 슈왈차이트 0.3 중량부Schwarzite 0.3 parts by weight 슈왈차이트 0.6 중량부Schwarzite 0.6 parts by weight 슈왈차이트 0.9 중량부Schwarzite 0.9 parts by weight 슈왈차이트 1.2 중량부Schwarzite 1.2 parts by weight 3434 11.8211.82 11.8311.83 11.8511.85 11.8711.87 11.8911.89 6868 11.7611.76 11.7711.77 11.8011.80 11.8311.83 11.8711.87 102102 11.7211.72 11.7311.73 11.7811.78 11.8011.80 11.8411.84 136136 11.6911.69 11.7111.71 11.7611.76 11.7911.79 11.8211.82 170170 11.6511.65 11.6811.68 11.7411.74 11.7711.77 11.8011.80 204204 11.5511.55 11.6111.61 11.6911.69 11.7011.70 11.7611.76 238238 11.4311.43 11.4511.45 11.6011.60 11.6311.63 11.7011.70 272272 7.2 이하7.2 or less 7.2 이하7.2 or less 11.4911.49 11.5511.55 11.6511.65 306306 7.2 이하7.2 or less 11.5011.50 11.5511.55 340340 7.2 이하7.2 or less 7.2 이하7.2 or less

상기 표 2와 같이, 시험결과, 고전도성 슈왈차이트가 첨가되지 않을 경우와 0.3 중량부 첨가시에는 수명은 238 사이클이지만, 0.6 중량부 첨가시에는 수명은 272 사이클이며, 0.9 중량부 첨가시에는 수명은 306 사이클로 28.5%의 수명 향상을 제공할 수 있게 되었다.As shown in Table 2, the test results show that the lifespan is 238 cycles when high-conductivity Schwarzite is not added and when 0.3 parts by weight is added, but when 0.6 parts by weight is added, the lifespan is 272 cycles, and when 0.9 parts by weight is added, the lifespan is 238 cycles. Life is now capable of providing a 28.5% life improvement at 306 cycles.

그러나, 상기 0.9 중량부를 초과하는 고전도성 슈왈차이트를 첨가하여도 수명은 306 사이클에서 더 증가하지 않음을 알 수 있어 이에 따라 0 중량부 ~ 10 중량부 중에서 가장 최적의 범위는 0.6 ~ 0.9 중량부가 되므로 상기한 범위 내에서 첨가하는 것이 바람직하다.However, it can be seen that the lifespan does not further increase at 306 cycles even when the high-conductivity Schwarzite is added in excess of 0.9 parts by weight. Accordingly, the most optimal range from 0 parts by weight to 10 parts by weight is 0.6 to 0.9 parts by weight. Therefore, it is preferable to add within the above range.

이는 활물질간 전기 전도도가 향상되어 전기저항이 낮아지고, 반응 표면적이 증가되었기 때문에 충전효율이 상승되면서 활물질에 누적되는 설페이션 함량이 감소되어 나타난 결과로 보여진다.This is seen as a result of the decrease in the amount of sulfate accumulated in the active material as the charging efficiency is increased because the electrical conductivity between the active materials is improved, the electrical resistance is lowered, and the reaction surface area is increased.

즉, 종래품 대비 수명에서 28.5% 향상 효과를 보임으로써, 고전도성 슈왈차이트의 첨가가 수명 증가에 대한 긍정적인 영향을 주었음을 알 수 있었다.That is, by showing a 28.5% improvement in lifespan compared to conventional products, it was found that the addition of high-conductivity Schwarzite had a positive effect on the increase in lifespan.

상기와 같은 제조 방법을 통해, 슈왈차이트를 첨가하여 기공활성화와 황산과의 반응면적 증대 및 음극 활물질의 내부 전기전도도를 증대시켜 납축전지의 기초성능 및 충전 효율을 증대시키는 효과를 제공하게 된다.Through the above-described manufacturing method, the addition of Schwarzite activates pores and increases the reaction area with sulfuric acid, and increases the internal electrical conductivity of the negative active material, thereby providing the effect of increasing the basic performance and charging efficiency of the lead-acid battery.

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. Those skilled in the art to which the present invention of the above contents pertain will be able to understand that the present invention may be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all aspects and not restrictive.

S100 : 슈왈차이트혼합단계
S200 : 자연숙성및건조단계
S100: Schwarzite mixing step
S200: Natural aging and drying stage

Claims (5)

슈왈차이트를 이용한 납축전지용 음극 활물질 제조 방법에 있어서,
납축전지의 음극 활물질 혼합공정에서,
연분, 황산, 및 음극에 따른 첨가제를 배합할 시, 슈왈차이트 분말을 첨가해 혼합하여 음극 활물질 안에 분포하게 하기 위한 슈왈차이트혼합단계(S100);와
슈왈차이트가 포함된 음극 활물질을 납으로 제작된 기판에 도포한 후, 대기 중에서 자연 숙성 및 건조시키기 위한 자연숙성및건조단계(S200);를 포함하는 것을 특징으로 하며,
상기 슈왈차이트혼합단계(S100)에서,
슈왈차이트 분말을 첨가하여 기공활성화와 황산과의 반응면적 증대 및 음극 활물질의 내부 전기전도도를 증대시켜 납축전지의 기초성능 및 충전 효율을 증대시키는 것을 특징으로 하며,
슈왈차이트 분말을 첨가하지 않은 수명인 238 사이클에서 슈왈차이트 분말 첨가시 수명이 306 사이클로 28.5%의 수명 향상을 제공할 수 있는 것을 특징으로 하며,
충전수입성이 16.43A에서 18.89A로 15% 증대되는 것을 특징으로 하며,
상기 슈왈차이트혼합단계(S100)는,
음극 활물질 총 중량부에 대하여 연분 80 ~ 83 중량부, 황산 5 ~ 10 중량부, 물 10 ~ 15 중량부, 음극첨가제 1 ~ 3 중량부를 배합하는 기초음극활물질배합단계;와
상기 기초음극활물질배합단계에서 배합된 혼합물에 혼합물 총 중량부 대비 슈왈차이트 분말 0.6 ~ 0.9 중량부를 첨가하여 55 ~ 75도의 온도에서 교반하여 75 ~ 80g/in3 밀도의 음극 활물질을 수득하기 위한 슈왈차이트첨가음극활물질획득단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 슈왈차이트를 이용한 납축전지용 음극 활물질 제조 방법.

In the method for producing a negative active material for a lead-acid battery using Schwarzent,
In the negative active material mixing process of the lead acid battery,
When mixing smoke, sulfuric acid, and additives according to the negative electrode, a Schwarzite mixing step (S100) for adding and mixing Schwarzite powder and distributing it in the negative electrode active material; and
After applying the anode active material containing Schwarzite to the substrate made of lead, natural aging and drying step (S200) for natural aging and drying in the atmosphere; characterized in that it comprises;
In the Schwarzite mixing step (S100),
It is characterized in that the basic performance and charging efficiency of lead-acid batteries are increased by adding Schwarzite powder to activate pores and increase the reaction area with sulfuric acid, and increase the internal electrical conductivity of the negative electrode active material,
It is characterized in that it can provide a lifespan improvement of 28.5% with a lifespan of 306 cycles when the Schwarzite powder is added from 238 cycles, which is a lifespan without the addition of Schwarzite powder,
It is characterized in that the chargeability is increased by 15% from 16.43A to 18.89A,
The Schwarzite mixing step (S100) is,
A basic negative active material mixing step of mixing 80 to 83 parts by weight of smoke, 5 to 10 parts by weight of sulfuric acid, 10 to 15 parts by weight of water, and 1 to 3 parts by weight of a negative electrode additive based on the total weight of the negative active material; and
To the mixture formulated in the basic negative electrode active material mixing step, 0.6 to 0.9 parts by weight of Schwarzite powder based on the total weight of the mixture is added and stirred at a temperature of 55 to 75 degrees to obtain a negative active material having a density of 75 to 80 g/in3. A method for producing an anode active material for a lead-acid battery using Schwarzite, characterized in that it comprises;

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