KR102580194B1 - Electrode plate manufacturing method for lead-acid battery with increased active material adhesion and improved electrical conductivity by applying a conductive paste nonwoven fabric with added graphite - Google Patents

Electrode plate manufacturing method for lead-acid battery with increased active material adhesion and improved electrical conductivity by applying a conductive paste nonwoven fabric with added graphite Download PDF

Info

Publication number
KR102580194B1
KR102580194B1 KR1020210094509A KR20210094509A KR102580194B1 KR 102580194 B1 KR102580194 B1 KR 102580194B1 KR 1020210094509 A KR1020210094509 A KR 1020210094509A KR 20210094509 A KR20210094509 A KR 20210094509A KR 102580194 B1 KR102580194 B1 KR 102580194B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
conductive paste
graphite
active material
added
lead
Prior art date
Application number
KR1020210094509A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20230013580A (en
Inventor
최석모
김진구
윤종민
Original Assignee
한국앤컴퍼니 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국앤컴퍼니 주식회사 filed Critical 한국앤컴퍼니 주식회사
Priority to KR1020210094509A priority Critical patent/KR102580194B1/en
Publication of KR20230013580A publication Critical patent/KR20230013580A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102580194B1 publication Critical patent/KR102580194B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/14Electrodes for lead-acid accumulators
    • H01M4/16Processes of manufacture
    • H01M4/20Processes of manufacture of pasted electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624Electric conductive fillers
    • H01M4/625Carbon or graphite
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411Organic material
    • H01M50/414Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/44Fibrous material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/46Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

본 발명은 흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포를 적용하여 활물질 접착력 증가 및 전기 전도도를 향상시킨 납축전지용 극판 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 불규칙한 크기의 흑연 입자가 첨가된 도전성 페이스트를 부직포 표면에 딥핑하여 제작한 부직포를 그리드에 도포된 활물질 표면에 압착시켜 부착한 극판을 포함시켜 납축전지를 제조함으로써, 납축전지의 전기 전도도 향상 및 활물질의 접착력을 향상시키게 되어 이에 따라 납축전지의 기초성능(CCA) 향상 및 조기 수명 종지를 개선할 수 있는 흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포를 적용하여 활물질 접착력 증가 및 전기 전도도를 향상시킨 납축전지용 극판 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명을 통해, 흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포를 사용함으로써, 전기 전도도 향상을 통한 납축전지의 기초성능(CCA) 향상 및 조기 수명 종지를 개선할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
The present invention relates to a method of manufacturing an electrode plate for a lead acid battery that increases adhesion to active materials and improves electrical conductivity by applying a conductive paste nonwoven fabric to which graphite has been added. More specifically, a conductive paste to which irregularly sized graphite particles have been added is applied to the surface of the nonwoven fabric. By manufacturing a lead-acid battery by including an electrode plate attached by pressing the non-woven fabric produced by dipping to the surface of the active material applied to the grid, the electrical conductivity of the lead-acid battery and the adhesion of the active material are improved, thereby improving the basic performance (CCA) of the lead-acid battery. ) It relates to a method of manufacturing electrode plates for lead acid batteries that increases active material adhesion and improves electrical conductivity by applying a conductive paste non-woven fabric with added graphite, which can improve the lifespan and early end of life.
Through the present invention, by using a conductive paste nonwoven fabric to which graphite is added, the effect of improving the basic performance (CCA) of a lead acid battery and early end of life by improving electrical conductivity is provided.

Description

흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포를 적용하여 활물질 접착력 증가 및 전기 전도도를 향상시킨 납축전지용 극판 제조 방법{Electrode plate manufacturing method for lead-acid battery with increased active material adhesion and improved electrical conductivity by applying a conductive paste nonwoven fabric with added graphite}Electrode plate manufacturing method for lead-acid battery with increased active material adhesion and improved electrical conductivity by applying a conductive paste nonwoven fabric with added graphite}

본 발명은 흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포를 적용하여 활물질 접착력 증가 및 전기 전도도를 향상시킨 납축전지용 극판 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 불규칙한 크기의 흑연 입자가 첨가된 도전성 페이스트를 부직포 표면에 딥핑하여 제작한 부직포를 그리드에 도포된 활물질 표면에 압착시켜 부착한 극판을 포함시켜 납축전지를 제조함으로써, 납축전지의 전기 전도도 향상 및 활물질의 접착력을 향상시키게 되어 이에 따라 납축전지의 기초성능(CCA) 향상 및 조기 수명 종지를 개선할 수 있는 흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포를 적용하여 활물질 접착력 증가 및 전기 전도도를 향상시킨 납축전지용 극판 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an electrode plate for a lead acid battery that increases adhesion to active materials and improves electrical conductivity by applying a conductive paste nonwoven fabric to which graphite has been added. More specifically, a conductive paste to which irregularly sized graphite particles have been added is applied to the surface of the nonwoven fabric. By manufacturing a lead-acid battery by including an electrode plate attached by pressing the non-woven fabric produced by dipping to the surface of the active material applied to the grid, the electrical conductivity of the lead-acid battery and the adhesion of the active material are improved, thereby improving the basic performance (CCA) of the lead-acid battery. ) It relates to a method of manufacturing electrode plates for lead acid batteries that increases active material adhesion and improves electrical conductivity by applying a conductive paste non-woven fabric with added graphite, which can improve the lifespan and early end of life.

현재 납축전지 활물질 메커니즘은 활물질에 물리적 강도 및 황산과의 반응 표면적 확보를 위하여 폴리에스터 계열 화이버를 첨가하고 있다.Currently, the lead acid battery active material mechanism adds polyester-based fiber to the active material to secure physical strength and a 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, polyester-based fibers with a fineness of 0.8 to 5 denier and a length of 1 to 10 mm are added to the lead acid battery active material, and these 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 added typically have a circular cross-section and are about 2 to 10 mm in length.

유기합성 단섬유의 성분은 내산성 및 내산화성이 우수한 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 모드아크릴 계열이 주종을 이루고 있다.The ingredients 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, Korean Patent Registration No. 10-0603908, “electrode plate for storage battery and method for manufacturing the same,” is to manufacture an electrode plate by attaching fiber-reinforced paper by applying pressure so that fiber filaments are embedded on the surface of the active material and filling the uneven portions of the surface with the active material. Disclose the method.

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 conventional Korean registered patent relates to "electrode plates for storage batteries and their manufacturing method," in which an active material with electrochemical activity is applied to 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 attaching or pressing step, pressure is applied so that the fiber filaments of the fiber-reinforced paper are embedded to a certain depth, and the surface irregularities of the fiber-reinforced paper are filled with the active material to increase the bonding surface area, thereby preventing the active material from being detached from the substrate. Technology that improves the initial high-rate discharge characteristics of the electrode plate due to the porosity of the fiber-reinforced paper and extends the life of the storage battery by retaining and supporting the active material due to the stable support and acid resistance of the fiber filament structure of the fiber-reinforced paper. It's 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. Until now, lead (Pb)-calcium (Ca)-tin (Sn) alloy has been used as the grid alloy for lead acid batteries, but this alloy composition alone cannot sufficiently respond to the harsh operating environment (high temperature and overcharge phenomenon), leading to corrosion or corrosion of the grid. It has been pointed out as a problem that the lifespan of lead acid batteries is shortening due to deformation due to growth.

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

한편, 종래의 납축전지의 활물질은 일반적으로 연분(鉛粉)과 황산수용액을 기본으로 하며, 양극과 음극 특성에 따라서 기타 첨가제를 배합한 후, 혼합하여 활물질을 만든다. Meanwhile, the active materials of conventional lead acid batteries are generally based on lead powder and aqueous sulfuric acid solution, and other additives are mixed according to the characteristics of the anode and cathode and then mixed to make the active material.

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 process, which is a process of applying it to a substrate, and then goes through a maturation process and drying process depending on the positive/cathode characteristics, and then multiple sheets of prepared positive and negative electrode plates are alternately overlapped to prevent electrical short-circuiting between the electrode plates. For this purpose, a non-conductive separator is installed so that the positive electrode plate, negative electrode plate, and separator plate form a group of electrode plates.

극판군은 축전지 용량에 따라 여러 개가 직렬로 접속되어 전조안에 수용된다. Several groups of electrode plates are connected in series according to the capacity of the storage battery and accommodated in the cell.

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 received group of electrode plates undergoes a supercharged chemical process to obtain electrical properties. At this time, the active material of the positive plate is lead dioxide (PbO2), and due to its characteristics, countless fine particles of oxidized lead are combined, and the particles are rich in porosity. Electrolytes are allowed 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 electrode plate is spongy lead (Pb), which is also rich in porosity and reactivity, allowing the electrolyte to freely diffuse and penetrate.

이렇게 만들어진 제품은 비로소 시장에서 사용할 수 있게 되는 것이다.Only then can products made in this way become available on the market.

또한, 초충전 과정을 원활히 하며, 제품의 내구성을 향상시키기 위하여 극성별로 별도의 숙성 및 건조공정을 거치게 된다. In addition, to facilitate the initial charging process and improve the durability of the product, separate aging and drying processes are 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 plate is an important process that increases the durability of the product. The hot temperature of steam (approximately 70 ~ 100℃) and moisture (humidity of 99% or more) convert lead (Pb), a component of the active material, into lead oxide (lead oxide). Not only does it change it to PbO), but it also changes the crystal structure of the active material.

음극판은 별도 공정 없이 자연 상태에서 방치하면 숙성 및 건조를 동시에 할 수 있다. If the negative electrode plate is left in natural conditions without any additional processing, 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 achieved, the electrode plates stick together during the assembly process to form the electrode group, and the durability of the active material decreases due to the presence of moisture, so the active material embedded between the substrates easily falls off even with 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.As the number of charging and discharging of a lead-acid battery made through this process increases, the active material falls off the substrate more easily due to the reaction between lead and sulfuric acid, and the fallen active materials can no longer participate in the reaction, ultimately leading to the breakdown of the lead-acid battery. By degrading 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, there is a need for a manufacturing process that can improve the durability and performance of lead acid batteries in line with the current demand for high-performance lead acid batteries.

한편, 통상적으로 납축전지는 Grid에 활물질 도포 후, PET재질의 부직포 또는 종이 재질의 티슈 Paper를 활물질 표면에 압착하여 부착시킨다.Meanwhile, lead acid batteries are usually attached by applying the active material to the grid and then pressing non-woven PET or tissue paper onto the surface of the active material.

이는 Grid에 도포된 활물질이 Grid에서 탈락되지 않도록 지지하는 역할로만 사용되며, 이러한 활물질 지지대(부직포 또는 티슈 Paper)는 내산성, 내열성, 내산화성이 특징이다.This is used only to support the active material applied to the grid so that it does not fall off the grid, and this active material support (non-woven fabric or tissue paper) is characterized by acid resistance, heat resistance, and oxidation resistance.

하지만, 이러한 지지대는 Grid에 활물질 도포 시, 압착에 의해서만 활물질을 지지하고 있기 때문에 차량에 장착되어 사용할 경우에 사용자의 사용 조건, 환경 조건, 운행 조건에 따라 Grid에서의 활물질 탈락이 가속화되어 배터리의 용량 및 시동력 저하 또는 조기 수명 종지를 초래하는 원인이 되었다.However, since these supports only support the active material by compression when applying the active material to the grid, when mounted on a vehicle and used, the removal of the active material from the grid is accelerated depending on the user's usage conditions, environmental conditions, and driving conditions, leading to battery capacity loss. And it caused a decrease in starting power or premature end of life.

따라서, 내산성, 내열성, 내산화성 특성을 유지하면서도 납 축전지 내구성과 성능을 향상시킬 수 있는 제조 공정이 요구되고 있는 실정이다.Therefore, there is a need for a manufacturing process that can improve lead acid battery durability and performance while maintaining acid resistance, heat resistance, and oxidation resistance characteristics.

대한민국특허등록번호 제10-0483246호Republic of Korea Patent Registration No. 10-0483246

따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,Therefore, the present invention was devised to solve the above conventional problems,

본 발명의 목적은 불규칙한 크기의 흑연 입자가 첨가된 도전성 페이스트를 부직포 표면에 딥핑하여 제작한 부직포를 그리드에 도포된 활물질 표면에 압착시켜 부착한 극판을 포함시켜 납축전지를 제조함으로써, 납축전지의 전기 전도도 향상 및 활물질의 접착력을 향상시키게 되어 이에 따라 납축전지의 기초성능(CCA) 향상 및 조기 수명 종지를 개선할 수 있는 흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포를 적용하여 활물질 접착력 증가 및 전기 전도도를 향상시킨 납축전지용 극판 제조을 제공하고자 한다.The purpose of the present invention is to manufacture a lead-acid battery by including an electrode plate attached by pressing a non-woven fabric produced by dipping a conductive paste to which irregular-sized graphite particles are added to the surface of the non-woven fabric and pressing it to the surface of the active material applied to the grid, thereby improving the electricity of the lead-acid battery. Lead improves the adhesion of active materials and improves electrical conductivity by applying conductive paste non-woven fabric with added graphite, which improves the basic performance (CCA) of lead acid batteries and improves early end of life by improving conductivity and adhesion of active materials. We aim to provide manufacturing of electrode plates for storage batteries.

본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포를 적용하여 활물질 접착력 증가 및 전기 전도도를 향상시킨 납축전지용 극판 제조 방법은,In order to achieve the problem to be solved by the present invention, a method of manufacturing electrode plates for a lead acid battery in which the adhesion to the active material is increased and the electrical conductivity is improved by applying a conductive paste nonwoven fabric to which graphite is added according to an embodiment of the present invention is,

그리드에 활물질을 도포하는 활물질도포단계(S100);와Active material application step (S100) of applying the active material to the grid; and

PET 재질의 부직포를 불규칙한 크기의 흑연 입자가 첨가된 도전성 페이스트 액상에 딥핑(Deeping)하여 부직포 표면에 균일하게 도포시키기 위한 흑연도전성페이스트딥핑단계(S200);와Graphite conductive paste dipping step (S200) for uniformly applying PET nonwoven fabric to the surface of the nonwoven fabric by dipping it into a conductive paste liquid containing irregularly sized graphite particles;

상기 딥핑된 부직포를 상기 활물질이 도포된 그리드에 압착하여 부착시켜 도전성 페이스트에 첨가된 불규칙한 크기의 흑연 입자들이 활물질에 파고들게 하기 위한 흑연첨가부직포부착단계(S300);와A graphite-added nonwoven fabric attachment step (S300) for pressing and attaching the dipped nonwoven fabric to the grid on which the active material is applied so that the irregularly sized graphite particles added to the conductive paste penetrate into the active material;

상기 흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포가 부착된 그리드를 건조기에 투입하여 고온에서 건조시켜 흑연이 첨가된 도전성 페이스트가 활물질과 부직포 간의 접착력을 증가시킨 납축전지의 극판을 제조하기 위한 흑연도전성페이스트고온경화단계(S400);를 포함함으로써, 본 발명의 과제를 해결하게 된다.A graphite conductive paste high-temperature curing step for manufacturing a lead acid battery electrode plate in which the graphite-added conductive paste increases the adhesion between the active material and the nonwoven fabric by putting the grid attached to the graphite-added conductive paste nonwoven fabric in a dryer and drying it at high temperature. By including (S400);, the problem of the present invention is solved.

본 발명인 흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포를 적용하여 활물질 접착력 증가 및 전기 전도도를 향상시킨 납축전지용 극판 제조 방법을 통해, 불규칙한 크기의 흑연 입자가 첨가된 도전성 페이스트를 부직포 표면에 딥핑하여 제작한 부직포를 그리드에 도포된 활물질 표면에 압착시켜 부착한 극판을 포함시켜 납축전지를 제조함으로써, 납축전지의 전기 전도도 향상 및 활물질의 접착력을 향상시키게 된다.Through the present inventor's method of manufacturing electrode plates for lead acid batteries, which increases active material adhesion and improves electrical conductivity by applying the conductive paste nonwoven fabric to which graphite is added, a nonwoven fabric produced by dipping a conductive paste to which irregularly sized graphite particles are added onto the surface of the nonwoven fabric is produced. By manufacturing a lead-acid battery by including an electrode plate attached by pressing to the surface of the active material applied to the grid, the electrical conductivity of the lead-acid battery is improved and the adhesion of the active material is improved.

또한, 흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포를 사용함으로써, 전기 전도도 향상을 통한 납축전지의 기초성능(CCA) 향상 및 조기 수명 종지를 개선할 수 있는 효과를 제공하게 된다.In addition, by using a conductive paste non-woven fabric with added graphite, the basic performance (CCA) of the lead acid battery is improved through improved electrical conductivity and the effect of improving early end of life is provided.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포를 적용하여 활물질 접착력 증가 및 전기 전도도를 향상시킨 납축전지용 극판 제조 방법의 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포를 적용하여 활물질 접착력 증가 및 전기 전도도를 향상시킨 납축전지용 극판 제조 방법에 의해 제조된 극판 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포를 적용하여 활물질 접착력 증가 및 전기 전도도를 향상시킨 납축전지용 극판 제조 방법에서 제조된 극판이 적용된 개선품과 종래품를 비교한 기초 성능 평가 결과 그래프 도면이다.
Figure 1 is a process diagram of a method of manufacturing an electrode plate for a lead acid battery in which the adhesion to the active material and the electrical conductivity are improved by applying a conductive paste nonwoven fabric to which graphite is added according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a conceptual diagram of an electrode plate manufactured by a method of manufacturing an electrode plate for a lead acid battery in which the adhesion to the active material and the electrical conductivity were improved by applying a conductive paste nonwoven fabric to which graphite was added according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a basis for comparing an improved product and a conventional product using an electrode plate manufactured in a method of manufacturing an electrode plate for a lead acid battery in which the adhesion to the active material and the electrical conductivity were improved by applying a conductive paste nonwoven fabric to which graphite was added according to an embodiment of the present invention. This is a graph of the performance evaluation results.

본 발명의 일실시예에 따른 흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포를 적용하여 활물질 접착력 증가 및 전기 전도도를 향상시킨 납축전지용 극판 제조 방법은,A method of manufacturing electrode plates for lead acid batteries that increases active material adhesion and improves electrical conductivity by applying a conductive paste nonwoven fabric to which graphite is added according to an embodiment of the present invention,

그리드에 활물질을 도포하는 활물질도포단계(S100);와Active material application step (S100) of applying the active material to the grid; and

PET 재질의 부직포를 불규칙한 크기의 흑연 입자가 첨가된 도전성 페이스트 액상에 딥핑(Deeping)하여 부직포 표면에 균일하게 도포시키기 위한 흑연도전성페이스트딥핑단계(S200);와Graphite conductive paste dipping step (S200) for uniformly applying PET nonwoven fabric to the surface of the nonwoven fabric by dipping it into a conductive paste liquid containing irregularly sized graphite particles;

상기 딥핑된 부직포를 상기 활물질이 도포된 그리드에 압착하여 부착시켜 도전성 페이스트에 첨가된 불규칙한 크기의 흑연 입자들이 활물질에 파고들게 하기 위한 흑연첨가부직포부착단계(S300);와A graphite-added nonwoven fabric attachment step (S300) for pressing and attaching the dipped nonwoven fabric to the grid on which the active material is applied so that the irregularly sized graphite particles added to the conductive paste penetrate into the active material;

상기 흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포가 부착된 그리드를 건조기에 투입하여 고온에서 건조시켜 흑연이 첨가된 도전성 페이스트가 활물질과 부직포 간의 접착력을 증가시킨 납축전지의 극판을 제조하기 위한 흑연도전성페이스트고온경화단계(S400);를 포함하는 것을 특징으로 한다.A graphite conductive paste high-temperature curing step for manufacturing a lead acid battery electrode plate in which the graphite-added conductive paste increases the adhesion between the active material and the nonwoven fabric by putting the grid attached to the graphite-added conductive paste nonwoven fabric in a dryer and drying it at high temperature. (S400);

이때, 상기 흑연도전성페이스트고온경화단계(S400)에서,At this time, in the graphite conductive paste high temperature curing step (S400),

고온의 온도는 300℃ ~ 400℃ 범위 내인 것을 특징으로 한다.The high temperature is characterized as being within the range of 300°C to 400°C.

이때, 상기 흑연도전성페이스트딥핑단계(S200)에서,At this time, in the graphite conductive paste dipping step (S200),

불규칙한 크기의 흑연 입자가 첨가된 도전성 페이스트를 PET 재질의 부직포 표면에 딥핑하여 제작하여 납축전지의 전기 전도도 향상 및 활물질의 접착력을 향상시킴으로써, 납축전지의 저온 시동력 및 고온 내구성을 향상시키는 것을 특징으로 한다.It is manufactured by dipping a conductive paste containing irregularly sized graphite particles onto the surface of a PET non-woven fabric to improve the electrical conductivity of the lead acid battery and the adhesion of the active material, thereby improving the low-temperature starting ability and high-temperature durability of the lead-acid battery. do.

이때, 상기 흑연 입자가 첨가된 도전성 페이스트는,At this time, the conductive paste to which the graphite particles are added is,

실리콘계의 고분자 재료인 규소-산소 결합을 골격으로 한 실록산결합체(Si-O-Si)와 전도성 충전제로 실버 금속 분말 및 0.075 ~ 2mm 범위 내의 입자 크기를 가지는 흑연을 사용하여 제조된 액상물인 것을 특징으로 한다.It is characterized as a liquid product manufactured using siloxane conjugate (Si-O-Si), a silicon-based polymer material, with silicon-oxygen bond as the skeleton, silver metal powder as a conductive filler, and graphite with a particle size in the range of 0.075 to 2 mm. do.

이때, 본 발명의 제조 방법에 의해, 흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포를 적용한 납축전지용 극판을 포함하고 있는 납축전지를 제공할 수 있게 된다.At this time, by the manufacturing method of the present invention, it is possible to provide a lead acid battery including an electrode plate for a lead acid battery to which a conductive paste nonwoven fabric to which graphite has been added is applied.

이때, 상기 흑연도전성페이스트고온경화단계(S400)에서,At this time, in the graphite conductive paste high temperature curing step (S400),

상온에서 12시간 동안 건조한 다음 건조기 내에서 200℃로 1시간 동안 예열처리(pre heat-treatment)하되,Dry at room temperature for 12 hours and then pre-heat-treat for 1 hour at 200°C in a dryer.

최종적으로 건조기 내에서 300℃ ~ 400℃ 범위내에서 1시간 동안 열처리함으로써 균열 및 기공이 없으며, 극판과 흑연이 포함된 도전성 페이스트 간의 안정적인 결합이 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.Finally, heat treatment is performed in a dryer within the range of 300°C to 400°C for 1 hour to ensure that there are no cracks or pores and that stable bonding between the electrode plate and the conductive paste containing graphite is possible.

이하, 본 발명에 의한 흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포를 적용하여 활물질 접착력 증가 및 전기 전도도를 향상시킨 납축전지용 극판 제조 방법의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a method for manufacturing an electrode plate for a lead acid battery in which the adhesion to the active material and the electrical conductivity are improved by applying the graphite-added conductive paste nonwoven fabric according to the present invention will be described in detail through an example.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포를 적용하여 활물질 접착력 증가 및 전기 전도도를 향상시킨 납축전지용 극판 제조 방법의 공정도이다.Figure 1 is a process diagram of a method of manufacturing an electrode plate for a lead acid battery in which the adhesion to the active material and the electrical conductivity are improved by applying a conductive paste nonwoven fabric to which graphite is added according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명인 흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포를 적용하여 활물질 접착력 증가 및 전기 전도도를 향상시킨 납축전지용 극판 제조 방법은, As shown in Figure 1, the present invention's method of manufacturing electrode plates for lead-acid batteries by applying the graphite-added conductive paste nonwoven fabric to increase active material adhesion and improve electrical conductivity is as follows:

그리드에 활물질을 도포하는 활물질도포단계(S100);와Active material application step (S100) of applying the active material to the grid; and

PET 재질의 부직포를 불규칙한 크기의 흑연 입자가 첨가된 도전성 페이스트 액상에 딥핑(Deeping)하여 부직포 표면에 균일하게 도포시키기 위한 흑연도전성페이스트딥핑단계(S200);와Graphite conductive paste dipping step (S200) for uniformly applying PET nonwoven fabric to the surface of the nonwoven fabric by dipping it into a conductive paste liquid containing irregularly sized graphite particles;

상기 딥핑된 부직포를 상기 활물질이 도포된 그리드에 압착하여 부착시켜 도전성 페이스트에 첨가된 불규칙한 크기의 흑연 입자들이 활물질에 파고들게 하기 위한 흑연첨가부직포부착단계(S300);와A graphite-added nonwoven fabric attachment step (S300) for pressing and attaching the dipped nonwoven fabric to the grid on which the active material is applied so that the irregularly sized graphite particles added to the conductive paste penetrate into the active material;

상기 흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포가 부착된 그리드를 건조기에 투입하여 고온에서 건조시켜 흑연이 첨가된 도전성 페이스트가 활물질과 부직포 간의 접착력을 증가시킨 납축전지의 극판을 제조하기 위한 흑연도전성페이스트고온경화단계(S400);를 포함하게 된다.A graphite conductive paste high-temperature curing step for manufacturing a lead acid battery electrode plate in which the graphite-added conductive paste increases the adhesion between the active material and the nonwoven fabric by putting the grid attached to the graphite-added conductive paste nonwoven fabric in a dryer and drying it at high temperature. (S400); is included.

본 발명은 불규칙한 크기의 흑연 입자가 첨가된 도전성 페이스트를 부직포 표면에 딥핑하여 제작한 부직포를 그리드에 도포된 활물질 표면에 압착시켜 부착한 극판을 포함시켜 납축전지를 제조함으로써, 납축전지의 전기 전도도 향상 및 활물질의 접착력을 향상시키게 되어 이에 따라 납축전지의 기초성능(CCA) 향상 및 조기 수명 종지를 개선하는 것이다.The present invention improves the electrical conductivity of a lead-acid battery by manufacturing a lead-acid battery by including an electrode plate attached by pressing a non-woven fabric produced by dipping a conductive paste to which irregular-sized graphite particles are added onto the surface of the non-woven fabric and pressing it to the surface of the active material applied to the grid. And the adhesion of the active material is improved, thereby improving the basic performance (CCA) of the lead acid battery and improving its early lifespan.

즉, 흑연을 첨가한 도전성 페이스트를 적용함으로써, 활물질의 접착력을 향상시키며, 도전성 페이스트를 적용하기에 활물질 내의 전기 전도도 향상, 전자를 받아드릴 수 있는 능력을 향상시킬 수가 있게 된다. In other words, by applying a conductive paste containing graphite, the adhesion of the active material can be improved, and by applying a conductive paste, the electrical conductivity within the active material can be improved and the ability to accept electrons can be improved.

결과적으로 전기 전도도 향상을 통한 납축전지의 기초성능(CCA) 향상 및 조기 수명 종지를 개선하는 것을 실험을 통해 확인하였다.As a result, it was confirmed through experiments that the basic performance (CCA) of the lead acid battery was improved and the early end of life was improved by improving electrical conductivity.

또한, 납축전지의 고장 원인은 사용 중에 부하의 종류와 관리하는 방법에 따라 좌우된다. Additionally, the cause of lead acid battery failure 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 active material sulphation, loss of electrode active material, anode lattice corrosion, separator damage, 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 installed in automobiles, active material sulphation is accelerated depending on operating conditions and battlefield usage load, and electrode plate active material falls off, resulting in premature termination of life.

따라서, 그리드에서의 활물질 탈락의 가속화를 저하시키는 것이 중요하다. Therefore, it is important to reduce the acceleration of active material dropping from the grid.

결론적으로 흑연이 첨가된 도전성 페이스트를 그리드의 활물질 표면에 경화시킴으로써, 활물질의 접착력을 향상시키고, 도전성 페이스트를 사용함으로써, 전기 전도도 향상을 제공하게 되어 주요 수명 종지 원인인 활물질 설페이션화 지연 및 활탈 문제를 개선하였다.In conclusion, by curing the graphite-added conductive paste on the surface of the active material of the grid, the adhesion of the active material is improved, and by using the conductive paste, electrical conductivity is improved, causing the problem of delayed sulphation and deactivation of the active material, which are the main causes of lifespan termination. has been improved.

상기와 같은 기능을 제공하기 위하여, 본 발명의 활물질도포단계(S100)는그리드에 활물질을 도포하게 되며, 흑연도전성페이스트딥핑단계(S200)를 통해 PET 재질의 부직포를 불규칙한 크기의 흑연 입자가 첨가된 도전성 페이스트 액상에 딥핑(Deeping)하여 부직포 표면에 균일하게 도포시키게 된다.In order to provide the above functions, the active material application step (S100) of the present invention applies the active material to the grid, and through the graphite conductive paste dipping step (S200), a nonwoven fabric made of PET is added with irregularly sized graphite particles. The conductive paste is evenly applied to the surface of the nonwoven fabric by dipping into the liquid.

이후, 흑연첨가부직포부착단계(S300)를 통해 상기 딥핑된 부직포를 상기 활물질이 도포된 그리드에 압착하여 부착시켜 도전성 페이스트에 첨가된 불규칙한 크기의 흑연 입자들이 활물질에 파고들게 함으로써, 활물질에 대한 지지력을 향상시키게 되는 것이다.Thereafter, through the graphite-added nonwoven fabric attachment step (S300), the dipped nonwoven fabric is pressed and attached to the grid on which the active material is applied, allowing irregularly sized graphite particles added to the conductive paste to penetrate into the active material, thereby increasing the support for the active material. It will improve.

이후, 흑연도전성페이스트고온경화단계(S400)를 통해 상기 흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포가 부착된 그리드를 건조기에 투입하여 고온에서 건조시켜 흑연이 첨가된 도전성 페이스트가 활물질과 부직포 간의 접착력을 증가시킨 납축전지의 극판을 제조하게 되는 것이다.Afterwards, through the graphite conductive paste high temperature curing step (S400), the grid to which the graphite-added conductive paste nonwoven fabric is attached is placed in a dryer and dried at high temperature, so that the graphite-added conductive paste increases the adhesion between the active material and the nonwoven fabric. The electrode plates of storage batteries are manufactured.

구체적으로, 상기 흑연도전성페이스트고온경화단계(S400)에서,Specifically, in the graphite conductive paste high temperature curing step (S400),

고온의 온도는 300℃ ~ 400℃ 범위 내인 것을 특징으로 한다.The high temperature is characterized as being within the range of 300°C to 400°C.

상기와 같은 범위 내에서 고온 처리를 수행하는 임계적 의의는 표 2에 도시한 바와 같이, 200℃ 정도에서의 수명은 종래 238 사이클보다 높지만, 20% 이하의 미비한 수명 연장 효과를 제공하고, 400℃를 초과하는 온도에서의 수명은 종래 238 사이클과 별반 차이가 없게 되는데, 이는 400℃ 초과의 고온에서 크랙이 발생하기 때문인 것으로 판단된다.The critical significance of performing high temperature treatment within the above range is that, as shown in Table 2, the lifespan at about 200°C is higher than the conventional 238 cycles, but it provides a slight lifespan extension effect of 20% or less, and at 400°C The lifespan at temperatures exceeding 238 cycles is not much different from the conventional 238 cycles, which is believed to be because cracks occur at high temperatures exceeding 400°C.

따라서, 상기한 온도 범위 내에서의 경화를 수행하는 것이 바람직하다.Therefore, it is desirable to carry out curing within the above-described temperature range.

한편, 상기 흑연도전성페이스트고온경화단계(S400)에서,Meanwhile, in the graphite conductive paste high temperature curing step (S400),

상온에서 12시간 동안 건조한 다음 건조기 내에서 200℃로 1시간 동안 예열처리(pre heat-treatment)하되,Dry at room temperature for 12 hours and then pre-heat-treat for 1 hour at 200°C in a dryer.

최종적으로 건조기 내에서 300℃ ~ 400℃ 범위내에서 1시간 동안 열처리함으로써 균열 및 기공이 없으며, 극판과 도전성 페이스트 간의 안정적인 결합이 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.Finally, heat treatment is performed in a dryer within the range of 300°C to 400°C for 1 hour to ensure that there are no cracks or pores and that a stable bond between the electrode plate and the conductive paste is possible.

이때, 상기 예열 처리 과정에서 200℃를 초과하게 되면 최종 열처리시에 도포되는 전도성 페이스트와 극판 간에 균열이 발생할 소지가 있으며, 상기한 온도 미만일 경우에는 극판 내 활물질과의 안정적인 결합이 불가능하기 때문에 상기한 온도를 준수하는 것이 바람직할 것이다.At this time, if the temperature exceeds 200°C during the preheating process, cracks may occur between the conductive paste applied during the final heat treatment and the electrode plate, and if the temperature is below the above temperature, stable bonding with the active material in the electrode plate is impossible. It would be desirable to observe the temperature.

이후, 최종적으로 건조기 내에서 300℃ ~ 400℃ 범위내에서 1시간 동안 열처리함으로써 균열 및 기공이 없으며, 극판과 도전성 페이스트 간의 안정적인 결합이 가능하도록 한다.Afterwards, it is finally heat treated in a dryer at a temperature of 300°C to 400°C for 1 hour to ensure that there are no cracks or pores and that a stable bond between the electrode plate and the conductive paste is possible.

이때, 400도를 초과하는 온도에서의 수명은 종래 238 사이클과 별반 차이가 없게 되는데, 이는 400도 초과의 고온에서 크랙이 발생하기 때문인 것으로 판단되므로 상기한 온도 범위 내에서 설정된 1시간 동안 건조 과정을 거쳐야 가장 최적의 수명 싸이클을 제공할 수가 있게 되는 것이다.At this time, the lifespan at temperatures exceeding 400 degrees is not much different from the conventional 238 cycles. This is believed to be because cracks occur at high temperatures exceeding 400 degrees, so the drying process is performed for 1 hour set within the above temperature range. Only then can the most optimal life cycle be provided.

한편, 본 발명의 흑연 입자가 첨가된 도전성 페이스트는,On the other hand, the conductive paste to which graphite particles of the present invention are added is,

실리콘계의 고분자 재료인 규소-산소 결합을 골격으로 한 실록산결합체(Si-O-Si)와 전도성 충전제로 실버 금속 분말 및 0.075 ~ 2mm 범위 내의 입자 크기를 가지는 흑연을 사용하여 제조된 액상물인 것을 특징으로 한다.It is characterized as a liquid product manufactured using siloxane conjugate (Si-O-Si), a silicon-based polymer material, with silicon-oxygen bond as the skeleton, silver metal powder as a conductive filler, and graphite with a particle size in the range of 0.075 to 2 mm. do.

상기한 제조 조건은 하기에서 좀 더 구체적으로 설명하도록 하겠다.The above manufacturing conditions will be described in more detail below.

위에서 상술한 바와 같이 본 발명의 효과를 파악하기 위해 종래의 그리드에 활물질을 도포한 후, 부직포를 활물질에 압착하여 부착시킨 극판과 본 발명에 의해 제조된 흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포(100)(도 2 참조)가 적용된 극판을 가지고 기초성능 및 수명시험을 하였다.As described above, in order to determine the effect of the present invention, the active material was applied to a conventional grid, and then the non-woven fabric was pressed and attached to the active material, and the graphite-added conductive paste nonwoven fabric (100) manufactured by the present invention was used. Basic performance and lifespan tests were conducted using an electrode plate to which (see Figure 2) was applied.

후술하는 종래품이라 함은, 출원인이 제조하는 납축전지(BX80)에 사용하는 활물질에 부직포를 포함한 극판을 이용하여 제조된 제품을 말하며, 개선품은 본 발명의 제조 방법을 통해 흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포가 적용된 납축전지용 극판을 포함하고 있는 제품을 말한다.The conventional products described below refer to products manufactured using electrode plates containing non-woven fabric as the active material used in the lead acid battery (BX80) manufactured by the applicant, and the improved products are conductive pastes with graphite added through the manufacturing method of the present invention. It refers to a product containing electrode plates for lead acid batteries to which non-woven fabric is applied.

또한, 후속 공정인 조립 및 기판에 전기 전도도를 부여하는 화성 등의 공정을 통해 최종적인 70Ah 용량(20시간율 용량)을 갖는 종래품(활물질에 부직포를 포함한 극판)과 개선품(흑연 도전성 페이스트 부직포를 적용한 납축전지용 극판)을 제작하였으며, 흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포가 포함된 극판의 효과를 입증하기 위하여 충전수입성과 50% DoD 내구성 시험을 진행하였다. In addition, through subsequent processes such as assembly and chemical conversion to impart electrical conductivity to the substrate, a conventional product (electrode plate containing non-woven fabric as an active material) and an improved product (graphite conductive paste non-woven fabric) with a final capacity of 70 Ah (20 hour rate capacity) are produced. An electrode plate for a lead-acid battery was manufactured, and charge acceptability and 50% DoD durability tests were conducted to prove the effectiveness of the electrode plate containing graphite-added conductive paste non-woven fabric.

1) 충전수입성 시험 (CA: Charge Acceptance test)1) Charge Acceptance test (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. A fully charged sample is discharged for 2.5 hours at room temperature (25±2℃) at a 5-hour rate current (17.5A based on 70Ah), and then left at 0±2℃ for more than 12 hours.

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

시험결과, 전기전도도 및 충전 효율이 높아 개선품이 종래품 대비 10분 정도에 전류가 40% 증대되었음을 알 수 있었다.As a result of the test, it was found that the improved product had high electrical conductivity and charging efficiency, increasing the current by 40% in about 10 minutes compared to the conventional product.

구분division 시간hour 종래품Conventional products 개선품improvement




충전수입성





Charge income
1분1 min 27.2527.25 28.9728.97
2분2 minutes 24.2124.21 27.9927.99 3분3 minutes 22.1422.14 27.2227.22 4분4 minutes 21.2521.25 26.9226.92 5분5 minutes 20.1120.11 25.8525.85 6분6 minutes 19.3519.35 24.9624.96 7분7 minutes 18.7418.74 24.4624.46 8분8 minutes 17.6817.68 23.6923.69 9분9 minutes 17.0417.04 23.6723.67 10분10 minutes 16.4316.43 22.9822.98

통상적으로 납축전지는 Grid에 활물질 도포 후, PET재질의 부직포 또는 종이 재질의 티슈 Paper를 활물질 표면에 압착하여 부착시킨다.Typically, lead acid batteries are attached by applying active material to the grid and then pressing non-woven PET or tissue paper onto the surface of the active material.

이는 Grid에 도포된 활물질이 Grid에서 탈락되지 않도록 지지하는 역할로만 사용되며, 이러한 활물질 지지대(부직포 or 티슈 Paper)는 내산성, 내열성, 내산화성이 특징이다.This is used only to support the active material applied to the grid so that it does not fall off the grid, and this active material support (non-woven fabric or tissue paper) is characterized by acid resistance, heat resistance, and oxidation resistance.

하지만, 이러한 지지대는 Grid에 활물질 도포 시, 압착에 의해서만 활물질을 지지하고 있기 때문에 차량에 장착되어 사용 시, 사용자의 사용 조건, 환경 조건, 운행 조건에 따라 Grid에서의 활물질 탈락이 가속화 되어 배터리의 용량 및 시동력 저하 또는 조기 수명 종지를 초래한다.However, since this support supports the active material only by compression when applying the active material to the grid, when it is installed and used in a vehicle, the removal of the active material from the grid is accelerated depending on the user's usage conditions, environmental conditions, and driving conditions, thereby reducing the battery capacity. And it causes a decrease in starting power or premature end of life.

그러나, 상기 방식의 경우, 갈수록 높은 기초 성능을 요구하는 환경에서는 성능 제공에 문제점이 발생하게 되었다.However, in the case of the above method, problems arose in providing performance in an environment that requires increasingly higher basic performance.

반면에, 본 발명에서는 이를 개선하기 위하여 활물질의 접착력이 우수하고, 전기 전도도가 우수한 흑연이 첨가된 도전성 페이스트가 형성된 부직포를 사용하게 된 것이다.On the other hand, in order to improve this problem, the present invention uses a non-woven fabric formed with a conductive paste to which graphite is added, which has excellent adhesion to the active material and excellent electrical conductivity.

따라서, 도전성 페이스트를 적용하여 활물질의 접착력을 향상시키고, 도전성 페이스트를 사용함으로써, 전기 전도도 향상을 통한 납축전지의 기초성능(CCA) 향상 및 조기 수명 종지를 개선하는 것이다.Therefore, by applying a conductive paste, the adhesion of the active material is improved, and by using a conductive paste, the basic performance (CCA) of the lead acid battery is improved and the early end of life is improved through improved electrical conductivity.

본 발명에서 사용되는 도전성 페이스트는 실리콘계의 고분자 재료의 바탕으로 규소-산소 결합을 골격으로 한 실록산결합(Si-O-Si)으로 되어있으며, 전도성 충전제로는 실버의 금속 분말 등이 사용된다.The conductive paste used in the present invention is a silicon-based polymer material based on a siloxane bond (Si-O-Si) with a silicon-oxygen bond as the skeleton, and silver metal powder is used as a conductive filler.

이는 내열성, 내산성, 내후성, 전기특성이 우수한 접착제로서 전도성 입자로 피착물끼리 서로 밀착시킴과 동시에 입자를 쇄상으로 연결시켜, 전도성 및 접착력이 나타난다.This is an adhesive with excellent heat resistance, acid resistance, weather resistance, and electrical properties. It uses conductive particles to bring adherends into close contact with each other, and at the same time connects the particles in chains, thereby exhibiting conductivity and adhesion.

그리고, 접착력을 좀 더 강화시키기 위하여 0.075 ~ 2mm 범위 내의 입자크기를 가지는 흑연을 사용하게 됨으로써, 그리드에 도포된 활물질 표면에 부착 및 압착하면서 도전성 페이스트에 첨가된 0.075 ~ 2mm 크기의 흑연 입자가 활물질을 파고들게 되므로 전도성 및 접착력을 더욱 상승시키게 되는 것이다.In order to further strengthen the adhesion, graphite with a particle size in the range of 0.075 ~ 2mm is used, so that the graphite particles of 0.075 ~ 2mm in size added to the conductive paste adhere to and compress the surface of the active material applied to the grid and attach to the active material. As it penetrates, conductivity and adhesion are further increased.

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 water bath at 75°C for approximately one week, similar to typical 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, the life test is conducted by discharging at 200A for 10 seconds, and if the voltage is maintained above 7.2V, the cycle is repeated 34 times.

또한, 싸이클 중 충전단계의 말기 전류가 15A 이상 올라가거나 휴지 시, 전압이 12.0V 이하 또는 매주 검증 단계에서 200A 방전 시, 전압이 7.2V 이하 시험을 중단한다. In addition, the test is stopped when the current at the end of the charging phase during the cycle rises above 15A or when the voltage falls below 12.0V during rest, or when the voltage falls below 7.2V during the weekly verification phase when discharging 200A.

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, showing the voltage when discharged at 200A for 10 seconds for every 34 charge/discharge cycles.

사이클cycle 페이스트 미적용Paste not applied 페이스트적용+예열처리미적용Apply paste + do not apply preheat treatment 페이스트 적용+예열처리적용+200도건조Apply paste + apply preheat treatment + dry at 200 degrees 페이스트 적용+예열처리적용+350도건조Apply paste + apply preheat treatment + dry at 350 degrees 페이스트 적용+예열처리적용+450도건조Apply paste + apply preheat treatment + dry at 450 degrees 3434 11.8211.82 11.8311.83 11.8511.85 11.8811.88 11.8211.82 6868 11.7611.76 11.7711.77 11.8011.80 11.8511.85 11.7011.70 102102 11.7211.72 11.7311.73 11.7811.78 11.8311.83 11.6211.62 136136 11.6911.69 11.7111.71 11.7611.76 11.7511.75 11.5911.59 170170 11.6511.65 11.6811.68 11.7411.74 11.7311.73 11.5011.50 204204 11.5511.55 11.6111.61 11.6911.69 11.7011.70 11.4211.42 238238 11.4311.43 11.4511.45 11.6011.60 11.6511.65 11.3011.30 272272 7.2 이하7.2 and below 7.2 이하7.2 and below 11.4911.49 11.6011.60 7.2 이하7.2 and below 306306 7.2 이하7.2 and below 11.5511.55 340340 11.5011.50 374374 11.4111.41 408408 7.2 이하7.2 and below

상기 표 2의 경우에는 도전성 페이스트 미적용시 수명은 238싸이클이고, 도전성 페이스트를 적용하였으나, 예열 처리 과정을 거치지 않을 경우에 수명도 238싸이클을 나타냈다.In the case of Table 2 above, when the conductive paste was not applied, the lifespan was 238 cycles, and when the conductive paste was applied but no preheating process was performed, the lifespan was also 238 cycles.

한편, 도전성 페이스트 적용 및 예열처리를 거쳤으나, 200도의 온도로 건조할 경우에 다소 수명이 238싸이클에서 272싸이클로 향상되었으나, 유의미한 향상은 아님을 확인하였다.Meanwhile, the conductive paste was applied and preheated, but when dried at a temperature of 200 degrees, the lifespan was slightly improved from 238 cycles to 272 cycles, but it was confirmed that the improvement was not significant.

그러나, 도전성 페이스트 적용 및 예열처리를 거치고, 350도의 온도로 건조 과정을 거치게 되니까 238싸이클에서 374 사이클로 57%의 수명 향상되었음을 알 수 있었다.However, by applying the conductive paste, preheating, and drying at a temperature of 350 degrees, it was found that the lifespan was improved by 57% from 238 cycles to 374 cycles.

따라서, 가장 바작직한 건조 온도는 300 ~ 400도 내의 350도 임을 알 수 있었다.Therefore, it was found that the most crispy drying temperature was 350 degrees within the range of 300 to 400 degrees.

한편, 도전성 페이스트 적용 및 예열처리를 거치고, 400도를 초과하는 450도의 온도로 건조 과정을 거치게 되니까 238싸이클로 회귀되었음을 알 수 있었으며, 이는 400℃ 초과의 아주 높은 고온에서 크랙이 발생하기 때문인 것으로 판단된다.Meanwhile, after applying the conductive paste, preheating, and drying at a temperature of 450 degrees, which exceeds 400 degrees, it was found that the cycle returned to 238. This is believed to be because cracks occur at very high temperatures exceeding 400 degrees. .

따라서, 상기한 온도 범위 내에서의 경화를 수행하는 것이 바람직하다.Therefore, it is desirable to carry out curing within the above-described temperature range.

3) 기초성능 시험(SAE CCA)3) Basic performance test (SAE CCA)

구분division 종래품Conventional products 개선품improvement SAE CCA 10sec, V (630A방전)SAE CCA 10sec, V (630A discharge) 7.4V7.4V 7.9V7.9V

상기 표 3과 도 3에 도시한 바와 같이, 기초성능 시험(SAE CCA)의 경우, 종래품의 경우, 7.4V 였으나, 개선품의 경우, 7.9V로 7% 기초 성능 향상 효과가 나타났다.As shown in Table 3 and Figure 3, in the case of the basic performance test (SAE CCA), the conventional product was 7.4V, but the improved product was 7.9V, showing a 7% basic performance improvement.

따라서, 흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포가 적용된 극판을 포함하는 납축전지의 경우, 기초 성능이 향상될 수 있게 되는 것이다.Therefore, in the case of a lead acid battery including an electrode plate to which graphite-added conductive paste nonwoven fabric is applied, basic performance can be improved.

상기와 같은 제조 방법을 통해, 불규칙한 크기의 흑연 입자가 첨가된 도전성 페이스트를 부직포 표면에 딥핑하여 제작한 부직포를 그리드에 도포된 활물질 표면에 압착시켜 부착한 극판을 포함시켜 납축전지를 제조함으로써, 납축전지의 전기 전도도 향상 및 활물질의 접착력을 향상시키게 된다.Through the above manufacturing method, a lead-acid battery is manufactured by including an electrode plate attached by pressing a non-woven fabric produced by dipping a conductive paste to which irregular-sized graphite particles are added onto the surface of the non-woven fabric and attaching it by pressing it to the surface of the active material applied to the grid. It improves the electrical conductivity of the storage battery and the adhesion of the active material.

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 pertains as described above will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing its technical idea or essential features. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not limiting.

S100 : 활물질도포단계
S200 : 흑연도전성페이스트딥핑단계
S300 : 흑연첨가부직포부착단계
S400 : 흑연도전성페이스트고온경화단계
S100: Active material application step
S200: Graphite conductive paste dipping step
S300: Graphite-added nonwoven fabric attachment step
S400: Graphite conductive paste high temperature curing stage

Claims (5)

흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포를 적용하여 활물질 접착력 증가 및 전기 전도도를 향상시킨 납축전지용 극판 제조 방법에 있어서,
그리드에 활물질을 도포하는 활물질도포단계(S100);와
PET 재질의 부직포를 불규칙한 크기의 흑연 입자가 첨가된 도전성 페이스트 액상에 딥핑(Deeping)하여 부직포 표면에 균일하게 도포시키기 위한 흑연도전성페이스트딥핑단계(S200);와
상기 딥핑된 부직포를 상기 활물질이 도포된 그리드에 압착하여 부착시켜 도전성 페이스트에 첨가된 불규칙한 크기의 흑연 입자들이 활물질에 파고들게 하기 위한 흑연첨가부직포부착단계(S300);와
상기 흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포가 부착된 그리드를 건조기에 투입하여 고온에서 건조시켜 흑연이 첨가된 도전성 페이스트가 활물질과 부직포 간의 접착력을 증가시킨 납축전지의 극판을 제조하기 위한 흑연도전성페이스트고온경화단계(S400);를 포함하는 것을 특징으로 하되,
상기 흑연도전성페이스트고온경화단계(S400)에서,
고온의 온도는 300℃ ~ 400℃ 범위 내인 것을 특징으로 하는 흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포를 적용하여 활물질 접착력 증가 및 전기 전도도를 향상시킨 납축전지용 극판 제조 방법.
In the method of manufacturing an electrode plate for a lead acid battery, which increases the adhesion of active materials and improves electrical conductivity by applying a conductive paste nonwoven fabric to which graphite is added,
Active material application step (S100) of applying the active material to the grid; and
Graphite conductive paste dipping step (S200) for uniformly applying PET nonwoven fabric to the surface of the nonwoven fabric by dipping it into a conductive paste liquid containing irregularly sized graphite particles;
A graphite-added nonwoven fabric attachment step (S300) for pressing and attaching the dipped nonwoven fabric to the grid on which the active material is applied so that the irregularly sized graphite particles added to the conductive paste penetrate into the active material;
A graphite conductive paste high-temperature curing step for manufacturing a lead acid battery electrode plate in which the graphite-added conductive paste increases the adhesion between the active material and the nonwoven fabric by putting the grid attached to the graphite-added conductive paste nonwoven fabric in a dryer and drying it at high temperature. Characterized by including (S400);
In the graphite conductive paste high temperature curing step (S400),
A method of manufacturing electrode plates for lead acid batteries that increases active material adhesion and improves electrical conductivity by applying graphite-added conductive paste nonwoven fabric, characterized in that the high temperature is within the range of 300 ℃ to 400 ℃.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 흑연도전성페이스트딥핑단계(S200)에서,
불규칙한 크기의 흑연 입자가 첨가된 도전성 페이스트를 PET 재질의 부직포 표면에 딥핑하여 제작하여 납축전지의 전기 전도도 향상 및 활물질의 접착력을 향상시킴으로써, 납축전지의 저온 시동력 및 고온 내구성을 향상시키는 것을 특징으로 하는 흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포를 적용하여 활물질 접착력 증가 및 전기 전도도를 향상시킨 납축전지용 극판 제조 방법.
According to clause 1,
In the graphite conductive paste dipping step (S200),
It is manufactured by dipping a conductive paste containing irregularly sized graphite particles onto the surface of a PET non-woven fabric to improve the electrical conductivity of the lead acid battery and the adhesion of the active material, thereby improving the low-temperature starting ability and high-temperature durability of the lead-acid battery. A method of manufacturing electrode plates for lead acid batteries that increases adhesion to active materials and improves electrical conductivity by applying a conductive paste non-woven fabric to which graphite is added.
제 1항에 있어서,
흑연 입자가 첨가된 도전성 페이스트는,
실리콘계의 고분자 재료인 규소-산소 결합을 골격으로 한 실록산결합체(Si-O-Si)를 포함하는 것을 특징으로 하는 흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포를 적용하여 활물질 접착력 증가 및 전기 전도도를 향상시킨 납축전지용 극판 제조 방법.
According to clause 1,
Conductive paste with graphite particles added,
A lead-acid battery that increases active material adhesion and improves electrical conductivity by applying a conductive paste non-woven fabric to which graphite is added, characterized by containing a siloxane conjugate (Si-O-Si) with a silicon-oxygen bond as the skeleton, a silicon-based polymer material. Method for manufacturing electrode plates.
제 1항의 제조 방법에 의해,
흑연이 첨가된 도전성 페이스트 부직포를 적용한 납축전지용 극판을 포함하고 있는 납축전지.
By the manufacturing method of claim 1,
A lead-acid battery containing electrode plates for lead-acid batteries using a conductive paste non-woven fabric with added graphite.
KR1020210094509A 2021-07-19 2021-07-19 Electrode plate manufacturing method for lead-acid battery with increased active material adhesion and improved electrical conductivity by applying a conductive paste nonwoven fabric with added graphite KR102580194B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210094509A KR102580194B1 (en) 2021-07-19 2021-07-19 Electrode plate manufacturing method for lead-acid battery with increased active material adhesion and improved electrical conductivity by applying a conductive paste nonwoven fabric with added graphite

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210094509A KR102580194B1 (en) 2021-07-19 2021-07-19 Electrode plate manufacturing method for lead-acid battery with increased active material adhesion and improved electrical conductivity by applying a conductive paste nonwoven fabric with added graphite

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230013580A KR20230013580A (en) 2023-01-26
KR102580194B1 true KR102580194B1 (en) 2023-09-20

Family

ID=85110416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210094509A KR102580194B1 (en) 2021-07-19 2021-07-19 Electrode plate manufacturing method for lead-acid battery with increased active material adhesion and improved electrical conductivity by applying a conductive paste nonwoven fabric with added graphite

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102580194B1 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0765819A (en) * 1993-08-30 1995-03-10 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd Electrode plate for lead storage battery
EP1339117A4 (en) 2000-11-09 2004-10-06 Yuasa Battery Co Ltd Negative electrode active material, process for its production and lead storage battery
KR20030005759A (en) * 2001-07-10 2003-01-23 한국전지주식회사 Electrode for lead storage battery and method for manufacturing thereof
KR100603908B1 (en) * 2004-11-16 2006-07-25 주식회사 아트라스비엑스 Electrode plates for storage battery and method for manufacturing thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230013580A (en) 2023-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20120094174A1 (en) Process for producing negative plate for lead storage battery, and lead storage battery
KR102105992B1 (en) Manufacturing method of lead plate for lead battery with high conductivity graphene fiber and lead acid battery
CN111740100A (en) Positive electrode slurry and lithium ion battery
KR20030005759A (en) Electrode for lead storage battery and method for manufacturing thereof
KR102225198B1 (en) Manufacturing method of active material for lead-acid battery using Diatomaceous earth fiber
KR20180045244A (en) Plate for lead storage battery and manufacturing method of it
KR102580194B1 (en) Electrode plate manufacturing method for lead-acid battery with increased active material adhesion and improved electrical conductivity by applying a conductive paste nonwoven fabric with added graphite
KR102424570B1 (en) Method for manufacturing electrode plate of lead acid battery with improved adhesion between active materials by adding aqueous SBR-CMC
KR102295765B1 (en) A method of manufacturing an electrode plate for a lead acid battery that improves the adhesion of an active material and improves electrical conductivity by applying a conductive silver paste
KR102225190B1 (en) Manufacturing method of positive electrode active material for lead acid battery using Water based binder
KR102617642B1 (en) A method of manufacturing a rug for a lead acid battery with a nano ceramic coating layer applied to prevent rug corrosion in a lead acid battery substrate
KR102424560B1 (en) Electrode plate manufacturing method for lead acid battery with improved charging efficiency and low-temperature starting capability by applying ion conductive polymer electrolyte membrane
KR20210034314A (en) Manufacturing method of positive electrode active material for lead acid battery using porous titanium
KR102305183B1 (en) Method for patterning the surface of polar plates for lead acid batteries
KR20240042997A (en) Method of manufacturing electrode plate joint for lead-acid battery with Teflon coating layer applied to prevent corrosion of joint in lead-acid battery substrate
KR20240010357A (en) Lead-acid battery case for high temperature area using insulating paint
KR20240042998A (en) Electrode plate manufacturing method for lead-acid battery to improve electrical conductivity using Borophene
KR102424527B1 (en) Method for manufacturing electrode plate of lead acid battery with improved active material adhesion by applying conductive graphite silicon
KR102424563B1 (en) Porous graphene-coated Pb@C nanoparticle catalyst electrode plate manufacturing method
JPS5894770A (en) Leakage-less closed type lead battery
KR20240014186A (en) Lead-acid battery case for high temperature area with airgel ceramic coating
KR102658470B1 (en) Electrode plate manufacturing method for lead-acid battery using hydrophilic fiber
KR20220022241A (en) Polymer coating method of lead acid battery grid to improve durability
KR20240014203A (en) Electrode plate manufacturing method for lead-acid battery that improves ion mobility using porous mullite ceramic fiber
KR102483444B1 (en) method for manufacturing a negative electrode plate of a lead acid battery that increases the surface area between the electrolyte and the active material by applying expanded perlite

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right