KR20090070909A - 환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금표면 개질 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수소저장합금으로 이용되는 AB5계 분말을 환원제를 포함하는 알칼리 수용액으로 알칼리 수세화 처리함으로써 상기 수소저장합금 분말의 표면에서 니켈을 제외한 성분을 선택적으로 용출되게 함과 동시에 용출된 니켈과 코발트를 수소저저장합금의 표면으로 석출되게 하여 수소저장합금 분말의 표면을 개질시킬 뿐만 아니라 수소저장합금의 표면에 촉매상이 형성되게 함으로써 수명, 충방전효율 및 저온특성이 우수한 수소저장합금 전극을 제공하는 환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금 표면 개질 방법에 관한 것이다.
수소저장합금, AB5계 분말, Ni-MH 이차전지, 환원제, 알칼리 수세화

Description

환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금 표면 개질 방법{METHOD FOR SURFACE MODIFICATION OF HYDROGEN STORAGE ALLOY BY USING AN ALKALINE SOLUTION INCLUDING REDUCTANT}
본 발명은 환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금 표면 개질 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 수소저장합금 분말을 환원제를 포함하는 알칼리 수용액에서 알칼리 수세화 처리함으로써 상기 수소저장합금 분말의 표면에서 니켈을 제외한 성분을 용출시키는 선택적 용출과 알칼리 수용액으로 용출된 니켈과 코발트를 상기 수소저장합금 분말의 표면으로 석출시켜 수소저장합금 표면을 개질시킬 뿐만 아니라 수소저장합금의 표면에 촉매상이 형성되게 하는 것에 관한 것이다.
최근 휴대용 전자기기의 급속한 발달과 보급에 따라 작고 가벼우면서도 대용량 및 고출력을 가진 Ni-MH 2차 전지의 필요성이 대두되었고, 또한 고성능 자동차의 배기가스에 의한 환경오염 문제가 크게 대두되면서 하이브리드 전기자동차용 고 성능 Ni-MH 2차 전지의 개발이 시급한 실정이다.
현재 Ni-MH 2차 전지용 음극재료로 활발히 연구되고 있는 수소저장합금에는 La 및Mm을 주 합금원소로 한 AB5계와 Ti 및 Zr을 주 합금원소로 한 AB2계가 있다.
일반적으로 AB5계 수소저장합금의 경우에는 단위 부피당 수소저장용량이 크고, 활성화시키기가 쉬우며 합금 가격이 낮다는 등의 장점을 가지고 있으나 다른 수소저장합금 전극에 비해 단위 무게당 수소저장용량이 상대적으로 낮다는 단점을 지니고 있다. 이에 반해 AB2계 수소저장합금은 단위 무게당 수소저장용량이 크고, 내식성이 우수하며 방전용량이 크다는 장점을 지니고 있지만 초기 활성화 속도가 느리다는 단점을 가지고 있다.
상기에서 상술한 단점들에도 불구하고 높은 방전용량과 환경오염이 적다는 장점 때문에 AB5계 수소저장합금과 AB2계 수소저장합금을 Ni-MH 2차 전지의 음극으로 이용하기 위해 각각의 단점을 보안하는 연구가 일본과 미국에서 활발히 진행되고 있다.
따라서, 향후 휴대용 전자기기용 및 하이브리드 전기자동차용의 고용량 및 고성능의 Ni-MH 2차 전지 개발을 위해서는 AB5계 수소저장합금과 AB2계 수소저장합금에 대한 연구가 활발히 진행되어야 할 것이다. 그 중에서도 빠른 초기 활성화와 긴 싸이클 수명이 요구되어지는 하이브리드 전기자동차용 전지의 경우 특히 높은 고성능 및 고용량이 요구되어짐으로 AB5계 수소저장합금의 특성 개선이 시급하다.
한편 수소저장합금은 대기 중에 노출될 경우 합금 표면에 산화물층이 형성되어 수소화 반응시 수소가 흡수되지 않게 된다. 특히 전해질 내에서는 새로운 합금 표면이 노출되더라도 OH-기와 반응할 수 있기 때문에 가스 상태일 때와는 전혀 다른 조건에서 산화가 이루어질 수 있다.
따라서 이러한 산화물 피막을 제거하여 충분한 수소를 흡장하도록 하고 전기화학 반응이 원활히 이루어지도록 하는 작업을 활성화라고 한다. 상기의 문제를 해결하기 위한 방법으로는 산으로 처리하거나 알칼리 용액에서 고온으로 가열하는 방법이 제안되었으며 또한 불화처리를 통하여 산화피막 조성을 변화시킴으로써 산화피막이 수소화 과정 동안에 쉽게 제거되도록 하는 연구도 발표되었다.
그러나, 상기와 같은 연구들은 초기 활성화, 방전 용량의 증가 및 싸이클 수명의 연장을 모두 만족시키지는 못한다는 문제가 있다.
따라서 하이브리드 전기자동차용 고용량, 고성능 전지개발을 위해 초기 활성화, 방전용량, 싸이클 수명 및 저온특성의 개선 뿐만 아니라 Ni-MH 2차 전지용 전극의 양산에 적용할 수 있는 새로운 수소저장합금의 표면 개량 방법의 개발이 요구된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수소저장합금 분말을 환원제를 포함하는 알칼리 수용액에서 알칼리 수세화 처리함으로써 상기 수소저장합금 분말의 표면에서 니켈을 제외한 성분을 용출시키는 선택적 용출과 알칼리 수용액으로 용출된 니켈과 코발트를 상기 수소저장합금 분말의 표면으로 석출시켜 수소저장합금 표면을 개질시킬 뿐만 아니라 수소저장합금의 표면에 촉매상이 형성되게 함으로써 초기 활성화, 방전용량 및 싸이클 수명 향상과 더불어 Ni-MH 2차 전지용 전극의 양산에 적용할 수 있는 보다 효과적인 표면 개질 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 수소저장합금 분말을 준비하는 단계; 상기 수소저장합금 분말을 일정 크기로 선별하는 단계; 상기 일정 크기로 선별된 수소저장합금 분말을 환원제를 포함하는 알칼리 용액에 침지하여 알칼리 수세화 처리를 하는 단계; 및 상기 알카리 수세화 처리한 수소저장합금 분말을 세척·건조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금 표면 개질 방법에 의해 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 수소저장합금 분말은 AB5계 물질로, Ni- MH 2차 전지용 음극의 재료로 이용되는 합금 분말인 것을 특징으로 하는 환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금 표면 개질 방법에 의해서도 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 환원제는 NaBH4이고, 상기 알칼리 용액에 0.05 내지 0.2M로 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금 표면 개질 방법에 의해서도 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 알칼리 용액은 5 내지 7M의 KOH 용액인 것을 특징으로 하는 환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금 표면 개질 방법에 의해서도 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 수소저장합금 분말을 알칼리 수세화 처리를 하는 동안에 상기 수소저장합금 분말의 표면에서 선택적인 용출이 발생하여 상기 수소저장합금 분말 표면의 니켈 함량이 높아지는 것을 특징으로 하는 환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금 표면 개질 방법에 의해서도 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 환원제는 상기 알칼리 수세화 처리 시 상기 수소저장합금 분말 내에서 용출된 Ni 및 Co을 상기 수소저장합금 분말의 표면으로 석출시키는 것을 특징으로 하는 환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금 표면 개질 방법에 의해서도 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 알칼리 수세화 처리는 상기 수소저장합금 을 상기 알칼리 용액에 90 내지 100℃의 온도 범위에서 30분 내지 90분 동안 침지하는 것을 특징으로 하는 환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금 표면 개질 방법에 의해서도 달성된다.
본 발명의 환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금 표면 개질 방법은 Ni-MH 2차 전지용 전극으로 제조되는 수소저장합금 분말을 환원제를 포함하는 알칼리 ·수용액에서 알칼리 수세화 처리함으로써 표면 개질을 이룰 뿐만 아니라 촉매상이 형성되게 함으로써 Ni-MH 2차 전지의 초기 활성화 뿐만 아니라 싸이클 수명, 방전용량, 충·방전 효율 및 저온특성을 개선할 수 있는 수소저장합금 표면 개질 방법을 제공하는 효과가 있다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시 예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금 표면 개질 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금 표면 개질 방법은 우선, AB5계 수소저장합금 분말을 준비(S100)한다.
이때, 상기 수소저장합금 분말은 통상적인 AB5계 수소저장합금을 사용할 수 있다. 상기 AB5계 수소저자합금은 Ni-MH 2차 전지용 음극의 재료로 이용된다.
이어서, 상기 수소저장합금 분말을 일정한 크기로 선별하는 분말 크기 선별 공정(S200)을 실시한다. 이때, 상기 수소저장합금 분말의 선별 기준은 200 내지 325메쉬(mesh) 크기 즉, 45 내지 75㎛ 사이의 크기로, 상기 크기의 수소저장합금 분말을 선별한다.
이어서, 상기 일정 크기로 선별된 수소저장합금 분말을 환원제를 포함하는 알칼리 용액에 침지하여 알칼리 수세화 처리를 한다(S300).
상기 알칼리 수세화 처리는 90 내지 100℃의 온도 범위에서 5 내지 7M의 KOH 용액에 30분 내지 90분 동안 침지하는 공정이다. 이때, 상기 알칼리 수세화 처리(300)의 바람직한 공정 조건은 95℃의 온도에서 6M의 KOH 용액에 60분 동안 침지한다.
상기 환원제는 NaBH4이고, 상기 알칼리 용액에 0.05 내지 0.2M로 혼합되어 있다.
이때, 상기 수소저장합금 분말을 환원제를 포함하는 알칼리 용액에 침지하여 알칼리 수세화 처리를 실시하게 되면, 상기 알칼리 용액에 의해 상기 수소저장합금 분말의 표면에서 선택적인 용출이 발생하여 상기 수소저장합금 분말 표면의 니켈 함량이 높아지게 된다. 이는 니켈 보다는 다른 구성 원소들이 수용액 내로 더 많이 용출됨에 따라 표면에 니켈이 많은 층(Ni rich phase)이 형성되며, 이 니켈층은 급속한 활성화를 위한 촉매로서 작용하게 된다.
하지만 상기 알칼리 용액으로만 상기 수소저장합금 분말을 알칼리 수세화 처리하는 경우에는 상기 수소저장합금 분말의 표면에 산화물이 생성되고, 이로 인해 상기 알칼리 수세화 처리만을 한 수소저장합금 분말로 Ni-MH 2차 전지의 전극을 제조하여 사용하게 되면 충·방전이 반복됨에 따라 전극의 부식을 가속화시키게 되고 싸이클 수명을 감소시키게 된다.
그러나 본 발명에서는 상기 알칼리 용액에 환원제를 포함하고 있어 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있다.
즉, 상기 알칼리 수세화 처리 시 상기 수소저장합금 분말의 표면에서 선택적 용출이 발생되어 상기 수소저장합금 분말의 표면에는 니켈 함량이 높아지게 되고, 이와 동시에 상기 알칼리 수용액에 포함된 환원제의 산화작용에 의해 상기 알칼리 수용액에 용출된 니켈 및 코발트(Co)가 상기 수소저장합금 분말의 표면으로 석출되어 수소저장합금 분말의 촉매적 특성을 향상시킬 뿐만 아니라 상기 수소저장합금 분말의 표면에 산화막을 제거하여 활성화를 용이하게 한다.
이어서, 상기 환원제를 포함하는 알칼리 수세화 처리를 실시한 수소저장합금 분말을 세척 및 건조(S400)시켜 환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금의 표면 개질을 완료한다.
이하, 상기 본 발명의 일 실시 예에 따른 환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금 표면 개질 방법에 의해 제조된 수소저장합금 분말을 Ni-MH 2차 전지의 음극으로 제조하여 충·방전 시험으로 그 특성을 확인하였다.
<실시 예>
본 실시 예는 상기에서 상술한 본 발명의 환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금의 표면 개질 방법으로 표면 개질한 수소장합금 분말을 Ni-MH 2차 전지용 음극으로 제조하여 그 특성을 측정하였다.
상기 도 1을 참조하여 설명한 환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금의 표면 개질 방법으로 표면 개질한 수소저장합금 분말을 Ni-MH 2차 전지용 음극으로 제조한다.
상기 Ni-MH 2차 전지용 음극 제조 방법은 우선 상기 수소저장합금 분말과 결합제를 혼합하여 슬러리(Slurry)로 만들고, 이를 집전체인 발포(foamed) Ni에 고르게 발라 넣은 다음 건조기에서 60℃로 1시간 동안 건조시켰다.
이어서, 표면 코팅을 위해 묽은 PTEE 에멀션(Emulsion)(2%)에 침지한 후 5시간 동안 다시 건조시켰다.
최종적으로 압연을 거쳐 2cm×2cm의 크기로 재단하여 음극을 제조하였다. 그리고 충·방전 시험시 발생하는 수소저장합금의 탈락을 방지하기 위해 Ni-폼(foam)을 음극 양면에 고정시켰다.
이때, 상기 결합제는 HPMC(Hydroxy Propy methly Cellulose), 503H 공업용 본드 및 PTEE(Poly Tetra Fluoroethylene)를 포함하고 있고, 도전재료는 카본 블랙(Carbon Black)을 사용하였다.
상기 HPMC는 수소저장합금 무게의 30wt%(건조 후에는 1.5wt%)를, 상기 PTEE와 503H 공업용 본드는 각각 수소저장합금 무게의 3wt%를, 카본 블랙은 수소저장합금 무게의 1.5wt%를 사용하였다.
<비교 예 1>
본 비교 예 1은 상기 도 1을 참조하여 설명한 환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금의 표면 개질 방법을 적용하지 않은 수소저장합금 분말을 Ni-MH 2차 전지용 음극으로 제조하여 그 특성을 측정하였다.
이때, 본 비교 예 1의 수소저장합금 분말을 Ni-MH 2차 전지용 음극으로 제조하는 방법은 상기 실시 예에서 설명한 바와 동일한 방법을 하였다.
<비교 예 2>
본 비교 예 2는 상기 도 1을 참조하여 설명한 알칼리 수세화 처리만을 실시한 수소저장합금 분말을 Ni-MH 2차 전지용 음극으로 제조하여 그 특성을 측정하였다. 즉, 상기 도 1을 참조하여 설명한 환원제가 포함되지 않은 알칼리 수용액으로 상기 수소저장합금 분말을 알칼리 수세화 처리하였다.
이때, 본 비교 예 2의 수소저장합금 분말을 Ni-MH 2차 전지용 음극으로 제조하는 방법은 상기 실시 예에서 설명한 바와 동일한 방법을 하였다.
<실험 예 1>
도 2는 실시 예, 비교 예 1 및 비교 예 2에서 제조된 Ni-MH 2차 전지용 음극에 대해 0.1C의 충·방전 속도로 활성화시킨 후 0.2C의 충·방전 속도로 전극 충·방전 시험을 실시한 결과를 보여주는 그래프이다.
이때, 본 실험 예 1에서 사용되는 시험 장치의 구성은 상기 실시 예, 비교 예 1 및 비교 예 2에서 설명한 Ni-MH 2차 전지용 음극들을 각각 작동전극(working electrode)로 하고, 백금선을 대전극(counter electrode)로 하고, 수은/산화수은(Hg/HgO) 전극을 기준전극(reference electrode)로 사용하였다.
도 2를 참조하여 설명하면, 도 2의 그래프에서 삼각형(-▲-)은 실시 예의 Ni-MH 2차 전지용 음극에 대한 방전용량 곡선을, 사각형(-■-)은 비교 예 1의 Ni-MH 2차 전지용 음극에 대한 방전용량 곡선을, 원(-●-)은 비교 예 2의 Ni-MH 2차 전지용 음극에 대한 방전용량 곡선을 나타내고 있다.
이때, 각각의 데이터는 0.1C의 충·방전 속도로 활성화시킨 후 0.2C의 충·방전 속도로 전극 충·방전 시험을 실시한 결과를 보여주고 있는 것으로 환원제를 포함한 알칼리 수용액을 이용하여 표면 개질한 경우가 방전용량이 가장 높다는 것을 알 수 있다.
즉, 상기 환원제를 포함한 알칼리 수용액을 이용하여 표면 개질한 수소저장합금 분말로 제조된 Ni-MH 2차 전지용 음극(실시 예)을 사용하는 경우 방전용량이 약 300mAh/g인 반면, 환원제를 포함하지 않은 알칼리 수용액을 이용하여 표면 개질 한 수소저장합금 분말로 제조된 Ni-MH 2차 전지용 음극(비교 예 1) 및 표면 개질을 하지 않은 수소저장합금 분말로 제조된 Ni-MH 2차 전지용 음극(비교 예 2)을 사용하는 경우 방전용량이 약 280mAh/g으로 약 20mAh/g의 방전용량 차가 있다는 것을 알 수 있다.
따라서, 본 실험 예로부터 본 발명의 일 실시 예에 따른 환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금 표면 개질 방법으로 표면 개질한 수소저장합금 분말은 그렇지 않은 수소저장합금 분말로 제조된 Ni-MH 2차 전지용 음극에 비해 방전용량이 높다는 것을 알 수 있다.
<실험 예 2>
도 3은 실시 예, 비교 예 1 및 비교 예 2에서 제조된 Ni-MH 2차 전지용 음극에 대해 다른 C 비율(rate)의 충·방전 속도로 전극 충·방전 시험을 실시한 결과를 보여주는 그래프이다.
이때, 본 실험 예 2에서 사용되는 시험 장치의 구성은 상기 실험 예 1에서 사용된 시험 장치의 구성과 동일하다.
도 3을 참조하여 설명하면, 도 3의 그래프에서 삼각형(-▲-)은 실시 예의 Ni-MH 2차 전지용 음극에 대한 방전용량 곡선을, 사각형(-■-)은 비교 예 1의 Ni-MH 2차 전지용 음극에 대한 방전용량 곡선을, 원(-●-)은 비교 예 2의 Ni-MH 2차 전지용 음극에 대한 방전용량 곡선을 나타내고 있다.
이때, 각각의 데이터는 다른 C 비율로 충·방전시킨 후의 전극 충·방전 시 험을 실시한 결과를 보여주고 있는 것으로 환원제를 포함한 알칼리 수용액을 알칼리 수용액을 이용하여 표면 개질한 경우가 다른 C 비율로 충·방전시킬 때 방전용량이 가장 높다는 것을 알 수 있다.
따라서, 본 실험 예로부터 본 발명의 일 실시 예에 따른 환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금 표면 개질 방법으로 표면 개질한 수소저장합금 분말은 그렇지 않은 수소저장합금 분말로 제조된 Ni-MH 2차 전지용 음극에 높은 C 비율에서도 방전용량이 높다는 것을 알 수 있다.
<실험 예 3>
도 4는 실시 예, 비교 예 1 및 비교 예 2에서 제조된 Ni-MH 2차 전지용 음극에 대해 상온에서 활성화를 거친 후 온도를 변화에 따른 전극 충·방전 시험을 실시한 결과를 보여주는 그래프이다.
이때, 본 실험 예 3에서 사용되는 시험 장치의 구성은 상기 실험 예 1에서 사용된 시험 장치의 구성과 동일하다.
도 4를 참조하여 설명하면, 도 4의 그래프에서 삼각형(-▲-)은 실시 예의 Ni-MH 2차 전지용 음극에 대한 방전용량 곡선을, 사각형(-■-)은 비교 예 1의 Ni-MH 2차 전지용 음극에 대한 방전용량 곡선을, 원(-●-)은 비교 예 2의 Ni-MH 2차 전지용 음극에 대한 방전용량 곡선을 나타내고 있다.
이때, 각각의 데이터는 상온에서 활성화를 거친 후 25℃, 0℃ 및 -18℃에서의 전극 충·방전 시험을 실시한 결과를 보여주고 있는 것으로 환원제를 포함한 알 칼리 수용액을 이용하여 표면 개질한 경우가 작동 온도가 극한 상황으로 변화되어도 방전용량이 심하게 변화되지 않음을 알 수 있다.
즉, 상기 환원제를 포함한 알칼리 수용액을 이용하여 표면 개질한 수소저장합금 분말로 제조된 Ni-MH 2차 전지용 음극(실시 예)을 사용하는 경우, 작동 온도가 25℃에서 -18℃로 변화되었을 때, 방전용량이 약 300mAh/g에서 약 170 내지 180mAh/g으로 낮아지는 반면, 환원제를 포함하지 않은 알칼리 수용액을 이용하여 표면 개질한 수소저장합금 분말로 제조된 Ni-MH 2차 전지용 음극(비교 예 1) 및 표면 개질을 하지 않은 수소저장합금 분말로 제조된 Ni-MH 2차 전지용 음극(비교 예 2)을 사용하는 경우, 작동 온도가 25℃에서 -18℃로 변화되었을 때, 방전용량이 약 280mAh/g에서 각각 약 110 내지 120mAh/g 및 약 60 내지 70mAh/g으로 낮아지는 짐으로 상기 환원제를 포함한 알칼리 수용액을 이용하여 표면 개질한 수소저장합금 분말로 제조된 Ni-MH 2차 전지용 음극(실시 예)이 작동 온도에 따른 변화가 덜 하다는 것을 알 수 있다.
따라서, 본 실험 예로부터 본 발명의 일 실시 예에 따른 환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금 표면 개질 방법으로 표면 개질한 수소저장합금 분말은 그렇지 않은 수소저장합금 분말로 제조된 Ni-MH 2차 전지용 음극에 비해 작동 온도에 따른 방전용량의 변화가 작다는 알 수 있다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금 표면 개질 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 실시 예, 비교 예 1 및 비교 예 2에서 제조된 Ni-MH 2차 전지용 음극에 대해 0.1C의 충·방전 속도로 활성화시킨 후 0.2C의 충·방전 속도로 전극 충·방전 시험을 실시한 결과를 보여주는 그래프이다.
도 3은 실시 예, 비교 예 1 및 비교 예 2에서 제조된 Ni-MH 2차 전지용 음극에 대해 다른 C 비율(rate)의 충·방전 속도로 전극 충·방전 시험을 실시한 결과를 보여주는 그래프이다.
도 4는 실시 예, 비교 예 1 및 비교 예 2에서 제조된 Ni-MH 2차 전지용 음극에 대해 상온에서 활성화를 거친 후 온도를 변화에 따른 전극 충·방전 시험을 실시한 결과를 보여주는 그래프이다.

Claims (7)

  1. 수소저장합금 분말을 준비하는 단계;
    상기 수소저장합금 분말을 일정 크기로 선별하는 단계;
    상기 일정 크기로 선별된 수소저장합금 분말을 환원제를 포함하는 알칼리 용액에 침지하여 알칼리 수세화 처리를 하는 단계; 및
    상기 알카리 수세화 처리한 수소저장합금 분말을 세척·건조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금 표면 개질 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수소저장합금 분말은 AB5계 물질로, Ni-MH 2차 전지용 음극의 재료로 이용되는 합금 분말인 것을 특징으로 하는 환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금 표면 개질 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 환원제는 NaBH4이고, 상기 알칼리 용액에 0.05 내지 0.2M로 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금 표면 개질 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 알칼리 용액은 5 내지 7M의 KOH 용액인 것을 특징으로 하는 환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금 표면 개질 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 수소저장합금 분말을 알칼리 수세화 처리를 하는 동안에 상기 수소저장합금 분말의 표면에서 선택적인 용출이 발생하여 상기 수소저장합금 분말 표면의 니켈 함량이 높아지는 것을 특징으로 하는 환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금 표면 개질 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 환원제는 상기 알칼리 수세화 처리 시 상기 수소저장합금 분말 내에서 용출된 Ni 및 Co을 상기 수소저장합금 분말의 표면으로 석출시키는 것을 특징으로 하는 환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금 표면 개질 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 알칼리 수세화 처리는 상기 수소저장합금을 상기 알칼리 용액에 90 내지 100℃의 온도 범위에서 30분 내지 90분 동안 침지하는 것을 특징으로 하는 환원제를 포함하는 알칼리 수용액을 이용한 수소저장합금 표면 개질 방법.
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