KR20120074996A - 나트륨유황(ＮａＳ) 전지 및 이의 제조방법 - Google Patents

나트륨유황(ＮａＳ) 전지 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

나트륨유황(NsS) 전지 및 그 제조방법이 개시된다. NaS 전지는 전해질, 나트륨극 및 유황극을 포함하며, 유황극은 유황이 함침된 펠트를 포함하고, 펠트는 둘 이상으로 구획되어 있으며, 구획된 펠트들 간 경계면에 절연층이 코팅되어 있다. 전해질과 펠트 간 경계면에 코팅된 절연층을 더 포함할 수도 있다. 이러한 NaS 전지에서는 나트륨황화물과 유황의 순환영역을 균질화하고 유황의 체류를 막아서 충전회복율이 향상된다.

Description

나트륨유황(ＮａＳ) 전지 및 이의 제조방법 {SODIUM SULFUR(NaS) CELL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 나트륨유황(NaS) 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유황극을 개선한 NaS 전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
NaS 전지는 대용량 전력저장용 전지로서, 에너지 밀도 및 충방전 효율이 높고 자기방전이 없으며 15년 이상의 긴 수명을 가지고 불규칙한 충방전에도 성능의 저하가 없는 특성을 나타낸다.
특히 사용되는 원료가 저렴하고 손쉽게 구할 수 있으며 주위 온도변화 등의 환경변화에 영향을 받지 않는 특성을 나타낸다.
NaS 전지는 음극 활물질에 나트륨을, 양극 활물질에 유황을, 전해질에 고체의 베타(β)알루미나 세라믹을 이용한다. 베타알루미나는 나트륨 이온만을 통과시키는 성질을 가진 세라믹이다. 이 베타알루미나를 거쳐 음극과 양극간을 나트륨 이온이 이동함으로써 충방전이 이루어진다.
베타알루미나 튜브의 내부에 위치하는 나트륨은 방전 시 외부회로로 전자를 방출하여 나트륨이온이 된다. 나트륨이온은 베타알루미나 튜브를 통과해서 양극측으로 이동한 후, 유황 및 외부회로에서 공급된 전자와 반응하여 나트륨황화물을 생성한다. 이 반응에 의해 약 2V의 전압을 발생시킨다.
충전 시에는 외부회로에서 인가된 전압에 의하여 나트륨황화물이 나트륨이온 과 유황으로 분해되면서 외부회로로 전자를 방출한다. 나트륨이온은 베타알루미나 튜브를 통과해서 음극측으로 이동한 후 전자를 받고 나트륨으로 복귀한다.
그런데 방전 시 생성된 나트륨황화물은 유황보다 큰 비중에 의해 가라앉아 양극의 하부에 주로 위치한다. 그러면 나트륨황화물과 유황의 순환영역이 전체 양극에 걸쳐서 균질화되지 못하고 편중되는 문제점이 있다.
또한, 충전 시 나트륨황화물로부터 분해된 유황이 베타알루미나튜브와 양극집전체의 계면에 쉽게 석출되거나 체류한다. 그러면 유황이 체류된 영역으로는 나트륨이온이 통과하지 못하게 되어 충전회복율이 떨어지며, 결과적으로 시간이 흐를수록 전지 성능이 열화되는 문제점이 있다.
이들 문제점을 해결하기 위해, 종래에는 경질 탄소를 사용하여 양극 집전체의 내부 저항을 낮추는 방법, 흑연펠트를 이중으로 구성하여 조립 중 기계적 압착으로 전지 높이 방향으로의 물질 순환을 촉진시키는 방법, 흑연펠트에 유리섬유를 니들펀치를 이용하여 박음으로써 고저항층을 형성하는 방법 등이 있었다.
그러나 이들 방법은 고비용의 경질 탄소를 사용한다는 점, 공정이 복잡하다는 점, 니들펀치로 수십 회 반복 작업을 해야 한다는 점 등, 제조비용이 높고 공정이 번거로울 뿐만 아니라 성능 향상 효과도 충분하지 못한 단점이 있었다.
본 발명은 유황이 함침된 펠트를 전기적으로 절연된 다수의 구획으로 나누어 나트륨황화물과 유황의 순환영역을 세분화 및 균질화하며 유황의 체류를 막아서 충전회복율이 향상된 NaS 전지 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 NaS 전지는 전해질, 나트륨극 및 유황극을 포함하며, 유황극은 유황이 함침된 펠트를 포함하고, 펠트는 둘 이상으로 구획되어 있으며, 구획된 펠트들 간 경계면에 절연층이 코팅되어 있다.
본 발명의 NaS 전지는 전해질과 펠트 간 경계면에 코팅된 절연층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 NaS 전지는 전해질튜브, 전해질튜브의 내측에 위치하는 나트륨극, 및 전해질튜브의 외측에 위치하는 유황극을 포함하며, 유황극은 유황이 함침된 펠트를 포함하고, 펠트는 둘 이상으로 구획되어 있으며, 구획된 펠트들 간 경계면 및 전해질튜브의 외주면에 절연층이 코팅되어 있다.
절연층은 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2), 알루미나-실리카(Al2O3-SiO2), 지르코니아(ZrO2), 및 뮬라이트(mullite: 3Al2O3?2SiO2) 중의 어느 하나로 이루어질 수 있다.
여기서 절연층의 두께는 0.1 내지 1 mm 인 것이 바람직하다.
펠트는 탄소펠트 및 흑연펠트 중의 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 NaS 전지 제조방법은, 전해질과 나트륨극 및 유황극을 포함하는 나트륨유황(NaS) 전지의 제조에 있어서, 유황극의 제조는, 펠트를 둘 이상으로 구획하는 단계, 구획된 펠트들 간 경계면에 절연층을 코팅하는 단계, 구획된 펠트 내부로 황을 함침하는 단계, 및 구획된 펠트를 결합하는 단계를 포함한다.
이 때 절연층은 전해질과 접촉하는 펠트의 면까지 코팅할 수 있다.
절연층은, 세라믹 코팅액 내에 침지(dipping)한 후 열처리하는 방법, 및 세라믹 코팅액 내에서 전기영동법으로 코팅한 후 열처리하는 방법 중의 어느 한 방법으로 코팅할 수 있다.
열처리는 탄소의 환원분위기에서 800~1200℃ 온도를 30~60분 동안 유지하는 것일 수 있다.
세라믹 코팅액은 세라믹 섬유, 유리 섬유, 및 세라믹 분말 중의 어느 하나를 바인더와 공극형성제 및 용매와 혼합한 용액일 수 있다.
공극형성제는, 500~800℃에서 분해되면서 공극을 형성하는 물질로서, 세라믹 코팅액의 총 중량에 대해 2~10 중량% 첨가될 수 있다.
절연층 코팅 후에 펠트와 접촉하는 전해질의 면에 세라믹 코팅액을 스프레이한 후 열처리하는 단계를 추가할 수도 있다.
본 발명에 의한 NaS 전지에 따르면, 유황이 함침된 펠트를 서로 전기적으로 절연된 다수의 구획으로 나눔으로써, 나트륨과 황의 반응영역 및 나트륨황화물과 유황의 순환영역이 세분화된다. 따라서 나트륨황화물과 유황의 순환영역을 보다 빨리 균질화하는 효과가 있다.
전해질과 펠트 간 경계면에 코팅된 절연층이 유황의 체류를 막기 때문에 충전회복율이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 NaS 단전지의 내부 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 NaS 전지의 유황극을 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 유황극의 사시도이다.
도 4는 펠트의 전체적인 외관이 원기둥 형태인 경우를 도시한 유황극의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 NaS 전지의 유황극을 도시한 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 유황극의 사시도이다.
본 발명의 이점과 특징 및 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 아래에서 개시되는 실시예들에 한정되지 않으며 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 아래의 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의된다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 NaS 전지 및 이의 제조방법 대해 설명한다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 NaS 단전지(100)의 내부 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, NaS 단전지(100)는 원통형으로 되어 있으며, 중심에서부터 나트륨극(10), 금속관(20), 전해질(30), 유황극(40), 전조(50)의 순서로 배치된다.
이러한 단전지만으로는 기전력이 2V 정도로 낮으며 용량이 작으므로 다수의 단전지를 직?병렬로 접속하여 집합화한 모듈 전지를 구성한다.
전해질(30)은 튜브 형상이며 튜브 내부에는 금속관(20)이 수납되어 있어 단전지의 비정상적인 전류나 전해질인 알루미나 세라믹 파손시의 내부온도 상승을 방지하고 있다.
도 1에서 점선 원으로 표시한 부분을 확대도시한 것을 살펴보면, 금속관(20)의 외부에 나트륨이 흐르는 통로인 나트륨유로(15)가 형성되어 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 NaS 전지의 유황극(40)을 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 유황극(40)의 사시도이다.
NaS 전지의 양극활물질인 유황은 절연체이므로 음극과 양극간 전자를 이동하고 전지 내부저항을 낮추기 위해서 탄소펠트 또는 흑연펠트에 유황을 용융 함침한 것을 유황극(40)으로 사용한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면 유황이 함침된 펠트(42)가 둘 이상으로 구획되며, 구획된 펠트(42)들간 경계면(A)에는 절연층(44)이 코팅되어 있다.
도 2 및 도 3에는 펠트의 전체적인 외관이 사각기둥 형태인 것이 도시되어 있다. 펠트의 신축성을 이용하여 원통형의 전조(50) 내부에서 원통형의 전해질(30)을 감싸도록 압축 결합할 수 있다.
그러나 펠트의 전체적인 외관이 사각기둥 형태인 것으로 한정되는 것은 아니며, 원통형의 전해질(30)을 균일한 두께로 감싸는, 도넛 모양의 단면을 가지는 원기둥 형태를 포함하여 다양하게 변형 가능하다.
도 4는 펠트의 전체적인 외관이 원기둥 형태인 경우를 도시한 유황극(40)의 사시도이다.
도 2 및 도 3에는 펠트(42)가 4개로 구획된 것이 도시되어 있으며, 구획된 펠트(42)하나의 형상은 단면이 직사각형인 직사각기둥으로 도시되어 있다.
그러나 펠트의 구획 수는 특별히 한정하지 않으며, 전지의 사용 분야를 기준으로 제조비용과 충방전 성능을 상호 고려하여 정하는 것이 바람직하다.
구획된 펠트(42)의 형상도 단면이 직사각형인 것뿐만 아니라 단면이 사다리꼴인 것을 포함하여 다양하게 변형 가능하다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 NaS 전지의 유황극(40)을 도시한 단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 유황극(40)의 사시도이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 절연층(44)은 구획된 펠트들 간 경계면(A) 뿐만 아니라 전해질(30)과 펠트(42)간 경계면(B)에까지 코팅되어 있다.
참고로, 전해질(30)은 도 5 및 도6에서 E라고 표시된 부분에 위치한다.
전해질(30)과 펠트(42)간 경계면(B)에 코팅된 경우, 절연층(44)은 전해질(30)과 접촉하는 펠트(42)의 면에 코팅될 수도 있고, 또는 펠트(42)와 접촉하는 전해질(30)의 면에 코팅될 수도 있다.
예를 들면, 절연층이 펠트와 접촉하는 전해질의 면에 코팅되는 경우, 전해질튜브의 외면에 절연층이 코팅될 수도 있다.
절연층(44)을 이루는 물질은 특정 물질로 한정되지 않으며, 유황이나 나트륨황화물에 대한 내식성이 우수한 절연물질이면 어떤 물질이라도 가능하다. 예를 들면, 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2), 알루미나-실리카(Al2O3-SiO2), 지르코니아(ZrO2), 및 뮬라이트(mullite: 3Al2O3?2SiO2) 중의 어느 하나일 수 있다.
절연층(44) 두께는 0.1 ~ 1mm인 것이 바람직하다. 절연층(44)의 두께가 0.1mm 보다 얇으면 유황의 석출이나 체류를 막을 수 없고, 1mm 보다 두터우면 베타알루미나와 양극간의 계면저항이 높아져서 바람직하지 않다.
상술한 바와 같은 본 발명의 NaS 전지를 제조하는 방법을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.
유황극(40)을 제조함에 있어서 먼저, 펠트(42)를 둘 이상으로 구획한다.
펠트(42)는 탄소펠트 또는 흑연펠트일 수 있다.
다음, 구획된 펠트(42)들 간 경계면(A)에 절연층(44)을 코팅한다.
절연층(44) 코팅을 위해서는 바인더를 물에 용해하고, 여기에 세라믹 섬유, 유리 섬유, 및 세라믹 분말 중의 어느 하나와, 공극형성제를 혼합한 세라믹 코팅액을 준비한다.
바인더로는 PVA 분말을 사용할 수 있다.
세라믹 섬유, 유리 섬유, 및 세라믹 분말의 조성은 특별히 한정하지 않으나, 앞에서 언급한 바와 같이, 유황이나 나트륨황화물에 대한 내식성이 우수한 절연물질이면 어떤 물질이라도 가능하다.
예를 들면, 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2), 알루미나-실리카(Al2O3-SiO2), 지르코니아(ZrO2), 및 뮬라이트(mullite: 3Al2O3?2SiO2) 중의 어느 하나일 수 있다.
공극형성제는, 500~800℃에서 분해되면서 공극을 형성하는 물질로서, 예를 들면 고연화점 핏치 또는 고분자 분말 등이다. 이러한 공극형성제는 세라믹 코팅액의 총 중량에 대해 2~10 중량% 첨가되는 것이 바람직하다.
공극형성제가 세라믹 코팅액의 총 중량에 대해 2 중량% 미만으로 첨가되면 나트륨이나 나트륨황화물 등의 이동이 어려워지고, 10 중량% 초과하여 첨가되면 절연층이 강고하지 못하여 충전 과정 중에 탈락되기 때문이다.
이렇게 준비된 세라믹 코팅액을 사용하여 침지법이나 전기영동법 등을 이용하여 절연층(44)을 코팅한다.
침지법의 경우, 세라믹 코팅액 내에, 구획된 펠트(42)들 간 경계면(A)을 침지하여 그 경계면(A)에 세라믹 섬유, 유리 섬유, 또는 세라믹 분말이 도포되도록 한 후 열처리함으로써 절연층(44)을 코팅할 수 있다.
전기영동법의 경우, 펠트(42)에 전압을 인가하고 세라믹 코팅액 중의 표면 전하를 띤 세라믹 섬유, 유리 섬유, 또는 세라믹 분말을 전기영동법으로 펠트(42)에 도포한 후 열처리함으로써 절연층(44)을 코팅할 수 있다.
열처리할 때에는 탄소의 환원분위기에서 800~1200℃ 온도를 30~60분 동안 유지하는 것이 바람직하다.
열처리 온도가 800℃ 미만이고 열처리 시간이 30분 미만이면, 절연층(44)이 강고한 구조체를 형성하지 못하여 충전 중 경계면(A)으로부터 탈락되면서 충전회복율이 낮아질 수 있다.
또한, 열처리 온도가 1200℃를 초과하고 열처리 시간이 60분을 초과하면 절연층(44)이 지나치게 치밀해져서 나트륨, 나트륨황화물 등의 이동이 어려워지면서 충전회복율이 낮아질 수 있다.
이러한 이유로 열처리 시간 및 온도는 상술한 범위인 것이 바람직하다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 절연층(44)은 구획된 펠트들 간 경계면(A) 뿐만 아니라 전해질(30)과 펠트(42) 간 경계면(B)에까지 코팅할 수도 있다.
전해질(30)과 펠트(42)간 경계면(B)에 코팅된 경우, 절연층(44)은 전해질(30)과 접촉하는 펠트(42)의 면에 코팅될 수도 있고, 또는 펠트(42)와 접촉하는 전해질(30)의 면에 코팅될 수도 있다.
예를 들면, 절연층이 펠트와 접촉하는 전해질의 면에 코팅되는 경우, 전해질튜브의 외면에 절연층을 직접 코팅할 수도 있다.
이를 위해서는 상술한 세라믹 코팅액을 스프레이 등의 방법으로 전해질튜브의 외면에 도포한 후 열처리함으로써 절연층을 형성할 수 있다. 이 경우 열처리를 별도로 행하지 않고 전지 부품 조립 과정 중 알루미나 절연링과 전해질튜브 간의 유리밀봉 단계에서 열처리하는 것을 이용할 수 있다.
유리밀봉 단계에서는 800~1200℃에서 열처리가 진행되기 때문에 이러한 조건에서 전해질튜브 외면에 도포된 코팅층의 결합이 진행되어 강고한 절연층이 형성되는 것이다.
다음, 구획된 펠트(42) 내부로 용융 유황을 함침한다.
다음, 구획된 펠트(42)들을 서로 결합하여 유황극(40) 제조를 완료한다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명은 하기 실시예로 한정되지 않는다.
<실시예>
실시예 1에서는 흑연펠트를 이용하여 양극을 제조하였다. 원통형 전해질튜브를 둘러싸는 흑연펠트를 일정한 각도로 길이 방향으로 절단하여 다수의 구획으로 나누었다.
PVA 분말을 물에 용해하고, 여기에 공극형성제 2.5 중량%와 세라믹 분말을 혼합하여 세라믹 코팅액을 준비하였다.
구획된 펠트들 간 계면을 세라믹 코팅액에 침지한 후, 1000℃에서 50분 정도 열처리하여 절연층을 0.2mm 두께로 코팅하였다.
펠트 내부로 용융 유황을 함침하고 냉각한 후, 구획된 펠트들을 서로 결합하여 NaS 전지의 양극을 제작하였다.
이렇게 제조된 NaS 전지의 특성은 충방전 시험기를 이용하여 충방전 사이클에 따른 충전 회복율을 측정함으로써 평가하였다.
충전 회복율은 이전 충전율 대비하여 다음 사이클에서 도달하는 충전율의 차이를 이전 충전율로 나눈 값에 100을 곱하여 구하였다. 이렇게 구한 충전 회복율 값을 표 1에 나타내었다.
표 1에는 실시예 1~2, 비교예 1~7에 대한 충전회복율이 나타나있다. 이 때 비교예 1의 충전 회복율을 100으로 하여 충전 회복율 지수로 나타내었다.
양극 제조 조건 충전회복율 지수
구획
여부		 절연층 코팅여부 절연층 두께(mm) 절연층
열처리 온도(℃)		 공극형성제 첨가량(중량%)
실시예 1 ○ ○ 0.2 1000 2.5 140
실시예 2 ○ ○ 0.2 900 2.5 135
비교예 1 × × - - 3 100
비교예 2 ○ × - - 3 105
비교예 3 × ○ 0.2 900 3 110
비교예 4 ○ ○ 0.2 400 3 102
비교예 5 ○ ○ 0.2 1400 3 90
비교예 6 ○ ○ 0.2 900 1 101
비교예 7 ○ ○ 0.2 900 15 95
비교예 8 ○ ○ 0.05 900 2.5 80
비교예 9 ○ ○ 2 900 2.5 60
실시예 2에서는 열처리 온도를 900℃로 하였고, 나머지는 실시예 1과 동일한 조건으로 하였다.
비교예 1에서는 펠트를 구획하지 않았고 절연층을 코팅하지도 않았다.
비교예 2에서는 펠트를 구획하였으나 구획된 펠트들 간 경계면, 및 전해질과 펠트 간 경계면 어디에도 절연층을 코팅하지 않았다.
비교예 3에서는 펠트를 구획하지 않았고 전해질튜브 외면에 절연층을 0.2mm 두께로 코팅하였다.
비교예 4 및 5에서는 펠트를 구획하고 구획된 펠트들 간 경계면에 절연층을 0.2mm 두께로 코팅하였으나 절연층 열처리 온도를 각각 400℃ 및 1400℃로 하였다.
비교예 6 및 7에서는 펠트를 구획하고 구획된 펠트들 간 경계면에 절연층을 0.2mm 두께로 코팅하였으나 세라믹 코팅액 중에 공극형성제 첨가량을 각각 1 중량% 및 15 중량%로 하였다.
비교예 8의 절연층 코팅 두께는 0.05mm 이었으며, 비교예 9의 절연층 코팅 두께는 2mm 이었다.
표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 및 실시예 2의 충전회복율 지수는 각각 140 및 135로서 비교예 1의 100에 비해 월등히 높은 값을 나타내었다.
반면에, 비교예 1~9은 실시예 1 및 2에 비해 현저히 낮은 값을 나타내었다.
이로써, 본 발명에 따른 NaS 전지가 우수한 충방전효율을 나타냄을 확인할 수 있었다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100: 단전지 10: 나트륨극
20: 금속관 30: 전해질
40: 유황극 42: 펠트
44: 절연층 50: 전조

Claims (20)

  1. 전해질, 나트륨극 및 유황극을 포함하는 나트륨유황(NaS) 전지에 있어서,
    상기 유황극은 유황이 함침된 펠트를 포함하고,
    상기 펠트는 둘 이상으로 구획되어 있으며,
    상기 구획된 펠트들 간 경계면에 절연층이 코팅된 나트륨유황(NaS) 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전해질과 상기 펠트 간 경계면에 코팅된 절연층을 더 포함하는 나트륨유황(NaS) 전지.
  3. 전해질튜브, 나트륨극, 및 유황극을 포함하는 나트륨유황(NaS) 전지에 있어서,
    상기 유황극은 유황이 함침된 펠트를 포함하고,
    상기 펠트는 둘 이상으로 구획되어 있으며,
    상기 구획된 펠트들 간 경계면 및 상기 전해질튜브의 외주면에 절연층이 코팅된 나트륨유황(NaS) 전지.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연층은 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2), 알루미나-실리카(Al2O3-SiO2), 지르코니아(ZrO2), 및 뮬라이트(mullite: 3Al2O3?2SiO2) 중의 어느 하나로 이루어진 나트륨유황(NaS) 전지.
  5. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연층의 두께는 0.1 ~ 1mm 인 나트륨유황(NaS) 전지.
  6. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 펠트는 탄소펠트 및 흑연펠트 중의 어느 하나인 나트륨유황(NaS) 전지.
  7. 전해질과 나트륨극 및 유황극을 포함하는 나트륨유황(NaS) 전지의 제조에 있어서,
    상기 유황극의 제조는,
    펠트를 둘 이상으로 구획하는 단계;
    상기 구획된 펠트들 간 경계면에 절연층을 코팅하는 단계;
    상기 구획된 펠트 내부로 유황을 함침하는 단계; 및
    상기 구획된 펠트를 결합하는 단계
    를 포함하는 나트륨유황(NaS) 전지 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 절연층은, 상기 전해질과 접촉하는 펠트의 면까지 코팅하는 전지 제조 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 절연층은,
    세라믹 코팅액 내에 침지(dipping)한 후 열처리하는 방법; 및 세라믹 코팅액 내에서 전기영동법으로 코팅한 후 열처리하는 방법 중의 어느 한 방법으로 코팅하는 나트륨유황(NaS) 전지 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 열처리는 탄소의 환원분위기에서 800~1200℃ 온도를 30~60분 동안 유지하는 것인 나트륨유황(NaS) 전지 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 세라믹 코팅액은 세라믹 섬유, 유리 섬유, 및 세라믹 분말 중의 어느 하나를 바인더와 공극형성제 및 용매와 혼합한 용액인 나트륨유황(NaS) 전지 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 공극형성제는, 500~800℃에서 분해되면서 공극을 형성하는 물질로서, 고연화점 핏치 및 고분자 물질 중의 어느 하나인 나트륨유황(NaS) 전지 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 공극형성제는 상기 세라믹 코팅액의 총 중량에 대해 2~10 중량% 첨가되는 나트륨유황(NaS) 전지 제조 방법.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 절연층 코팅 후에 상기 펠트와 접촉하는 전해질의 면에 세라믹 코팅액을 스프레이한 후 열처리하는 단계를 추가하는 나트륨유황(NaS) 전지 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 열처리는 탄소의 환원분위기에서 800~1200℃ 온도를 30~60분 동안 유지하는 것인 나트륨유황(NaS) 전지 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 세라믹 코팅액은 세라믹 섬유, 유리 섬유, 및 세라믹 분말 중의 어느 하나를 바인더와 공극형성제 및 용매와 혼합한 용액인 나트륨유황(NaS) 전지 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 공극형성제는, 500~800℃에서 분해되면서 공극을 형성하는 물질로서, 고연화점 핏치 및 고분자 물질 중의 어느 하나인 나트륨유황(NaS) 전지 제조 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 공극형성제는 상기 세라믹 코팅액의 총 중량에 대해 2~10 중량% 첨가되는 나트륨유황(NaS) 전지 제조 방법.
  19. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 절연층은 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2), 알루미나-실리카(Al2O3-SiO2), 지르코니아(ZrO2), 및 뮬라이트(mullite: 3Al2O3?2SiO2) 중의 어느 하나를 0.1 ~ 1mm 두께로 코팅하는 나트륨유황(NaS) 전지 제조 방법.
  20. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 펠트는 탄소펠트 및 흑연펠트 중의 어느 하나인 나트륨유황(NaS) 전지 제조 방법.
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