KR20200045225A - PE material short circuit prevention device - Google Patents

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KR20200045225A
KR20200045225A KR1020180126018A KR20180126018A KR20200045225A KR 20200045225 A KR20200045225 A KR 20200045225A KR 1020180126018 A KR1020180126018 A KR 1020180126018A KR 20180126018 A KR20180126018 A KR 20180126018A KR 20200045225 A KR20200045225 A KR 20200045225A
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short circuit
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최석모
김진구
이용진
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주식회사 한국아트라스비엑스
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Abstract

The present invention relates to a short circuit prevention device made of a PE material, and more specifically, to a short circuit prevention device made of a PE material, which provides a structure that a positive electrode grid cannot be grounded with a negative electrode strap on the top even if the positive electrode grid grows by inserting a short circuit prevention device of a cylindrical shape into the negative electrode strap instead of delaying a ground connection by adjusting alloy of a grid or mixing other additives like a conventional art, in order to solve existing problems that life of a lead-acid battery is reduced more than 50% when the lead-acid battery is used in a high temperature area over 30°C, compared to life of a lead-acid battery used at a room temperature, and particularly short is generated by grid growth. Thus, the present invention provides an effect of preventing a positive electrode grid from being grounded with a negative electrode strap on the top even if the positive electrode grid grows by inserting the short circuit prevention device of a cylindrical shape into the negative electrode strap instead of delaying a ground connection by adjusting alloy of a grid or mixing other additives. Also, the present invention provides an effect of improving durability at a high temperature through the structure, thereby providing a lead-acid battery for a high temperature area.

Description

PE 재질의 쇼트 써킷 예방장치{PE material short circuit prevention device}PE material short circuit prevention device

본 발명은 PE 재질의 쇼트 써킷 예방장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래에 30℃ 이상의 고온지역에서 납 축전지를 사용하는 경우에 상온에서 사용되는 납 축전지에 비해 수명이 50% 이상 수명이 감소하며, 특히 그리드 성장에 의한 쇼트가 발생하는 문제점을 개선하기 위하여 종래와 같이, 그리드의 Alloy 조정이나 기타 첨가제를 혼합하여 이를 지연시키는 수준이 아닌 음극 스트랍에 원통 형상의 쇼트 써킷 예방장치를 삽입하여 양극 그리드가 성장하더라도 상부에 있는 음극 스트랍과 접지될 수 없도록 하는 구조를 제공하는 PE 재질의 쇼트 써킷 예방장치에 관한 것이다.The present invention relates to a short circuit preventive device made of PE, and more specifically, when using a lead acid battery in a high temperature region of 30 ° C or higher, the life span is reduced by 50% or more compared to a lead acid battery used at room temperature. In particular, in order to improve the problem of short circuit caused by grid growth, as in the prior art, a cylindrical short circuit preventive device is inserted into the cathode strap rather than the level of mixing and delaying the alloy adjustment or other additives of the grid to insert the positive electrode. It relates to a PE short circuit preventive device that provides a structure so that it cannot be grounded with the cathode strap on the top even if the grid grows.

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, “A battery electrode plate and a manufacturing method thereof,” is prepared by applying a fiber-reinforced paper under pressure to attach fiber filaments to the surface of the active material, and filling the concave-convex portion of the surface to produce an electrode plate. The 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 conventional Korean registered patent relates to a "electrode plate for a storage battery and a method for manufacturing the same", and the electrode plate of the storage battery is coated with an active material having electrochemical activity on a substrate serving as a passage for electricity, and a fiber-reinforced paper is applied to the surface of the active material. In the step of attaching or compressing, the fiber filaments of the fiber-reinforced paper are attached by applying pressure to a certain depth, and the active material is filled in the irregularities of the surface of the fiber-reinforced paper to increase the binding surface area. Preventing, further improving the initial high-rate discharge characteristics of the electrode plate due to the porosity of the fiber-reinforced paper, and also prolonging the life of the storage battery by retaining and supporting the active material due to the stable support capacity and acid resistance of the fiber filament structure of the fiber-reinforced paper It 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. Until now, lead (Pb) -calcium (Ca) -tin (Sn) -based alloys have been used as grid alloys for lead-acid batteries, but these alloys alone do not sufficiently cope with harsh usage environments (high temperature and overcharge phenomenon), causing corrosion or corrosion of the grid. It is pointed out that the problem is that the lifespan of the lead acid battery is shortened due to the deformation due to the growth.

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

한편, 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. On the other hand, the aging process of the positive electrode plate is an important process to increase the durability of the product. It oxidizes lead (Pb), a component of the active material, with hot temperature (about 70 to 100 ° C) of steam and moisture (at least 99% humidity). It not only changes to lead (PbO), but also changes the crystal structure of the active material.

음극판은 별도 공정 없이 자연 상태에서 방치하면 숙성 및 건조를 동시에 할 수 있다. The cathode plate can be aged and dried at the same time if left in a natural state without a separate process.

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 maturation and drying are not achieved, the electrode plates and the electrode plates stick together in the assembly process of forming the electrode plate group, and moisture is present, so the durability of the active material is reduced and the active material embedded between the substrates is easily dropped 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 charge and discharge increases, the lead-acid battery made through this process is more likely to fall off the substrate by the reaction of lead and sulfuric acid, and the fallen active materials can no longer participate in the reaction. By reducing the performance, the lead-acid battery's lifespan is usually only 1 to 2 years.

따라서, 납 축전지 내구성과 성능을 향상시킬 수 있는 제조 공정이 요구되고 있는 실정이다.Therefore, there is a need for a manufacturing process capable of improving lead acid battery durability and performance.

그리고, 현재, 고온용 납 축전지에서 필요로 하는 재료의 조건이 그리드 성장 및 부식 억제이며 이에 따라 충, 방전 특성 향상과 같은 요구 조건에 부응하는 새로운 형태의 재료들이 개발되고 있다.And, at present, the conditions of materials required for high-temperature lead-acid batteries are suppression of grid growth and corrosion, and accordingly, new types of materials have been developed to meet requirements such as improvement of charge and discharge characteristics.

현재의 납축전지용 그리드 합금은 납-주석-칼슘계 합금을 사용하여 제조되고 있으나 카본재료 코팅등 다양한 복합 재료에 대한 연구는 최근에 진행되고 있다.Current grid alloys for lead acid batteries are manufactured using lead-tin-calcium-based alloys, but research on various composite materials such as carbon material coatings has been recently conducted.

종래의 납축전지 Grid를 제조함에 있어서 납-주석-칼슘계 합금을 Press와 Punching 공정을 적용하여 제조한다.In manufacturing a conventional lead acid battery grid, a lead-tin-calcium-based alloy is manufactured by applying a pressing and punching process.

기존의 납축전지의 주요 재료인 납 특성상 쉽게 산소와 반응하여 산화가 일어나고 결정립 성장에 따라 납 성장이 일어난다.Owing to the nature of lead, which is the main material of the existing lead acid battery, it easily reacts with oxygen to oxidize and lead growth occurs according to grain growth.

특히, 고온 지역에서 자동차에 장착된 제품의 경우 운행 조건 및 전장에서의 사용부하에 따라 그리드 부식이 가속화되어 납축전지 쇼트 발생으로 인해 조기 수명 종지 현상이 발생하게 된다.Particularly, in the case of a product mounted in a vehicle in a high temperature area, grid corrosion is accelerated according to operating conditions and loads used in the battlefield, leading to an early end of life due to lead-acid battery short circuit.

따라서, 지금까지 설명한 문제점을 개선할 수 있는 납축전지 개발이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need to develop a lead acid battery capable of improving the problems described so far.

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

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

30℃ 이상의 고온지역에서 납 축전지를 사용하는 경우에 상온에서 사용되는 납 축전지에 비해 수명이 50% 이상 수명이 감소하며, 특히 그리드 성장에 의한 쇼트가 발생하는 문제점을 개선하기 위하여 종래와 같이, 그리드의 Alloy 조정이나 기타 첨가제를 혼합하여 이를 지연시키는 수준이 아닌 음극 스트랍에 원통 형상의 쇼트 써킷 예방장치를 삽입하여 양극 그리드가 성장하더라도 상부에 있는 음극 스트랍과 접지될 수 없도록 하는 구조를 제공하고자 한다.In the case of using a lead acid battery in a high temperature region of 30 ° C. or higher, the life span is reduced by 50% or more compared to the lead acid battery used at room temperature, and in particular, to improve the problem of short circuit caused by grid growth, the grid This is to provide a structure that inserts a cylindrical short circuit preventive device into the cathode strap, not to the level that delays it by mixing alloy adjustments or other additives, so that even if the anode grid grows, it cannot be grounded with the cathode strap on the top. do.

본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 쇼트 써킷 예방장치(100)는,In order to achieve the problem to be solved by the present invention, the short circuit prevention apparatus 100 according to an embodiment of the present invention,

그리드(200)의 상측에 형성된 러그(250)에 일측이 삽입되며, 타측에 상측에 위치한 스트랍(300)이 삽입됨으로써, 양극 그리드가 성장하더라도 상부에 존재하는 음극 스트랍과 접지되는 것을 방지하는 것을 특징으로 함으로써, 본 발명의 과제를 해결하게 된다.One side is inserted into the lug 250 formed on the upper side of the grid 200, and the strap 300 located on the other side is inserted into the other side, thereby preventing the anode grid from being grounded and the ground from the cathode even if the anode grid grows. The problem of the present invention is solved by featuring.

본 발명인 PE 재질의 쇼트 써킷 예방장치를 통해, 종래에 30℃ 이상의 고온지역에서 납 축전지를 사용하는 경우에 상온에서 사용되는 납 축전지에 비해 수명이 50% 이상 수명이 감소하며, 특히 그리드 성장에 의한 쇼트가 발생하는 문제점을 개선하기 위하여 종래와 같이, 그리드의 Alloy 조정이나 기타 첨가제를 혼합하여 이를 지연시키는 수준이 아닌 음극 스트랍에 원통 형상의 쇼트 써킷 예방장치를 삽입하여 양극 그리드가 성장하더라도 상부에 있는 음극 스트랍과 접지될 수 없도록 하는 효과를 제공하게 된다.Through the short circuit prevention device made of PE according to the present invention, in the case of using a lead acid battery in a high temperature region of 30 ° C. or higher, the life span is reduced by 50% or more compared to the lead acid battery used at normal temperature, especially due to grid growth In order to improve the short-circuiting problem, even if the anode grid is grown by inserting a cylindrical short circuit preventive device into the cathode strap rather than delaying it by mixing the alloy adjustment or other additives in the grid as in the prior art, even if the anode grid grows, It provides the effect of not being able to be grounded with a negative electrode strap.

또한, 상기와 같은 구조를 통하여 고온 내구성 향상 효과를 제공함으로써, 고온 지역용 납축전지를 제공할 수 있게 된다.In addition, by providing a high temperature durability improvement effect through the above structure, it is possible to provide a lead acid battery for a high temperature region.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 PE 재질의 쇼트 써킷 예방장치를 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 PE 재질의 쇼트 써킷 예방장치가 러그와 스트랍 사이에 삽입된 예시를 나타낸 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 PE 재질의 쇼트 써킷 예방장치의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 PE 재질의 쇼트 써킷 예방장치를 포함하는 개선품과 종래품를 비교한 그래프로서, 미국 자동차 기술자 협회 규격에 따라 고온 환경에서 수명을 검증한 그래프 도면이다.1 is a front view showing a PE short circuit prevention device according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view showing an example in which a PE short circuit prevention device according to an embodiment of the present invention is inserted between a lug and a strap.
3 is a front view of a PE short circuit prevention device according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a graph comparing the improved product and the conventional product including a PE short circuit preventive device according to an embodiment of the present invention, a graph showing the life in a high temperature environment according to the American Automobile Engineers Association standards.

본 발명의 일실시예에 따른 쇼트 써킷 예방장치(100)는,Short circuit preventive device 100 according to an embodiment of the present invention,

그리드(200)의 상측에 형성된 러그(250)에 일측이 삽입되며, 타측에 상측에 위치한 스트랍(300)이 삽입됨으로써, 양극 그리드가 성장하더라도 상부에 존재하는 음극 스트랍과 접지되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.One side is inserted into the lug 250 formed on the upper side of the grid 200, and the strap 300 located on the other side is inserted into the other side, thereby preventing the anode grid from being grounded and the ground from the cathode even if the anode grid grows. It is characterized by.

이때, 상기 쇼트 써킷 예방장치(100)는,At this time, the short circuit prevention device 100,

하측에 형성되어 러그(250)의 상단을 삽입하는 원통형의 러그삽입몸체부(110);와It is formed on the lower side of the cylindrical lug insertion body portion 110 for inserting the top of the lug 250; And

상기 러그삽입몸체부(110)의 상단에 연이어 형성되는 원통형의 중앙몸체부(120);와A cylindrical central body portion 120 formed one after another on the top of the lug insertion body portion 110; and

상기 중앙몸체부(120)의 상단에 연이어 형성되되, 상측에 위치한 스트랍(300)을 삽입시키기 위한 스트랍삽입몸체부(130);를 포함하여 구성되되,Consisting of, including; is formed in succession to the top of the central body portion 120, the strap insertion body portion 130 for inserting the strap 300 located on the upper side;

상기 중앙몸체부(120)의 둘레길이가 양단에 위치한 러그삽입몸체부(110)와 스트랍삽입몸체부(130)의 둘레 길이보다 작게 형성되는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the circumferential length of the central body portion 120 is smaller than the circumferential lengths of the lug insertion body portion 110 and the strap insertion body portion 130 located at both ends.

또한, 상기 쇼트 써킷 예방장치(100)는,In addition, the short circuit prevention device 100,

내산성을 갖추면서 전기적으로 독립을 유지시킬 수 있는 PE 재질로 형성하는 것을 특징으로 한다.It is characterized by being formed of a PE material capable of maintaining electrical independence while having acid resistance.

따라서, 상기 쇼트 써킷 예방장치(100)를 포함한 납축전지의 보유 용량이 80Ah의 용량일 경우,Therefore, when the storage capacity of the lead acid battery including the short circuit prevention device 100 is a capacity of 80 Ah,

수명은 274 싸이클에서 304 ~ 315 싸이클로 11 ~ 15%의 내구성 향상을 제공할 수 있는 것을 특징으로 한다.The service life is characterized by being able to provide a durability improvement of 11 to 15% from 304 to 315 cycles at 274 cycles.

이하, 본 발명에 의한 PE 재질의 쇼트 써킷 예방장치의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, it will be described in detail through an embodiment of a PE short circuit prevention device according to the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 PE 재질의 쇼트 써킷 예방장치를 나타낸 정면도이다.1 is a front view showing a PE short circuit prevention device according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명인 쇼트 써킷 예방장치(100)는,As shown in Figure 1, the short circuit preventive device 100 of the present invention,

그리드(200)의 상측에 형성된 러그(250)에 일측이 삽입되며, 타측에 상측에 위치한 스트랍(300)이 삽입됨으로써, 양극 그리드가 성장하더라도 상부에 존재하는 음극 스트랍과 접지되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.One side is inserted into the lug 250 formed on the upper side of the grid 200, and the strap 300 located on the other side is inserted into the other side, thereby preventing the anode grid from being grounded and the ground from the cathode even if the anode grid grows. It is characterized by.

즉, 쇼트 써킷(Short Circuit) 예방장치(100)가 하측에 위치한 그리드(200)의 상측에 형성된 러그(250)와 상측에 위치한 스트랍(300) 사이에 위치하게 된다.That is, the short circuit (Short Circuit) prevention device 100 is positioned between the lug 250 formed on the upper side of the grid 200 located on the lower side and the strap 300 located on the upper side.

이때, 쇼트 써킷(Short Circuit) 예방장치(100)의 상측에는 스트랍이, 하측에는 러그가 삽입되게 되는 것이다.At this time, the short circuit (Short Circuit) prevention device 100, the upper side of the strap, the lower side is to be inserted lugs.

따라서, 양극 그리드가 성장하더라도 상부에 존재하는 음극 스트랍과는 구조적으로 접지가 불가능하게 되는 것이다.Therefore, even if the anode grid grows, it is structurally impossible to ground with the cathode strap existing thereon.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 PE 재질의 쇼트 써킷 예방장치가 러그와 스트랍 사이에 삽입된 예시를 나타낸 정면도이다.2 is a front view showing an example in which a PE short circuit prevention device according to an embodiment of the present invention is inserted between a lug and a strap.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명인 쇼트 써킷 예방장치(100)를 러그와 스트랍 사이에 삽입하게 되는데, 러그와 연결된 양극 그리드가 성장하게 되더라도 본 발명의 쇼트 써킷 예방장치를 통해 상부에 존재하는 음극 스트랍과는 구조적으로 접지가 불가능하도록 하는 것이다.As shown in Figure 2, the present invention, the short circuit prevention device 100 is inserted between the lugs and the straps, even if the anode grid connected to the lugs grows, the present on the upper portion through the short circuit prevention device of the present invention It is made to be structurally impossible to ground with the negative electrode strap.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 PE 재질의 쇼트 써킷 예방장치의 정면도이다.3 is a front view of a PE short circuit prevention device according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 쇼트 써킷 예방장치(100)는,As shown in Figure 3, the short circuit prevention device 100,

하측에 형성되어 러그(250)의 상단을 삽입하는 원통형의 러그삽입몸체부(110);와It is formed on the lower side of the cylindrical lug insertion body portion 110 for inserting the top of the lug 250; And

상기 러그삽입몸체부(110)의 상단에 연이어 형성되는 원통형의 중앙몸체부(120);와A cylindrical central body portion 120 formed one after another on the top of the lug insertion body portion 110; and

상기 중앙몸체부(120)의 상단에 연이어 형성되되, 상측에 위치한 스트랍(300)을 삽입시키기 위한 스트랍삽입몸체부(130);를 포함하여 구성되되,Consisting of, including; is formed in succession to the top of the central body portion 120, the strap insertion body portion 130 for inserting the strap 300 located on the upper side;

상기 중앙몸체부(120)의 둘레길이가 양단에 위치한 러그삽입몸체부(110)와 스트랍삽입몸체부(130)의 둘레 길이보다 작게 형성되는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the circumferential length of the central body portion 120 is smaller than the circumferential lengths of the lug insertion body portion 110 and the strap insertion body portion 130 located at both ends.

구체적으로, 러그삽입몸체부(110)가 하측에 형성되어 러그(250)의 상단을 삽입하게 되는데, 원통 형상을 가지게 되는 것이다.Specifically, the lug insertion body portion 110 is formed on the lower side to insert the upper end of the lug 250, which has a cylindrical shape.

이때, 중앙몸체부(120)가 상기 러그삽입몸체부(110)의 상단에 연이어 원통 형상으로 형성되게 되는 것이다.At this time, the central body portion 120 will be formed in a cylindrical shape in succession to the top of the lug insertion body portion 110.

따라서, 그리드가 성장하더라도 러그가 상측에 위치한 중앙몸체부까지 성장할 수가 없게 되는 구조를 가진다.Therefore, even if the grid grows, it has a structure in which the lugs cannot grow to the central body portion located at the upper side.

즉, 상기 중앙몸체부(120)의 둘레 길이가 양단에 위치한 러그삽입몸체부(110)와 스트랍삽입몸체부(130)의 둘레 길이보다 작게 형성됨으로써, 종래 기술의 문제점인 음극 스트랍과의 접지가 될 수 없는 것이다.That is, the circumferential length of the central body portion 120 is formed to be smaller than the circumferential lengths of the lug insertion body portion 110 and the strap insertion body portion 130 located at both ends, and thus, with the negative electrode strap, which is a problem in the prior art. It cannot be grounded.

또한, 상기 중앙몸체부(120)의 상단에 연이어 스트랍삽입몸체부(130)를 형성하게 됨으로써, 상측에 위치한 스트랍(300)을 삽입시키게 되는 것이다.In addition, by forming the strap insertion body 130 in succession to the top of the central body portion 120, it is to insert the strap 300 located on the upper side.

즉, 상기 러그삽입몸체부(110)와 스트랍삽입몸체부(130)의 직경은 하측에 위치한 러그 및 상측에 위치한 스크랍의 직경보다 약간 크게 하여 삽입하는데 문제가 없도록 하게 된다.That is, the diameter of the lug insertion body portion 110 and the strap insertion body portion 130 is slightly larger than the diameter of the lug located at the lower side and the scrub located at the upper side so that there is no problem in insertion.

상기와 같은 쇼트 써킷 예방장치(100)를 통해, 종래에 30℃ 이상의 고온지역에서 납 축전지를 사용하는 경우에 상온에서 사용되는 납 축전지에 비해 수명이 50% 이상 수명이 감소하며, 특히 그리드 성장에 의한 쇼트가 발생하는 문제점을 개선하기 위하여 종래와 같이, 그리드의 Alloy 조정이나 기타 첨가제를 혼합하여 이를 지연시키는 수준이 아닌 음극 스트랍에 원통 형상의 쇼트 써킷 예방장치를 삽입하여 양극 그리드가 성장하더라도 상부에 있는 음극 스트랍과 접지될 수 없도록 하는 효과를 제공하게 된다.Through the short circuit prevention device 100 as described above, in the case of using a lead acid battery in a high temperature region of 30 ° C. or higher, the life is reduced by 50% or more compared to the lead acid battery used at room temperature, and especially for grid growth. In order to improve the problem of short circuit caused by a short circuit, a cylinder-shaped short circuit preventive device is inserted into the cathode strap rather than delaying it by mixing alloys or other additives in the grid as in the prior art. This will provide the effect of not being able to be grounded with the negative electrode strap in.

다시 설명하면, 종래에 자동차에 장착되는 내비게이션, 블랙박스, 전동 시트 등의 편의 장치와 ABS, VDC, 도난경보시스템 등의 안전장치의 증가로 인해 소모 전략이 높아지고 있어 고성능 배터리가 필요하며, 고온지역에서 사용하는 납축전지의 경우, 상온에서 사용하는 납축전지의 수명이 50% 이상 감소한다. In other words, the consumption strategy is increasing due to the increase in safety devices such as navigation systems, black boxes, electric seats, and safety devices such as ABS, VDC, and anti-theft alarm systems, which require high-performance batteries. In the case of lead-acid batteries used in, the life of lead-acid batteries used at room temperature is reduced by 50% or more.

보다 자세히 언급하면, 배터리의 고장 원인은 사용 중에 부하의 종류와 관리하는 방법에 따라 좌우된다. In more detail, the cause of the failure of the battery depends on the type of load and how it is managed during use.

주된 고장요인은 양극 활물질 설페이션화, 음극 활물질 설페이션화, 양극 격자부식, 격리판 파손, 그리드 성장, 복합적인 요인 등이 있다. The main failure factors include positive electrode active material sulfation, negative electrode active material sulfation, positive electrode grid corrosion, separator breakage, grid growth, and complex factors.

특히 고온지역에서 자동차에 장착된 제품의 경우, 운행 조건 및 전장에서의 사용부하에 따라 그리드 부식이 가속화되거나, 그리드 성장이 가속화되어 납축전지 쇼트 발생으로 인해 조기 수명 종지 현상이 발생된다. Particularly, in the case of a product mounted in a vehicle in a high temperature area, grid corrosion is accelerated or grid growth is accelerated depending on operating conditions and loads used in the battlefield, and an early life end phenomenon occurs due to lead-acid battery short circuit.

따라서, 본 발명에서는 쇼트 써킷 예방장치(100)를 제공함으로써, 성능 향상 및 조기 수명 종지 현상을 방지하게 된다.Therefore, in the present invention, by providing the short circuit prevention device 100, it is possible to improve the performance and prevent the end of early life.

다시말하자면, 고온지역 혹은 고온에 주로 노출되는 환경에서 사용되는 납축전지의 주요 수명 종지 원인은 양극 그리드가 성장함에 따라 상부에 있는 음극 스트랍과 접지되어 발생되는 쇼트 써킷이다.In other words, the main cause of end of life of lead-acid batteries used in high temperature areas or environments mainly exposed to high temperatures is the short circuit generated by grounding the cathode strap on the top as the anode grid grows.

이를 해결하기 위하여 그리드의 Alloy 조정이나 기타 첨가제를 넣는 다양한 연구들이 진행되고 있으나, 이를 지연시키는 수준에 불과하며, 근본적인 해결책은 되지 못하는 실정이다.In order to solve this, various studies have been conducted to adjust the alloy of the grid or add other additives, but it is only a level to delay this, and it is not a fundamental solution.

본 발명은 쇼트 써킷을 근본적으로 예방하기 위하여 극판군 상단에 쇼트 써킷 예방장치(100)를 넣어서 양극 그리드가 성정하더라도 상부에 있는 음극 스트랍과 접지될 수 없도록 하게 된다.In the present invention, to prevent the short circuit fundamentally, the short circuit prevention device 100 is put on the top of the pole plate so that even if the anode grid is established, it cannot be grounded with the cathode strap on the top.

이때, 본 발명인 쇼트 써킷 예방장치(100)는,At this time, the present inventor short circuit prevention device 100,

내산성을 갖추면서 전기적으로 독립을 유지시킬 수 있는 PE 재질로 형성하는 것을 특징으로 한다.It is characterized by being formed of a PE material capable of maintaining electrical independence while having acid resistance.

즉, 상기 소재의 경우, 기존 납축전지에서 Separator로 활용되기 때문에 안전성이나 기능적인 측면에서 충분히 검증된 소재이므로 이를 가지고 쇼트 써킷 예방장치를 만드는 것이다.That is, in the case of the above material, since it is used as a separator in an existing lead acid battery, it is a material that has been sufficiently verified in terms of safety and functionality to make a short circuit preventive device.

상기한 종래 기술의 문제점을 감안하여 본 발명이 있기까지 연구를 거듭한 결과, 종래의 납 축전지 Grid에 쇼트 써킷 예방장치(100)를 삽입하여 납축전지를 제조하게 되면, 수명 종지 현상을 제거하게 되어 종래의 납축전지에 대비 10% 이상의 기초성능 향상과 11% 내구성을 향상시킬 수 있다는 점을 발견하고, 확인시험을 거쳐 본 발명을 완성하기에 이른 것이다.In consideration of the problems of the prior art described above, as a result of repeated studies until the present invention, when the lead circuit battery is manufactured by inserting the short circuit prevention device 100 in the conventional lead battery grid, the end of life phenomenon is eliminated. It has been discovered that the basic performance can be improved by more than 10% and the durability can be improved by 11% compared to a conventional lead acid battery, and the present invention has been completed through a verification test.

위에서 상술한 바와 같이 본 발명의 효과를 파악하기 위해 그리드에 스트랍을 연결한 종래 방식의 납축전지 완제품과 본 발명의 방식인 쇼트 써킷 예방장치(100)를 그리드와 스트랍 사이에 삽입시킨 후 제조된 납축전지 완제품을 제작하였다. As described above, in order to grasp the effect of the present invention, after inserting the finished lead-acid battery of the conventional method in which the strap is connected to the grid and the short circuit preventive device 100 of the method of the present invention between the grid and the strap, manufacturing A finished lead-acid battery was produced.

위 발명의 효과를 파악하기 위해 종래의 극판을 제작하고 조립 및 화성하여 기초성능 및 수명시험을 하였다.In order to grasp the effects of the above invention, a conventional electrode plate was fabricated, assembled, and converted to perform basic performance and life tests.

또한, 최종적인 80Ah의 용량을 갖는 제품을 제작하였으며, 고온에서의 수명을 검증하기 위해 SAE J2801 규격에 따라 수명 시험을 진행하였다. In addition, a product having a final capacity of 80 Ah was produced, and a life test was conducted according to the SAE J2801 standard to verify life at high temperatures.

시험 결과, 보유용량에서 88Ah의 용량과 수명이 304사이클에서 종지되었으며, 이는 종래품 대비 보유용량에서 10%, 수명에서는 11% 향상되었다.As a result of the test, the capacity and life of 88Ah at the holding capacity ended at 304 cycles, which improved by 10% at the holding capacity compared to the conventional product and 11% at the life.

이에 대한 시험 자료는 후술하도록 하겠다.Test data for this will be described later.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 PE 재질의 쇼트 써킷 예방장치를 포함하는 개선품과 종래품를 비교한 그래프로서, 미국 자동차 기술자 협회 규격에 따라 고온 환경에서 수명을 검증한 그래프 도면이다.Figure 4 is a graph comparing the improved product and the conventional product including a PE short circuit preventive device according to an embodiment of the present invention, a graph showing the life in a high temperature environment according to the American Automobile Engineers Association standards.

<시험예><Test Example>

후술하는 종래품이라 함은, 출원인이 제조하는 납축전지(BX80)에 사용하는 일반적인 제품을 말하며, 개선품은 본 발명의 PE 재질의 쇼트 써킷 예방장치를 포함시켜 제조된 제품을 말한다.The conventional product, which will be described later, refers to a general product used in a lead acid battery (BX80) manufactured by the applicant, and the improved product refers to a product manufactured by including a short circuit preventive device made of PE material of the present invention.

구분division 종래품Conventional products 개선품Improvement RCRC 125min125min 138min138min CCACCA 635A635A 700A700A C20C20 80Ah80Ah 88Ah88Ah 내구성(SAE J2801)Durability (SAE J2801) 274 Cycle274 Cycle 304 Cycle304 Cycle

상기 표 1은 종래의 납축전지와 본 발명의 납축전지의 성능 시험결과로서, 내구성이 종래품의 경우, 274 cycle을 나타냈으며, 개선품의 경우, 304 Cycle을 나타내고 있다.(도 4 참조)Table 1 shows the performance test results of the conventional lead-acid battery and the lead-acid battery of the present invention, and the durability is 274 cycles in the case of the conventional product and 304 cycles in the case of the improved product (see FIG. 4).

따라서, 종래의 종래품보다 내구성이 11% 향상되었음을 실험을 통해 확인할 수 있었다.Therefore, it was confirmed through experiments that the durability was improved by 11% over the conventional products.

1) 보유용량 (RC : Reserve Capacity)1) Reserve Capacity (RC)

보유용량 RC는 만충전 완료 후 1시간 이상 방치한 다음 25℃에서 25A의 방전전류로 방전종지전압 10.5V 도달 시까지의 방전가능지속시간을 측정하는 것으로, 예를 들면 이는 차량에 있어서 시동이 정지된 상태 등에서 부하를 작동시키는데 어느 시간까지 최소한의 기능을 발휘할 수 있는가에 대한 척도가 된다.Retention capacity RC measures the dischargeable duration until discharge end voltage reaches 10.5 V at 25 ° C. with a discharge current of 25 A after standing for 1 hour or more after full charge is completed. For example, it stops starting in a vehicle. It is a measure of how long the minimum function can be achieved to operate the load in conditions.

시험결과, 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 PE 재질의 쇼트 써킷 예방장치를 제작하였을 경우, 보유용량(RC)은 135 ~ 140분으로, 정확하게는 138분으로 종래품에 대비하여 10%의 성능향상 효과를 보임으로써 PE 재질의 쇼트 써킷 예방장치가 보유용량에 대한 긍정적인 영향을 주었음을 알 수 있었다.As a result of the test, as shown in Table 1, when a short circuit prevention device made of PE according to the present invention was manufactured, the holding capacity (RC) was 135 to 140 minutes, and precisely 138 minutes, 10% of the conventional product. By showing the performance improvement effect of, it was found that the PE short circuit prevention device had a positive effect on the storage capacity.

2) 저온시동전류(CCA : Cold Cranking Ampere)2) Cold Cranking Ampere (CCA)

일반적으로 축전지의 급속방전 특성은 -10℃이하에서 급속히 저하되는데, 저온시동전류(CCA)는 저온에서의 자동차 시동능력을 평가하기 위한 고율방전시험으로서, 만충전 완료 후 -18℃에서 630A로 30초 방전시의 전압을 측정한다. In general, the rapid discharge characteristic of a battery rapidly decreases below -10 ℃, and the low-temperature starting current (CCA) is a high-rate discharge test for evaluating the starting ability of a vehicle at low temperatures. The voltage at the time of ultra-discharge is measured.

이 시험에 있어서는 30초 때의 전압이 7.2V이상 요구되며, 높을수록 성능이 우수한 것으로 평가된다. In this test, a voltage of 30 seconds or more is required at 7.2 V or higher, and the higher the performance, the better the performance.

본 발명에서는 (30초 전압÷6-0.2)×630의 보정식을 사용하여 CCA를 계산하였다.In the present invention, CCA was calculated using a correction formula of (30 sec voltage ÷ 6-0.2) x 630.

시험결과, 표 1에서 도시한 바와 같이, 30초 전압은 7.70V ~ 7.82V, 환산 CCA는 680A ~ 700A으로, 정확하게는 700A로 기존제품에 대비하여 10%의 성능향상 효과를 보임으로써 PE 재질의 쇼트 써킷 예방장치를 포함하는 제품을 제작하였을 경우 저온시동전류에 대한 긍정적인 영향을 주었음을 알 수 있었다.As shown in Table 1, the 30-second voltage is 7.70V to 7.82V, the converted CCA is 680A to 700A, and it is exactly 700A, showing a 10% performance improvement effect compared to the existing product. It was found that when a product containing a short circuit preventive device was manufactured, it had a positive effect on the low-temperature starting current.

3) 20 시간율 용량(AH)3) 20 hour rate capacity (AH)

이는 저율방전 특성을 알아보기 위한 것으로, 축전지 용량에 대해 비교적 적은 전류인 3.75A로 연속 방전시켜, 전압이 10.5V에 도달할 때까지의 방전용량(AH)을 측정하는 것이다. This is to find out the low-rate discharge characteristics, and is to continuously discharge at 3.75A, which is a relatively small current for the battery capacity, to measure the discharge capacity (AH) until the voltage reaches 10.5V.

시험 결과, 85AH ~ 90AH로, 정확하게는 88AH로 기존제품에 대비하여 4%의 성능향상 효과를 보임으로써, PE 재질의 쇼트 써킷 예방장치를 포함하는 제품을 제작하였을 경우에 20 시간율 용량(AH)에 대한 긍정적인 영향을 주었음을 알 수 있었다.As a result of the test, 85AH ~ 90AH, exactly 88AH, showing a 4% performance improvement effect compared to the existing product, and produced a product containing a PE short circuit prevention device, 20 hours rate capacity (AH) It was found that it had a positive effect on.

4) 수명 검증 시험(SAE J2801, Cycle)4) Life test (SAE J2801, Cycle)

미국 자동차 기술자 협회 규격에 따라 75℃ 환경에서 수명을 검증한 그래프(J2801)로서, 상기 시험 규격은 납축전지가 고온(75℃)에서 충전/방전을 반복하여 수명이 종지될 때까지의 사이클을 측정하는 시험 방법이다. As a graph (J2801) of verifying life in a 75 ° C environment according to the American Society of Automotive Engineers, the test standard measures the cycle until the life of the lead acid battery repeats charging / discharging at high temperature (75 ° C). It is a test method.

(1사이클 : 25A 18초 방전, 14.2V[최대 25A] 정전압 30분 충전- 5회 반복시 1Cycle)(1 cycle: 25A 18 sec discharge, 14.2V [max 25A] constant voltage 30 min charge-1 cycle after 5 repetitions)

본 시험은 1주 동안 34회 반복하며, 그 후 56시간 정치 후 200A 고율로 방전하여 30초 시점에서의 전압을 측정함으로써 배터리의 상태를 판정한다. This test was repeated 34 times for one week, and after standing for 56 hours, discharged at a high rate of 200 A to measure the voltage at the time of 30 seconds to determine the state of the battery.

30초 시점의 전압이 7.2V 이상이면 배터리를 온전한 상태로 판정하여 위의 싸이클을 반복하며, 7.2V 이하이면 배터리를 수명종지로 판정하여, 시험을 중단한다. If the voltage at 30 seconds is 7.2V or more, the battery is judged to be in an intact state, and the above cycle is repeated. If it is 7.2V or less, the battery is judged to be at the end of its life and the test is stopped.

시험 결과, 종래품에 대비하여 수명에서 11% 향상되는 효과를 보임으로써 PE 재질의 쇼트 써킷 예방장치를 포함하는 제품을 제작하였을 경우, 수명 증가에 대한 긍정적인 영향을 주었음을 알 수 있다.As a result of the test, it can be seen that when a product including a short circuit preventive device made of PE was produced by showing an effect of 11% improvement in life compared to the conventional product, it had a positive effect on the increase in life.

PE 재질의 쇼트 써킷 예방장치를 통해, 종래에 30℃ 이상의 고온지역에서 납 축전지를 사용하는 경우에 상온에서 사용되는 납 축전지에 비해 수명이 50% 이상 수명이 감소하며, 특히 그리드 성장에 의한 쇼트가 발생하는 문제점을 개선하기 위하여 종래와 같이, 그리드의 Alloy 조정이나 기타 첨가제를 혼합하여 이를 지연시키는 수준이 아닌 음극 스트랍에 원통 형상의 쇼트 써킷 예방장치를 삽입하여 양극 그리드가 성장하더라도 상부에 있는 음극 스트랍과 접지될 수 없도록 하는 효과를 제공하게 된다.Through the PE circuit short circuit prevention device, when using a lead acid battery in a high temperature region above 30 ℃, the life span is reduced by 50% or more compared to the lead acid battery used at room temperature. In order to improve the problems that occur, as in the prior art, a cylindrical short circuit preventive device is inserted into the cathode strap rather than a level that delays it by mixing alloy additives or other additives in the grid. It provides the effect of not being able to be grounded with the strap.

또한, 상기와 같은 구조를 통하여 고온 내구성 향상 효과를 제공함으로써, 고온 지역용 납축전지를 제공할 수 있게 된다.In addition, by providing a high temperature durability improvement effect through the above structure, it is possible to provide a lead acid battery for a high temperature region.

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 of ordinary skill in the art to which the present invention pertains to the above contents can 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, the embodiments described above are exemplified in all respects and should be understood as non-limiting.

100 : 쇼트 써킷 예방장치
110 : 러그삽입몸체부
120 : 중앙몸체부
130 : 스트랍삽입몸체부
200 : 그리드
250 : 러그
300 : 스트랍100: short circuit prevention device
110: lug insertion body part
120: central body
130: strap insertion body
200: grid
250: rug
300: strap

Claims (4)

쇼트 써킷 예방장치에 있어서,
상기 쇼트 써킷 예방장치(100)는,
그리드(200)의 상측에 형성된 러그(250)에 일측이 삽입되며, 타측에 상측에 위치한 스트랍(300)이 삽입됨으로써, 양극 그리드가 성장하더라도 상부에 존재하는 음극 스트랍과 접지되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 PE 재질의 쇼트 써킷 예방장치.
In the short circuit prevention device,
The short circuit prevention device 100,
One side is inserted into the lug 250 formed on the upper side of the grid 200, and the strap 300 located on the other side is inserted into the other side, thereby preventing the anode grid from being grounded and the ground from the cathode even if the anode grid grows. Short circuit prevention device of PE material, characterized in that.
제 1항에 있어서,
상기 쇼트 써킷 예방장치(100)는,
하측에 형성되어 러그(250)의 상단을 삽입하는 원통형의 러그삽입몸체부(110);와
상기 러그삽입몸체부(110)의 상단에 연이어 형성되는 원통형의 중앙몸체부(120);와
상기 중앙몸체부(120)의 상단에 연이어 형성되되, 상측에 위치한 스트랍(300)을 삽입시키기 위한 스트랍삽입몸체부(130);를 포함하여 구성되되,
상기 중앙몸체부(120)의 둘레길이가 양단에 위치한 러그삽입몸체부(110)와 스트랍삽입몸체부(130)의 둘레 길이보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 PE 재질의 쇼트 써킷 예방장치.
According to claim 1,
The short circuit prevention device 100,
It is formed on the lower side of the cylindrical lug insertion body portion 110 for inserting the top of the lug 250; And
A cylindrical central body portion 120 formed one after another on the top of the lug insertion body portion 110; and
Consisting of, including; is formed in succession to the top of the central body portion 120, the strap insertion body portion 130 for inserting the strap 300 located on the upper side;
A short circuit prevention device made of PE material, characterized in that the circumferential length of the central body portion 120 is formed smaller than the circumferential lengths of the lug insertion body portion 110 and the strap insertion body portion 130 located at both ends.
제 1항에 있어서,
상기 쇼트 써킷 예방장치(100)는,
내산성을 갖추면서 전기적으로 독립을 유지시킬 수 있는 PE 재질로 형성하는 것을 특징으로 하는 PE 재질의 쇼트 써킷 예방장치.
According to claim 1,
The short circuit prevention device 100,
Short circuit prevention device of PE material, characterized in that it is formed of a PE material capable of maintaining electrical independence while having acid resistance.
제 1항에 있어서,
상기 쇼트 써킷 예방장치(100)를 포함한 납축전지의 보유 용량이 80Ah의 용량일 경우,
수명은 274 싸이클에서 304 ~ 315 싸이클로 11 ~ 15%의 내구성 향상을 제공할 수 있는 것을 특징으로 하는 PE 재질의 쇼트 써킷 예방장치.

According to claim 1,
When the storage capacity of the lead acid battery including the short circuit prevention device 100 is a capacity of 80 Ah,
A short circuit prevention device made of PE material, characterized in that it can provide an 11 to 15% improvement in durability from 274 cycles to 304 to 315 cycles.

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