KR20220040890A - Lead acid battery containing porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar and method for manufacturing same - Google Patents

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KR20220040890A
KR20220040890A KR1020200124165A KR20200124165A KR20220040890A KR 20220040890 A KR20220040890 A KR 20220040890A KR 1020200124165 A KR1020200124165 A KR 1020200124165A KR 20200124165 A KR20200124165 A KR 20200124165A KR 20220040890 A KR20220040890 A KR 20220040890A
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최석모
서세영
배봉문
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한국앤컴퍼니 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a lead-acid battery including a porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar and a method for manufacturing the same, and more specifically, to a lead-acid battery including a porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar capable of extending a life span and improving durability by controlling the reduction of an electrolyte by using a porous catalyst bar that induces a recombination reaction of hydrogen and oxygen gas generated during the charging process of the lead-acid battery, and a method for manufacturing the same.

Description

다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바를 포함하고 있는 납축전지 및 이의 제조 방법{Lead acid battery containing porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar and method for manufacturing same}Lead acid battery containing porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar and method for manufacturing same

본 발명은 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바를 포함하고 있는 납축전지 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 납축전지의 충전과정에서 발생되는 수소와 산소 가스의 재결합 반응을 유도하는 다공성 촉매바를 이용하여 전해액의 감소를 제어함으로써, 수명 연장 및 내구성을 향상시킬 수 있는 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바를 포함하고 있는 납축전지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a lead-acid battery including a porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a porous catalyst bar that induces a recombination reaction between hydrogen and oxygen gas generated during the charging process of a lead-acid battery. It relates to a lead-acid battery comprising a porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar capable of extending life and improving durability by controlling the reduction in electrolyte, and a method for manufacturing the same.

납축전지는 각각 납과 산화납으로 이루어진 두 극판과 전해질인 황산 사이의 산화환원 반응에 의해 충방전이 가능한 축전지이다. A lead-acid battery is a storage battery that can be charged and discharged by redox reaction between two electrode plates made of lead and lead oxide, respectively, and sulfuric acid, which is an electrolyte.

이것은 일반적으로 복수의 양극과 음극판을 포함하고 있으며, 각각의 판들을 인접한 판들과 격리시키는 격리판과 함께 음극판과 양극판이 번갈아 배치된다. It generally contains a plurality of positive and negative plates, alternating negative and positive plates with a separator separating each plate from adjacent plates.

이렇게 배치된 극판과 격리판 이외의 공간은 전해질인 황산으로 채워져 있다.The space other than the electrode plate and the separator arranged in this way is filled with sulfuric acid, an electrolyte.

이와 같은 납축전지는 오랜 사용 역사에 따른 안정적인 기술이며, 저렴한 가격과 대용량화 및 재활용이 용이한 장점을 가지고 있다. Such a lead-acid battery is a stable technology according to a long history of use, and has advantages of low price, large capacity, and easy recycling.

한편, 일반적으로 자동차 등에 사용되는 납축전지는 충전과 방전이 가능한 2차 전지이다. On the other hand, in general, lead-acid batteries used in automobiles and the like are secondary batteries capable of charging and discharging.

이는 전해액으로서 황산(H2SO4)이 사용되고, 극판의 활물질로서 양극에 이산화납(PbO2)을, 음극에 해면상 납(Pb)을 도포하여, 혼합하여 페이스트(paste)상으로 만든다. Sulfuric acid (H2SO4) is used as an electrolyte, lead dioxide (PbO2) is applied to the positive electrode as an active material of the electrode plate, and spongy lead (Pb) is applied to the negative electrode, and mixed to form a paste.

이렇게 만들어진 활물질은 기판에 바르는 작업인 도포 작업을 진행하며, 양극 및 음극 특성에 따라 숙성 공정 및 건조 공정을 거친 후, 준비된 양극판과 음극판을 중첩하면서 극판군을 제조한다.The active material made in this way is applied to the substrate, which is applied to the substrate, and after aging and drying according to the characteristics of the positive and negative electrodes, the prepared positive and negative plates are overlapped to produce a group of electrodes.

상기 극판군은 축전지 용량에 따라 여러 개가 직렬로 접속되어 전조(Case) 안에 수용된다. A plurality of the electrode plate group is connected in series according to the storage battery capacity and accommodated in a case.

상기 수용된 극판군은 전기적인 성질을 가질 수 있도록 충전인 화성 공정을 거치게 되어 납축전지의 역할을 하게 된다. The accommodated electrode plate group is subjected to a charging process to form a charge so as to have electrical properties, thereby serving as a lead-acid battery.

종래 기술인 대한민국등록특허번호 제10-1011859호인 납축전지 및 납축전지의 제조 방법의 경우, 알루미늄(AL) 이온의 몰 농도가 0.01 ~ 0.3mol/l로 하였으나, 알루미늄(AL) 이온의 효과를 제공하여 납축전지의 수명을 향상시키는 것이다.In the case of a lead-acid battery and a method of manufacturing a lead-acid battery, which is a prior art, Republic of Korea Patent No. 10-1011859, the molar concentration of aluminum (AL) ions was 0.01 to 0.3 mol/l, but by providing the effect of aluminum (AL) ions, To improve the life of lead-acid batteries.

그러나, 현재 납축전지를 필요로 하는 사용환경이 점점 가혹해 짐에 따라 납축전지의 충방전 특성이 상기한 선행 특허문헌을 통해 제조된 납축전지보다 우수한 제품을 요구하고 있고, 요구 조건에 부응하는 새로운 형태의 재료들이 개발되고 있다.However, as the current usage environment that requires lead-acid batteries becomes increasingly harsh, the charge/discharge characteristics of lead-acid batteries are demanding products superior to those of lead-acid batteries manufactured through the aforementioned prior patent documents, and new Form materials are being developed.

근래의 납축전지 업계는 충전/방전 심도가 높은 환경의 마이크로-하이브리드(Micro-hybrid) 또는 마일드-하이브리드(Mild-hybrid) 자동차용 전지 개발에 힘쓰고 있으며, 일반적인 납축전지의 요구 조건을 상회하는 내구성이 요구되어지고 있다. The recent lead-acid battery industry is striving to develop micro-hybrid or mild-hybrid automotive batteries in a high charge/discharge environment, and has a durability that exceeds the requirements of general lead-acid batteries. This is being requested.

따라서, 내구성을 더욱 향상시킬 수 있는 새로운 기술이 요구되는 실정이다.Therefore, a new technology capable of further improving durability is required.

한편, 납축전지에서 전해액의 감소는 전해액 성분 중 물의 감소를 의미하며, 결국 묽은 황산의 농도가 증가되고 비중이 높아지게 된다. On the other hand, in a lead-acid battery, a decrease in the electrolyte means a decrease in water in the electrolyte component, and consequently, the concentration of dilute sulfuric acid increases and the specific gravity increases.

이로 인해 전해액의 전기전도도가 낮아져 충전 효과가 저하되고 용량을 감소시킬 수 있으며, 감소된 전해액 레벨로 인해 극판이 공기 중에 노출되어 방전 용량을 급격히 감소시킬 수 있다. Due to this, the electrical conductivity of the electrolyte may be lowered, thereby reducing the charging effect and reducing the capacity.

또한, 전해액의 감소는 방전에 의해 형성된 황산납(PbSO4)이 부족 충전으로 이산화납(PbO2)과 납(Pb)으로 돌아가지 못하고 황산납 결정이 형성된다. In addition, due to the decrease in the electrolyte, lead sulfate (PbSO4) formed by discharge cannot return to lead dioxide (PbO2) and lead (Pb) due to insufficient charge, and lead sulfate crystals are formed.

이러한 비가역적인 황산납 결정은 충/방전 반응에 참여하지 못해 전지의 성능을 저하시켜, 납축전지의 수명을 감소시킨다.Such irreversible lead sulfate crystals do not participate in the charge/discharge reaction, thereby reducing the performance of the battery and reducing the lifespan of the lead-acid battery.

따라서, 전해액에서 발생되는 수소와 산소 가스의 배출을 제어하여 전해액의 감소 속도를 낮춰 납축전지의 수명을 향상시킬 수 있는 기술이 필요하게 되었다.Therefore, there is a need for a technology capable of improving the lifespan of a lead-acid battery by controlling the discharge of hydrogen and oxygen gas generated from the electrolyte to lower the rate of decrease of the electrolyte.

(특허문헌) 대한민국특허등록번호 제10-1011859호(Patent Document) Korean Patent Registration No. 10-1011859

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

본 발명의 목적은 납축전지의 충전과정에서 발생되는 수소와 산소 가스의 재결합 반응을 유도하는 다공성 촉매바를 이용하여 전해액의 감소를 제어함으로써, 수명 연장 및 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는데 있다.An object of the present invention is to control the reduction of electrolyte by using a porous catalyst bar that induces a recombination reaction of hydrogen and oxygen gas generated during the charging process of a lead-acid battery, thereby extending life and improving durability.

본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바를 포함하고 있는 납축전지 제조 방법은,In order to achieve the object to be solved by the present invention, a lead-acid battery manufacturing method comprising a porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar according to an embodiment of the present invention,

전해액 주입 공정에서, In the electrolyte injection process,

납축전지의 카바에 형성된 다수의 전해액주액구(10)에 전해액을 주액하는 전해액주액단계(S100);와An electrolyte injection step (S100) of injecting electrolyte into a plurality of electrolyte injection ports 10 formed in the cover of the lead-acid battery (S100); and

상기 전해액이 주액된 전해액주액구에 납축전지의 충전 과정에서 발생하는 수소와 산소 가스의 재결합 반응을 유도하는 다공성촉매바(100)를 삽입하는 다공성산소-수소재결합촉매바삽입단계(S200);와A porous oxygen-hydrogen material bonding catalyst bar insertion step (S200) of inserting a porous catalyst bar 100 that induces a recombination reaction of hydrogen and oxygen gas generated during the charging process of a lead-acid battery into the electrolyte injection port in which the electrolyte is injected; and

상기 다수의 전해액주액구에 다공성촉매바(100)를 삽입한 후, 해당 전해액주액구에 카바를 결합시키고, 카바에 형성된 캡결합구멍에 캡을 결합시켜 납축전지 케이스 제조를 완성시키는 카바결합단계(S300);를 포함함으로써, 본 발명의 과제를 해결하게 된다.After inserting the porous catalyst bar 100 into the plurality of electrolyte injection ports, the cover is coupled to the corresponding electrolyte injection port, and the cap is coupled to the cap coupling hole formed in the cover to complete the manufacture of the lead-acid battery case ( S300); by including, solves the problem of the present invention.

또한, 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바를 포함하고 있는 납축전지에 있어서,In addition, in the lead-acid battery comprising a porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar,

상기 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바(100)는,The porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar 100,

비전도성 소재로 그물 형태로 제조되며, 원통 형상을 가지고 있는 그물형촉매제보관외형부(110);와It is manufactured in the form of a net with a non-conductive material, and has a cylindrical shape of a net-type catalyst storage external portion 110;

상기 그물형촉매제보관외형부(110)의 내부에 위치하는 백금계 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매제(120);를 포함하여 구성되며, 전해액이 주액된 다수의 전해액주액구(10)마다 각각 삽입시킴으로써, 납축전지의 충전 과정에서 발생하는 수소와 산소 가스의 재결합 반응을 유도하여 물의 생성을 촉진시켜 생성된 물을 아래로 떨어뜨려 전해액에 흡수시켜 전해액의 감소 속도를 낮추어 납축전지의 수명을 향상시키는 본 발명의 과제를 해결하게 된다.Platinum-based porous oxygen and hydrogen recombination catalyst 120 positioned inside the net-type catalyst storage outer portion 110; and by inserting each of the plurality of electrolyte injection ports 10 into which the electrolyte is injected, The present invention that promotes the production of water by inducing a recombination reaction of hydrogen and oxygen gas generated during the charging process of the lead-acid battery, thereby lowering the rate of decrease of the electrolyte and improving the lifespan of the lead-acid battery by dropping the produced water down and absorbing it into the electrolyte will solve the problems of

본 발명인다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바를 포함하고 있는 납축전지 및 이의 제조 방법을 통해, 납축전지의 충전과정에서 발생되는 수소와 산소 가스의 재결합 반응을 유도하는 다공성 촉매바를 이용하여 전해액의 감소를 제어함으로써, 수명 연장 및 내구성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공하게 된다.By controlling the decrease in electrolyte solution by using a porous catalyst bar that induces a recombination reaction of hydrogen and oxygen gas generated during the charging process of a lead-acid battery through a lead-acid battery containing a porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar of the present invention and a method for manufacturing the same , it will provide the effect of extending life and improving durability.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바를 포함하고 있는 납축전지 제조 방법의 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바를 포함하고 있는 납축전지의 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바를 포함하고 있는 납축전지의 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바와 촉매바가 삽입되는 전해액주입구를 나타낸 납축전지 예시도이다.1 is a process diagram of a method for manufacturing a lead-acid battery including a porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary view showing a porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar of a lead-acid battery including a porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view of a lead-acid battery showing an electrolyte inlet into which a porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar and a catalyst bar are inserted in a lead-acid battery including a porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바를 포함하고 있는 납축전지 제조 방법은,A lead-acid battery manufacturing method comprising a porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar according to an embodiment of the present invention,

전해액 주입 공정에서, In the electrolyte injection process,

납축전지의 카바에 형성된 다수의 전해액주액구(10)에 전해액을 주액하는 전해액주액단계(S100);와An electrolyte injection step (S100) of injecting electrolyte into a plurality of electrolyte injection ports 10 formed in the cover of the lead-acid battery (S100); and

상기 전해액이 주액된 전해액주액구에 납축전지의 충전 과정에서 발생하는 수소와 산소 가스의 재결합 반응을 유도하는 다공성촉매바(100)를 삽입하는 다공성산소-수소재결합촉매바삽입단계(S200);와A porous oxygen-hydrogen material bonding catalyst bar insertion step (S200) of inserting a porous catalyst bar 100 that induces a recombination reaction of hydrogen and oxygen gas generated during the charging process of a lead-acid battery into the electrolyte injection port in which the electrolyte is injected; and

상기 다수의 전해액주액구에 다공성촉매바(100)를 삽입한 후, 해당 전해액주액구에 카바를 결합시키고, 카바에 형성된 캡결합구멍에 캡을 결합시켜 납축전지 케이스 제조를 완성시키는 카바결합단계(S300);를 포함하는 것을 특징으로 한다.After inserting the porous catalyst bar 100 into the plurality of electrolyte injection ports, the cover is coupled to the corresponding electrolyte injection port, and the cap is coupled to the cap coupling hole formed in the cover to complete the manufacture of the lead-acid battery case ( S300); characterized in that it includes.

이때, 상기 다공성촉매바(100)에 의해,At this time, by the porous catalyst bar 100,

납축전지의 충전 과정에서 발생하는 수소와 산소 가스의 재결합 반응을 유도하여 물의 생성을 촉진시켜 생성된 물을 아래로 떨어뜨려 전해액에 흡수시켜 전해액의 감소 속도를 낮추어 납축전지의 수명을 향상시키는 것을 특징으로 한다.Inducing a recombination reaction of hydrogen and oxygen gas generated during the charging process of a lead-acid battery to promote the production of water, and by dropping the produced water down to absorb it into the electrolyte, lowering the rate of decrease of the electrolyte and improving the lifespan of the lead-acid battery do it with

이때, 상기 다공성촉매바(100)는,At this time, the porous catalyst bar 100,

비전도성 소재로 그물 형태로 제조되며, 원통 형상을 가지고 있는 그물형촉매제보관외형부(110);와It is manufactured in the form of a net with a non-conductive material, and has a cylindrical shape of a net-type catalyst storage external portion 110;

상기 그물형촉매제보관외형부(110)의 내부에 위치하는 백금계 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매제(120);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it comprises a; platinum-based porous oxygen and hydrogen recombination catalyst (120) located inside the net-type catalyst storage outer portion (110).

이때, 제조된 납축전지는,At this time, the manufactured lead-acid battery,

수명이 1,920 사이클에서 2,450 사이클로 28%의 수명 향상을 제공할 수 있는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it can provide a lifetime improvement of 28% from 1,920 cycles to 2,450 cycles.

한편, 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바를 포함하고 있는 납축전지에 있어서,On the other hand, in a lead-acid battery comprising a porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar,

상기 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바(100)는,The porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar 100,

비전도성 소재로 그물 형태로 제조되며, 원통 형상을 가지고 있는 그물형촉매제보관외형부(110);와It is manufactured in the form of a net with a non-conductive material, and has a cylindrical shape of a net-type catalyst storage external portion 110;

상기 그물형촉매제보관외형부(110)의 내부에 위치하는 백금계 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매제(120);를 포함하여 구성되며, 전해액이 주액된 다수의 전해액주액구(10)마다 각각 삽입시킴으로써, 납축전지의 충전 과정에서 발생하는 수소와 산소 가스의 재결합 반응을 유도하여 물의 생성을 촉진시켜 생성된 물을 아래로 떨어뜨려 전해액에 흡수시켜 전해액의 감소 속도를 낮추어 납축전지의 수명을 향상시키는 것을 특징으로 한다.Platinum-based porous oxygen and hydrogen recombination catalyst 120 positioned inside the net-type catalyst storage outer portion 110; and by inserting each of the plurality of electrolyte injection ports 10 into which the electrolyte is injected, Inducing a recombination reaction of hydrogen and oxygen gas generated during the charging process of a lead-acid battery to promote the production of water, and by dropping the produced water down to absorb it into the electrolyte, lowering the rate of decrease of the electrolyte and improving the lifespan of the lead-acid battery do it with

이때, 상기 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바를 포함하고 있는 납축전지는,At this time, the lead-acid battery including the porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar,

수명이 1,920 사이클에서 2,450 사이클로 28%의 수명 향상을 제공할 수 있는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it can provide a lifetime improvement of 28% from 1,920 cycles to 2,450 cycles.

이하, 본 발명에 의한 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바를 포함하고 있는 납축전지 제조 방법의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, it will be described in detail through examples of a method for manufacturing a lead-acid battery including a porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar according to the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바를 포함하고 있는 납축전지 제조 방법의 공정도이다.1 is a process diagram of a lead-acid battery manufacturing method including a porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명인 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바를 포함하고 있는 납축전지 제조 방법은, As shown in Figure 1, the lead-acid battery manufacturing method comprising the porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar of the present invention,

전해액 주입 공정에서, In the electrolyte injection process,

납축전지의 카바에 형성된 다수의 전해액주액구(10)에 전해액을 주액하는 전해액주액단계(S100);와An electrolyte injection step (S100) of injecting electrolyte into a plurality of electrolyte injection ports 10 formed in the cover of the lead-acid battery (S100); and

상기 전해액이 주액된 전해액주액구에 납축전지의 충전 과정에서 발생하는 수소와 산소 가스의 재결합 반응을 유도하는 다공성촉매바(100)를 삽입하는 다공성산소-수소재결합촉매바삽입단계(S200);와A porous oxygen-hydrogen material bonding catalyst bar insertion step (S200) of inserting a porous catalyst bar 100 that induces a recombination reaction of hydrogen and oxygen gas generated during the charging process of a lead-acid battery into the electrolyte injection port in which the electrolyte is injected; and

상기 다수의 전해액주액구에 다공성촉매바(100)를 삽입한 후, 해당 전해액주액구에 카바를 결합시키고, 카바에 형성된 캡결합구멍에 캡을 결합시켜 납축전지 케이스 제조를 완성시키는 카바결합단계(S300);를 포함하는 것을 특징으로 한다.After inserting the porous catalyst bar 100 into the plurality of electrolyte injection ports, the cover is coupled to the corresponding electrolyte injection port, and the cap is coupled to the cap coupling hole formed in the cover to complete the manufacture of the lead-acid battery case ( S300); characterized in that it includes.

상기와 같은 단계를 통해 납축전지의 충전과정에서 발생되는 수소와 산소 가스의 재결합 반응을 유도하는 다공성 촉매바를 이용하여 전해액의 감소를 제어함으로써, 수명 연장 및 내구성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공하게 된다.Through the above steps, by controlling the reduction of the electrolyte by using a porous catalyst bar that induces a recombination reaction of hydrogen and oxygen gas generated during the charging process of the lead-acid battery, the effect of extending the life and improving the durability is provided. .

일반적으로, 납축전지에서 전해액의 감소는 전해액 성분 중 물의 감소를 의미하며, 결국 묽은 황산의 농도가 증가되고 비중이 높아지게 된다. In general, a decrease in electrolyte in a lead-acid battery means a decrease in water among electrolyte components, and consequently, the concentration of dilute sulfuric acid increases and the specific gravity increases.

이로 인해 전해액의 전기전도도가 낮아져 충전효과가 저하되고 용량을 감소시킬 수 있으며, 감소된 전해액 레벨로 인해 극판이 공기 중에 노출되어 방전 용량을 급격히 감소시킬 수 있다. Due to this, the electrical conductivity of the electrolyte may be lowered, thereby reducing the charging effect and reducing the capacity.

또한, 전해액의 감소는 방전에 의해 형성된 황산납(PbSO4)이 부족 충전으로 이산화납(PbO2)과 납(Pb)으로 돌아가지 못하고 황산납 결정이 형성된다. In addition, due to the decrease in the electrolyte, lead sulfate (PbSO4) formed by discharge cannot return to lead dioxide (PbO2) and lead (Pb) due to insufficient charge, and lead sulfate crystals are formed.

이러한 비가역적인 황산납 결정은 충/방전 반응에 참여하지 못해 전지의 성능을 저하시켜, 납축전지의 수명을 감소시킨다.Such irreversible lead sulfate crystals do not participate in the charge/discharge reaction, thereby reducing the performance of the battery and reducing the lifespan of the lead-acid battery.

이를 개선하기 위한 방법으로 본 발명에서는 납축전지 제조 공정에서 2차 전해액 주액 후 활용도가 없어지는 주액구에 기둥 형태의 다공성 산소-수소 재결합 촉매제(백금계 적용)를 삽입함으로써, 충전 시 발생되는 수소 및 산소 가스가 기둥 속을 통해 외부로 방출되는 과정에서 촉매에 의한 재결합 반응으로 물의 생성이 촉진된다. As a method to improve this, in the present invention, by inserting a column-shaped porous oxygen-hydrogen recombination catalyst (platinum-based application) into the injection port, which is not useful after injection of the secondary electrolyte in the lead-acid battery manufacturing process, hydrogen generated during charging and In the process in which oxygen gas is released to the outside through the inside of the column, the production of water is promoted by the recombination reaction by the catalyst.

재결합 반응으로 생성된 물은 아래로 다시 떨어져 전해액에 흡수될 수 있다.Water produced by the recombination reaction may fall back down and be absorbed into the electrolyte.

이를 통해 전해액에서 발생되는 수소와 산소 가스의 배출을 제어하여 전해액의 감소 속도를 낮춰 납축전지의 수명 향상에 도움이 될 수 있다.Through this, it can help to improve the lifespan of the lead-acid battery by controlling the discharge of hydrogen and oxygen gas generated from the electrolyte to lower the rate of decrease of the electrolyte.

결과적으로 제조된 납축전지는,As a result, the produced lead-acid battery is

수명이 1,920 사이클에서 2,450 사이클로 28%의 수명 향상을 제공할 수 있음을 실험을 통해 확인하였다.It was confirmed through experiments that the lifespan can provide a 28% improvement in life span from 1,920 cycles to 2,450 cycles.

다음은 제조단계에 대하여 구체적으로 설명하도록 하겠다.Next, the manufacturing steps will be described in detail.

상기 전해액주액단계(S100)는 도 3에 도시한 바와 같이, 카바에 형성된 다수의 전해액주액구(10)에 전해액을 주액하게 된다.In the electrolyte injection step (S100), the electrolyte is injected into a plurality of electrolyte injection ports 10 formed in the cover, as shown in FIG. 3 .

이후, 종래의 전해액주액구는 전해액 주액 후, 활용도가 없어지게 된다.After that, the conventional electrolyte injection port loses its utility after electrolyte injection.

그러나, 본 발명에서는 전해액주액구를 활용하게 되는데, 구체적으로, 산소-수소재결합촉매바삽입단계(S200)를 통해 재결합 반응을 유도할 수 있게 된다.However, in the present invention, the electrolyte injection port is used. Specifically, the recombination reaction can be induced through the oxygen-hydrogen material bonding catalyst bar insertion step (S200).

즉, 상기 다공성산소-수소재결합촉매바삽입단계(S200)는 상기 전해액이 주액된 전해액주액구에 납축전지의 충전 과정에서 발생하는 수소와 산소 가스의 재결합 반응을 유도하는 다공성촉매바(100)를 삽입하는 단계이다.That is, the porous oxygen-hydrogen material bonding catalyst bar insertion step (S200) is a porous catalyst bar 100 that induces a recombination reaction of hydrogen and oxygen gas generated during the charging process of a lead-acid battery into the electrolyte injection port in which the electrolyte is injected. This is the insertion step.

따라서, 상기 다공성촉매바(100)에 의해,Therefore, by the porous catalyst bar 100,

납축전지의 충전 과정에서 발생하는 수소와 산소 가스의 재결합 반응을 유도하여 물의 생성을 촉진시켜 생성된 물을 아래로 떨어뜨려 전해액에 흡수시켜 전해액의 감소 속도를 낮추어 납축전지의 수명을 향상시키는 것이다.It promotes the production of water by inducing a recombination reaction of hydrogen and oxygen gas generated during the charging process of the lead-acid battery, and by dropping the produced water down to absorb it into the electrolyte, lowering the rate of decrease of the electrolyte and improving the lifespan of the lead-acid battery.

예를 들어, 다공성촉매바(100)가 포함된 납축전지는,For example, the lead-acid battery including the porous catalyst bar 100,

수명이 1,920 사이클에서 2,450 사이클로 28%의 수명 향상을 제공할 수 게 된다.Life expectancy from 1,920 cycles to 2,450 cycles will provide a 28% lifetime improvement.

이후, 카바결합단계(S300)는 상기 다수의 전해액주액구에 다공성촉매바(100)를 삽입한 후, 해당 전해액주액구에 카바를 결합시키고, 카바에 형성된 캡결합구멍에 캡을 결합시켜 납축전지 케이스 제조를 완성시키는 단계이다.After that, the cover coupling step (S300) is performed by inserting the porous catalyst bar 100 into the plurality of electrolyte injection holes, coupling the cover to the corresponding electrolyte injection hole, and coupling the cap to the cap coupling hole formed in the cover to combine the lead acid battery This is the stage to complete the case manufacturing.

즉, 전해액주액구에 다공성촉매바를 삽입한 후, 전해액주액구에 카바를 결합시킨 후, 카바에 형성된 캡결합구멍에 캡을 결합시켜 밀봉하게 됨으로써, 최종적으로 납축전지 케이스를 완성하게 되는 것이다.That is, after inserting the porous catalyst bar into the electrolyte injection port, coupling the cover to the electrolyte injection port, and sealing the cap by coupling the cap to the cap coupling hole formed in the cover, finally completing the lead-acid battery case.

한편, 본 발명인 상기 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바(100)는,On the other hand, the porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar 100 of the present invention,

비전도성 소재로 그물 형태로 제조되며, 원통 형상을 가지고 있는 그물형촉매제보관외형부(110);와It is manufactured in the form of a net with a non-conductive material, and has a cylindrical shape of a net-type catalyst storage external portion 110;

상기 그물형촉매제보관외형부(110)의 내부에 위치하는 백금계 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매제(120);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it comprises a; platinum-based porous oxygen and hydrogen recombination catalyst (120) located inside the net-type catalyst storage outer portion (110).

도 3에 도시한 바와 같이, 그물형촉매제보관외형부(110)는 비전도성 소재로 그물 형태로 제조되며, 원통 형상을 가지고 있게 된다.As shown in FIG. 3 , the net-type catalyst storage outer portion 110 is made of a non-conductive material in the form of a net, and has a cylindrical shape.

이때, 원통 형상이기에 내부 공간이 마련되거 있으며, 여기에 백금계 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매제(120)를 충진하게 되는 것이다.At this time, since it has a cylindrical shape, an internal space is provided, and the platinum-based porous oxygen and hydrogen recombination catalyst 120 is filled therein.

상기 촉매제의 경우, 일정한 크기의 알갱이 형태일 수 있으며, 일정한 크기의 섬유 재질 형태일 수도 있으며, 촉매제의 형상은 어떠한 형상이나 재질이여도 상관없을 것이다.In the case of the catalyst, it may be in the form of granules of a certain size or in the form of a fiber material of a certain size, and the shape of the catalyst may be any shape or material.

결국, 상기 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바(100)를 전해액이 주액된 다수의 전해액주액구(10)마다 각각 삽입시킴으로써, 납축전지의 충전 과정에서 발생하는 수소와 산소 가스의 재결합 반응을 유도하여 물의 생성을 촉진시켜 생성된 물을 아래로 떨어뜨려 전해액에 흡수시켜 전해액의 감소 속도를 낮추어 납축전지의 수명을 향상시키는 것을 특징으로 한다.In the end, by inserting the porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar 100 into each of the plurality of electrolyte injection ports 10 in which the electrolyte is injected, a recombination reaction of hydrogen and oxygen gas generated during the charging process of the lead-acid battery is induced, and water It is characterized in that it improves the lifespan of the lead-acid battery by accelerating the production and lowering the rate of decrease of the electrolyte by dropping the produced water down and absorbing it into the electrolyte.

구체적으로, 기둥 형태(원통형)의 다공성 산소-수소 재결합 촉매제(백금계 적용)를 삽입함으로써, 충전 시 발생되는 수소 및 산소 가스가 기둥 속을 통해 외부로 방출되는 과정에서 촉매에 의한 재결합 반응으로 물의 생성이 촉진된다. Specifically, by inserting a columnar (cylindrical) porous oxygen-hydrogen recombination catalyst (platinum-based), hydrogen and oxygen gas generated during charging are released to the outside through the column. creation is stimulated.

재결합 반응으로 생성된 물은 아래로 다시 떨어져 전해액에 흡수될 수 있으며, 이를 통해 전해액에서 발생되는 수소와 산소 가스의 배출을 제어하여 전해액의 감소 속도를 낮춰 납축전지의 수명 향상에 도움이 될 수 있다.The water generated by the recombination reaction can fall back down and be absorbed into the electrolyte, thereby controlling the discharge of hydrogen and oxygen gas generated from the electrolyte, thereby lowering the rate of decrease of the electrolyte and improving the lifespan of the lead-acid battery. .

더불어 촉매제 형상의 경우, 외부는 비전도성 소재로 그물 형태로 제작하고 비어있는 내부에 촉매제가 위치하도록 제작한다.In addition, in the case of the catalyst shape, the outside is made of a non-conductive material in the form of a net, and the catalyst is manufactured so that the inside is empty.

따라서, 가스가 바형태의 촉매제에 접촉하여 내부에서 수소-산소 재결합이 되며 가스 및 재결합에 의해 생선된 물은 그물 형태이기 때문에 하측으로 이동이 원활하게 된다.Therefore, when the gas comes into contact with the bar-shaped catalyst, hydrogen-oxygen recombination occurs inside, and the water produced by the gas and recombination is in the form of a net, so that it moves smoothly to the lower side.

소결하자면, 납축전지의 충전과정에서 발생되는 수소와 산소 가스의 재결합 반응을 유도하는 다공성 촉매바를 이용하여 전해액의 감소를 제어함으로써, 수명 연장 및 내구성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공하게 된다.For sintering, by controlling the decrease in the electrolyte solution by using a porous catalyst bar that induces a recombination reaction of hydrogen and oxygen gas generated during the charging process of a lead-acid battery, an effect of extending life and improving durability is provided.

위에서 상술한 바와 같이 본 발명의 효과를 파악하기 위해 일반적인 납축전지와 본 발명의 다공성 촉매바를 전해액주액구에 삽입한 납축전지에 대한 수명시험을 하되, 후속 공정인 조립, 화성 등의 공정을 통해 최종적인 80Ah의 용량을 갖는 제품을 제작하였으며, 고온에서의 수명을 검증하기 위해 SAE J240 규격에 따라 수명 시험을 진행하였다. As described above, in order to grasp the effect of the present invention, a life test was performed on a general lead-acid battery and a lead-acid battery in which the porous catalyst bar of the present invention was inserted into the electrolyte injection port, but through subsequent processes such as assembly and formation, the final A product with a capacity of 80 Ah was manufactured, and a life test was performed according to the SAE J240 standard to verify the lifespan at high temperature.

후술하는 종래품이라 함은, 출원인이 제조하는 납축전지를 말하며, 개선품은 다공성 촉매바가 포함된 납축전지를 말한다.A conventional product to be described later refers to a lead acid battery manufactured by the applicant, and an improved product refers to a lead acid battery including a porous catalyst bar.

시험결과 수명이 2,450사이클에서 종지되었으며, 이는 종래품 대비 수명이 28% 향상되었다.As a result of the test, the service life was terminated at 2,450 cycles, which improved by 28% compared to the conventional product.

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

실험은 미국 자동차 기술자 협회 규격에 따라 고온 환경에서 수명을 검증한 방식을 사용하였으며, 시험 규격은 납축전지가 고온(75℃)에서 충전/방전을 반복하여 수명이 종지될 때까지의 사이클을 측정하는 시험 방법이다. The test used a method that verified the lifespan in a high-temperature environment according to the standards of the American Association of Automobile Engineers. test method.

(1사이클 : 25A 4분 방전, 14.8V[최대 25A] 정전압 10분 충전) (1 cycle: 25A discharge for 4 minutes, 14.8V [maximum 25A] constant voltage charge for 10 minutes)

본 시험은 1주 동안 480회 반복하며, 그 후 56시간 정치 후, 630A 고율로 방전하여 30초 시점에서의 전압을 측정함으로써 납축전지의 상태를 판정한다. This test is repeated 480 times for one week, and then, after 56 hours of standing, discharge at a high rate of 630A and measure the voltage at 30 seconds to determine the state of the lead-acid battery.

30초 시점의 전압이 7.2V 이상이면 배터리를 온전한 상태로 판정하여 위의 싸이클을 반복하며, 7.2V 이하이면 배터리를 수명 종지로 판정하여, 시험을 중단한다.If the voltage at the time of 30 seconds is 7.2V or higher, the battery is judged to be in an intact state and the above cycle is repeated.

<시험예><Test Example>

구분division 종래품conventional products 개선품improvement 내구성(SAE J240)Durability (SAE J240) 1,920 Cycle1,920 Cycles 2,450 Cycle2,450 Cycles

상기 표 1은 종래의 납축전지와 위 개선품을 이용하여 제조한 납축전지의 성능 시험결과로서, 내구성이 종래품의 경우, 1,920 cycle을 나타냈으며, 개선품의 경우, 2,450 Cycle을 나타내고 있다.Table 1 shows the performance test results of the conventional lead-acid battery and the lead-acid battery manufactured using the above improved product, and the durability was 1,920 cycles in the case of the conventional product, and 2,450 cycles in the case of the improved product.

따라서, 종래품에 대비하여 수명에서 28% 향상 효과를 보임으로써, 촉매바가 적용된 납축전지의 수명 증가에 대한 긍정적인 영향을 주었음을 알 수 있었다.Therefore, it can be seen that by showing an effect of 28% improvement in lifespan compared to the conventional products, it has a positive effect on the increase in the lifespan of the lead-acid battery to which the catalyst bar is applied.

상기와 같은 제조 방법을 통해, 납축전지의 충전과정에서 발생되는 수소와 산소 가스의 재결합 반응을 유도하는 다공성 촉매바를 이용하여 전해액의 감소를 제어함으로써, 수명 연장 및 내구성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공하게 된다.Through the manufacturing method as described above, by controlling the reduction of the electrolyte by using a porous catalyst bar that induces a recombination reaction of hydrogen and oxygen gas generated during the charging process of a lead-acid battery, it provides the effect of extending life and improving durability will do

상기와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. Those skilled in the art to which the present invention of the above contents pertain will be able to understand that the present invention may be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all aspects and not restrictive.

100 : 다공성촉매바100: porous catalyst bar

Claims (6)

다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바를 포함하고 있는 납축전지 제조 방법에 있어서,
전해액 주입 공정에서,
납축전지의 카바에 형성된 다수의 전해액주액구(10)에 전해액을 주액하는 전해액주액단계(S100);와
상기 전해액이 주액된 전해액주액구에 납축전지의 충전 과정에서 발생하는 수소와 산소 가스의 재결합 반응을 유도하는 다공성촉매바(100)를 삽입하는 다공성산소-수소재결합촉매바삽입단계(S200);와
상기 다수의 전해액주액구에 다공성촉매바(100)를 삽입한 후, 해당 전해액주액구에 카바를 결합시키고, 카바에 형성된 캡결합구멍에 캡을 결합시켜 납축전지 케이스 제조를 완성시키는 카바결합단계(S300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바를 포함하고 있는 납축전지 제조 방법.
In the lead-acid battery manufacturing method comprising a porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar,
In the electrolyte injection process,
An electrolyte injection step (S100) of injecting electrolyte into a plurality of electrolyte injection ports 10 formed in the cover of the lead-acid battery (S100); and
A porous oxygen-hydrogen material bonding catalyst bar insertion step (S200) of inserting a porous catalyst bar 100 that induces a recombination reaction of hydrogen and oxygen gas generated during the charging process of a lead-acid battery into the electrolyte injection port in which the electrolyte is injected; and
After inserting the porous catalyst bar 100 into the plurality of electrolyte injection ports, the cover is coupled to the corresponding electrolyte injection port, and the cap is coupled to the cap coupling hole formed in the cover to complete the manufacture of the lead-acid battery case ( S300); a lead-acid battery manufacturing method comprising a porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar, characterized in that it includes.
 제 1항에 있어서,
상기 다공성촉매바(100)에 의해,
납축전지의 충전 과정에서 발생하는 수소와 산소 가스의 재결합 반응을 유도하여 물의 생성을 촉진시켜 생성된 물을 아래로 떨어뜨려 전해액에 흡수시켜 전해액의 감소 속도를 낮추어 납축전지의 수명을 향상시키는 것을 특징으로 하는 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바를 포함하고 있는 납축전지 제조 방법.
The method of claim 1,
By the porous catalyst bar 100,
Inducing a recombination reaction of hydrogen and oxygen gas generated during the charging process of lead-acid batteries to promote the production of water. A lead-acid battery manufacturing method comprising a porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar.
 제 1항에 있어서,
상기 다공성촉매바(100)는,
비전도성 소재로 그물 형태로 제조되며, 원통 형상을 가지고 있는 그물형촉매제보관외형부(110);와
상기 그물형촉매제보관외형부(110)의 내부에 위치하는 백금계 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매제(120);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바를 포함하고 있는 납축전지 제조 방법.
The method of claim 1,
The porous catalyst bar 100,
It is manufactured in the form of a net with a non-conductive material, and has a cylindrical shape of a net-type catalyst storage external portion 110; and
Platinum-based porous oxygen and hydrogen recombination catalyst 120 located inside the net-type catalyst storage outer portion 110; a lead-acid battery manufacturing method comprising a porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar, characterized in that it comprises a .
 제 1항에 있어서,
제조된 납축전지는,
수명이 1,920 사이클에서 2,450 사이클로 28%의 수명 향상을 제공할 수 있는 것을 특징으로 하는 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바를 포함하고 있는 납축전지 제조 방법.
The method of claim 1,
Manufactured lead-acid batteries,
A method for manufacturing a lead acid battery comprising a porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar, characterized in that the lifetime can provide a lifetime improvement of 28% from 1,920 cycles to 2,450 cycles.
 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바를 포함하고 있는 납축전지에 있어서,
상기 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바(100)는,
비전도성 소재로 그물 형태로 제조되며, 원통 형상을 가지고 있는 그물형촉매제보관외형부(110);와
상기 그물형촉매제보관외형부(110)의 내부에 위치하는 백금계 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매제(120);를 포함하여 구성되며, 전해액이 주액된 다수의 전해액주액구(10)마다 각각 삽입시킴으로써, 납축전지의 충전 과정에서 발생하는 수소와 산소 가스의 재결합 반응을 유도하여 물의 생성을 촉진시켜 생성된 물을 아래로 떨어뜨려 전해액에 흡수시켜 전해액의 감소 속도를 낮추어 납축전지의 수명을 향상시키는 것을 특징으로 하는 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바를 포함하고 있는 납축전지.
In a lead-acid battery comprising a porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar,
The porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar 100,
It is manufactured in the form of a net with a non-conductive material, and has a cylindrical shape of a net-type catalyst storage external portion 110; and
Platinum-based porous oxygen and hydrogen recombination catalyst 120 positioned inside the net-type catalyst storage outer portion 110; and by inserting each of the plurality of electrolyte injection ports 10 into which the electrolyte is injected, Inducing a recombination reaction of hydrogen and oxygen gas generated during the charging process of lead-acid batteries to promote the production of water. A lead acid battery containing a porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar.
 제 5항에 있어서,
상기 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바를 포함하고 있는 납축전지는,
수명이 1,920 사이클에서 2,450 사이클로 28%의 수명 향상을 제공할 수 있는 것을 특징으로 하는 다공성 산소 및 수소 재결합 촉매바를 포함하고 있는 납축전지.

6. The method of claim 5,
A lead-acid battery comprising the porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar,
A lead acid battery comprising a porous oxygen and hydrogen recombination catalyst bar, characterized in that the lifetime can provide a lifetime improvement of 28% from 1,920 cycles to 2,450 cycles.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101011859B1 (en) 2005-09-27 2011-01-31 후루카와 덴치 가부시키가이샤 Lead storage battery and manufacturing method of the same

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