KR20220148048A - 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 vrla 전지 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 VRLA 전지 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 VRLA전지 내부에 Platinum 계 금속 코팅을 적용 함으로서 VRLA전지에서 산소재결합 반응에 참여하지 못하고 배터리 상부로 올라온 산소 및 수소가스를 물로 환원시켜 전지의 사용 수명을 연장시키는 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 VRLA 전지 제조방법에 관한 것이다.
본 발명을 통해, VRLA전지 내부에 Platinum 계 금속 코팅을 적용 함으로서 VRLA전지에서 산소재결합 반응에 참여하지 못하고 배터리 상부로 올라온 산소 및 수소가스를 물로 환원시켜 전지의 사용 수명을 연장시키는 효과를 제공하게 된다.
본 발명을 통해, VRLA전지 내부에 Platinum 계 금속 코팅을 적용 함으로서 VRLA전지에서 산소재결합 반응에 참여하지 못하고 배터리 상부로 올라온 산소 및 수소가스를 물로 환원시켜 전지의 사용 수명을 연장시키는 효과를 제공하게 된다.
Description
본 발명은 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 VRLA 전지 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 VRLA전지 내부에 Platinum 계 금속 코팅을 적용 함으로서 VRLA전지에서 산소재결합 반응에 참여하지 못하고 배터리 상부로 올라온 산소 및 수소가스를 물로 환원시켜 전지의 사용 수명을 연장시키는 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 VRLA 전지 제조방법에 관한 것이다.
VRLA(Valve Regulated Lead Acid) 전지는 납축전지의 일종으로서 밀폐형 전지(Sealed Battery) 또는 재조합 전지(Recombinant Battery)라고도 하며, 이온화 경향이 큰 음극(Pb-해면상납)사이에 묽은 황산의 전해액을 넣은 구조를 갖고 있어서, 화학반응에 의해 전기적인 기전력을 발생시키며 사용기간에 따른 물의 첨가가 불필요한 2차 전지이다.
상술한 VRLA(Valve Regulated Lead Acid) 전지는 안정한 품질, 높은 신뢰성, 우수한 경제성을 가지고 있어 현재까지도 광범위하게 사용되고 있으며 특히, 자동차의 시동용 전원(SLI, Starting Lighting and Ignition)으로 가장 많이 사용되고 있다.
그 외에도 전기자동차, 열차, 선박, 항공기, 골프카, 지게차, 발전호, 변전소, 전화국, 무선중계소, 무정전전원장치 등으로 사용되고 있다.
그러나, 종래의 VRLA(Valve Regulated Lead Acid) 전지는 다음과 같은 문제점들을 포함하고 있어 그 사용상 한계가 있었다.
먼저, 종래의 VRLA(Valve Regulated Lead Acid) 전지는 전지 내부의 팽창압력에 의해 전지 케이스가 부풀어 오르는 Bulging 현상으로 인하여 전지 케이스의 파손 및 이로 인한 전해액의 누출우려가 있었으며, 이러한 전해액의 누출은 결국 전지의 수명단축을 초래하였다.
구체적으로 설명하면, VRLA(Valve Regulated Lead Acid) Battery는 납축전지의 일종으로서 이온화 경향이 큰 음극(Pb, 해면상납)사이에 묽은 황산의 전해액을 넣은 구조를 갖고 있어서, 화학반응에 의해 전기적인 기전력을 발생시키며 사용 기간에 따른 물의 첨가가 불필요하며 충전 시 양극에서 생성되는 산소가 음극에서 소비되는 원리를 갖고 있어서 물의 소모가 없다.
VRLA용 격리판은 양극에서 발생한 산소 가스가 음극으로 쉽게 이동할 수 있는 가스 채널을 형성하여 산소 재결합(Oxygen Recombination) 반응을 유도하게 한다.
VRLA 전지는 유리섬유매트의 미세 기공을 통하여 충전 시 내부 화학반응에 의해 양극판에서 발생되는 산소(O2)가스가 음극판으로 이동되어 음극판의 다공성 납(Pb)과 반응하여 PbO를 형성시키고, 이 PbO는 전해액(H2SO4)과 반응하여 황산납(PbSO4)과 물(H2O)을 형성시키므로 수소(H2)가스의 발생을 억제하는 구조의 장수명 배터리이다.
자세히 설명하면, VRLA 전지는 납축전지의 일종으로서 이온화 경향이 큰 음극(Pb, 해면상납)사이에 묽은 황산의 전해액을 넣은 구조를 갖고 있어서, 화학반응에 의해 전기적인 기전력을 발생시키며 사용 기간에 따른 물의 첨가가 불필요하며 충전 시 양극에서 생성되는 산소가 음극에서 소비되는 원리를 갖고 있어서 물의 소모가 없다.
VRLA전지용 격리판은 양극에서 발생한 산소 가스가 음극으로 쉽게 이동할 수 있는 가스 채널을 형성하여 산소 재결합(Oxygen Recombination) 반응을 유도하게 한다.
따라서, 전지 절연체 외 이온 전도체로서의 역할로 반대 극성을 가진 전극의 직접적인 접촉을 방지하고 동시에 두 전극간의 이온의 흐름이 가능케 하는 것이다.
한편, VRLA전지는 충전 시, 전해액 중의 물을 분해하면서 양극에서는 산소가스가 발생하고 음극에서는 수소가스가 발생하는데, 양극에서 발생된 산소 가스는 AGM 격리판의 수평 방향으로 형성된 미세 기공을 통하여 음극으로 이동하게 되고, 음극에서 발생한 수소가스와 만나 물로 환원되는 메커니즘을 구현하여 PE격리판을 적용하는 일반 납 축전지 대비 장수명을 구현할 수가 있다.
하지만, 상기에서 설명한 산소 재결합 반응은 전지 온도가 올라갈수록 반응 효율이 떨어지고 발생한 산소 및 수소 가스는 물로 환원되지 못하고 배터리 내부 압력을 높이는 심각한 문제점이 발생할 수 있다.
따라서, VRLA전지의 경우, 배터리 내부 압력을 조절하고 바깥의 공기가 배터리 내부로 들어오는 것을 방지하기 위한 안전 밸브를 가지고 있으며, 제품 압력이 일정 이상이 되면 안전 밸브가 열려 제품 내부의 가스를 배출하게 된다.
그러나, 가스를 계속 배출하면 전해액의 물이 고갈되어 전해액 포화도가 떨어지고, 전해액 포화도가 85% 이하로 떨어지면 열 폭주(Thermal runaway)가 발생 제품 수명 종지의 원인이 되었다.
따라서, 본 발명은 VRLA전지 내부에 Platinum 계 금속 코팅을 적용함으로서 VRLA전지에서 산소재결합 반응에 참여하지 못하고 배터리 상부로 올라온 산소 및 수소가스를 물로 환원시켜 전지의 사용 수명을 연장시키는 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 VRLA 전지 제조방법을 제공하고자 한다.
따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,
본 발명의 목적은 VRLA전지 내부에 Platinum 계 금속 코팅을 적용함으로서 VRLA전지에서 산소재결합 반응에 참여하지 못하고 배터리 상부로 올라온 산소 및 수소가스를 물로 환원시켜 전지의 사용 수명을 연장시키는 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 VRLA 전지 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 VRLA 전지 제조방법은,
극판군 차입 공정시, 격리판, 양극판, 음극판을 순차적으로 적층하여 극판군을 구성하는 단계(S100);와
상기 극판군을 전조에 형성시켜 VRLA 전지의 외형을 완성시키는 단계(S200);와
상기 VRLA 전지에 형성된 커버 하측에 금속 증착 방식을 이용하여 금속 코팅을 수행함으로써, 금속코팅층(100)을 형성시키는 금속코팅층형성단계(S300);를 포함함으로써, 본 발명의 과제를 해결하게 된다.
본 발명인 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 VRLA 전지 제조방법을 통해, VRLA전지 내부에 Platinum 계 금속 코팅을 적용 함으로서 VRLA전지에서 산소재결합 반응에 참여하지 못하고 배터리 상부로 올라온 산소 및 수소가스를 물로 환원시켜 전지의 사용 수명을 연장시키는 효과를 제공하게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 VRLA 전지 제조방법을 나타낸 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 VRLA 전지 제조방법에 의해 제조된 전지의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 VRLA 전지 제조방법에 의해 제조된 전지의 상부 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 VRLA 전지 제조방법에서 제조된 개선품과 종래품를 비교한 그래프로서, 미국 자동차 기술자 협회 규격에 따라 고온 환경에서 수명을 검증한 그래프 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 VRLA 전지 제조방법에 의해 제조된 전지의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 VRLA 전지 제조방법에 의해 제조된 전지의 상부 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 VRLA 전지 제조방법에서 제조된 개선품과 종래품를 비교한 그래프로서, 미국 자동차 기술자 협회 규격에 따라 고온 환경에서 수명을 검증한 그래프 도면이다.
본 발명의 일실시예에 따른 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 VRLA 전지 제조방법은,
극판군 차입 공정시, 격리판, 양극판, 음극판을 순차적으로 적층하여 극판군을 구성하는 단계(S100);와
상기 극판군(10)을 전조에 형성시켜 VRLA 전지의 외형을 완성시키는 단계(S200);와
상기 VRLA 전지에 형성된 커버 하측에 금속 증착 방식을 이용하여 금속 코팅을 수행함으로써, 금속코팅층(100)을 형성시키는 금속코팅층형성단계(S300);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 금속코팅층을 형성하기 위하여, 사용되는 금속은 Platinum계 금속인 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 금속코팅층(100)은,
안전밸브(200)를 기준으로 배터리 터미널(300)의 반대편에 적용됨으로써, 안전밸브의 작동에 의해 발생된 가스 중 일부를 물로 환원시켜 전해액 내의 물 손실을 지연시켜 액고갈을 방지시키는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 제조 방법에 의해,
제조된 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 VRLA 전지를 제공함으로써, VRLA전지 내부에 Platinum 계 금속 코팅을 적용 함으로서 VRLA전지에서 산소재결합 반응에 참여하지 못하고 배터리 상부로 올라온 산소 및 수소가스를 물로 환원시켜 전지의 사용 수명을 연장시키는 효과를 제공하게 된다.
이하, 본 발명에 의한 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 VRLA 전지 제조방법의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.
본 발명인 VRLA 전지는 일반적으로 케이스, 극판군으로 이루어지는데, 구체적으로 설명하자면, 케이스는 일정크기의 내부 공간이 형성되게 되며, 케이스의 내부에 구비되며 일정 개수의 양극판 및 음극판이 교대로 구비되는 복수 개의 극판군을 형성하게 된다.
상기 케이스(case)는 양극판, 음극판, 격리판 및 전해액을 저장하는 용기로 상술한 구성들을 포함하기 위한 일정크기의 내부 공간이 형성되어 있다.
이때, 상기 양극판은 외부 도선으로부터 전자를 받아 양극 활물질이 환원되는 전극으로, 다양한 방법을 통해 제작될 수 있다.
그리고, 상기 음극판은 음극 활물질이 산화되면서 도선으로 전자를 방출하는 전극으로, 다양한 방법을 통해 제작될 수 있으나 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서는 기판과 활물질인 해면상납(Pb)으로 형성되며, 해면상납은 다공성과 반응성이 풍부하여 상기 전해액이 자유로이 확산, 침투되도록 구성하였다.
한편, VRLA전지는 충전 시 전해액 중의 물을 분해하면서 양극에서는 산소가스가 발생하고 음극에서는 수소가스가 발생하는데 양극에서 발생된 산소 가스는 AGM 격리판의 수평 방향으로 형성된 미세 기공을 통하여 음극으로 이동 음극에서 발생한 수소가스와 만나 물로 환원되는 메커니즘을 구현하여 PE격리판을 적용하는 일반 납 축전지 대비 장수명을 구현한다.
하지만, 위에서 설명한 산소 재결합 반응은 전지 온도가 올라갈수록 반응 효율이 떨어지고 발생한 산소 및 수소 가스는 물로 환원되지 못하고 배터리 내부 압력을 높인다.
VRLA전지의 경우 배터리 내부 압력을 조절하고 바깥의 공기가 배터리 내부로 들어오는 것을 방지하기 위한 안전 밸브를 가지고 있으며 제품 압력이 일정 이상이 되면 밸브가 열려 제품 내부의 가스를 배출하는데 가스를 계속 배출하면 전해액의 물이 고갈되어 전해액 포화도가 떨어지고, 전해액 포화도가 85% 이하로 떨어지면 열 폭주(Thermal runaway)가 발생 제품 수명 종지의 원인이 된다.
본 발명은 VRLA전지 내부에 Platinum 계 금속 코팅을 적용함으로서 VRLA전지에서 산소재결합 반응에 참여하지 못하고 배터리 상부로 올라온 산소 및 수소가스를 물로 환원시켜 전지의 사용 수명을 연장시키는 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 VRLA 전지 제조방법을 제공하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 VRLA 전지 제조방법을 나타낸 공정도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명인 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 VRLA 전지 제조방법은,
극판군 차입 공정시, 격리판, 양극판, 음극판을 순차적으로 적층하여 극판군을 구성하는 단계(S100);와
상기 극판군을 전조에 형성시켜 VRLA 전지의 외형을 완성시키는 단계(S200);와
상기 VRLA 전지에 형성된 커버 하측에 금속 증착 방식을 이용하여 금속 코팅을 수행함으로써, 금속코팅층(100)을 형성시키는 금속코팅층형성단계(S300);를 포함하게 된다.
구체적으로 설명하면, 극판군 차입 공정을 통해, 격리판, 양극판, 음극판을 순차적으로 적층하여 극판군을 구성(S100)하고, 상기 극판군을 전조에 형성시켜 VRLA 전지의 외형을 완성(S200)시키게 되는 것이다.
이후, VRLA 전지에 형성된 커버 하측에 금속 증착 방식을 이용하여 금속 코팅을 수행함으로써, 금속코팅층(100)을 형성시키는 금속코팅층형성단계(S300)를 거치게 된다.
이때, 상기 금속코팅층(100)을 형성하기 위하여, 사용되는 금속은 Platinum계 금속인 것을 특징으로 한다.
예를 들어, 백금(Pt), 팔라쥼(Pd), 루테늄(Ru) 중 어느 하나를 이용하여 금속 코팅을 수행하게 되는 것이다.
그리고, 상기 금속코팅층(100)은,
안전밸브(200)를 기준으로 배터리 터미널(300)의 반대편에 적용됨으로써, 안전밸브의 작동에 의해 발생된 가스 중 일부를 물로 환원시켜 전해액 내의 물 손실을 지연시켜 액고갈을 방지시키는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 금속코팅층(100)의 두께는 바람직하게는 5 ㎛ 내지 500 ㎛인 것을 특징으로 한다.
상기 두께가 5 ㎛ 미만일 경우에는 안전밸브의 작동에 의해 발생된 가스 중 일부를 물로 환원시킬 수 있는 효과가 미미하여 만족스러운 액고갈 효과를 제공할 수가 없으며, 500 ㎛를 초과할 경우에는 제조원가가 상승하고 구조적 결합도가 저하될 수 있어 바람직하지 못하다.
위에서 상술한 바와 같이 본 발명의 효과를 파악하기 위해 일반적인 극판을 사용한 VRLA 전지와 본 발명의 Platinum계 금속코팅층을 포함한 VRLA 전지에 대한 기초성능 및 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.
후술하는 종래품이라 함은, 출원인이 제조하는 일반적인 극판을 사용한 VRLA 전지를 말하며, 개선품은 Platinum계 금속코팅층을 포함한 VRLA 전지를 말한다.
시험결과 보유용량에서 87Ah의 용량과 수명이 2,920사이클에서 종지되었으며, 이는 종래품 대비 보유용량에서 35%, 수명에서는 52% 향상되었다.
이에 대한 실험 자료는 후술하도록 하겠다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 VRLA 전지 제조방법에 의해 제조된 개선품과 일반적 제조 방법을 통해 제조된 종래품를 비교한 그래프로서, 미국 자동차 기술자 협회 규격에 따라 고온 환경에서 수명을 검증한 그래프 도면이다.
상기 시험 규격은 고온(75℃)에서 충전/방전을 반복하여 수명이 종지될 때까지의 사이클을 측정하는 시험 방법이다.
(1사이클 : 25A 4분 방전, 14.8V[최대 25A] 정전압 10분 충전)
본 시험은 1주 동안 480회 반복하며, 그 후 56시간 정치 후, 630A 고율로 방전하여 30초 시점에서의 전압을 측정함으로써 납축전지의 상태를 판정한다.
30초 시점의 전압이 7.2V 이상이면 납축전지를 온전한 상태로 판정하여 위의 싸이클을 반복하며, 7.2V 이하이면 납축전지를 수명 종지로 판정하여, 시험을 중단한다.
<시험예>
후술하는 종래품이라 함은, 출원인이 제조하는 일반적인 극판을 사용하는 VRLA 전지를 말하며, 개선품은 Platinum계 금속코팅층을 포함한 VRLA 전지를 말한다.
| 구분 | 종래품 | 개선품 |
| RC | 100min | 135min |
| CCA | 622A | 680A |
| C20 | 82Ah | 97Ah |
| 내구성(SAE J240) | 1,920 Cycle | 2,920 Cycle |
상기 표 1은 종래의 VRLA 전지와 본 발명의 제조 방법을 이용하여 제조한 VRLA 전지의 성능 시험결과로서, 내구성이 종래품의 경우, 1,920 cycle을 나타냈으며, 개선품의 경우, 2,920 Cycle을 나타내고 있다.(도 4 참조)
따라서, 종래의 종래품보다 내구성이 52% 향상되었음을 실험을 통해 확인할 수 있었다.
1) 보유용량 (RC : Reserve Capacity)
보유용량 RC는 만충전 완료 후 1시간 이상 방치한 다음 25℃에서 25A의 방전전류로 방전종지전압 10.5V 도달 시까지의 방전가능지속시간을 측정하는 것으로서, 예를 들면, 이는 차량에 있어서, 시동이 정지된 상태 등에서 부하를 작동시키는데 어느 시간까지 최소한의 기능을 발휘할 수 있는가에 대한 척도가 된다.
시험결과, 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 Platinum계 금속코팅층을 포함한 VRLA 전지를 제조하였을 경우, 보유용량(RC)은 126 ~ 140분으로, 정확하게는 135분으로 기존 종래품에 대비하여 35%의 성능 향상 효과를 보임으로써, Platinum계 금속코팅층을 포함한 VRLA 전지가 보유용량에 대한 긍정적인 영향을 주었음을 알 수 있었다.
2) 저온시동전류(CCA : Cold Cranking Ampere)
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.
이 시험에 있어서는 30초 때의 전압이 7.2V이상 요구되며, 높을수록 성능이 우수한 것으로 평가된다.
본 발명에서는 (30초 전압÷6-0.2)×630의 보정식을 사용하여 CCA를 계산하였다.
시험결과, 표 1에서 보는 바와 같이, 30초 전압은 7.15V ~ 7.22V, 환산 CCA는 670A ~ 685A로, 정확하게는 680A로서 종래품에 대비하여 약 9%의 성능향상 효과를 보임으로써, Platinum계 금속코팅층을 포함한 VRLA 전지가 저온시동전류에 대한 긍정적인 영향을 주었음을 알 수 있었다.
3) 20 시간율 용량(AH)
이는 저율방전 특성을 알아보기 위한 것으로, 납축전지 용량에 대해 비교적 적은 전류인 3.75A로 연속 방전시켜, 전압이 10.5V에 도달할 때까지의 방전용량(AH)을 측정하는 것이다.
시험 결과, 92AH ~ 99AH로, 정확하게는 97AH로 기존제품에 대비하여 약 18%의 성능향상 효과를 보임으로써, Platinum계 금속코팅층을 포함한 VRLA 전지가 20 시간율 용량(AH)에 대한 긍정적인 영향을 주었음을 알 수 있었다.
4) 수명 검증 시험(SAE J240, Cycle)
미국 자동차 기술자 협회 규격에 따라 75℃ 환경에서 수명을 검증한 그래프(SAE J240)로서, 상기 시험 규격은 VRLA 전지가 고온(75℃)에서 충전/방전을 반복하여 수명이 종지될 때까지의 사이클을 측정하는 시험 방법이다.
(1사이클 : 25A 4분 방전, 14.8V[최대 25A] 정전압 10분 충전)
본 시험은 1주 동안 480회 반복하며, 그 후 56시간 정치 후 630A 고율로 방전하여 30초 시점에서의 전압을 측정함으로써 납축전지의 상태를 판정한다.
30초 시점의 전압이 7.2V 이상이면 납축전지를 온전한 상태로 판정하여 위의 싸이클을 반복하며, 7.2V 이하이면 VRLA 전지를 수명종지로 판정하여, 시험을 중단한다.
시험 결과, 도 4에서 보는 것과 같이 종래품에 대비하여 수명에서 52% 향상 효과를 보임으로써, Platinum계 금속코팅층을 포함한 VRLA 전지가 수명 증가에 대한 긍정적인 영향을 주었음을 알 수 있었다.
5) 충전수입성 시험 (CA: Charge Acceptance test)
만충전된 시료를 상온(25±2℃)에서 5시간율 전류(70Ah 기준 17.5A)로 2.5시간 방전한 후, 0±2℃ 온도에서 12시간이상 방치한다.
이후 정전압 14.4V±0.1V으로 충전하여 충전 10분때 전류를 측정한다.
시험결과, 전기 전도도 및 충전 효율이 높아 개선품이 종래품 대비 10분 정도에 전류가 약 47% 증대되었음을 알 수 있었다.
| 구분 | 시간 | 종래품 | 개선품 |
| 충전수입성 |
1분 | 27.25 | 29.87 |
| 2분 | 24.21 | 28.92 | |
| 3분 | 22.14 | 28.22 | |
| 4분 | 21.25 | 27.52 | |
| 5분 | 20.11 | 27.21 | |
| 6분 | 19.35 | 26.84 | |
| 7분 | 18.74 | 26.16 | |
| 8분 | 17.68 | 25.69 | |
| 9분 | 17.04 | 24.97 | |
| 10분 | 16.43 | 24.28 |
상기와 같은 제조 방법을 통해, Platinum계 금속코팅층을 포함한 VRLA 전지를 제조하게 되면, 산소 재결합 반응에 참여하지 못하고 극판군 위로 빠져 나온 산소 및 수소가스를 물로 환원시켜 전해액 중 물 손실을 지연시켜 전해액 고갈에 의한 제품 수명 종지를 지연시키는 효과를 제공할 수 있게 된다.
따라서, 용량 및 기초 성능이 향상될 수 있는 효과를 제공하게 된다.
부연 설명하자면, VRLA 전지에서 산소 재결합 반응에 참여하지 못하고 잉여로 발생한 산소 및 수소가스를 Cell 내부보다 상대적으로 온도가 낮은 배터리 상부에 Platinum계 금속(Pt, Pd, Ru) 코팅을 적용하여 산소 및 수소가스를 촉매 반응을 이용하여 물로 환원시킴으로써 전해액 고갈을 지연시켜 제품 수명을 연장시키는 것이다.
촉매 역할을 하는 금속은 전기 화학반응이 일어나는 극판군에서 멀리 떨어진 배터리 상부에 있는 Cover 밑면에 증착 방식으로 코팅된다.
이때, 금속코팅층은 안전밸브를 중심으로 배터리 터미널 반대편에 코팅되도록 구성해야 하며, 이를 통해 안전 밸브의 작동을 방해하지 않도록 하는 것이 중요하다.
즉, 발생된 가스를 모두 물로 환원시키는 것이 아니라 발생된 가스 중 일부를 물로 환원시켜 전해액 중의 물 손실을 지연시키는 것이기 때문에 그 위치가 중요한 핵심 포인트인 것이다.
본 발명으로 얻고자 하는 효과는 VRLA 전지 상부에 Platinum계 금속코팅을 적용하여 산소 재결합 반응에 참여하지 못하고 극판군 위로 빠져 나온 산소 및 수소가스를 물로 환원시켜 전해액 중 물 손실을 지연시켜 전해액 고갈에 의한 제품 수명 종지를 지연시키는 것이다.
본 발명에 의하면, VRLA전지 내부에 Platinum 계 금속 코팅을 적용 함으로서 VRLA전지에서 산소재결합 반응에 참여하지 못하고 배터리 상부로 올라온 산소 및 수소가스를 물로 환원시켜 전지의 사용 수명을 연장시키는 효과를 제공하게 된다.
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.
100 : 금속코팅층
200 : 안전밸브
300 : 배터리 터미널
200 : 안전밸브
300 : 배터리 터미널
Claims (4)
- 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 VRLA 전지 제조방법에 있어서,
극판군 차입 공정시, 격리판, 양극판, 음극판을 순차적으로 적층하여 극판군을 구성하는 단계(S100);와
상기 극판군(10)을 전조에 형성시켜 VRLA 전지의 외형을 완성시키는 단계(S200);와
상기 VRLA 전지에 형성된 커버 하측에 금속 증착 방식을 이용하여 금속 코팅을 수행함으로써, 금속코팅층(100)을 형성시키는 금속코팅층형성단계(S300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 VRLA 전지 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 금속코팅층을 형성하기 위하여, 사용되는 금속은 Platinum계 금속인 것을 특징으로 하는 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 VRLA 전지 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 금속코팅층(100)은,
안전밸브(200)를 기준으로 배터리 터미널(300)의 반대편에 적용됨으로써, 안전밸브의 작동에 의해 발생된 가스 중 일부를 물로 환원시켜 전해액 내의 물 손실을 지연시켜 액고갈을 방지시키는 것을 특징으로 하는 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 VRLA 전지 제조방법.
- 제 1항의 제조 방법에 의해,
제조된 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 VRLA 전지.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210055298A KR20220148048A (ko) | 2021-04-28 | 2021-04-28 | 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 vrla 전지 제조방법 |
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| KR1020210055298A KR20220148048A (ko) | 2021-04-28 | 2021-04-28 | 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 vrla 전지 제조방법 |
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| KR1020210055298A KR20220148048A (ko) | 2021-04-28 | 2021-04-28 | 액고갈 방지를 위한 금속 코팅이 적용된 vrla 전지 제조방법 |
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|---|---|---|---|---|
| KR20100088019A (ko) | 2009-01-29 | 2010-08-06 | 비나텍주식회사 | 파워 배터리 |
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2021
- 2021-04-28 KR KR1020210055298A patent/KR20220148048A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
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