[논문]납축전지 극판의 숙성 조건이 양극판의 화학적 조성에 미치는 영향

구본근; 정순욱

doi:10.12925/jkocs.2006.23.4.9

납축전지 극판의 숙성 조건이 양극판의 화학적 조성에 미치는 영향
Effects of Curing Conditions on the Chemical Compositions of Positive Plate for Lead Acid Battery Plates 원문보기

한국유화학회지 = Journal of oil & applied science, v.23 no.4, 2006년, pp.347 - 354

구본근 (금오공과대학교 재료공학과) , 정순욱 (금오공과대학교 재료공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Generally, it has been known that positive plate efficiency is the most influential effect on the initial current capacity of lead acid battery. Thus, in this study, we have investigated the curing effect of the positive plate, which is one of the important lead acid battery processes. The curing process of the positive plate is performed either with the separation of each plate with 1mm gap or with no gap of plate. As a result, when there is no interval between each plate, the higher temperature current happened than expected, resulting in the changes in the initial current efficiency of the lead acid battery. The chemical composition and crystal structure of a material coated on the positive plate were identified with XRD and SEM. It was resulted that were only there not a lot of 4BS (tetrabasic-lead sulfate, $4PbO{\cdot}PbSO_4)$ on the plate in case of curing of plates without interval, but a large quantity of $Pb_3O_4$ also formed on the surface. On the other hand, it was observed that 3BS (tribasic-lead sulface, $3PbO{\cdot}PbSO_4{\cdot}H_2O)$ was the main product on the plate in case of typical curing process with some interval. From the initial current capacity test, the positive plate having 3BS was approximately 40% higher in initial current capacity than that having 4BS. It was concluded that 4BS and $Pb_3O_4$ on the plate surface were harmful to the initial current capacity of lead acid battery.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

SEMe S-2400(HITACHI사)을 사용하였고, pos극판과 rpos극판에서 각각 동일한 위치에서 숙성 활성물질을 채취하여 활성물질 표면의 사진을 얻었으며, 배율은 각 시료별로 x3.0K, x5.0K로 확인하였다. 이때 가속전압은 20KV로 하여 관찰하였다.
, Ltd, Japan)이며, 이들 시약은 정제하지 않고 그대로 사용하였다. 또한 산화납의 제조에는 Lead Oxide Machinery(LIH SHAN MACHINERY FACTORY CO, LTD, BML-1COOG, Taiwan)#, 겉보기 밀도 측정에는 (주)세신의 겉보기 밀도 측정기를 사용하였다. 제작한 납축전지의 정전류 방전에는 충。방전시험 기 (Digatron Co.
본 연구에 사용한 납축전지의 정전류 방전을 통하여 초기 전류용량을 각각 측정하였다. 초기전류용량은 1시간율 용량시험과 1Q시간율 용량시험을 적용하였으며, 그 결과는 Fig.
상기 2.3의 방법으로 제조된 연호를 Pb-CaO.lwt% 합금으로 제작된 격자에 충전하여 숙성한 후 이를 숙성 극판으로 사용 하였다 [11-14], 이때 극판의 숙성은 초기 전류 용량에 유리하다고 알려진 3BS의 생성을 위하여 4 5℃온도에서 40시간 동안 숙성하는 저온 숙성법을 택하여 행해졌으며, 또한 극판의 적재 방법에 따른 초기 전류 용량의 차이를 확인하기 위하여 극판끼리의 간격을 두지 않고 밀착시킨 것과 극판의 간격을 1mm로 하여 적재한 두 가지로 나누어 숙성을 행하였다.
상기 2.4의 실험방법으로 숙성된 숙성극판은 pos와 rpos로 나누어 분석하였으며, 각각 표면의 활성물질을 제거한 내부의 활성물질과 표면의 활성물질을 달리 채취하여 분석하였다. 이때 XRD 패턴은 Cu Ka를 사용하여 10~90°의 범위에서 측정하였다[16].
양극판용 연호는 납 분말 900kg(8L85%), 황산 103kg(9.37%), 초 순수 96kg(8.73%) 및 결합첨가제 0.54kg(0.05%)을 혼합하여 제조 하였으며, 음극판의 경우는 납 분말 900k이81.41%), 황산 104kg(9.41%), 초순수 86kg(7.78%), 결합첨가제 0.36kg(0.03%), Lignin 2.7kg(0.24%) 및 음극판 오일 3.4L(0.31%)를 흔합하여 제조 하였다. 이때 칭량된 납 분말은 흔합 전 1시간 동안 안정화 시킨 후 사용하였으며, 이후 결합 첨가제와 Lignin 및 초 순수와 황산을 투입하여, 숙성용 연호로 각각 제조하였다.
나타내었다. 이때 납축전지의 충전은 10A로 16시간 충전하였으며, 이와 같이 제작된 밀폐형 납축전지는 132A로 방전하는 1시간율과 20A로 방전하는 10시간율 시험을 통하여 정전류 방전 특성을 확인하였다.
31%)를 흔합하여 제조 하였다. 이때 칭량된 납 분말은 흔합 전 1시간 동안 안정화 시킨 후 사용하였으며, 이후 결합 첨가제와 Lignin 및 초 순수와 황산을 투입하여, 숙성용 연호로 각각 제조하였다.

대상 데이터

납축전지 활성물질에서 출발물질인 산화납은볼밀공정으로 제조하였고[9, 10], 이때 산화납의 산화도는 76+2%, 겉보기 밀도는 1.33~ 1.36g/血 이며, 입자크기는 4~5㎛ 이었다.
본 연구에 사용한 밀폐형 납축전지는 12V, 200Ah로 제작하였으며, 이의 실험방법을 Table 1에 나타내었다. 이때 납축전지의 충전은 10A로 16시간 충전하였으며, 이와 같이 제작된 밀폐형 납축전지는 132A로 방전하는 1시간율과 20A로 방전하는 10시간율 시험을 통하여 정전류 방전 특성을 확인하였다.
본 연구에서 사용된 시약은 황산 (Junsei Chemical Co., Ltd., Japan), 아세트산 (DC Chemical Co., Ltd., Korea), Lignin(Nippon Paper Chemicals Co., Ltd, Japan)이며, 이들 시약은 정제하지 않고 그대로 사용하였다. 또한 산화납의 제조에는 Lead Oxide Machinery(LIH SHAN MACHINERY FACTORY CO, LTD, BML-1COOG, Taiwan)#, 겉보기 밀도 측정에는 (주)세신의 겉보기 밀도 측정기를 사용하였다.

성능/효과

1. 저은 숙성을 목적으로 낮은 온도(40~45℃)에서 숙성을 행하였더라도 극판의 밀착으로 인하여 극판에서 금속 납과 수분의 급격한 산화 반응에 따라 발생되는 열의 순환과정으로 인하여 극판의 표면과 내부에 온도를 상승 시켜, 저온숙성이 되지 않고, 고온숙성이 이루어짐으로 4BS의 다량 생성을 얻었다.
함께 珏3。4가 극판의 표면에 생성됨으로 묽은 황산에서 전기적 반응을 통하여 얻어지는 PbO₂의 생성을 어렵게 하여 극판의 성능이 감소됨을 알 수 있었다.
2에 나타내었다. Fig. 1과 Fig. 2 에 나타낸 바와 같이 35°~36°부근의 4BS 피크의 강도가 rpos에서 증가함을 알 수가 있었다. 그리고 28°, 32°, 48°에서 PbO의 피크가 pos극판에 비해 rpos극판에서 더 높은 피크 강도를 나타내고 있다.
2항에서 SEM분석 결과와도 그 결과가 일치하였으며, 상기 결과들로부터 pos극핀.이 rpos극판보다 납축전지의 극판으로 더 유용함을 알 수 있었다.
32Ah로 현저한 차이를 나타내었다. 이와 같이 극판 적재 방법에 따른 초기 전류용량의 현저한 차이는 3.2항에서 SEM분석 결과와도 그 결과가 일치하였으며, 상기 결과들로부터 pos극핀.이 rpos극판보다 납축전지의 극판으로 더 유용함을 알 수 있었다.
그리고 28°, 32°, 48°에서 PbO의 피크가 pos극판에 비해 rpos극판에서 더 높은 피크 강도를 나타내고 있다. 이와 같이 붉은색 계통의 숙성 극판인 rpos의 경우 PbO와 4BS의 피크 강도가 pos극판의 활성물질에 비해 높게 나타나는 것으로 보아 rpos극판에 4BS가 다량 존재하는 것을 알 수 있었다. 이러한 이유는 저온 숙성에서도 극판을 밀착하였을 경우 숙성과정 중 극판에서 발생되는 반응열의 제거가 곤란하여 고온 숙성이 될 수 있다는 것을 알 수.

참고문헌 (17)

C. V. D. Alkaine, J. de Andrade, and P. R. Impinnisi, A Practical Method to Follow the Evolution of Electrochemically Active Areas during Plate Formation Processes in Lead Acid Batteries, J. Power Sources, 85, p.p 131-136 (2000)

상세보기
M. J. Weighall, Techniques for jar Formation of Valve-Regulated Lead -Acid Batteries, J. Power Sources, 116, p.p 219-231 (2003)

상세보기
D.P. Boden, Improved Oxides for Production of Lead/Acid Battery Plates, J. Power Sources, 73, p.p 58-59 (1998)
M. Matrakova and D. Pavlov, Thermal Analysis of Lead-Acid Battery Pastes and Active Materials, J. Power Sources, 158, p.p 1004-1011 (2006)

상세보기
D. Pavlov and V. Naidenov, S. Ruevski, Influence of $H_2SO_4$ Concentration on Lead-Acid Battery Performance, J. Power Sources, 161, p.p 658-665 (2006)

상세보기
B. Rezaei, Effects of Casting Temperature of Pb-Ca-Sn Grid Alloy on the Polarization Potential of Oxygen Evolution of Lead Acid Batteries, Russian Journal of Electrochemistry, 42, p.p 350-354 (2006)

상세보기
E. Rocca, G. Bourguignon and J. Steinmetz, Corrosion Management of PbCaSn Alloy in Lead-Acid Batteries: Effect of Composition, Metallographic State and Voltage Conditions, J. Power Sources, 61, p.p 665-675 (2006)
J. S. Chen and L. F. Wang, Effect of Curing on Positive-Plate Behaviour in Electric Scooter Lead/Acid Cells, J. Power Sources, 70, p.p 269-275 (1998)

상세보기
J. E. Dix, A Comparison of Barton-pot and Ball-mill Processes for Making Leady Oxide, J. Power Sources, 19, p.p 157-161 (1987)

상세보기
B. P. Boden, Improved Oxides for Production of Lead/Acid Battery Plates, J. Power Sources, 73, p.p 56-59 (1998)

상세보기
D. Pavlov, M. Dimitrov, T. Rogachev, and L. Bogdanova, Influence of Paste Composition and Curing Program and Used for the Production of Positive Plates with PbCaSn Grids on the Performance of Lead Acid Batteries, J. Power Sources, 114, p.p 137-159 (2003)

상세보기
E. E. Ferg, L. Geyer, and A. Poorun, The Influence of the Pickling and Curing Processes in the Manufacturing of Positive Tubular Electrodes on the Performance of Lead-Acid Batteries, J. Power Sources, 116, p.p 211-218 (2003)

상세보기
B. Culpin, The Role of Tetrabasic Lead Sulphate in the Lead-Acid Positive Plate, J. Power Sources, 25, p.p 305-311 (1989)

상세보기
S. Laruelle, S. Grugeon-Dewaele, L. Torcheux, and A. Delahaye-Vidal, The Curing Reaction Study of the Active Material in the Lead-Acid Battery, J. Power Sources, 77, p.p 83-89 (1999)

상세보기
M. Dimitrov, D. Pavlov, T. Rogachev, 1V1. Matrakova, and L. Bogdanova, 'Processes Taking Pasce in the Paste of Lead-Acid Battery Plates during Soaking Prior to Formation and their Influence on Battery Performance, J. Power Sources, 140, p.p 168-180 (2005)

상세보기
R. Stillman, R. Robins, and M. Skyllas-Kazacos, Quantitative X-ray Diffraction Analysis of a-PbO/ ${\beta}$ -PbO in Lead-Acid Battery, J. Power Sources, 13, p.p 171-180 (1984)

상세보기
D. Pavlov, G. Petkova, M. Dimitrov, M. Shiomi, and M. Tsubota, Influence of Fast Charge on the Life Cycle of Positive Lead-Acid Battery Plates, J. Power Sources, 87, p.p 39-56 (2000)

상세보기

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증