선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 Pb-Ca계 합금과 Pb-Ca-Sn계 합금의 기계적 특성을 비교 평가하고, 첨가원소인 Ca과 Sn의 조성에 따라 그리드와 활성물질 사이의 계면 부식상태를 관찰하였으며, Ca과 Sn의 혼합비에 따라 납축전지의 성능에 미치는 영향을 연구하고자 하였다.
제안 방법
- Pb-Ca합금에 Sn을 첨가한 Pb-Ca-Sn계 합금으로 제작된 납축전지는 방전심도 100 % 충·방전 수명시험을 진행하였으며, 20 cycle째에 양극판의 그리드와 활성물질 사이의 계면을 SEM을 사용하여 관찰하여 Fig. 3에 나타내었다.
- Table 1에서와 같은 납 합금의 종류별로 제작된 극판을 사용하여 12V 55AH의 납축전지를 제작하였고, 이를 방전심도(depth of discharge, DOD) 100 %로 충·방전하였다.
- 그리드 합금의 기계적 특성을 시험하기 위하여 인장강도 시험을 실시하였다. 준비된 시편 (0.
- 040인 황산액에 1시간 동안 침지한 후 20시간동안 통전하여 양극판에는 PbO2, 음극판에는 해면상 Pb의 활성물질을 생성시켰다. 극판을 화성시킨 후, 생성된 활성물질은 SEM을 사용하여 활성물질을 관찰하고 분석하였다.
- 본 연구에서 제작된 납축전지는 25℃온도 조건에서 방전심도 100 % 충·방전 수명시험을 통하여 온도 차이에 따른 Cycle 수명 성능을 평가 하였다. 또한 각 합금별 시료들은 25℃온도 조건 수명시험에서 20cycle째 극판을 채취하여 활성물질과 그리드 계면의 부식상태를 SEM으로 관찰하여 비교 분석하였다.
- 본 연구에서 제작된 납축전지는 25℃온도 조건에서 방전심도 100 % 충·방전 수명시험을 통하여 온도 차이에 따른 Cycle 수명 성능을 평가 하였다.
- 연호의 제작방법은 50 kg 용량의 실험용 혼합기에 산화납 분말을 투입하고, 결합 첨가제및 기타 첨가제를 첨가한 후 초순수를 투입하여 교반하는 수화반응 단계를 통하여 Pb(OH)2를 생성시켰으며, 비중이 1.400인 정제황산을 15분간 서서히 첨가하여 PbSO4 및 PbO·PbSO4·H2O(1BS)를 생성시키는 황산화 반응으로 활성물질의 출발물질인 연호를 제작하였다.
- 온도 45 ℃, 상대습도 95 %이상의 조건하의 chamber내에서 저온 숙성된 양극판의 활성물질을 SEM을 사용하여 관찰하여, 그 결과를 Fig. 1에 나타내었다. Fig.
- 5Amper로 방전용량을 측정한 후 24시간동안 정전압 충전을 진행하였다. 이것을 1회로 하여 cycle 수명시험을 진행하였으며, 그 결과를 Fig. 4에 나타내었다.
- 인장강도 시험은 제작된 합금들의 표면조건을 일정하게 하기 위하여 0.9 mm × 90 mm × 100 mm 크기로절단하였으며, 시편의 시효기간을 고려하여 25℃온도 조건의 chamber 내에서 10일간 보관하면서 1일 간격으로 실시하였다.
- % 혼합한 Pb-Ca-Sn계 합금을 제작하였다. 제작된 그리드 합금의 기계적 특성을 확인하기 위하여 인장강도를 측정하였다. 인장강도 시험은 제작된 합금들의 표면조건을 일정하게 하기 위하여 0.
- 양극판은 Table 1에 나타낸 바와 같이 Pb-Ca계 합금과 Pb-Ca-Sn계 합금의 조성별로 제작된 그리드에 연호를 충진하여 제작하였다. 제작된 극판은 45 ℃온도와 95 %이상의 상대 습도 조건인 숙성 chamber내에서 40시간동안 저장하여 숙성하였으며, 숙성 후 생성된 활성물질을 분석하기 위하여 SEM(HITACHI Co., Ltd. S-2400, Japan)을 사용하여 관찰하였다.
- 준비된 시편 (0.9 mm × 90 mm × 100 mm)을 25 ℃ 온도 조건에서 10일간 보관하면서 1일 간격으로 5회씩 측정하여 평균값으로 시효경화에 따른 변화를 분석하였으며, 그 결과를 Table 2에 나타내 었다.
- 채취된 양극판은 그리드와 활성물질 사이의 계면 부식상태를 확인하기 위하여 SEM을 사용하여 ×50배율로 관찰하였으며, 이를 Fig. 2와 3에 나타내었다.
- 충·방전 수명시험 방법은 5.5Amper로 방전용량을 측정한 후 24시간동안 정전압 충전을 진행하였다.
대상 데이터
- 5 wt.% 혼합한 Pb-Ca-Sn계 합금을 제작하였다. 제작된 그리드 합금의 기계적 특성을 확인하기 위하여 인장강도를 측정하였다.
- Pb-Ca계 합금으로 제작한 극판으로 제작한 납축전지는 방전심도 100 % 수명시험을 실시하였으며, 20 cycle째에 양극판을 채취하였다. 채취된 양극판은 그리드와 활성물질 사이의 계면 부식상태를 확인하기 위하여 SEM을 사용하여 ×50배율로 관찰하였으며, 이를 Fig.
- 본 연구에서 사용된 납축전지는 밀폐형 산업용 납축전지로 글라스매트 격리판을 적용하였으며, Table 1에서 분류된 각 합금별로 납축전지를 제작하였다. 납축전지 제작 시 사용된 극 판은 각 셀에 양극판 6장, 음극판 7장을 사용하였으며, 전해액의 비중은 1.320인 황산을 사용 하였다.
- 납축전지의 극판에 사용된 그리드 합금을 제작하기 위하여 Pb-Ca계, Pb-Ca-Sn계 그리드 합금을 Table 1에 나타낸 것과 같이 혼합하여 제작하였다. 그리드 합금은 Table 1에 나타낸 바와 같이 Pb에 Ca 함유량을 0.
- 본 연구에 사용된 활성물질을 제작하기 위하여 사용된 산화납 분말은 ball mill type의 제조공법으로 제조하였으며, 76±2 %의 산화도와 1.34~1.36 g/㎤의 외관밀도, 258~268 ㎎/g(산화납 분말 1 g당 H2SO4가 흡수된 량)인 산흡수도 등의 특성을 가진 산화납으로 제조하여 사용하였다[5,6].
- 본 연구에서 사용된 그리드는 Table 1에 나타낸 바와 같이 Ca과 Sn함유량에 따라 혼합된 Pb-Ca계, Pb-Ca-Sn계 합금을 사용하여 중력주조방식으로 제작하였다. 그리고 중력 주조과정 중 용해된 납 합금 중 Ca의 산화를 방지하기 위하여 0.
- 본 연구에서 사용된 납축전지는 밀폐형 산업용 납축전지로 글라스매트 격리판을 적용하였으며, Table 1에서 분류된 각 합금별로 납축전지를 제작하였다. 납축전지 제작 시 사용된 극 판은 각 셀에 양극판 6장, 음극판 7장을 사용하였으며, 전해액의 비중은 1.
- 양극판은 Table 1에 나타낸 바와 같이 Pb-Ca계 합금과 Pb-Ca-Sn계 합금의 조성별로 제작된 그리드에 연호를 충진하여 제작하였다. 제작된 극판은 45 ℃온도와 95 %이상의 상대 습도 조건인 숙성 chamber내에서 40시간동안 저장하여 숙성하였으며, 숙성 후 생성된 활성물질을 분석하기 위하여 SEM(HITACHI Co.
- %의 Al을 첨가하여 제작하였다. 이들 원소의 분석은 ICP(VG Elemental Ltd., Optima 4300DU)을 사용하였다.
- 활성물질의 초기 출발물질인 연호(Paste)는 ball mill 공법으로 제조된 산화납 분말과 정제 황산, 초순수 및 결합 첨가제등의 첨가제를 일정 비율로 혼합하여 제작하였다.
성능/효과
- %일 때가 기계적 특성은 우수하였으나, 납축전지의 충·방전 cycle에 따른 활성물질과 그리드 계면의 부식속도가 Sn이 함유된 그리드에 에 비해 빠르게 진행된다는 것을 Fig. 2와 3에서 그리드 주위에 생성된 부식층을 통하여 알 수 있었다.
- %일때, 25 ℃온도 조건의 충·방전 수명시험 결과, Pb-Ca계 합금으로 제작된 납축전지에 비해 수명성능이 크게 향상된 것을 알 수 있었다.
- 1. 그리드 합금에서 Sn은 그리드의 기계적 특성을 향상 시키고, 그리드와 활성물질 사이의 계면부식을 억제하므로 납축전지의 수명 성능을 향상시키는데 큰 역할을 한다는 것을 알 수 있었다. 특히 Sn이 1.
- 2. 그리드 합금에서 Ca은 함량이 0.05 wt.%일때 보다 0.
- Ca의 함량이 증가될수록 기계적 특성은 향상되었으나, Fig. 2에 나타낸 바와 같이 Ca함량이 증가하면 그리드와 활성물질 사이의 계면 부식 층이 두꺼워지는 현상이 나타나는 것으로 보아내식성이 저하된다는 것을 확인할 수 있다.
- 2와 3에서 그리드 주위에 생성된 부식층을 통하여 알 수 있었다. 또한그리드에 첨가되는 Sn/Ca의 비가 30일 때가장 우수한 성능을 나타낸다는 것을 알 수있었다.
- 이는 Ca의 함량이 증가 할수록 기계적 특성은 증가시키나, 그리드의 내식성 저하로 수명에는 좋지 않은 영향을 미친다는 것을 알 수 있으며, Sn의 함량은 증가될수록 기계적 특성뿐 아니라 충·방전 cycle에 따른 그리드의 부식 반응을 둔화시켜 납축전지의 수명성능을 향상시킨다는 것을 알수 있다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.