초록 ▼

본 연구는 이차전지 중 가장 널리 사용되는 납축전지를 택하였으며, 그 형태는 밀폐형으로 설정하였다. 밀폐형 납축전지는 사용의 간편함으로 인해 현재는 UPS에 활용되고 있으나 앞으로는 대용량의 싸이클 용도인 전기 자동차, 태양광 발전 시스템, load levelling등의 용도에 까지 확대될 전망이다. 따라서 본 연구에서는 2volt, 1Ah의 소형 밀폐형 납축 전지를 실험실에서 제작하고 이들 시험전지에 대한 가속수명 시험을 수행하였다.
축전지의 시험을 위한 충방전 수명시험기는 1, 2차년도에 걸쳐 국내에서 주문 제작하였다.

본 연구는 이차전지 중 가장 널리 사용되는 납축전지를 택하였으며, 그 형태는 밀폐형으로 설정하였다. 밀폐형 납축전지는 사용의 간편함으로 인해 현재는 UPS에 활용되고 있으나 앞으로는 대용량의 싸이클 용도인 전기 자동차, 태양광 발전 시스템, load levelling등의 용도에 까지 확대될 전망이다. 따라서 본 연구에서는 2volt, 1Ah의 소형 밀폐형 납축 전지를 실험실에서 제작하고 이들 시험전지에 대한 가속수명 시험을 수행하였다.
축전지의 시험을 위한 충방전 수명시험기는 1, 2차년도에 걸쳐 국내에서 주문 제작하였다. 제작한 충방전 수명시험기는 모두 100개의 시험 전지를 한꺼번에 시험할 수 있다. 이 시험기의 특징은 한대의 Power Supply에 5개의 시험 전지를 직렬로 연결함으로써 시험기의 효율을 극대화 하였고 또한 정전에 대비하여 비상전원 장치를 설치함으써 본 연구와 같이 많은 수의 전지를 장시간 시험할 수 있도록 구성하였다.
시험전지는 실험실에서 자체 제작하였다. 이를 위해서 1차년도에는 주요 제조 공정에 대한 이해와 각 제조 단계에서의 생성물에 대한 분석 등을 바탕으로 시험전지 제작 방법을 확립하였고, 각 제조공정에 필요한 장치 및 재료구입을 완료하였다.
싸이클 용도의 납축전지의 사용 조건과 가장 유사한 조건인 Normal Test는 하루 1회의 충방전 싸이클을 하며, 시험 온도는 $30^\circ C$, 방전심도는 80%, 충전은 방전된 전기량의 110%로 설정하였다. 가속수명 시험을 위한 가속 Stress로는 시험 온도와 일일당 싸이클 횟수 (duty cycle)두가지를 사용하였다. 시험온도는 $45^\circ C$,$60^\circ C$, duty cycle은 8, 16이며 이 둘의 matrix 실험을 하였다. 또한 가속수명 시험의 연구에 필수적인 납축전지의 충방전 싸이클에 따른 노화현상에 대한 연구를 수행하였다. 이것은 성능을 제한하는 축전지의 구성 요소를 밝히는 것이므로 이 과제의 목적뿐 아니라, 축전지의 성능 향상에도 큰 도움을 주었다.

Abstract ▼

Among the various types and applications of the secondary batteries, sealed lead-acid (SLA) batteries intended for cyclic applications were chosen. For laboratory experiment, small 2 volt, 1 Ah SLA was made and has been tested.
Cycle life tester was designed and constructed so that 100 cells can

Among the various types and applications of the secondary batteries, sealed lead-acid (SLA) batteries intended for cyclic applications were chosen. For laboratory experiment, small 2 volt, 1 Ah SLA was made and has been tested.
Cycle life tester was designed and constructed so that 100 cells can be tested. UPS was also installed to the testing system to avoid power failure.
2 volt, 1 Ah test cells were made in the laboratory. During the first year, manufacturing process has been established based on the understanding of the each manufacturing stage and chemical analysis of the intermediate product. Also major equipments and raw materials needed for manufacturing were prepared.
Normal test conditions associated with the intended-use conditions of a battery are as follows;
(1) 1 cycle/day (2) 80 % D.O.D (3) 10 % Overcharge at $30^\circ C$, In accelerated cycle test , testing temperature was raised to $45^\circ C$, and $60^\circ C$. Also duty clcle was raised to 8 and 16. Depth of discharge and the degree of overcharge were the same as those of the normal test condition.
Aging study was also conducted in order to understand the failure mode in a given testing mode. Such information i.e., performance limiting factor of the battery helped a lot in improving the battery performance.

목차 Contents

• 제1장 서론...15
• 참고문헌...17
• 제2장 가속수명시험법의 문헌조사...18
• 제1절 서론...18
• 제2절 시험현황...20
• 참고문헌...25
• 제3장 충방전 수명시험 System...27
• 제1절 서론...27
• 제2절 Normal 수명시험 System...27
• 쩨3절 가속수명시험 System...28
• 제4절 결론...34
• 제4장 시험전지 제조...38
• 제1절 서론...38
• 제2절 제조공정...38
• 제3절 결론 및 고찰...47
• 참고문헌...49
• 제5장 가속수명시험...50
• 제1절 Matrix Experiment...50
• 제2절 시험조건...51
• 제3절 시험결과...53
• 제6절 전지 활물질 분석...72
• 제1절 서론...72
• 제2절 연분 분석...72
• 제3절 숙성 생성물 분석...83
• 제4절 화성 생성물 분석...89
• 참고문헌...96
• 제7장 납축전지의 노화...97
• 제1절 납축전지 충방전 Mechanism...97
• 제2절 밀폐형 납축전지의 노화...99
• 별첨2 발표논문...102
• 제8장 결론 및 향후 연구 방향...126
• 제1절 결론...126
• 제2절 향후 연구방향...129