일반기술

입계공학을 이용한 납축전지용 양극기판의 부식 저항성 향상법

납축전지용 양극기판의 부식 저항성을 향상시키는 방법으로서, 상용하는 납축전지의 양극기판용 납 합금을 냉간압연한 후 열처리하는 반복가공열처리 공정을 수행하여 상용하는 납축전지용 양극기판의 입계부식에 대한 저항성을 향상시키는 것이다. 납축전지의 에너지밀도는 Ni/MH 및 리튬 이온전지의 에너지 밀도보다 낮아 납축전지의 에너지 밀도를 높이려는 연구가 활발하다. 또한, 그 경량화에도 관심이 집중되고 있는데, 이는 납축전지 구성재료 중에서 가장 큰 비율을 차지하는 기판의 경량화를 의미한다. 기판은 에너지 변환과정에서 전기적 도체 역할을 할 뿐만 아니라 전극 표면에서 실제 반응에 참여하는 활물질을 물리적으로 지지 또는 고착시키는 역할을 하고 이러한 반응은 황산 수용액에서 이루어지므로, 산에 대한 강한 내식성을 가져야 하며 기판 제조 공정에 적합한 기계적 강도 및 경도를 가져야 한다. 이러한 기판으로는 납 합금의 형태가 사용되고 있는데, 이러한 합금들에서는 납축전지 사용 중 기판의 입계부식이 불가피하다는 문제점이 있다. 이러한 입계부식은 크랙 및 크리프를 발생시켜 양극기판의 파괴를 유발하여 기판의 수명을 단축시킨다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 상용하는 납축전지의 양극기판용 납 합금을 냉각압연한 후 열처리하는 것으로 구성된 반복가공열처리 공정을 수행하여, 상용하는 납축전지용 양극기판의 합금조성의 변화 또는 별도의 원소를 추가없이 반복가공열처리를 통해 입계부식에 대한 저항성을 크게 향상시키고 이에 따른 양극기판의 파괴를 억제하여 납축전지의 수명연장뿐만 아니라 전극기판의 두께를 최소화할 수 있으며 납축전지의 에너지밀도를 향상시킬 수 있는 방법을 제공한다.납 합금을 사용하여 냉간압연한 후 열처리하는 반복가공열처리 공정을 수행함으로써 납축전지의 부식 저항성을 향상시킬 수 있다.납축전지용 양극기판은 기존의 주조 및 기공장비의 변화없이 그대로 사용할 수 있으며, 사용합금 조성에 대하여 추가나 변화없이 부식에 대한 저항성을 향상시킬 수 있다. 또한 납축전지 전극의 수명연장 뿐만 아니라 전극기판의 두께를 최소화할 수 있어 납축전지의 에너지 밀도 향상 및 제품의 원가도 절감시킬 수 있다.국내 납축전지 시장은 2002년 기준으로 5,700억원 규모이며, 생산업체는 10여개의 회사가 있으나 세방전지, 한국전지, 현대에너셀, 델코 등 4개사가 전체 시장의 98% 정도를 점유하고 있으며, 그 중 자동차용 수요가 70-80%에 이른다. 납축전지 산업은 성숙기에 접어들어 자동차의 경우 신규시장보다는 교체수요 시장이 훨씬 큰 편이며, 산업용은 한전의 영향이 큰 편이다.