미세조직 제어에 의한 납 합금의 입계부식 저항성 향상

초록

오늘날 축전지는 전 세계적으로 대부분 무보수(MF; maintenance free) 및 긴 수명이 요구되는 밀폐형 축전지로 대체되는 추세이며 선진국의 많은 전지회사들이 이에 대한 연구를 활발히 진행하고 있다. 그러나 밀폐형 MF전지의 수명은 주로 양극기판의 용량 때문에 제한을 받는데 이는 연축전지의 입계부식, 크랙 및 크리프 증가에 의한 양극기판의 성장과 무게감소에 있다. 기존에는 부식특성 향상과 기판의 성장을 억제시키기 위하여 합금원소(Ca, Sn, Ag, Se, Ba 등등)를 첨가하였으나, 입계부식으로부터의 침투 깊이와 부식속도를 감소시켰을 뿐 여전히 입계부식 현상을 억제하지는 못했다. 최근 입계부식 저항성이 특수 입계분률의 조절로 향상될 수 있다는 보고가 있었으며, 본 연구실에서도 이미 결정립계조절 개념을 이용하여 현 연축전지의 문제점을 해결하고자 몇 가지 반복가공열처리법을 통해 특수입계인 Low sigma CSL(Coincidence Site Lattice) 입계분률을 최고 91%까지 증가시켰다. 이에 본 연구에서는 실제 연축전지 제조에 적용 가능한 반복가공열처리법을 개발하였으며, 과충전수명 시험을 통해 기존 제품보다 양극기판의 입계부식이 상당량 억제된 것을 확인할 수 있었다. 이처럼 납 합금의 결정립계제어는 연축전지의 수명연장 및 기판두께의 최소화 기회를 제공할 것이다.