납산 배터리는 신뢰성과 비용 효율성으로 인해 많은 응용 분야에 적용됩니다. 일반적인 애플리케이션으로는 자동차(유출수와 같은 충전 장치용), 재생 에너지 저장 장치(태양광 패널), 무정전 전원 공급 장치(UPS) 등이 있습니다. 납산의 제조 과정에는 내구성을 높이는 데 중요한 역할을 하는 몇 가지 핵심 기술이 포함됩니다. 이 기사에서는 이러한 배터리 제조와 관련된 다양한 프로세스에 대해 논의하고 기술적인 측면을 강조하며 배터리에 대해 더 많이 이해할 수 있도록 돕습니다. 이는 우리 시스템에 적절하게 적응하는 데 도움이 될 것입니다.
1. 열 밀봉 기술과 접착제 밀봉 기술 비교
기술적인 특징:
열 밀봉 기술은 납축 배터리 모듈을 밀봉하기 위해 잘 연구된 접근 방식입니다. 기본적으로 납축전지의 부품인 뚜껑과 용기를 접합할 때 열이 사용됩니다. 아래 표현은 열 밀봉 기술 화학 공정의 기술적 특징을 반영합니다.
그러나 접착 밀봉 기술은 배터리 부품을 함께 밀봉하기 위해 접착 물질을 사용합니다.
접착제 밀봉 기술 특징은 다음과 같습니다.
두 기술의 비교
두 가지 열 밀봉 기술 모두 많은 장점과 단점을 공유하므로 특정 배터리 응용 분야에 대한 대안이 될 수 있습니다. 두 기술의 비교는 다음과 같습니다.
씰링 효과:
히트 실링은 배터리에 유도할 수 있는 견고하고 밀폐된 결합과 같은 장점을 활용하여 다른 배터리의 전해액 누출로 인한 위험을 줄입니다.
제작 효율성:
열 밀봉 기술은 명백히 더 빠르며 더 높은 제조 속도를 가능하게 하여 대규모 제조의 비용 효율성을 향상시킵니다. 이로 인해 접착 밀봉이 느려질 수 있으므로 집중도가 높은 작업장에는 적합하지 않습니다.
디자인 가능성:
접착 밀봉으로 가능한 모양과 크기는 더 많은 유연성을 제공하는 반면 열 밀봉은 불규칙한 모양의 부품을 밀봉할 때 일부 제한이 있을 수 있습니다.
수리 능력:
접착제로 밀봉된 배터리는 일반적으로 접착제를 제거하고 교체할 수 있으므로 수리하거나 재밀봉하기가 더 쉽습니다. 반면, 열 밀봉 배터리는 복잡한 수리 과정이 필요할 수 있습니다.
기술적 특징을 살펴보고 두 종류의 열과 관련된 장점과 한계의 비교를 고려하면 설계자가 사용 가능한 두 가지 선택 중에서 선택하는 것이 훨씬 쉬울 것입니다.
2. TTP 용접 기술과 브릿지 용접 기술
TTP(Through-The-Partition) 용접 기술과 브릿지 용접 기술은 배터리의 음극판과 양극판을 접합하는 두 가지 일반적인 방법입니다. 기술적 특징을 알아보고, 비교하여 더 잘 이해해 봅시다.
기술적 특징
TTP 용접 기술은 플레이트 사이에 용접을 생성하여 분리기를 통해 형성된 용접을 직접 결합합니다. 배터리의 양극판과 음극판을 연결합니다. TTP 용접 기술의 기술적 특징은 다음과 같습니다.
반면에 브리지 용접 기술은 양극판과 음극판 사이에 작은 금속 브리지 또는 스트랩을 사용합니다. 이러한 종류의 용접의 기술적 특징은 다음과 같습니다.
두 기술의 비교
분명히, 이 두 기술 각각의 고유한 장점으로 인해 두 기술이 서로 상당히 구별되며 이에 대한 관심이 정당화됩니다. 다음은 둘 사이의 비교입니다.
내부 저항:
TTP 용접 기술은 판과 판을 직접 연결해 브릿지 용접에 비해 내부 저항이 낮아 배터리 성능을 향상시키는 데 도움이 된다.
기계적 안정성:
용접 연결은 플레이트의 움직임을 방지하고 기계적 응력에 대한 배터리의 탄력성을 향상시켜 배터리의 기계적 안정성을 향상시킵니다.
디자인 유연성:
브릿지 용접을 사용하면 다양한 플레이트 크기와 구성에 맞게 브릿지를 조정할 수 있으므로 더 많은 설계 유연성이 가능합니다. TTP 용접으로 제작된 판재는 분리판을 통한 도금 조정에 잠재적인 한계가 있기 때문에 디자인 측면에서 한계가 있을 수 있습니다.
제조 단순성:
브리지는 일반적으로 더 간단하고 빠르며(따라서 대량 제작에 적합), TTP 용접을 채택하면 장비와 세심한 정렬을 사용하여 용접 품질이 향상됩니다. 이는 복잡성이 증가할 가능성에도 불구하고 제조 공정의 표준을 향상시킵니다.
모든 기술적 측면을 고려하고 배터리 산업에 대한 TTP 용접 및 브리지 용접 기술의 장점과 한계를 비교하면 제조업체가 가능한 선택을 인식하고 정보에 입각한 선택을 하게 됩니다.
3. 펀칭 그리드 기술
납축전지는 일정량의 납을 필요로 하지만 주로 비중계와 전기화학전지로 구성돼 전체 전지 부피의 30~40% 이상을 차지하지 못한다. 그리드 구조와 모양은 방전 시 납판 사이에 전도되는 전기에 중요한 역할을 합니다. 이 섹션에서는 Punching Grid 기술에 대해 설명합니다.
기술적 특징
펀치 그리드 기술에는 다음과 같은 기술적 특징이 있습니다.
많은 응용 분야에서 펀치 그리드 기술은 납산 배터리의 전반적인 효율성과 수명에 기여하는 탁월한 성능 특성을 갖춘 고품질 그리드를 제조하는 향상된 방법을 제공하므로 널리 채택됩니다.
4. 확장된 그리드 기술
확장 그리드는 납축 배터리 그리드를 제조하는 데 사용되는 또 다른 널리 사용되는 방법입니다. 기본적으로 이 기술에는 원하는 그리드 구조를 생성하기 위해 납 합금 스트립을 확장하는 작업이 포함됩니다. 그러면 이제 확장 그리드 기술의 기술적 특징을 살펴보겠습니다.
기술적 특징
확장된 그리드에는 다음과 같은 기술적 기능이 포함됩니다.
확장 그리드 기술의 탁월한 기계적 특성과 설계 다양성으로 인해 납축 배터리 제조 산업에서 점점 더 인기를 얻고 있습니다.
5. 중력-캐스트 그리드 기술
중력 주조는 납산 배터리 그리드를 제조하는 데 사용되는 주조 방법입니다. 주조에는 중력의 힘을 받아 용융된 납 합금을 주형에 붓는 과정이 포함됩니다. 이제 중력 주조 그리드의 기술적 특징을 설명합니다.
기술적 특징
중력주조의 기술적 특징은 다음과 같습니다.
6. 내부 기술과 외부 기술 비교
1. 내부 기술
내부 기술은 공장 출고 전 배터리 활성화 기술입니다. 납축 배터리 형성 중에 일어나는 일을 요약하면 다음과 같습니다.
황산에 담그기: 배터리 플레이트가 완성되고 준비되면 몇 시간 동안 황산 용액에 담가집니다. 이로 인해 배터리의 전기화학 반응에 필수적인 황산납 층이 플레이트 표면에 형성됩니다.
변수 관리: 업계 연구에서는 배터리 성능을 크게 향상시킬 수 있으므로 형성 중 산 농도 및 흡수 시간과 같은 변수를 신중하게 관리하는 것이 중요하다고 강조합니다.
형성 유형: 형성에는 건식과 습식의 두 가지 유형이 있습니다. 건식 형성에서는 플레이트가 배터리 케이스 외부의 대형 전해액 탱크에 충전됩니다. 반면, 습식 배터리는 배터리 케이스 내부에서 충전됩니다.
열 관리: 습식 형성 중에 배터리 케이스는 배터리가 충전되는 동안 발생하는 많은 양의 열을 관리하기 위해 수조에 담그는 경우가 많습니다. 성형 중 고온은 배터리의 효율성과 수명을 감소시킬 수 있습니다.
충전 과정: 실제 충전 프로세스에는 일련의 충전과 충전 사이의 중단이 포함됩니다. 초기 충전 과정은 하루 이상 걸릴 수 있습니다. 그러면 배터리가 방전되고 재충전됩니다.
건식 성형 플레이트: 건식 배터리의 경우 플레이트를 전해질 탱크에서 꺼내어 건조시킨 후 배터리 케이스에 조립합니다. 이 배터리는 전해액 없이 배송됩니다.
테스트 및 최적화: 배터리는 형성 후 결함을 배제하기 위해 고속 방전 테스트를 거칩니다. 또한 최적의 작동을 달성하기 위해 몇 번의 방전/재충전 주기를 더 거칠 수도 있습니다.
최종 조립 및 배송: 최종 충전을 받은 후 배터리는 최종 조립을 위해 보내진 후 발송됩니다.
이 납산 배터리 형성 과정은 배터리가 전하를 받을 수 있도록 준비하고 적절한 기능과 수명을 보장하는 데 중요합니다.
2. 외부 기술
외부 기술에는 자동화 장비를 사용하여 배터리 형성 프로세스의 속도를 높이고 향상시키는 것이 포함됩니다. 자동화를 통해 제조업체는 훨씬 더 높은 처리량, 향상된 품질, 직원을 위한 더 안전한 작업장을 달성합니다. 일부 외부 기술 측면에는 다음이 포함됩니다.
자동화된 플레이트 침지: 장비는 플레이트를 황산 용액에 적절하게 담가서 형성 과정에서 균일성과 정확성을 보장할 수 있습니다. 그 결과 더 나은 성능과 수명을 제공하는 고품질 배터리가 탄생했습니다.
자동화된 수조 시스템: 자동화된 수조 장비는 필요한 온도와 물의 수준을 유지하므로 오류가 발생할 여지가 줄어들고 수동 지원이 필요하지 않습니다. 이는 성능을 높이고 업무 중 부상 가능성을 줄여 효율성을 향상시킵니다.
소프트웨어 기반 자동 충전: 소프트웨어 기반 자동 충전 장비를 활용하면 충전 프로세스의 제어 및 정밀도가 향상됩니다. 자동 충전은 수동 제어에 비해 월등한 성능으로 더 나은 배터리를 생산하는 것으로 검증되었습니다.
자동화된 테스트: 배터리가 일단 형성되면 결함을 발견하기 위해 테스트를 거쳐야 합니다. 테스트 기계는 인간의 능력을 능가하여 분당 많은 배터리를 효율적으로 테스트할 수 있습니다. 결함이 있는 배터리는 자동으로 거부 스테이션으로 보내져 시간을 절약하고 품질 관리 프로세스를 간소화합니다.
일반적으로 내부 기술과 외부 기술 모두 배터리에 장점을 부여했습니다. 그럼에도 불구하고 선택을 위해서는 특정 요구 사항과 개발 또는 통합 시 우선순위에 따라 다양한 요소를 고려해야 합니다.
결론
납축전지 제조 산업 분야에서는 수많은 기술이 고성능 및 신뢰성 있는 배터리 생산에 기여하고 있습니다. 열 밀봉 및 접착제 밀봉과 같은 밀봉 기술부터 TTP 용접, 브리지 용접과 같은 용접 방법에 이르기까지 각 기술은 납축전지의 무결성과 기능성을 잘 보호하는 데 중요한 역할을 합니다. 펀칭 그리드, 확장 그리드, 중력 주조 그리드와 같은 그리드 기술을 통해 기계적 안정성, 전기 전도성 및 내식성이 뛰어난 그리드를 생산할 수 있습니다. 내부 기술과 외부 기술 간의 선택을 통해 제조업체는 활성 물질의 활용을 최적화할 수 있으며 배터리 설계를 맞춤화할 수 있는 옵션을 제공합니다.
이러한 제조 기술의 기술적 특징, 장점 및 한계를 이해하면 배터리 제조업체가 특정 응용 분야에 가장 적합한 방법을 선택할 때 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있습니다. 이러한 기술을 지속적으로 발전시키면 납축전지 산업이 다양한 부문의 진화하는 요구를 충족하는 데 도움이 될 것이며, 그 자체로도 더욱 지속 가능하고 효율적인 미래를 만들어갈 것입니다.
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