| 초록 |
대용량 에너지저장이 가능한 이차전지 중의 하나인 레독스 플로우 전지의 성능 향상을 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 바나듐계 레독스 플로우 전지는 수용성 전해액을 사용하므로 폭발의 위험성이 없고 중금속을 함유하지 않아 안정성이 높은 장점을 가지고 있으나 온도, 충전상태 등에 따라 활물질 석출이 발생할 수 있고 이는 전지의 용량을 감소시키므로 석출 발생을 억제하는 연구가 필요한 상황이다. 특히 양극 활물질인 5가 바나듐 이온 V(V)은 온도가 높아지고, 농도가 증가될수록 V2O5로 결정화되는 경향이 있다. 생성된 석출물은 전지 구동 시 전극 표면에 쌓이고 전해액의 흐름을 방해하는 저항으로 작용하여 전지 성능을 급격히 감소시킨다. 본 연구에서는 고온에서 바나듐 5가의 석출을 지연시킬 수 있는 첨가제로써 sodium pyrophosphate dibasic(SPD, H2Na2O7P2)를 선정하여 석출 억제 효과를 살펴보았다. SPD 첨가제를 포함한 전해액의 조성을 최적화하기 위해 첨가제와 지지전해질인 황산의 농도 변화에 따른 석출 경향을 분석하였다. 최적의 첨가제 및 황산 농도로 제조된 전해액은 2.0M VOSO4/3.0M H2SO4/0.1M SPD이며, 단위셀에 적용하여 고온에서 충방전 시간과 방전용량 유지율이 향상됨을 확인하였다. 이는 장기 수명시험 후 전극의 석출 물질을 분석한 결과 SPD 첨가제가 V(V) 이온을 안정화시켜 석출을 억제시켰기 때문인 것으로 해석된다. |
