| 초록 |
수소저장합금은 수소를 가역적으로 흡수-방출하는 특성을 이용하여, 니켈-금속 수소화물(Ni-MH) 2차 전지, 수소의 분리 및 정제, 수소화물 열펌프 등에 사용될수 있다. Ni-MH전지는 안정적인 충방전특성 및 고용량의 에너지 밀도를 나타내어, 추후 개선여하에 따라 고성능 전지로의 개발 가능성이 있기 때문에 최근 많은 연구가 진행되고 있다. Ni-MH전지에서 개선할 사항으로는 먼저 더욱 용량을 높이는 문제와 전지의 수명에 직접적인 영향을 주는 전극 열화 문제를 개선하고, 사용상의 편이성을 위하여 초기 활성화 및 자기방전 문제의 개선등이 있으며, 이러한 문제를 개선하는 방법으로는 먼저 합금의 성분 및 조성을 최적화하여 합금을 개량하는 방법과 합금의 표면처리를 통하여 개선하는 방법 및 기타 결합제나, 전해질등 전지구조에 변화를 주어 개선하는 방법등이 있다. Ni-MH전지는 기본적으로 Ni-Cd 전지의 카드뮴 음극을 수소저장합금으로 대체한 것으로, 현재 상용화되어 있는 Ni-MH전지는 크게 LaNi5나 MmNi5를 기본으로하는 AB5계 합금과 Zr-Ti-V-Ni을 기본으로 하는 AB2[5]계 합금 두 종류의 수소저장합금을 사용하고 있다. 일반적으로 AB2계 수소저장합금이 비교적 높은 방전용량을 나타내며, 싸이클 특성도 우수한 것으로 확인되고 있으나, 초기 활성화에 어려움이 있으며, 기존의 Ni-Cd 전지에 비하여 자기방전이 심한 경향이 있다. 본 연구에서는 Ni-MH전지의 음극 재료로 사용되는 Zr-Ti-V-Mn-Ni계 수소저장합금중에서, 고용량의 방전특성을 나타내는 기본조성의 Zr0.7Ti0.3V0.4Mn0.4Ni1.2합금에 Sn등 금속산화물의 전도도가 우수한 소량의 금속을 첨가한 Zr0.7Ti0.3V0.4Mn0.4Ni1.2Y (Y=Sn, Cu, W, Fe, Mo, Ni, Co, Bi, Nb)합금에 대하여 전극의 방전용량, 수명 및 자기방전 등의 전극특성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 또한 기본조성의 합금에 대하여 V, Mn의 비율을 변화 시키고, 전극특성이 우수하게 나타난 일부 금속 원소를 양론적으로 치환시킨 Zr0.7Ti0.3VxMn0.7-xNi1.2M0.1 (x=0.1, 0.2, 0.3 ; M=Cr, Co, Mo)합금에 대하여 전극 특성을 조사하였다.
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