심욱 교수 (수소에너지, 에너지공학부) 연구팀은 자동차용 배터리로의 응용을 위해 납-탄소 전극의 전극 열화 모드와 사이클 성능을 분석하였다. 

납산 배터리(LAB)는 가장 많이 사용되는 충전식 배터리 유형 중 하나로, 자동차, 백업 전원 시스템 등 다양한 분야에 널리 활용된다. 개발된 배터리의 실제 적용을 준비하기 위해서는 노화 가속화와 같은 실제 작동 조건을 시뮬레이션하는 평가와 배터리가 원하는 한계에 도달했는지 사이클 테스트를 통해 성능 변화의 원인을 파악하는 것이 중요하다. 

본 연구에서는 50% 방전 깊이(50%DoD) 사이클 테스트를 통해 납-탄소(LC) 음극과 기준 납 음극의 사이클 성능을 연구하였다. 그 결과 납-탄소 음극이 기준 납 음극보다 사이클 수가 더 많고, 차동 전압 분석에서 방전 전압과 높은 DoD에서 피크의 증가를 통해 납-탄소 셀의 농도 손실 현상이 납산 셀에 비해 완화되었음을 확인하였다. 이는 납-탄소 전극의 탄소층이 PbSO4 증착을 위한 외부 공유 공간을 생성하여 내부 전극 인터페이스의 반응성을 유지하여 변환 표지가 향상되고 방전 전압 강하를 감소키셔 사이클 수명을 연장시켰기 때문이다. 본 연구를 통해 사이클링 프로파일에서 납-탄소 전극의 전극 열화 모드와 사이클 성능을 확립함으로써 납-탄소 전극의 개발에 큰 영향을 끼칠 것으로 기대한다.

이번 연구 결과는 2023년 10월 국제 학술지인 ‘Journal of Power Sources’ (피인용지수 9.2)에 게재될 예정이다.

(참고)

□ "Cycle performance analysis of lead–carbon electrode under high-load conditions for automotive battery applications" (Journal of Power Sources 2023, 580, 233291) (https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2023.233291)