Journal Search Engine
Search Advanced Search Adode Reader(link)
Download PDF Export Citaion korean bibliography PMC previewer
ISSN : 1225-0562(Print)
ISSN : 2287-7258(Online)
Korean Journal of Materials Research Vol.30 No.8 pp.426-434
DOI : https://doi.org/10.3740/MRSK.2020.30.8.426

Performance Characteristics of Lead Acid Battery with the Contents of Sodium Perborate Tetrahydrate (SPT) in Positive Plate Active Material

Tae Seop Lim1,2, Sung Jun Kim1,2, Sang Dong Kim1, Seung Cheol Yang2, Yeon-Gil Jung2
Corresponding author E-Mail : jungyg@changwon.ac.kr (Y.-G.
Jung, Changwon Nat’l Univ.) scyang5258@changwon.ac.kr
(S.-C. Yang, Changwon Nat’l Univ.)
June 1, 2020 July 30, 2020 July 30, 2020

Abstract

The performance characteristics of a lead acid battery are investigated with the content of Sodium Perborate Tetrahydrate (SPT, NaBO3·4H2O) in a positive plate active material. SPT, which reacts with water to form hydrogen peroxide, is applied as an additive in the positive plate active material to increase adhesion between the substrate (positive plate) and the active material; this phenomenon is caused by a chemical reaction on the surface of substrate. A positive plate with the increasing content of SPT is prepared to compare its properties. It is confirmed that the oxide layer increases at the interface between the substrate and the active material with increasing content of SPT; this is proven to be an oxide layer through EDS analysis. Battery performance is confirmed: when SPT content is 2.0 wt%, the charging acceptance and high rate discharge properties are improved. In addition, the lifetime performance according to the Standard of Battery Association of Japan (SBA) S0101 test is improved with increasing content of SPT.


과붕산나트륨 양극 활물질 첨가에 따른 차량용 납산배터리 성능 특성

임 태섭1,2, 김 성준1,2, 김 상동1, 양 승철2, 정 연길2
1세방전지㈜
2창원대학교 신소재공학부

초록

1Sebang Global battery Co., Ltd., Changwon, Republic of Korea
2School of Nano & Advanced Materials Eng., Changwon National Univ., Changwon, Republic of Korea

    National Research Foundation of Korea
    2018R1A5A6075959

    © Materials Research Society of Korea. All rights reserved.

    This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

    1.서 론

    최근 전세계적으로 지구 온난화를 야기하는 주범인 이 산화탄소 배출을 규제하기 위한 여러가지 방안들이 모 색되고 있으며, 특히 자동차 업계에서는 차량에서 배출 되는 이산화탄소를 줄이기 위해 차량 경량화 등 다양한 연구가 활발히 진행중에 있다.1) 그 중 2차전지를 이용 하여 내연기관을 대체 혹은 보조하는 전기자동차에 대 한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 충전인프라 및 구 매 비용 증가 등의 이유로 전체 시장에 10 % 수준에 미 치는 수준이다.2) 이러한 문제점을 해결하고 이산화탄소 배출 감소를 위해, 자동차 업계에서는 정차 시 엔진 구 동을 멈추고 재출발 시 엔진을 가동하는 이른바 Idling Stop and Go (ISG) 기능을 탑재한 자동차를 개발하여 양산적용중에 있으며, 이산화탄소 절감 효과는 약 5 ~ 15 % 정도로 보고 되고 있다.3)

    ISG 시스템에 적용하기 위한 차세대 납산배터리로 불 리는 absorbent glass mat (AGM) 납산배터리가 개발 및 양산되고 있고, 이러한 AGM 납산배터리는 기존 액 식 납산배터리 대비 우수한 성능을 나타낸다.4) 하지만 시 내 주행 시, 잦은 ISG 기능 활성화로 인해 AGM 납산 배터리에 부하가 가중되면서 AGM 납산배터리의 수명 이 감소되고, ISG의 시동 성능이 저하가 일어날 수 있 다.5,7,8) 따라서, AGM 납산배터리의 수명 특성 및 시동 성능을 극대화 하기 위해, 음극판에 carbon을 비롯한 첨 가제 관련 연구, 나노 사이즈 활물질 개발, 전해액 첨 가제 개발 등의 다양한 연구가 진행되고 있다.6-12) 그 중, 시동 특성 및 납산배터리의 출력 특성 향상을 위 해선 양극 기판과 활물질의 결합력이 매우 중요하다고 알려져 있으며, 이를 개선하기 위해 다양한 연구들이 진 행되어왔다.13-15)

    차량용 AGM 납산배터리의 양극 기판은 압연된 납 (Pb) 펀칭 기판이 흔히 사용되며, 강도가 우수하고 조직 이 조밀하나 표면이 매끈하여 활물질 결합력이 저하되 는 특성이 있다. 이를 개선하기 위해, R. J. Ball은 기판 합금 및 활물질 조성에 따라 기판/활물질 사이에 산화 층이 생성되는 두께에 대한 영향성을 연구하였고,13) I. Kurisawa는 기판 표면에 sputtering 공정으로 SnO2 피막 을 형성하여 기판과 활물질간 결합력을 향상 시켰다.14) 그리고 R.D Prengaman은 기판 합금의 Sn과 Ag의 함량 에 따른 숙성 공정에서의 기판/활물질간 계면 결합력에 대해 연구하였다.15) 다양한 방법을 통한 기판/활물질 결 합력의 개선을 통해 AGM 납산배터리의 cycle 수명 특 성 향상되는 것이 확인되었다. 하지만, R.J. Ball이 보고 한 것처럼 양극 기판 합금 첨가제를 통해 기판/활물질 결합력을 증대시켜 납산배터리 특성을 향상시킨 연구는 진행된 적 있으나,13) 활물질 첨가제 첨가를 통한 기판/ 활물질 결합력 증대 관련 연구는 아직 보고되지 않았다.

    본 연구에서는 양극 활물질에 SPT를 함량 별로 첨가 하여 양극 기판과 활물질간 결합력 증대를 통해 계면 저 항을 감소 시켜 고율 방전 특성 및 수명을 향상시키고 자 한다. SPT는 강염기 물질로, 물과 반응하면 과산화 수소를 발생시키는 것으로 알려져 있다.16) 발생된 과산 화수소는 금속과 반응해서 표면을 부식 시키는 특성이 있으며, 이를 통해 기판 표면에 거칠기를 증대 시켜, 기 판/활물질간 결합력을 증대시키고자 한다. 기판 생산 이 후, 공정을 추가해서 진행되는 기판 표면 처리가 아닌, 활물질 배합 공정에서 SPT를 첨가 함으로써 공정 단순 화를 통한 제품 단가 상승도 억제 가능하기 때문에, 상 업적으로도 의미가 있다고 볼 수 있다. SPT 함량에 따 른 양극판 분석을 통해 기판 표면처리 매커니즘에 대해 고찰하였으며, AGM 납산배터리 성능에 대한 연구를 진 행하였다.

    2. 실험방법

    2.1 양극판 제작

    냉간 압연 방식으로 제작된 스트립에 일정 형상의 금 형에 펀칭하여 기판을 제작하였다. 제작된 기판에 활물 질을 도장하기 위해 Table 1과 같이 혼합 조건을 나타 내었으며, lead oxide (PbO), red lead (Pb3O4), 정제수, 황산, 그리고 4BS (Tetrabasic lead Sulfate) seed를 첨 가하였으며, SPT 첨가량을 Lead Oxide 기준으로 0.0 ~ 3.5 wt%까지 증대하면서 샘플을 제작하였다. 기판 위에 활물질을 도장 한 뒤, 2단계의 숙성 과정 및 건조 과정 을 거친다. 1차 숙성은 75 °C, 습도 95 %에서 6시간, 2 차 숙성은 55 °C, 습도 90 %에서 15시간 진행하였고, 마지막으로 70 °C에서 15시간 건조하였다.

    2.2 납산배터리 제조

    양극판과 음극판 모두 숙성 및 건조를 거쳐 생산된 극판은 AGM 격리판과 서로 한장씩 배열하여 cell을 구 성하였으며, 6개의 구분된 공간으로 이뤄진 컨테이너에 각 cell을 극성에 맞게 차입하고 직렬로 용접하여 연결 하였다. 열융착을 통해 카바와 전조를 접착하였고, 진공 주액을 통해 황산 수용액을 격리판에 빠르게 함침 시 켰다. 이후 제품에 정전류 충전을 통해 극판 활성화를 진행하였다. 20시간율 용량 70 Ah 제품으로 제작하였으 며, AGM 납산배터리의 전반적인 제조 공정을 Fig. 1 에 자세히 나타내었다.

    2.3 양극판 분석

    SPT가 기판과의 반응성을 확인하기 위해 SPT 2.0 wt% 첨가된 수용액에 냉간 압연된 기판을 침지하여 75 °C에 서 6시간 동안 유지하였다. 표면 분석을 위해 광학현미 경(GX51, OLYMPUS)과, 보다 명확한 표면 거칠기를 확 인하기 위해 3D 분석을 실시하였다(ZeeScan, PhaseView). X선 회절분석기(X’pert PRO MPD, PANalytical)를 통해 SPT 첨가에 따른 결정상 분석을 진행 하였으며, 분말 형 상, 입자 사이즈 및 계면 분석을 위해 전계방출형 주사 전자현미경(CZ/MIRA I LMH, TESCAN)으로 촬영하 였다. 기판/활물질 계면의 정확한 성분 확인을 위해 에 너지분산형 분광 분석법(AMETEK, EDAX)를 진행하 였으며, SPT 함량에 따른 활물질 표면 형상은 주사전 자현미경(SNE-3200M, SEC)으로 촬영하였다. 입자 크 기 변화를 확인하기 위해 입도 분석기(Partica LA-960, HORIBA)에서 분석을 실시하였다. 기판/활물질간 결합력 확인을 위해 자체 제작한 진동 시험기에서 3,000 rpm으 로 5분간 활물질 탈락 시험을 진행하였다.

    2.4 납산배터리 시험

    SPT 함량별로 제조된 극판을 적용한 정격용량 70 Ah 전지를 평가하기 위해 상용 자동차 업체 규격에 따라 실 험을 진행하였다. 20시간율 용량 시험은 차량용 AGM 납산배터리 20시간율 전류인 3.5 A로 10.5 V까지 방전 하고, 방전 도달 시간과 전류를 곱해서 용량을 판단한 다. 충전 수입성 시험(charge acceptance test)은 25 A 전류로 80 % 보유용량까지 방전 시킨 후, 0 °C에서 24 시간 동안 방치한 뒤, 14.4 V 정전압 충전을 10분간 실 시하였다. 저온 시동 성능 시험(-18 °C, -30 °C)은 각 온 도에서 24시간 이상 안정화 시켰다. 방전 전류 760/450 A로 종지 전압이 7.2 V에 도달할 때까지 그 시간을 비 교하였다. ISG 적용 배터리 시뮬레이션 방법인 SBA S0101 수명 시험은, 정차 시 배터리가 부담하는 전 전 류를 45 A로 59 sec 동안 전자장비 및 에어컨 등을 가 동하고, 재출발 시 가해지는 전류를 300 A, 1 sec로 가 정하였다. 그리고 주행 중 알터네이터(alternator)에 의해 충전되는 전류를 100 A로 가정하고 14.0 V까지 60 sec로 충전하였다. 이러한 과정을 3600회(5일) 반복 한 뒤, 48 시간 동안 휴지하였다.

    3. 결 과

    3.1 SPT 침지 실험

    활물질로 사용된 SPT가 기판 표면에서 일어나는 반 응을 확인하기 위해 SPT 2.0 wt% 수용액에서 기판을 75 °C에서 6시간 동안 침지 시켰으며, 침지 전/후를 분 석한 결과를 Fig. 2에 나타내었다. 75 °C에서 6시간 동 안 실험한 이유는 양극판 1차 숙성 조건과 동일하기 위 함이다. Fig. 2(A)는 양극에 적용되는 Pb 기판을 나타내 었으며, Fig. 2(B)는 Fig. 2(A)를 3D이미지로 분석한 결 과이다. Fig. 2(B)에서 볼 수 있듯이, SPT 수용액에 침 지전 기판에서는 표면 거칠기가 매끈한 것을 확인할 수 있다. Fig. 2(C)는 SPT 2.0 wt% 수용액에 75 °C, 6시간 침지 후 표면 사진이며, Fig. 2(D)는 3D 이미지로 분석 한 결과이다. 침지 후 사진은 Fig. 2(A)와 달리, 표면이 거칠어 진 것을 확인 할 수 있었으며, 형상은 기판 조 직 관찰을 위해 에칭(etching)된 시편과 유사한 특성을 보 인다.17) 또한 Fig. 2(D)에서도 기판 표면의 거칠기가 Fig. 2(B)에 비해 향상된 것을 확인하였다. 따라서 SPT는 활 물질 배합에 사용되는 물과 반응하여 과산화수소를 생 성하고, 생성된 과산화수소는 Pb기판과 반응하여 금속 표 면을 부식 시켜 거칠기가 증대되는 것을 알 수 있었으 며, 화학 반응식은 아래와 같다.

    NaBO 3 4H 2 O+H 2 O NaBO 2 +H 2 O 2 +4H 2 O Pb + H 2 O 2 PbO + H 2 O

    3.2 활물질 분석

    Fig. 3은 SPT 함량에 따른 활물질 결정상을 XRD로 분석한 결과이다. Fig. 3 최하단에 SPT 분말의 결정상 을 나타내었고, Fig. 3(A) ~ (D)는 SPT 함량 증가에 따 른 활물질의 성분 분석 결과를 XRD로 나타내었다. Peak 은 4BS (tetrabasic lead sulfate)와 red lead, 그리고 Pb 화합물들로 구성되어 있으며, 4BS는 양극 활물질 성능 을 좌우하는 주요 결정상이며, red lead는 양극 첨가제 중 하나로, 충전 효율을 향상시키는 역할을 한다.17,18) Fig. 3(A) ~ (D) SPT 함량과 무관하게 모두 동일한 peak 이 확인 되었으며, SPT 분말에서 확인된 peak은 존재하 지 않았다. 이는 SPT가 활물질을 형성하는 과정에서는 반응하지 않고, 오직 기판과 반응하여 표면층을 부식시 키는 역할을 하였을 것으로 판단된다. Fig. 4는 활물질 표면을 SEM으로 분석한 결과를 나타내었다. 직육면체로 보이는 것은 4BS이며 XRD 결과에서 확인 하였듯이 양 극 활물질에서 많이 분포되어있는 결정상이다.16) Fig. 4(A) ~ (D)와 같이 SPT 함량이 증가하여도, 표면 형상은 유사한 형태를 나타내었다. Fig. 5는 입도 분석 결과를 나타내었다. Fig. 5(A) ~ (D) 모두 유사하게 수 μm에서 수십 μm를 나타내며, 상대적으로 입자가 큰 4BS로 인 한 영향이 큰 것으로 보인다. 활물질 결정상 및 입자 사 이즈와 형상에 대한 결과를 종합해보면, SPT의 첨가는 양극 활물질 결정상의 형상 및 크기에 미치는 영향은 없 는 것으로 판단된다.

    3.3 기판-활물질 계면 분석

    SPT가 기판과 활물질 계면에 미치는 영향을 분석하기 위해 Fig. 6과 같이 FE-SEM (backscattered electron)으 로 계면을 확인하였다. Fig. 6(A)에서는 기판과 활물질 간 결합력이 매우 떨어지는 것을 확인하였으며, Fig. 6(B) 에서는 새로운 층이 일부 나타나기 시작하였다. Fig. 6(C) 에서는 새로운 층의 두께가 6 ~ 7 μm 수준으로 보였으 며, Fig. 6(D)와 같이 함량이 2.0 wt%가 넘어가면 그 두 께는 더 이상 증가하지 않음을 알 수 있었다. 새로운 층 은 SPT가 기판과 반응하여 형성된 층으로 보여지며, 보 다 정확한 분석을 위해 EDS 분석을 진행하였으며, Fig. 7과 같이 나타내었다. Fig. 7(A)는 Fig. 6(C) 사진에서 line-scanning을 진행한 부분을 표시하였다(흰색 화살표). Fig. 7(B)은 line-scanning 결과를 나타낸 것으로, Pb 기 판에 비해 O의 함량이 약 30 % 가량 증가한 것을 확 인하였다. 따라서 SPT는 기판 표면과 반응함과 동시에 표면을 부식시켜 PbO layer를 형성하여 기판과 활물질 간 결합력을 증대 시킨 것으로 확인된다. 기판/활물질 간 결합력을 확인하기 위해 진동 시험기를 활용하여 시 험을 진행하였으며, 활물질 탈락 시험 완료된 극판 사 진은 Fig. 8과 같이 나타내었다. 활물질 탈락율은 Fig. 8(A) ~ (D)가 각각 15.21 %, 6.50 %, 3.42 %, 4.96 %로 나타났으며, SPT 함량에 따라 활물질 탈락율은 점차 감 소하는 것을 확인하였다. Fig. 8(C)에 비해, Fig. 8(D)에 서 활물질 탈락이 좀 더 많이 발생하는 것을 알 수 있 었다. 기판-활물질 계면 분석을 통해 최적의 기판-활물 질 결합 상태는 SPT 함량 2.0 wt% 포함된 Fig. 8(C)에 서 가장 우수한 것으로 판단된다.

    3.4 제품 특성 평가

    차량용 AGM 납산배터리 제품 성능에 미치는 SPT 의 영향성을 확인하기 위해 제품 특성 평가를 진행하 였다. Fig. 9는 20시간율 방전 시험으로 납산배터리의 기 본적인 성능을 확인하는 시험이다. SPT 함량별 20시간 율 시험 결과는 모두 시험 합격 기준인 95 % 이상으로 확인되었으며, Fig. 9(A) ~ (D)에서 볼 수 있듯이 유사한 결과로 나타났다. Fig. 10은 충전 수입성 시험 결과를 나 타내었다. 충전 수입성 시험은 배터리가 정전압으로 충 전되는 정도를 나타내는 것으로, 시험 합격 기준은 10 분 경과 시 전류가 19.95 A 이상을 만족해야 하며, SPT 적용 유무와 상관 없이 모두 규격 만족 하였다. 기판- 활물질 계면 상태가 가장 우수했던 Fig. 10(C)의 그래 프를 보면, 초기 전류값이 80.19 A로 Fig. 10(A)인 SPT 가 첨가되지 않은 샘플의 62.32 A보다 높음을 확인하였 다. 이는 기판-활물질 결합력이 우수하기 때문에 저항이 낮아 보다 많은 전류를 받아들이는 것으로 판단할 수 있 다. Fig. 11, Fig. 12는 각각 -18 °C, -30 °C에서 시동 성능을 평가하는 CCA (cold cranking ampere) 결과를 나타내었다. CCA는 자동차 배터리의 시동 성능을 평가 하는 척도로, 산업 현장에서 배터리 성능을 판단하는 근 거로도 흔히 사용된다. Fig. 11을 보면, 방전이 시작되 고 1초가 지나면 전압은 급격히 떨어지고 그 뒤로 서 서히 전압 강하가 진행되는 것을 알 수 있다. 방전 개 시 후, 1초 일때의 전압은 Fig. 11(A) ~ (D)까지 유사한 것을 확인 할 수 있으며, 그 이후 전압이 강하되는 정 도가 차이 나는 것을 알 수 있다. 즉, 기판-활물질 계면 결합력이 강해지면서 납산배터리에 가해지는 전류 부하 를 잘 버텨낸다고 해석할 수 있다. 앞선 결과들과 마찬 가지로 Fig. 11(C)에서 CCA 성능은 47초로, Fig. 11(A) 의 36초에 비해 약 30 % 가량 CCA 특성이 향상되는 것을 확인하였으며, Fig. 12에서 보듯이 -30 °C CCA 결 과도 역시 조건 Fig. 12(C)에서 가장 우수한 저온 방전 성능 특성을 갖고 있는 것으로 나타났다. Fig. 12(A)는 52초, 가장 우수한 특성을 보인 Fig. 12(C)는 57초로 약 10 %의 CCA 특성 향상을 확인하였다. 마지막으로 SBA S0101 수명 시험 진행 결과를 Fig. 13에 나타내었고, 그 래프는 각 cycle별 3,600 N에서의 300 A 전압을 나타낸 것이다. 조건 별 수명 시험 진행 결과는, Fig. 13(A)는 26주, Fig. 13(B)는 29주에 수명이 종료되었으며, Fig. 13(C), Fig. 13(D)는 30주가 진행되었음에도 9.5 V 이상 유지하였다. SBA S0101 수명 시험 결과도 기판-활물질 간 계면 결합력이 우수한 Fig. 13(C)가 가장 뛰어난 수 명 특성을 나타내는 것으로 확인하였다.

    4.결 론

    AGM 납산배터리 양극 활물질에 SPT를 함량별로 첨 가하여 양극판을 제조하였으며, 모든 조건에서 활물질 조 성, 입자 형상, 크기 및 입도 분포는 유사한 경향을 보 였다. SPT 함량이 증가할수록 기판-활물질 사이에 생성 된 PbO layer의 두께가 6 ~ 7 μm까지 증가하다가 SPT 2.0 wt% 이상에서는 더 이상 증대 되지 않는 것을 확인 하였다. 이는 SPT가 양극 활물질 혼합 과정에서 첨가되 었지만, 활물질 조성에 기여하지 않고, 물과 반응하여 생 성된 과산화수소가 기판의 부식을 야기하여 PbO layer 를 형성하는데 역할을 한 것으로 판단된다. 그 결과 활 물질 결합력 테스트에서 나타난 것과 같이, SPT 0.0 wt%에서의 활물질 탈락율은 15.21 %, SPT 2.0 wt%에서 는 활물질 탈락율이 4.96 %로 보다 우수한 기판-활물질 결합력을 갖는 양극판을 제조할 수 있었다. AGM 납산 배터리 제품 성능 특성 평과 결과, -18 °C 및 -30 °C CCA 특성은 SPT 0.0 wt% 대비 SPT 2.0 wt%에서 각 각 30.5 %, 9.6 % 향상되는 것을 확인하였다. 또한 SBA S0101 수명 시험에 있어서도 25주차에서의 전압이 SPT 0.0 wt%에서 8.50 V, SPT 2.0 wt%는 9.63 V로 SPT 2.0 wt%에서 가장 우수한 제품 수명 특성을 확인하였다.

    Acknowledgement

    This work was supported by the National Research Foundation of Korea(NRF) grant funded by the Korea government (MSIP) (2018R1A5A6075959)

    Figure

    MRSK-30-8-426_F1.gif

    The flow sheet of experimental procedure.

    MRSK-30-8-426_F2.gif

    Optical of the (A) grid before treatment, (B) 3D analysis image of grid before treatment, (C) grid after treatment by 2.0 wt% SPT solution (75 °C - 6 h), and (D) 3D analysis image of grid after treatment.

    MRSK-30-8-426_F3.gif

    XRD patterns of positive active material with increasing SPT content; SPT powder, (A) SPT 0.0 wt%, (B) SPT 0.5 wt%, (C) SPT 2.0 wt%, and (D) SPT 3.5 wt%.

    MRSK-30-8-426_F4.gif

    SEM images of positive active material with increasing SPT content; (A) SPT 0.0 wt%, (B) SPT 0.5 wt%, (C) SPT 2.0 wt%, and (D) SPT 3.5 wt%.

    MRSK-30-8-426_F5.gif

    Particles distribution of positive active material with increasing SPT content; (A) SPT 0.0 wt%, (B) SPT 0.5 wt%, (C) SPT 2.0 wt%, and (D) SPT 3.5 wt%.

    MRSK-30-8-426_F6.gif

    FE-SEM cross-sectional images (backscattered electron) of positive active material with increasing SPT content; (A) SPT 0.0 wt%, (B) SPT 0.5 wt%, (C) SPT 2.0 wt%, and (D) SPT 3.5 wt%.

    MRSK-30-8-426_F7.gif

    FE-SEM cross-sectional images (backscattered electron) of (A) positive active material with 2.0 wt% SPT content, and (B) EDS line-scanning result of white line

    MRSK-30-8-426_F8.gif

    Active material adhesion test of positive plate with increasing SPT content; (A) SPT 0.0 wt%, (B) SPT 0.5 wt%, (C) SPT 2.0 wt%, and (D) SPT 3.5 wt%.

    MRSK-30-8-426_F9.gif

    Voltage behavior during 20 Hr capacity test of batteries with increasing SPT content; (A) SPT 0.0 wt%, (B) SPT 0.5 wt%, (C) SPT 2.0 wt%, and (D) SPT 3.5 wt%.

    MRSK-30-8-426_F10.gif

    Voltage behavior during charge acceptance test of batteries with increasing SPT content; (A) SPT 0.0 wt%, (B) SPT 0.5 wt%, (C) SPT 2.0 wt%, and (D) SPT 3.5 wt%.

    MRSK-30-8-426_F11.gif

    Voltage behavior during -18 °C CCA test of batteries with increasing SPT content; (A) SPT 0.0 wt%, (B) SPT 0.5 wt%, (C) SPT 2.0 wt%, and (D) SPT 3.5 wt%.

    MRSK-30-8-426_F12.gif

    Voltage behavior during -30 °C CCA test of batteries with increasing SPT content; (A) SPT 0.0 wt%, (B) SPT 0.5 wt%, (C) SPT 2.0 wt%, and (D) SPT 3.5 wt%.

    MRSK-30-8-426_F13.gif

    Voltage behavior during SBA S0101 life cycle test of batteries with increasing SPT content; (A) SPT 0.0 wt%, (B) SPT 0.5 wt%, (C) SPT 2.0 wt%, and (D) SPT 3.5 wt%.

    Table

    Mixing condition of positive active material.

    (A) SPT 0.0 wt%, (B) SPT 0.5 wt%, (C) SPT 2.0 wt%, and (D) SPT 3.5 wt%

    Reference

    1. K. Kawajiri, M. Kobayashi and K. Sakamoto, J. Cleaner Prod., 253, 119805 (2020).
    2. C. Pillot, J. Catal., EVS27 International Battery, Hybrid and Fuel cell Electric Vehicle Symposium (2013).
    3. J. Yu, S. Kim, C. Gwon and J. Bang, US Patent Application Publication, US2012/0133500 A1 (2012).
    4. K. Sawai, T. Ohmae, H. Suwaki, M. Shiomi and S. Osumi, J. Power Sources, 174, 54 (2007).
    5. D. Pavlov, V. Naidenov, Y. Milusheva, S. Vassilev, T. Shibahara and M. Tozuka, J. Energy Storage, 17, 336 (2018).
    6. S. Zhang, H. Zhang, J. Cheng, W. Zhang, G. Cao and H. Zhao, J. Power Sources, 334, 31 (2016).
    7. E. Ebner, D. Burow, A. Borger, M. Wark, P. Atanassova and J. Valenciano, J. Power Sources, 239, 483 (2013).
    8. M. Fernandez, J. Valenciano, F. Trinidad and N. Munoz, J. Power Sources, 195, 4458 (2010).
    9. N. Sugumaran, P. Everill, S. W. Swogger and D. P. Dubey J. Power Sources, 279, 281 (2015).
    10. A. Moncada, S. Piazza, C. Sunseri and R. Inguanta, J. Power Sources, 275, 181 (2015).
    11. M. Foudia, M. Matrakova and L. Zerroual, J. Power Sources, 279, 146 (2015).
    12. M. A. Deyab, J. Power Sources, 390, 176 (2018).
    13. R. J. Ball, R. Kurian R. Evans and R. Stevens, J. Power Sources, 111, 23 (2002).
    14. I. Kurisawa, M. Shiomi, S. Ohsumi, M. Iwata and M. Tsubota, J. Power Sources, 95, 125 (2001).
    15. R. D. Prengaman, J. Power Sources, 95, 224 (2001).
    16. G. Y. Yuksel, P. Sayan, S. Titiz and A. N. Bulutcu, J. Cryst. Growth, 160, 370 (1996).
    17. D. Pavlov, M. Dimitrov, T. Rogachev and L. Bogdanova, J. Power Sources, 114, 137 (2003).
    18. J. P. Mckinley, M. K. Dlaska and R. Baston, J. Power Sources, 107, 180 (2002).