KR101958463B1 - Method for manufacturing felt of sodium sulfur battery and felt thereof - Google Patents

Abstract

펠트 두께방향으로 유리섬유의 삽입 밀도를 가변시켜 충방전 효율을 높일 수 있도록, 펠트 상면에 유리섬유를 적층하는 단계와, 유리섬유를 니들로 펀칭하여 유리섬유를 펠트 내에 함침하는 단계를 포함하고, 상기 니들 펀칭시 니들의 삽입 길이는 펠트의 두께에 대해 110 ~ 120%로 삽입하는 나트륨 유황 전지의 양극재 펠트 제조 방법을 제공한다.Comprising the steps of: laminating glass fibers on an upper surface of a felt so as to increase charging and discharging efficiency by varying the insertion density of the glass fiber in the felt thickness direction; and impregnating the glass fiber into the felt by punching the glass fiber with a needle, And inserting the needles at a needle punching length of 110 to 120% with respect to the thickness of the felt.

Description

나트륨 유황 전지의 양극재 펠트 제조 방법과 양극재 펠트{METHOD FOR MANUFACTURING FELT OF SODIUM SULFUR BATTERY AND FELT THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method of manufacturing a positive electrode material for a sodium sulfur battery, and a method for manufacturing a positive electrode material for a positive electrode material,

본 발명은 나트륨 유황 전지에 관한 것이다. 더욱 상세하게 본 발명은 나트륨 유황 전지에 사용되는 양극재 펠트 제조 방법과 양극재 펠트에 관한 것이다.The present invention relates to a sodium sulfur battery. More particularly, the present invention relates to a method of manufacturing a cathode material felt used in a sodium sulfur battery and a cathode material felt.

일반적으로, 나트륨-유황 전지는 에너지 밀도 및 충방전 효율이 높고 자기 방전이 없으며, 불규칙적인 충방전에도 성능의 저하가 없는 특성으로, 대용량 전력 저장용 전지로 개발되고 있다.In general, a sodium-sulfur battery has been developed as a large-capacity power storage battery because of its high energy density and charge / discharge efficiency, no self-discharge, and no degradation in performance even at irregular charging and discharging.

나트륨 유황 전지는 음극 활물질로 나트륨(Na)을 사용하고, 양극 활물질로 유향(S)을 사용하며, 고체 전해질로 나트륨 이온 전도성을 갖는 베타 알루미나(ㅯ-alumina) 세라믹을 사용한다. 나트륨 유황 전지는 고체 전해질관 및 고체 전해질관을 둘러싸는 양극용기를 포함한다. 상기 고체 전해질관은 나트륨 이온만을 통과시키는 성질을 가진 베타-알루미나 세라믹을 이용하여 한쪽 끝이 막힌 관(Tube) 형태로 제조된다. 음극용기의 내부는 나트륨으로 채워지고, 고체 전해질관과 양극용기 사이에는 유황과 탄소펠트가 위치한다. 이에 나트륨 이온이 베타알루미나 전해질관을 통과하여 음극과 양극간을 이동함으로써 충방전이 이루어진다.Sodium sulfur batteries use sodium (Na) as the anode active material, beta (S) as the cathode active material, and beta-alumina ceramics having sodium ion conductivity as the solid electrolyte. The sodium sulfur battery includes a solid electrolyte tube and a positive electrode container surrounding the solid electrolyte tube. The solid electrolyte tube is manufactured in the form of a tube having one end closed by using a beta-alumina ceramic having a property of passing only sodium ions. The interior of the cathode vessel is filled with sodium, and sulfur and carbon felt are located between the solid electrolyte tube and the anode vessel. The sodium ions pass through the beta alumina electrolyte tube and move between the cathode and the anode to charge and discharge.

나트륨-유황전지에서 사용되는 베타 알루미나는 280℃ 이상에서 이온 전도성이 유지되기 때문에 300℃ 이상의 온도에서 정상적으로 작동되는데, 300~350 정도의 온도에서 나트륨이 나트륨 이온과 전자로 분리되고, 분리된 전자는 전류전도체를 통하여 외부 회로로 방출되고 나트륨 이온은 고체전해질관을 투과하고 양극으로 이동한다. 양극 활물질인 유황(S)은 외부 회로로부터 공급되는 전자와 반응하여 Sx-2가 형성된 후 상기 나트륨 양이온과 결합하여 다황화나트륨(Na2Sx)을 생성하면서 전압을 발생시키며 방전된다. 방전됨에 따라 상기 x의 값은 5에서 2.7~3.0으로 작아진다.Since beta-alumina used in sodium-sulfur batteries maintain ionic conductivity above 280 ° C, it operates normally at a temperature of 300 ° C or higher. At a temperature of about 300 to 350, sodium is separated into sodium ions and electrons. Sodium ions are released to the external circuit through the current conductor, which passes through the solid electrolyte tube and moves to the anode. Sulfur (S), which is a cathode active material, reacts with electrons supplied from an external circuit to form Sx-2, and after forming Sx-2, generates sodium sulfide (Na2Sx) while generating voltage and discharges. As discharging, the value of x decreases from 5 to 2.7 to 3.0.

반면, 충전시에는 외부 회로로부터 전압을 인가받아 상기 다황화나트륨이 외부 회로에 전자를 방출하고, 유황과 나트륨 이온을 생성하면, 상기 나트륨 이온은 고체전해질관을 투과하여 음극인 나트륨극으로 이동하게 된다. On the other hand, at the time of charging, when a voltage is applied from an external circuit, the sodium polysulfide discharges electrons to an external circuit, and when sulfur and sodium ions are generated, the sodium ions pass through the solid electrolyte tube and move to the sodium electrode do.

즉, 베타 알루미나 입자층에 나트륨 이온을 전도시켜 반대극인 유황극과 반응하여 기전력을 발생시켜 방전하고, 충전시에는 전기 에너지를 투입하여 나트륨 이온을 나트륨 전극으로 환원시켜 전기를 저장하게 된다. That is, the sodium ion is conducted to the beta-alumina particle layer to react with the opposite sulfur pole to generate an electromotive force to be discharged. When charging, electric energy is supplied to reduce sodium ions to sodium electrodes to store electricity.

나트륨 유황전지 충전을 위해 나트륨 이온이 나트륨극으로 복귀할 때 고체전해질의 표면에서 나트륨과 유황의 반응이 잘 일어나 S가 침전되는데, S가 다량 침전되면 반응이 차단될 수 있다. 즉, 상기 나트륨 유황전지의 충방전 특성을 향상시키기 위해서는 유황전극의 전기전도성 및 이온전도성을 증가시켜야 하는데, 이를 위하여 고체전해질인 베타 알루미나와 접하는 부위에 고저항층을 형성하는 방안이 모색되었다. 종래에는 글라스 울(glass wool)이나 유리 섬유(glass fiber)를 고체전해질 또는 양극재 펠트에 단순히 부착하여 해결하려 하였으나, 이 방법은 상기 글라스 울이나 유리 섬유의 부착력에 한계가 있고 제조 공정이 복잡한 문제가 있다. 이에 유리섬유를 양극재 펠트에 펀칭하여 박아넣는 방법이 고안되어 사용되고 있다.When the sodium ion returns to the sodium electrode for charging the sodium-sulfur battery, the reaction of sodium and sulfur occurs at the surface of the solid electrolyte and the S precipitates. That is, in order to improve the charge / discharge characteristics of the sodium sulfur battery, the electrical conductivity and the ion conductivity of the sulfur electrode should be increased. For this purpose, a method of forming a high resistance layer at a portion in contact with the solid electrolyte, beta alumina, has been sought. Conventionally, glass wool or glass fiber is simply attached to a solid electrolyte or a cathode material. However, this method has problems in that the adhesion force of the glass wool or glass fiber is limited and the manufacturing process is complicated . A method of punching and injecting glass fibers into a cathode material felt has been devised and used.

그러나, 상기한 유리섬유를 펀칭하여 함침시키는 구조의 경우, 양극재 펠트에 대한 유리섬유의 삽입 밀도를 가변시키기 어려운 문제가 있다. 양극에서의 효율적인 저항 개선을 위해서는 펠트의 두께방향으로 유리섬유의 삽입밀도를 가변화시킬 필요가 있으며, 유리섬유의 삽입밀도가 가변화되지 않는 경우 전지 충방전시 펠트 내부에 존재하는 유황의 농도구배로 인해 충방전 효율이 저하되는 문제가 발생된다. However, in the case of the structure in which the glass fiber is impregnated by punching, there is a problem that it is difficult to vary the insertion density of the glass fiber to the cathode material felt. In order to improve the resistance of the positive electrode efficiently, it is necessary to vary the insertion density of the glass fiber in the thickness direction of the felt. When the insertion density of the glass fiber is not variable, The charging / discharging efficiency is lowered.

따라서 이에 대한 구조의 개선이 절실히 요구되고 있다.Therefore, it is urgently required to improve the structure thereof.

이에, 펠트 두께방향으로 유리섬유의 삽입 밀도를 가변시켜 충방전 효율을 높일 수 있도록 된 나트륨 유황 전지의 양극재 펠트 제조 방법과 양극재 펠트를 제공한다.Accordingly, it is possible to provide a method of manufacturing a positive electrode material felt of a sodium sulfur battery and a cathode material felt which can increase charging / discharging efficiency by varying the insertion density of the glass fiber in the thickness direction of the felt.

본 나트륨 유황 전지의 양극재 펠트 제조 방법은 펠트 상면에 유리섬유를 적층하는 단계와, 유리섬유를 니들로 펀칭하여 펠트 내에 함침하는 단계를 포함하고, The method of manufacturing a positive electrode material for a sodium sulfur battery includes the steps of laminating glass fibers on the upper surface of the felt, and impregnating the glass fibers into a felt by punching the glass fibers with a needle,

상기 니들 펀칭시 니들의 삽입 길이는 펠트의 두께에 대해 110 ~ 120%로 삽입할 수 있다.In the needle punching, the insertion length of the needle may be 110 to 120% of the thickness of the felt.

본 제조 방법은 상기 펠트의 상면에 잔존하는 유리섬유를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.The present manufacturing method may further include removing the glass fibers remaining on the upper surface of the felt.

본 제조 방법은 유리섬유가 제거된 펠트를 원호형태로 성형하고 펠트에 유황을 함침하는 단계를 더 포함할 수 있다.The present manufacturing method may further include the step of shaping the felt in which the glass fibers have been removed into an arc shape and impregnating the felt with sulfur.

상기 펠트 성형시 상기 유리섬유가 제거된 펠트의 상면이 내면이 이루도록 성형할 수 있다.And the upper surface of the felt from which the glass fiber is removed may be formed to have an inner surface during the felt molding.

본 양극재 펠트는 상기의 과정을 거쳐 제조될 수 있다.The positive electrode felt can be manufactured through the above process.

이와 같이 본 실시예에 의하면, 니들 펀칭 공정을 통해 펠트 두께방향으로 유리섬유의 삽입 밀도를 가변된 양극재 펠트를 용이하게 제조할 수 있게 된다.As described above, according to the present embodiment, it is possible to easily fabricate the positive electrode felt having the variable insertion density of the glass fiber in the thickness direction of the felt through the needle punching process.

이에, 양극에서의 저항을 감소하고 충방전 효율을 높일 수 있는 양극재 펠트를 제조할 수 있게 된다.Thus, it becomes possible to manufacture a cathode material felt which can reduce the resistance at the anode and increase the charging / discharging efficiency.

도 1은 본 실시예에 따른 양극재 펠트를 포함하는 나트륨 유황 전지를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 나트륨 유황 전지의 양극재 펠트 제조 공정을 도시한 개략적인 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따라 제조된 양극재 펠트의 두께별 유리섬유 밀도를 도시한 개략적인 그래프이다.1 is a schematic cross-sectional view showing a sodium sulfur battery including a cathode material felt according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a process of manufacturing a positive electrode material felt of a sodium sulfur battery according to the present embodiment.
FIG. 3 is a schematic graph showing the density of the glass fiber by the thickness of the cathode material felt produced according to the present embodiment.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Wherever possible, the same or similar parts are denoted using the same reference numerals in the drawings.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는”의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention. The singular forms as used herein include plural forms as long as the phrases do not expressly express the opposite meaning thereto. Means that a particular feature, region, integer, step, operation, element and / or component is specified, and that other specific features, regions, integers, steps, operations, elements, components, and / And the like.

이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.All terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Predefined terms are further interpreted as having a meaning consistent with the relevant technical literature and the present disclosure, and are not to be construed as ideal or very formal meanings unless defined otherwise.

도 1은 본 실시예에 따른 나트륨 유황 전지의 단면을 도시하고 있다.1 shows a cross section of a sodium sulfur battery according to this embodiment.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 나트륨 유황 전지(100)(이하, 전지라 한다)는 베타 알루미나 세라믹으로 제조된 고체 전해질관(10)과, 고체 전해질관(10)의 내부에 위치하고 나트륨(Na)이 채워진 카트리지관(12)과, 고체 전해질관(10)의 외부에 위치하며 황(S)을 수용하는 양극용기(14), 상기 카트리지관(12)과 양극용기(14) 사이를 절연하는 절연부재(16)를 포함한다. 또한, 상기 고체전해질관(10)과 카트리지관(12) 사이에는 전지 이상시 팽창되어 고체 전해질관(10)에 밀착되는 안전관(19)이 더 설치될 수 있다.1, a sodium sulfur battery 100 (hereinafter referred to as a battery) of the present embodiment comprises a solid electrolyte tube 10 made of beta alumina ceramics, and a solid electrolyte tube 10 disposed inside the solid electrolyte tube 10, A positive electrode container 14 which is located outside the solid electrolyte pipe 10 and accommodates sulfur S; a negative electrode plate 14 which insulates the cartridge tube 12 from the positive electrode container 14 And an insulating member 16. Further, a safety tube 19 may be further provided between the solid electrolyte tube 10 and the cartridge tube 12, which is expanded when the battery abnormality occurs and is brought into close contact with the solid electrolyte tube 10.

상기 양극용기(14)는 고체 전해질관(10) 외측에 배치되며, 양극용기와 고체 전해질관 사이에 양극재 펠트(18)가 구비된다. 상기 양극재 펠트(18)는 유황이 담겨진 탄소 재질의 펠트로 이루어진다. 상기 양극재 펠트는 예를 들어, 내부에 기공이 형성된 구조로, 기공 내에 유황이 담겨지게 된다. The positive electrode container 14 is disposed outside the solid electrolyte pipe 10, and a positive electrode re-felt 18 is provided between the positive electrode container and the solid electrolyte pipe. The anode material 18 is made of a carbon felt containing sulfur. The cathode material felt is, for example, a structure in which pores are formed in the inside, and sulfur is contained in the pores.

상기 양극재 펠트(18)는 고체 전해질관인 베타 알루미나와 접하는 부위에 고저항층을 형성하기 위해 유리 섬유가 펠트 내에 박혀진 구조로 되어 있다. 이와 같이 유리섬유가 펠트 내에 박혀져 고체 전해질관과 접하는 면에 고저항층을 형성함으로서 양극재의 전기전도성 및 이온전도성이 증가되어 충방전 특성이 향상된다.The cathode material 18 has a structure in which glass fibers are embedded in a felt to form a high-resistance layer at a portion in contact with the beta-alumina, which is a solid electrolyte tube. By forming the high-resistance layer on the surface in contact with the solid electrolyte pipe by inserting the glass fiber in the felt, the electrical conductivity and the ion conductivity of the cathode material are increased and the charge-discharge characteristic is improved.

상기 양극재 펠트를 제조하기 위한 방법을 살펴보면 다음과 같다.A method for manufacturing the positive electrode felt will be described as follows.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 제조 방법은 펠트(20) 상면(22)에 유리섬유(30)를 적층하는 단계(S100)와, 유리섬유(30)를 니들(40)로 펀칭하여 유리섬유(30)를 펠트(20) 내에 함침하는 단계(S110), 상기 펠트(20)의 상면(22)에 잔존하는 유리섬유(32)를 제거하는 단계(S120)를 포함한다. 2, the manufacturing method of the present embodiment includes a step S100 of laminating the glass fiber 30 on the upper surface 22 of the felt 20, a step S100 of punching the glass fiber 30 with the needle 40 A step S110 of impregnating the glass fiber 30 into the felt 20 and a step S120 of removing the glass fiber 32 remaining on the upper surface 22 of the felt 20.

또한, 본 실시예는 유리섬유(30)가 제거된 펠트(20)를 원호형태로 성형하고, 펠트(20)에 유황을 함침하는 단계(S130)를 거쳐 양극재 펠트(20)를 제조하게 된다.In the present embodiment, the felt 20 from which the glass fibers 30 are removed is formed into an arc shape, and the cathode 20 is manufactured through the step of impregnating the felt 20 with sulfur (S130) .

상기 유리섬유 적층 단계를 통해 소정 두께의 펠트(20) 상면(22)에 유리섬유(30)를 적층하게 된다. 적층되는 유리섬유(30)의 두께는 종래의 구조와 비교하여 상대적으로 작게 형성될 수 있다. 이는 유리섬유(30)를 펠트(20)에 함침시키는 니들 펀칭시 니들(40)의 삽입 길이를 더 길게 하기 때문으로, 이에 대해서는 뒤에서 다시 설명하도록 한다.The glass fiber 30 is laminated on the upper surface 22 of the felt 20 having a predetermined thickness through the glass fiber laminating step. The thickness of the glass fiber 30 to be laminated can be formed to be relatively small as compared with the conventional structure. This is because the insertion length of the needles 40 during needle punching in which the glass fibers 30 are impregnated into the felt 20 is made longer, which will be described later.

유리섬유(30)가 상면(22)에 적층된 펠트(20)는 다음으로 니들 펀칭 공정을 거쳐 유리섬유(30)가 펠트(20) 내에 함침된다.(S110) The felt 20 having the glass fiber 30 laminated on the upper surface 22 is then impregnated into the felt 20 through the needle punching process (S110)

니들 펀칭 공정은 표면에 펀칭기에 구비된 복수개의 니들(40)로 유리섬유(30)가 적층된 펠트(20)의 상면(22)을 펀칭하여 이루어진다. 펀칭기가 구동되면 니들(40)이 펠트(20) 내부로 박히면서 유리섬유(30)가 니들(40)에 의해 펠트(20) 내부로 함침된다. The needle punching process is performed by punching the upper surface 22 of the felt 20 in which the glass fibers 30 are laminated with a plurality of needles 40 provided on the surface of the punching machine. The glass fibers 30 are impregnated into the felt 20 by the needles 40 as the needles 40 are driven into the felt 20 when the punching machine is driven.

도 2에 도시된 바와 같이 상기 니들 펀칭 공정에서 상기 니들(40)은 상기 펠트(20)의 하면(24)을 관통하여 밖으로 돌출되는 정도의 길이로 박혀지게 된다. 본 실시예에서 상기 니들(40)은 펠트(20)의 두께(D)에 대해 110 ~ 120%의 길이(L)로 펠트(20)에 삽입된다. 이에, 니들(40)은 언급한 바와 같이 펠트(20)를 관통하여 하면(24) 외측으로 돌출된다. As shown in FIG. 2, in the needle punching process, the needle 40 is inserted into the felt 24 through the lower surface 24 to a length sufficient to protrude outward. The needle 40 is inserted into the felt 20 at a length L of 110 to 120% with respect to the thickness D of the felt 20. Thus, the needle 40 protrudes outward from the lower surface 24 through the felt 20 as mentioned above.

이와 같이, 니들(40)을 충분한 길이(L)로 펠트(20)에 펀칭함으로써, 한번의 니들(40) 펀칭으로도 유리섬유(30)가 펠트(20) 내에 충분한 깊이로 박히게 된다. Thus, by punching the needle 40 into the felt 20 with a sufficient length L, the glass fiber 30 is stuck in the felt 20 to a sufficient depth even by punching the needle 40 once.

상기 유리섬유(30)는 펠트(20) 두께(D)의 80 ~ 90%의 깊이(H)로 박혀야 한다. 이에, 종래의 경우 니들 역시 펠트 두께의 80 ~ 90%의 길이로 펠트 내에 펀칭되므로서 유리섬유를 충분한 깊이로 펠트 내에 함침시키지 못하였다. 이는 니들의 반발력에 의해 유리섬유가 펠트 내에 잘 들어가지 않기 때문이다. The glass fibers 30 should be embedded at a depth (H) of 80 to 90% of the thickness (D) of the felt 20. Thus, in the related art, the needles were also punched into the felt with a length of 80 to 90% of the felt thickness, so that the glass fibers could not be impregnated into the felt to a sufficient depth. This is because the glass fibers do not enter the felt well due to the repulsive force of the needles.

그러나, 본 실시예는 언급한 바와 같이, 니들(40)을 펠트(20) 두께(D)의 110 ~ 120%의 길이(L)로 펠트(20)에 삽입함으로써, 유리섬유(30)를 펠트(20) 두께(D)의 80 ~ 90%의 깊이(H)로 함침시킬 수 있게 된다.However, as described in this embodiment, by inserting the needles 40 into the felt 20 at a length L of 110 to 120% of the thickness D of the felt 20, (H) of 80 to 90% of the thickness (D).

여기서, 니들(40)의 펀칭 길이(L)가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 유리섬유(30)가 펠트(20) 내에 충분한 깊이로 함침되지 못하거나, 유리섬유(30)가 펠트(20) 두께의 90% 이상의 깊이로 박혀져 전지의 성능을 저하시키게 된다.If the punching length L of the needle 40 is out of the above range, the glass fiber 30 may not be impregnated into the felt 20 to a sufficient depth, or the glass fiber 30 may not be impregnated into the felt 20 It is embedded at a depth of 90% or more, thereby deteriorating the performance of the battery.

또한, 종래의 경우에는 니들 펀칭을 통해 유리섬유가 충분히 함침되지 않아 여러번에 걸쳐 니들 펀칭 작업을 수행함으로써, 펠트의 손상을 초래하였다. 그러나, 본 실시예에 따른 제조 방법의 경우 한번의 니들 펀칭으로 유리섬유(30)를 충분한 깊이로 박아 넣을 수 있어 니들 펀칭의 회수를 줄이고 펠트(20)의 손상을 최소화할 수 있게 된다. 또한, 니들 펀칭에 의한 유리섬유(30) 함침율이 높아 펠트(20) 상면(22)에 적층되는 유리섬유(30)의 두께를 줄여도 충분한 양의 유리섬유(30)를 펠트(20)에 함침시킬 수 있게 된다.Further, in the conventional case, the glass fiber is not sufficiently impregnated through the needle punching, and the needle punching operation is performed several times, thereby causing damage to the felt. However, in the case of the manufacturing method according to the present embodiment, the glass fiber 30 can be inserted to a sufficient depth by a single needle punching, thereby reducing the number of times of needle punching and minimizing damage to the felt 20. [ Even if the thickness of the glass fiber 30 laminated on the upper surface 22 of the felt 20 is reduced because the rate of infiltration of the glass fiber 30 by needle punching is high, a sufficient amount of the glass fiber 30 is impregnated into the felt 20 .

상기와 같이 니들 펀칭 공정을 통해 유리섬유(30)를 펠트(20)의 상면(22)에 함침시킨 후에는 제거 과정을 통해 함침 후에 펠트(20)의 상면(22)에 남아 있는 잔존 유리섬유(32)를 제거한다.(S120)After the glass fiber 30 is impregnated to the upper surface 22 of the felt 20 through the needle punching process as described above, the remaining glass fibers (not shown) remaining on the upper surface 22 of the felt 20 after impregnation 32 are removed (S120)

이와 같이 잔존 유리섬유(32)를 제거함으로서, 펠트(20)의 상면(22)에서 유리섬유(30) 밀도를 적정량으로 제한할 수 있게 된다. 상기 잔존 유리섬유(32)는 별도의 제거날 등을 이용하여 제거할 수 있다. 펠트(20)의 상면(22)에 유리섬유(30)가 너무 많은 경우에는 저항이 너무 커져 전지의 성능이 오히려 떨어지게 된다. 상기 펠트(20)는 유리섬유(30)가 상면(22)에서 하면(24)으로 함침되므로 상면(22)에서의 유리섬유(30) 밀도가 가장 높다. 이에 상기와 같이 유리섬유 제거 공정을 거쳐 펠트(20)의 상면(22)에 잔존 유리섬유(32)를 제거함으로써, 펠트 상면에서 유리섬유의 밀도가 적정량 이상 높아지는 것을 방지한다.By thus removing the remaining glass fibers 32, the density of the glass fibers 30 on the upper surface 22 of the felt 20 can be limited to an appropriate amount. The remaining glass fibers 32 may be removed using a separate removing blade or the like. When the glass fiber 30 is too much on the upper surface 22 of the felt 20, the resistance becomes too large and the performance of the battery is rather deteriorated. The fleece 20 has the highest density of the glass fibers 30 on the upper surface 22 because the glass fibers 30 are impregnated from the upper surface 22 to the lower surface 24. [ By removing the remaining glass fibers 32 on the upper surface 22 of the felt 20 after the glass fiber removing process as described above, the density of the glass fibers on the felt surface is prevented from increasing by an appropriate amount or more.

잔존 유리섬유(32)가 제거된 펠트(20)는 성형 공정을 거쳐 원통형태로 성형되고, 유황을 함침하여 양극재 펠트(20)로 제조된다.(S130)The felt 20 from which the remaining glass fibers 32 have been removed is formed into a cylindrical shape through a molding process and is impregnated with sulfur to produce a cathode material 20 (S130)

여기서 상기 펠트(20) 성형시 유리섬유가 펀칭되는 상면(22)이 원호형태의 내면을 이루도록 성형한다. 이에, 유리섬유(30)의 밀도가 가장 높은 펠트(20)의 상면(22)이 내주면을 이루어 추후 전지 제조시 고체 전해질관과 접하게 되고, 유리섬유가 없는 하면(24)이 외주면을 이루어 양극용기와 접하게 된다. Here, the upper surface 22, on which the glass fibers are punched, is formed so as to form an arc-shaped inner surface when the felt 20 is molded. The top surface 22 of the felt 20 having the highest density of the glass fibers 30 is an inner circumferential surface to be brought into contact with the solid electrolyte tube during the production of the battery, Respectively.

상기 공정을 거쳐 제조된 펠트는 유리섬유가 니들 펀칭을 통해 상면에서 하면으로 함침되어, 유리섬유의 밀도가 펠트의 두께 방향을 따라 달라지게 된다.The felt produced through the above process is impregnated with the glass fiber from the upper surface through the needle punching so that the density of the glass fiber varies along the thickness direction of the felt.

도 3에 도시된 바와 같이, 양극재 펠트는 상면에서 유리섬유의 밀도가 가장 높으며 두께 방향을 따라 하면을 향해 점차적으로 유리섬유의 밀도가 낮아져, 펠트 두께의 80 ~ 90%에서 밀도가 영이 되고, 하면으로는 유리섬유가 함침되지 않는다.As shown in FIG. 3, the anode fiber felt has the highest density of glass fibers on the upper surface, the density of the glass fibers gradually decreases toward the lower side along the thickness direction, and the density becomes zero at 80 to 90% of the thickness of the felt, Glass fiber is not impregnated on the bottom surface.

이와 같이 상기 공정을 통해 유리섬유의 밀도가 펠트의 두께에 따라 가변화되고 펠트의 적정 깊이로 유리섬유가 함침된 양극재 펠트를 제조할 수 있게 된다.As a result, the density of the glass fiber can be varied according to the thickness of the felt and the cathode material felt impregnated with the glass fiber at a proper depth of the felt can be manufactured.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.While the illustrative embodiments of the present invention have been shown and described, various modifications and alternative embodiments may be made by those skilled in the art. Such variations and other embodiments will be considered and included in the appended claims, all without departing from the true spirit and scope of the invention.

10 : 고체 전해질관 12 : 카트리지관
14 : 양극용기 16 : 절연부재
18 : 양극재 펠트 19 : 안전관
20 : 펠트 22 : 상면
24 : 하면 30 : 유리섬유
40 : 니들10: solid electrolyte tube 12: cartridge tube
14: positive electrode container 16: insulating member
18: Electrode felt 19: Safety tube
20: felt 22: upper surface
24: bottom surface 30: glass fiber
40: Needle

Claims (5)

펠트 상면에 유리섬유를 적층하는 단계와, 유리섬유를 니들로 펀칭하여 펠트 내에 함침하는 단계를 포함하고,
상기 니들 펀칭시 니들의 삽입 길이는 펠트의 두께에 대해 110 ~ 120%로 삽입하는 나트륨 유황 전지의 양극재 펠트 제조 방법.Laminating the glass fiber on the upper surface of the felt, and impregnating the glass fiber into the felt by punching the glass fiber with a needle,
Wherein the inserting length of the needles in the needle punching is 110 to 120% of the thickness of the felt. 제 1 항에 있어서,
상기 펠트의 상면에 잔존하는 유리섬유를 제거하는 단계를 더 포함하는 나트륨 유황 전지의 양극재 펠트 제조 방법.The method according to claim 1,
Further comprising the step of removing the remaining glass fibers on the upper surface of the felt. 제 2 항에 있어서,
유리섬유가 제거된 펠트를 원호형태로 성형하고 펠트에 유황을 함침하는 단계를 더 포함하는 나트륨 유황 전지의 양극재 펠트 제조 방법.3. The method of claim 2,
Further comprising the step of shaping the felt with the glass fibers removed into a circular arc shape and impregnating the felt with sulfur. 제 3 항에 있어서,
상기 펠트 성형시 상기 유리섬유가 제거된 펠트의 상면이 고체 전해질관과 접하도록 성형하는 나트륨 유황 전지의 양극재 펠트 제조 방법.The method of claim 3,
Wherein the upper surface of the felt having the glass fibers removed therefrom is in contact with the solid electrolyte pipe during the felt molding. 삭제delete

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