Journal of the Korean Ceramic Society (한국세라믹학회지)

The Korean Ceramic Society (한국세라믹학회)
권호 표지

Synthesis of $CaCrO_4$Powders for the Cathode Material of Thermal Battery by GNP and Electrochemical Properties of Ca/LiCl-KCl/$CaCrO_4$Thermal Battery System

GNP 방법에 의한 Thermal Battery용 양극 재료 $CaCrO_4$분말 합성 및 Ca/LiCl-KCl/$CaCrO_4$전지계의 전기 화학적인 특성 평가

  • 이현주 (충남대학교 재료공학과) ;
  • 김영석 (한국원자력연구소 원자력재료기술개발팀) ;
  • 김선재 (한국원자력연구소 원자력재료기술개발팀) ;
  • 이창규 (한국원자력연구소 원자력재료기술개발팀) ;
  • 김홍회 (한국원자력연구소 원자력재료기술개발팀) ;
  • 김길무 (충남대학교 재료공학과)
  • Published : 2001.02.01
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Abstract

Ca/LiCl-KCl/CaCrO$_4$열 전지계의 양극재료로서 BCT(Body-Centered Tetragonal) 결정구조를 갖는 CaCrO$_4$분말을 GNP로 합성하고, SEM, TEM, XRD를 이용하여 그 미세구조를 분석하였다. GNP 공정에 의한 CaCrO$_4$분말은 단일상으로 0.5$mu extrm{m}$ 이하의 입자 크기를 가지며 균일하게 분포한 반면, 기존의 분말 혼합법은 높은 하수 온도 및 장시간의 하소 조건을 필요하므로 미세한 분말 합성이 어렵고 pellet 형태로 만들었을 때 GNP 분말에 비해 비표면적이 현저하게 작기 때문에 전극 재료로써 유리하지 못하다. Ca/LiCl-KCl/CaCrO$_4$계의 전기 화학적인 특성을 평가해본 결과 전지셀을 Ca/DEB(LiCl-KCl+CaCrO$_4$+SiO$_2$)와 같은 DEB 형태로 만들었을 때 $600^{\circ}C$의 온도에서 2.0 V이상 (<100 mA/㎤)의 안정한 전압이 5분 이상 유지되었다. 그러나 3층 전극 셀(Ca/LiCl/KCl/ CaCrO$_4$)에서는 동일한 온도에서 2.0 V이상 (<100 mA/㎤)의 전압이 7분 이상 유지되었으나 불안정한 전압 변동 및 낮은 peak voltage로 인해 DEB 셀의 전지 특성이 더 우수한 것으로 생각된다. 양극 재료의 제조 방법의 관점에서 볼 때, 동일한 DEB(Depolarizer : Electrolyte : Binder=25 : 70 : 5 wt%) 조성의 셀 구성시, GNP 분말은 분말 혼합법에 의한 분말보다 반응 표면적이 훨씬 크기 때문에 GNP 양극 활 물질의 DEB 셀에서의 전지 수명이 더 길었다.

Keywords

References

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