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무수 말레인산이 결합된 Polyolefin Film과 알루미늄의 전해질 용액 내에서의 접착력 강화를 위한 가공조건 연구

Title
무수 말레인산이 결합된 Polyolefin Film과 알루미늄의 전해질 용액 내에서의 접착력 강화를 위한 가공조건 연구
Author
한희식
Advisor(s)
김희택
Issue Date
2015-08
Publisher
한양대학교
Degree
Master
Abstract
최근 리튬이온 전지는 전자기기의 소형화, 경량화, 고성능화를 기반으로 급속히 성장하였으며, 향후에는 에너지 저장시스템 및 전기자동차로의 채용으로 인해 더욱더 수요가 증가할 것으로 예상된다. 리튬이온 전지는 포장형태에 따라 원통형, 각형, 파우치(pouch)형으로 나누어진다. 파우치형 리튬이온전지의 포장재는 일반적으로 최외층/금속층/Sealant층으로 이루어져 있으나, 포장재가 고신뢰성을 확보하지 못하는 경우에는 전지를 장시간 사용 시 공기 중의 수분이 포장재의 금속층과 Sealant층 사이를 침투하여 리튬염과 수분의 화학적 반응으로 인해 불산 가스가 생성되어 전지가 팽윤되어 전지의 수명을 단축하기도 하고, 결국에는 금속층을 부식시키고 전해액이 누액되어 포장재의 신뢰성을 잃게 만드는 문제점들을 갖게 된다. 본 연구에서는 파우치형 리튬이온 전지에 채용되어지는 포장재를 제조할 때 신뢰성을 확보할 수 있는 접착력 강화를 위한 최적의 가공 조건을 Taguchi실험계획법을 이용하여 분석하였다. Taguchi 방법을 사용함에 있어서 먼저 특성치를 알루미늄 금속층과 PP Sealant층의 85℃ 고온 전해액에 1일 함침 후 박리강도로 선택하였다. 또한 L18(21×37) 직교배열표를 사용하기 위해 설계인자를 알루미늄의 조도, 건조온도, 건조시간, 코팅용액, 알루미늄 성분, 알루미늄 소둔시간, 알루미늄 세정, 코팅액 두께 등 8가지로 선정하였고, 가장 영향이 높은 순으로 배치하였다. 여기서 인자의 수준은 알루미늄의 조도의 경우 2수준으로 하였으며, 나머지는 3수준으로 하였다. 직교배열표에 의해 실험을 실시하면서 소둔 및 수세공정에 따른 알루미늄 표면의 젖음지수의 변화와 표면처리액 종류별 30% NaOH 수용액에 대한 알루미늄 부식의 차이를 확인하였다. 또한 Bar Code별 코팅함량의 차이 등을 분석하여 박리강도에 미치는 영향도 추론할 수 있었다. 또한 Taguchi 실험결과에 대한 알루미늄 금속층과 PP Sealant층의 85℃ 고온 전해액에 1일 함침 후 박리강도의 S/N비 값을 분석한 결과 알루미늄은 유광면, 건조온도는 150℃, 건조시간은 50초, 코팅용액은 크롬계 용액, 알루미늄의 성분은 8000계열의 Alloy, 알루미늄의 소둔 시간은 3시간, 알루미늄 탈지 및 수세 횟수는 1회, 코팅 용액의 두께를 결정하는 코팅바는 12번 조건이 최적의 가공조건임을 확인할 수 있었다. ANOVA 분석을 통해 알루미늄 금속층과 PP Sealant층의 85℃ 고온 전해액에 1일 함침 후 박리강도에 영향을 주는 주된 인자는 표면처리 용액임을 확인하였다. 알루미늄 Alloy도 인자의 요인으로 작용하였으나 미미한 수준이었으며, 나머지 인자는 영향을 미치지 않는다는 것을 확인할 수 있었다.
URI
http://dcollection.hanyang.ac.kr/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000000086721https://repository.hanyang.ac.kr/handle/20.500.11754/128118
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GRADUATE SCHOOL[S](대학원) > FUSION CHEMICAL ENGINEERING(융합화학공학과) > Theses (Master)
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