어뢰 추진전지 절연성능 개선을 통한 전지 안정성 향상에 관한 연구
Study on Improvement of Battery Stability by Improving Insulation Performance of Torpedo Propulsion Cell
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초록
논문에서는 국내에서 운용되는 수중유도무기(어뢰) 중 추진전지(리튬이차전지)의 전해질 누액에 의한 발연현상을 방지하기 위하여 절연블록 추가를 통한 절연성능 강화 및 단전지 전해액 누액 방지 개선방법에 관해 기술하였다. 국내에서 리튬이차전 지를 주전원공급원(추진전지)으로 사용하고 있는 어뢰에 발열 및 발연 현상이 발생하여 해군의 장비 운용에 불편함이 초래되 었다. 발연현상에 대한 유의 항목 확인 및 모사시험 결과 전지팩 단위에서 일부 전지셀의 전해질이 누액되어 고전압부분의 주 전원 회로와 단자탭간에 단락현상이 발생하여 해당 현상이 발생하였다. 발열 및 발연현상 시 리튬이차전지 특성 및 메커니즘 분석을 통하여 원인분석을 진행하였다. 리튬 이차전지의 전해질 누액 방지를 위해 근본적 개선책(단자 탭 강화)과 보완책(절연 블록 선정 및 설치) 등 설계 개선을 수행하였고, 개선 전후의 성능시험 비교 결과 탭 단자의 인장강도가 약 2배 향상, 내압 특성 또한 향상되었으며 절연성능 강화로 어뢰의 추진전지 품질을 대폭 개선하였다. 또한 품질개선 방안이 적용되어 3년 이상 야전 운 용 결과 이상발연 현상은 발생하지 않았다. 이로써 어뢰 추진전지의 운용 및 저장 안정성의 개선이 기대된다
Abstract
In this paper, we describe the improvement of insulation performance and the prevention of electrolyte leakage in a single cell in order to prevent the fuming phenomenon caused by leakage of electrolyte in a lithium secondary battery in a submerged weapon (torpedo) operated in Korea, A torpedo using lithium secondary battery as a main power source (propulsion battery) caused heat and fuming phenomenon, which made it inconvenient for naval equipment operation in Korea. The causes of fumes were identified. As a result of the simulation test, electrolyte of some battery cells leaked in the battery pack unit. Therefore, a short circuit phenomenon occurred between the main power circuit and the terminal tab of the high voltage part, and this phenomenon occurred, We analyzed the characteristics and mechanism lithium secondary battery during heat generation and fuming phenomenon. In order to prevent leakage of the electrolyte in the lithium secondary battery, design improvement such as fundamental improvement (terminal tap enhancement) and complementary measures (insulation block selection and installation) were performed. As a result of comparing the performance test before and after the improvement, the tensile strength of the tap terminal was doubly improved and the withstand voltage characteristic was improved. In addition, quality improvement measures have been applied, and no fuming has occurred more than 3 years. f field operation result, This is expected improve the operation and storage stability of the torpedo propulsion cell,