Abstract
Zn electrode was widely used as an anode material in alkaline battery systems in highly concentrated KOH electrolyte, however it was well known that its cycle life is significantly shortened by growth of dendrite due to the high dissolution of $Zn(OH)_2$ and rapid electrochemical reaction. In this study when by the additives such as $Ca(OH)_2$, Citrate, tartrate and Gluconate were added to $40\%$ KOH electrolyte at solution temperature of $25^{\circ}C$ and the amount of $5wt\%\;Pb_3O_4$ was mixed to Zn electrode and then the effect of $Pb_3O_4$ and additives on the electrochemical behavior of Zn electrode was investigated by Potentiodynamic Polarization Curves, Cyclic Voltammetry, Accelerated Life Cycle lest, and SEM image analyses. The addition of $Pb_3O_4$ reduced the corrosion rate of Zn electrode. The corrosion potential of Zn electrode with $Pb_3O_4$ was higher or lower than that of pure Zn electrode however was not influenced practically to the open circuit voltage. And the addition of 4 type additives had an important role in improving both cycle life in accelerated cycle life test and corrosion resistance. Furthermore the additive of Tartrate indicated comparatively a good effect to corrosion resistance as well as charging-discharging property Improvement among those four type additives.
아연 전극은 고농도의 KOH전해질 용액의 알카리 전지용 양극재료로 폭넓게 이용되고 있다. 그러나 급속한 전기화학적 반응과 높은 용해도에 의한 수지상의 생성에 의해 사이클 수명이 현저하게 짧아지는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 용액온도 $25^{\circ}C$의 $40wt.\%$ KOH 전해질에 $Ca(OH)_2$, Citrate, Tartrate 및 Gluconate 등의 첨가제를 첨가하고 그리고 $Pb_3O_4\;5wt\%$를 아연 전극에 혼합하였을 때 아연 전극의 전기화학적 거동에 미치는 Pb,04와 첨가제의 효과를 동전위 분극 곡선, 순환전위전해분석법, 가속수명시험 및 SEM사진 분석을 통하여 고찰하였다. $Pb_3O_4$의 첨가는 아연 전극의 부식 속도를 확실히 감소시키는 효과가 있었으며 그리고 $Pb_3O_4$의 첨가에 의한 아연 전극의 부식 전위는 순수아연 전극에 비하여 다소 높았으나 개로 전압에는 거의 영향이 없었다. 그리고 4가지 종류의 첨가제는 내식성과 가속 수명시험시의 사이클 수명을 향상시키는 데 중요한 역할을 하고 있는 것으로 확인되었다. 더욱이 Tartrate 첨가는 4가지 종류의 첨가제 중에서 상대적으로 충방전 특성을 개선할 뿐 아니라 양호한 내식성 효과가 확인되었다.
