Effects of Heat-treatments on Discharge Characteristics of TiFe_1-xNi_x Alloy Electrodes for Ni/MH Secondary Battery

Ni/MH 2차전지용 TiFe_1-xNi_x 합금전극의 방전특성에 대한 열처리의 영향

The effects of heat-treatment on discharge characteristics of $TiFe_{1-x}Ni_x$ alloy were investigated. The content of Ni in alloy was varied from x = 0.1 to 0.6 by each 0.1 increment. Discharge capacity change of each alloy with C/D cycles was measured. With increasing Ni-content initial discharge capacity was increased. but at x = 0.6 it was deceased again. With increasing C/D cycles discharge capacity was rapidly decreased in the alloy of high Ni-content. In order to investigate the effects of heat-treatment on cycle life, $TiFe_{0.5}Ni_{0.5}$ alloy having maximum initial discharge capacity was heat-treated at various temperatures in the range of $700{\sim}900^{\circ}C$ and tested. The loss of initial discharge capacity was appeared at all temperatures. but cycle characteristics of the alloy was improved. The electrodes heat-treated for 1 hour in the range of $700{\sim}850^{\circ}C$ showed good recovery of discharge capacities through repeated cycles, and from SEM observation results these were considered as 1 hour in the range of $700{\sim}850^{\circ}C$ showed good recovery of discharge capacities through repeated cycles, and from SEM observation results these were considered asbeing due to increased electrode strength and small loss of porosity during heat-treatment. The electrode heat-treated for 1 hour at $900^{\circ}C$ showed poor discharge characteristics because of low porosity.

Fe-Ti계 수소저장합금 전극의 방전특성을 개선하기 위하여 Ni을 첨가한 $TiFe_{1-x}Ni_x$ 합금을 제조하여 방전특성과 열처리 온도에 따른 변화를 조사하였다. 합금의 조성은 x = 0.1에서 0.6까지 0.1 단위씩 변화시킨 6가지 조성을 선택하여 각각에 대한 초기방전용량과 충방전사이클에 따른 용량변화를 조사하였다. 초기방전용량은 Ni의 조성이 클수록 증가하다가 x = 0.6 에서 다시 감소하였으며 Ni의 조성이 증가함에 따라 사이클특성은 전반적으로 매우 악화되었다. 열처리온도가 사이클 특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 초기용량이 가장 우수한 $TiFe_{0.5}Ni_{0.5}$ 합금에 대하여 $700{\sim}900^{\circ}C$ 의 온도범위에서 열처리를 시행한 후 방전특성을 조사하였다. 열처리에 의해서 초기용량은 감소되지만 사이클 특성은 현저히 개선되었다. $700{\sim}850^{\circ}C$의 온도범위에서 1시간 열처리한 전극의 경우에 사이클이 진행되면서 방전용량이 크게 회복되었으며, 열처리한 표면조직을 SEM 으로 관찰해 본 결과 이는 충분한 전극강도 및 기공율에 기인한 것으로 생각되었다. $900^{\circ}C$에서 1시간 열처리한 전극은 충분한 기공율을 갖지 못하여 방전특성이 좋지 않음을 알 수 있었다.