전지 (배터리)에 대하여
시스플러스
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2022.10.11 17:15
1차전지와 2차전지
전지는 크게 "1차전지"와 "2차전지"로 나누어집니다.
"1차전지"는 한번 사용하고 버리는 일회용 타입입니다.
반면에, 충전을 반복하여 사용할 수 있는 것을 "2차전지" 또는 "축전지"라고 합니다.
- 1차전지 (일회용 타입)
●알칼리 건전지
●망간 건전지
●수은 전지 (버튼 전지)
- 2차전지 (충전식)
●니켈 수소 전지
●니켈 카드뮴 전지
●연축 전지
●리튬이온 배터리
●전고정 · 반고정 배터리
■리튬이온 배터리
2차전지에서 가장 주류를 이루는 것이 리튬이온 배터리입니다.
플러스 극에 리튬 금속 산화물, 마이너스 극에 탄소를 사용하고, 그 사이에 전해액을 충전한 구조입니다.
소형 경량으로, 에너지 밀도가 높아 고전압을 쉽게 얻을 수 있으므로, 모바일 등 소형 전자기기용 배터리로 이용되고 있습니다.
- 장점
- ●니켈 수소 · 납 배터리보다 고용량 · 고출력이다.
- ●완전 방전 후 충전하지 않아도, 실제 용량이 저하되지 않는다.
- 단점
- ●0~45℃※ 정도 범위 이외에서의 충전은 권장하지 않는다.
- ●고온에서는 발화, 저온에서는 급격한 특성 열화의 우려가 있다.
※충전은 제조사가 지정한 온도 조건 내에서 해야 합니다.
■전고체 · 반고체 배터리
소형 · 박형화가 가속화되는 기기에 있어서 더 안전하고 고밀도의 2차전지가 요구됨에 따라, 전해부에 새로운 재료를 사용한 전고체 · 반고체 등의 신형 2차전지의 개발 및 상품화가 추진되고 있습니다.
리튬이온 배터리는 전해액을 사용하는 반면, 전고체 배터리는 고체를 사용하므로 누액 등의 우려가 없습니다. 또한, 전극과 전해액을 차폐하는 시트도 필요하지 않습니다.
배터리 전압이 주로 2~3V 정도로, 리튬이온 배터리 (3~5V 정도)보다 낮아 고효율입니다.
- 장점
- ●공칭 배터리 용량치 1C※보다 큰 충전 전류로 충전 가능하다.
- ●동작온도 범위가 넓다. (제품에 따라서는 권장 동작온도 범위 -40℃~105℃)
- 단점
- ●리튬이온 배터리보다, 체적 대비 에너지 밀도가 낮아, 용량을 확보할 수 없다.
※C rate : 공칭 배터리 용량을 1시간 안에 완전 충방전시키는 전류의 크기를 1C로 정의
전지 관련 주요 용어
| 용어 | 설명 |
|---|---|
| 정격전압 | 평균적으로 가장 길게 출력가능한 전압 ＊일반적인 리튬이온 배터리는 3.7V |
| 만충전 전압 | 만충전 시의 전압. 기본적으로는 정격전압보다 높다. ＊일반적인 리튬이온 배터리는 4.2V ＊최근에는 기술 혁신을 통해 4.35V나 4.4V인 전지도 있다. ＊전고체 전지 등에서는 2.8V로 매우 낮은 제품도 있다. |
| 전지 용량 단위 (mAh) | 전지의 용량을 나타내는 단위 (mAh : 밀리 암페어 아워) 1시간 방전함으로써 용량이 0이 되는 전류치를 "1C"로 정의 ＊기본적으로 충전 전류는 1C 이하 ＊그 이상에서 충전하면 발화하기 때문에, 대부분 0.5~0.7C로 충전된다. ＊충전 전류도 기술 혁신을 통해 1C 이상에서 충전 가능한 전지도 있다. |
| 셀 수 | 1셀 (1S) · 2셀 (2S) 등으로 불리우며, 1개의 셀 (4.2V)을 세로로 적층함으로써 출력전압을 높여 용량을 확보한다. ＊셀을 병렬로 하여 용량을 늘릴 수 있다. 2S2P (2직렬 2병렬) 등으로 불리운다. |
