▶ 전지 [電池, cell]
◈ 전지는 보통 건전지(dry cell) 혹은 배터리(battery)를 말하며 자발적인 산화-환원 반응을 이용하여 화학 에너지를 전기 에너지로 변화시키는 화학 장치이다.
◆ 전지의 용량 표시 : mAh(밀리암페어시) 또는 Ah(암페어시)
☞ 휴대폰 : 3000~4000mAh,
☞ 스마트폰 : 1500~5000mAh,
☞ 노트북 : 2400~5500mAh 많이 사용
▶ 일차 전지 [一次電池, primary battery]
◈ 1회의 방전만이 가능하며 충전으로 재생할 수 없는 1회 사용 전지의 총칭.
자기방전이 적은 1차 전지로는 건전지, 염화아연형 전지, 알칼리망간 전지, 은전지, 수은전지, 공기전지, 리튬전지 등이 있다.
대부분의 1차 전지는 특정 조건하에서 통전에 의한 재생이 어느 정도 가능하므로 2차 전지와의 명확한 경계는 없다.
또 은전지처럼 2차 전지의 기능이 있으면서 1차 전지의 구조, 사용방식을 취하는 경우도 있다.
◈ 방전한 뒤 충전으로 본래의 상태로 되돌릴 수 없는 비가역적 화학반응을 하는 전지이다.
대표적 1차전지에는 망가니즈건전지가 있으며 최근에는 알카라인전지가 많이 쓰인다.
보통 1.5V 정도의 전압을 내지만, 수십 V의 전압에 이르는 것도 있다.
▶ 이차 전지[二次電池, secondary cell]
◈ 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환시켜 외부의 회로에 전원을 공급하기도 하고, 방전되었을 때 외부의 전원을 공급받아 전기적 에너지를 화학적 에너지로 바꾸어 전기를 저장할 수 있는 전지로서, 일반적으로 축전지라고 부른다.
재충전을 통해 몇 번이고 사용할 수 있는 배터리. 전기차의 성능을 좌우하는 핵심 부품으로 꼽힌다.
◈ 축전지 [蓄電池 storage battery]
전기 에너지를 화학 에너지 형태로 전환시켜 저장했다가 필요할 때 전기를 만들어 내는 장치를 말한다.
종류
☞ 니켈-카드뮴 전지(nickel–cadmium battery, NiCd battery, NiCad battery)
니켈과 카드뮴을 쓰는 충전지로, 휴대용 전자기기와 장난감에 널리 쓰이며, 알칼라인 전지와 같은 1차 전지를 대신해서 쓰이기도 한다.
납축전지보다 무게에 비해 효율이 좋고 수명이 길기 때문에 비행기의 시동을 거는 데에 쓰이고 전기 자동차에도 쓰인다.
기전력 : 1.2 볼트,
2 NiO(OH) + Cd + 2 H2O ↔ 2 Ni(OH)2 + Cd(OH)2☞ 니켈 수소(NiMH) 축전지
☞ 리튬 이온 전지(-電池, Lithium-ion battery, Li-ion battery)
이차 전지의 일종으로 방전 과정에서 리튬 이온이 음극에서 양극으로 이동하는 전지이다.
충전시에는 리튬 이온이 양극에서 음극으로 다시 이동하여 제자리를 찾게 된다.
리튬 이온 전지는 충전 및 재사용이 불가능한 일차 전지인 리튬 전지와는 다르며, 전해질로서 고체 폴리머를 이용하는 리튬 이온 폴리머 전지와도 다르다.
리튬 이온 전지는 에너지 밀도가 높고 기억 효과가 없으며, 사용하지 않을 때에도 자가방전이 일어나는 정도가 작기 때문에 시중의 휴대용 전자 기기들에 많이 사용되고 있다.
이 외에도 에너지밀도가 높은 특성을 이용하여 방산업이나 자동화시스템, 그리고 항공산업 분야에서도 점점 그 사용 빈도가 증가하는 추세이다.
그러나 일반적인 리튬 이온 전지는 잘못 사용하게 되면 폭발할 염려가 있으므로 주의해야 한다.
리튬 이온 전지는 크게 양극, 음극, 전해질의 세 부분으로 나눌 수 있는데, 다양한 종류의 물질들이 이용될 수 있다.
상업적으로 가장 많이 이용되는 음극 재질은 흑연이다.
양극에는 층상의 리튬코발트산화물(lithium cobalt oxide)과 같은 산화물, 인산철리튬(lithium iron phosphate, LiFePO4)과 같은 폴리음이온, 리튬망간 산화물, 스피넬 등이 쓰이며, 초기에는 이황화티탄(TiS2도 쓰였다.
음극, 양극과 전해질로 어떤 물질을 사용하느냐에 따라 전지의 전압과 수명, 용량, 안정성 등이 크게 바뀔 수 있다. 최근에는 나노기술을 응용한 제작으로 전지의 성능을 높이고 있다.
☞리튬 이온 폴리머(Li ion polymer-중합체) 전지
전지재료는 LIB와 동일하나 LIB의 액체상태의 전해액 대신 전해질에 폴리머를 사용하여 누액 발생이 없어 알루미늄 필름을 외장재로 사용하므로 박형화, 자유로운 형상이 가능하다.
☞ 납 축전지 등
[참조 : 네이버 지식백과, 위키백과]