축전지(蓄電池) Storage Battery
교류측에서 발생하는 고장이나 정전시 지장없이 기기를 조작하고 표시등,소내전등등의 비상용으로 축전지를 둔다.
축전지는 2차전지로서 방전한 후에도 직류전원을 연결하여 방전시와 역방향으로 전류를 흘리면 다시 충전되어 사용할수있는 전지이다.
축전지는 일반적으로 다음의 조건을 구비해야 한다.
가. 충.방전에 의한 화학변화가 가역적(可逆的)일 것
나. 충전에 의한 전극물질의 재생이 양호하여 가능한 한 많은 회수의 충방전이 가능할것(보통 1000회 이상)
다. 충전에 요하는 전력은 되도록 이면 적을것.즉 효율이 높을 것 일반적으로 사용되고 있는 축전지는 연축전지와 알카리 축전지이다.
연축전지(鉛蓄電池) Lead storage battery
연축전지를 구성하는 주요부분은 양극판(pbo2),음극판(pb),격리판,전해액(H2SO4) 및 전조로 되어있다.
전조는 용도에 따라 유리,에보나이트등이 사용되고 있다.음,양극판은 수 매에서 수십 매가 교차로 조합되어 있고 양단이 음극판이므로 음극판이 양극판보다 1매 더 많다.개개의 극판은 서로 병렬로 연결되어 있으며 연축전지 1개는 약 2V의 기전력을 가지고 있다.각 극판사이에는 극판이 구부러 지거나 작용물질이 탄락하여 양극판의 탄락현상을 방지할 목적으로 목재박판,유공에보나이트판,다공경질고무 등으로 된 격리판을 두고있다.전해액으로는 일반적으로 20℃에서 비중이 1.20 ~ 1.30되는 순황산을 사용하고있다.양극은 순수한 산화납(PBO2)이나 음극은 해면상의 납으로 되어 있는데 이 해면상의 납에는 소량의 황산바륨(BaSO4)등의 불활성 팽창제를 섞어 충방전에 따른 수축을 방지하여 용량의 감소를 막는다.
축전지 용량
완전 충전상태에 있는 축전지를 어떤 일정한 전류로서 방전시켜 방전종지전압까지 얻을수 있는 총 전기량 또는 전력량을 축전지 용량이라고 한다.전자를 Ampere-hour용량,후자를 watt-hour용량이라고 부르며 각각 Ah,Wh로 표시한다.거치용 축전지는 10시간율 용량으로 표시하며 Ah가 널리 사용된다. Ah는 전기량의 단위로서 회로중에 흐르는 전류와 시간과의 적(積)으로 표시된다. 예를들면 5A의 전류가 10시간 흐른 경우에는 그 전기량은 50Ah가 된다.Wh는 전력량의 단위로서 watt와 시간의 적으로 표시된다.축전지 용량은 방전전류가 크면 적어지고 방전전류가 적으면 커진다.
방전종지전압
일반적으로 축전지는 어느 정도까지 방전하면 그 후의 전압강하는 대단히 급격하게 떨어져 버리기 때문에 축전지의 방전은 전압이 급강하하는 점에서 그치지 않으면 안된다. 만일 그이상 방전을 계속하면 얻어지는 전기량이 적을뿐 아니라 축전지 자신에 악영향을 준다. 이 방전중지전압을 방전종지전압이라 하며 방전율에 따라 일정하지 않다.
부동충전 floating charge
배전반 신호등,축전지의 자기방전에 필요한 전 충전상태로 하는 방식이다. 부동충전전압은 20℃에서의 비중 1.215인 축전지에서 2.15v를 유지한다. 그러나 장시간 충전전압을 2.15V로만 지속시키면 충전부족 상태가 되므로 1주 1회정도 균등충전할 필요가 있다.충전전압이 너무 높으면 과충전 상태가 되어서 증류수의 소비가 크고 수명도 단축된다.
균등충전 Equalizing charge
축전지의 각 극판을 완전 海綿狀鉛(음극),과산화연(양극)으로 하기 위해 빈번히 충전하면 작용물질이 탄락하여 수명이 단축되고 또 일상 충전만을 계속하면 양극판의 황산연이 불활성의 백색 황산연으로 변화되어 축전지 용량이 감소된다. 따라서 개개의 축전지를 평균화 하기 위해서 정기적으로 행하는 일종의 과충전을 균등충전 또는 균압충전이라고 한다.
설페이션 sulphation
연축전지는 방전상태로 오래 방치하면 극판상에 황산연의 미립자가 응집하여 비교적 큰 결정의 백색 피복물 즉 백색 황산연으로 된다. 이 현상을 설페이 션 이라고 한다.
이 백색 피복물은 부도체 이므로 작용물질의 면적이 감소하고 전지의 용량이 감소한다. 또 작용물질을 탄락시켜 전지의 수명이 단축된다. 설페이션 현상은 극판이 백색으로 변하는 동시 내부 저항이 대단히 증가하여 충전에 있어서는 전해액의 온도상승이 많고 황산의 비중상승이 낮으며 가스의 발생이 심하다. 설페이션이 일어났을때의 대책으로 가벼운 경우는 과충전을 하고 심한 경우는 희류산 또는 중성 유산염중에서 장시간 충전하면 제거할수 있다.