자동차 배터리는 일반 배터리와는 다르게 왜 방전될수록 그 성능이 저하되나요?
자동차 배터리는 방전이 2번 정도 되면 그냥 교체해야 한다고 알고 있습니다. 그런데 일반 배터리는 그렇지 않잖아요? 왜 자동차 배터리는 어떻게 만들어졌기에 방전되면 될수록 성능이 저하되는 것인가요?
안녕하세요. 푸른색제비566입니다.
자동차 배터리는 일반 배터리와는 달리 납축전지입니다. 납축전지는 납과 황산을 이용하여 전기를 생성하는 배터리입니다. 납축전지는 방전될수록 그 성능이 저하되는 이유는
납축전지의 내부에는 납과 황산이 들어 있습니다. 납과 황산은 서로 반응하여 전기를 생성합니다. 그러나 납과 황산은 반응이 완료되면 더 이상 전기를 생성할 수 없습니다. 따라서 납축전지를 사용하면 납과 황산이 점점 소모되어 배터리의 성능이 저하됩니다.
납축전지는 방전될수록 내부 저항이 증가합니다. 내부 저항이 증가하면 전류가 흐르기 어려워져 배터리의 성능이 저하됩니다.
납축전지는 방전될수록 온도가 상승합니다. 온도가 상승하면 배터리의 성능이 저하되고 수명이 단축됩니다.
안녕하세요. 의로운노린재105입니다. 자동차배터리는 납축전지입니다 묽은 황산속에 과산화연(PbO2)과 해면상연(Pb)을 전해액(묽은 황산:38%, 비중: 1.280)속에 담구면 이온화 경향이 큰 금속인 해면상연은 음극이 되고, 이온화 경향이 적은 과산화연은 양극이 되어 화학반응에 의해 약 2V의 기전력이 발생된다.
PbO2 + 2H2SO4 + Pb PbSO4 + 2H2O +PbSO4
그렇다면 방전(Discharge)이란 뭘까요?
화학에너지를 전기에너지로 변환되는 과정을 말하며, 양극판의 과산화연(PbO2)과 음극판의 해면상연(Pb)은 황산연(PbSO4)을 변하고 전해액인 묽은 황산은 극판의 활물질과 반응하여 물로 변하여 비중이 떨어진다. 그리고양극판과 음극판이 동일 물질(황산연)으로 변하게 되어 기전력이 발생치 않게 되므로 전압도 저하된다. 즉, 방전이라 함은 배터리에 저장되어 있던 전기에너지를 빼내어 쓰는 것을 의미한다.
차량의 전장부품의 사용에 따라 화학에너지를 전기에너지로 변환되는 과정은 아래와 같습니다.
양극 : 과산화연(PbO2) → 황산연(PbSO4)
음극 : 해면상연(Pb) → 황산연(PbSO4)
전해액 : 묽은 황산(비중1.280) → 물
일반적으로 배터리는 방전 시, 어느 정도까지 방전 중에는 전압이 일정하게 감소하나, 그 이상이면 활물질 주
위의 황산의 비중이 떨어지고 극판의 활물질이 황산연(PbSO4)으로 바뀌어 전압이 급격히 떨어지게 된다. 과방전시키면 배터리의 극판에 충격을 주게 되므로 성능저하, 수명단축의 원인이 되는데, 이를 방지하기 위해 자동차용에서는 방전종지전압(Cut-off Voltage of Discharge)을 10.5V 정하고 있다고 합니다.