전기차에 들어가는 이차전기의 구성 및형태에 대해서 궁금합니다.

Question

중국을 비롯해 테슬라와 현대차의 전기차에 들어가는 이차전지는 어떤구조로 되어잇기에 차를 움직일수잇는 힘을 내는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.

이차전지를 이루는 가장 기본적인 구성 요소는 양극, 음극, 분리막 전해질 입니다. 앞에서도 이야기 했듯이 양극과 음극은 리튬원자를 보관하는 물질입니다. 양극은 리튬, 금속, 산소가 결합되어 있는 형태의 물질(리튬금속산화물)로 구성되어 있습니다.
충전중에는 양극을 이루는 물질 중에서 리튬만 쏙 빠져 나와서 음극으로 옮겨 갑니다. 음극은 여러가지 소재가 있지만 최근에 많이 사용되는 음극은 천연흑연을 기본으로 이루어져 있습니다. 연필에 사용되는 그 흑연 맞습니다.
흑연은 마치 종이가 겹쳐 있는 것과 같은 구조를 이루고 있습니다. 이를 층상구조라고 하는데 양극에서 빠져 나온 리튬원자 들이 이러한 층상 구조 사이로 끼어 들게 됩니다. 이차전지를 사용할때는 반대 현상이 벌어지게 됩니다.
흑연 사이에 끼어 있던 리튬이 다시 양극으로 이동해서 다시 리튬금속산화물을 이루게 됩니다. 분리막은 이름 그대로 양극과 음극을 분리시켜 주는 역할을 합니다. 집에 있는 콘센트에 쇠 젓가락 꼽아서 연결하면 빠직하고 감전되는 것처럼 이차전지의 양극과 음극도 서로 연결되면 전지가 고장나거나 아니면 폭발이 일어나거나 하니까 양극과 음극을 서로 분리시켜 놓을 필요가 있습니다.
그러면서도 그 사이로 리튬이 지나가야 되니까 분리막은 아주 작은 구멍이 숭숭 뚫려있는 구조를 가지고 있습니다.
전해질은 리튬이 이동할 수 있도록 도와주는 용액입니다.