일반 건전지와 리차지 건전지의 차이?
어렸을적엔 휴대용 뮤직 플레이어를 자주 사용하여 충전 건전지를 많이 썼었는데요. 일반건전지는 리차지가 안되고 충전건전지만 됐었는데 무슨 원리 일까요?
안녕하세요. 박승식 과학전문가입니다.
건전지와 충전지 차이는 간단합니다.
한번 사용하고 버리는 전지를 건전지 또는 1차 전지라고 하고, 충전이 가능한 전지를 충전지 또는 2차 전지라고 합니다.
충전지의 내부에서는 화학적인 반응이 일어나며,
전기를 꺼내 쓸 경우 화학적 조성이 변화되고,
직류 전기를 충전지에 넣어주면 화학 반응이 거꾸로 진행되어 변화된 화학적 조성이 원상 복구 됩니다.
다시 말해서 충전지는 전기적 에너지를 화학적 에너지로 바꾸어 저장하는 장치라고 정의할 수 있습니다.
충전지는 직류이기 때문에 충전 시키기 위해서는 교류를 "다이오드"라는 전기를 한 방향으로만 흐르게 하는 소자를 이용하여 직류로 바꾸어야 충전이 됩니다.
전지는 충전이 가능한 것과 그렇지 않은 것 모두 화학적인 산화-환원 반응의 원리를 이용합니다.
일반 알칼리 건전지의 경우, +극은 이산화망간에, -극은 아연에 각각 연결돼 있고, 둘 다 전해액에 섞여 있습니다. 전지의 두 전극을 연결해 회로를 만들면 -극에 있는 아연은 전해액과 반응해 산화아연으로 바뀝니다(산화 반응). 이때 아연 원자가 아연 이온(Zn2+)으로 되면서 전자를 방출합니다.
방출된 전자는 회로를 통해 흐른 후 전지의 +극으로 가서 이산화망간 속의 망간 이온과 결합합니다(환원 반응).이렇게 전자가 움직여 가는 것이 전류의 흐름입니다.
충전이 가능하도록 만들어진 전지 역시 산화-환원 반응을 이용한다는 점에서는 일반 알칼리 건전지와 원리가 같습니다. 그러나 일반 알칼리 건전지에서 일어나는 산화-환원 반응이 비가역적인 반면, 충전지에서는 그 반응이 가역적입니다. 일반 알칼리 건전지에서는 아연이 일단 아연 이온으로 산화되고 나면 그것이 다시 금속아연으로 환원되는 반응은 일어나지 않습니다. 마찬가지로 망간 이온이 망간으로 환원되는 반응의 역반응도 일어나지 않습니다.
반면 충전지에서는 다 쓴 전지에 역방향의 전류를 걸어 주면 전류를 만들어낼 때 일어났던 산화-환원 반응의 역반응이 일어나 전지의 내용물을 원래대로 돌려놓습니다. 납 축전지(자동차 축전지에 주로 사용)는 과산화납과 금속 납을 전극으로, 황산을 전해액으로 사용하는 충전지의 좋은 예입니다. 납 축전지에 회로를 연결하면 과산화납과 금속 납이 모두 황산납으로 바뀌는 산화-환원 반응이 일어나면서 전류가 발생합니다.
반면 자동차가 달릴 때는 엔진이 발전기를 돌려 생긴 전류를 축전지에 보내 앞서와 반대의 산화-환원반응을 일으킴으로써 황산납을 원래의 과산화납과 금속 납으로 바꾸어 놓습니다.
출처 : http://www.battman.co.kr/board/view.php?board=data1&no=37
안녕하세요. 유혁재 과학전문가입니다.
전류가 통화기 위해서는 산화반응이 일어나야되는데
일반건전지는 산화반응만 일어나고 충전지는 환원이 되면서 다시 충전되는 식입니다.
마치 철문이나 못같은게 녹스는게 일반전지를 사용하는거라면,
그게 다시 회생해서 복구하여 녹을 없애는게 충전하는 거라고 보면됩니다.
(물질간의 반응 등 복잡한 설명은 생략.)
