전기차 배터리의 수명이 존재하는 이유?
테슬라나 현대차처럼 전기차 가격의 8할을 배터리가 좌우한다고 들었습니다. 그런데 배터리가 사용하다보면 점점 효율이 떨어지는 이유가 무엇인가요? 잔여물이 쌓여서 그런건가요?
안녕하세요. 이준엽 과학전문가입니다.
전기차의 배터리 효율이 점점 떨어지는 이유는 주로 배터리의 사용과 연결되어 있습니다. 배터리의 성능이 저하되는 주요 원인은 다음과 같습니다:
충방전 반복: 배터리는 충전하고 방전하는 과정을 반복하면서 성능이 점차 저하될 수 있습니다. 이러한 충방전 반복으로 인해 배터리의 전력 용량이 감소하고 충전 시간이 늘어날 수 있습니다.
전기화학적 변화: 배터리 내부의 전기화학적 반응으로 인해 화학물질들이 변화하고 반응물들이 축적될 수 있습니다. 이러한 변화로 인해 배터리의 용량이 점차 감소하고 충전 효율이 떨어질 수 있습니다.
열 및 환경 영향: 배터리는 온도와 주변 환경에 민감하게 반응합니다. 고온 또는 저온 환경에서 사용하거나, 잘못된 방식으로 충전 및 방전을 하면 배터리의 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.
물리적 손상: 배터리가 외부 충격이나 물리적 손상을 입을 경우 내부 구조가 손상되어 성능이 저하될 수 있습니다.
또한, 배터리의 용량이 일정 수준 이하로 감소하면 용량 감소에 따른 기술적 한계가 발생하여 주행거리 등이 저하될 수 있습니다. 이러한 이유들로 인해 배터리의 효율이 점차 떨어질 수 있으며, 이는 전기차의 운전 범위와 성능에 영향을 미치게 됩니다. 따라서 배터리의 관리와 유지보수가 중요하며, 전기차 제조사들은 배터리 수명 연장과 성능 유지를 위한 기술적 개선을 지속적으로 추진하고 있습니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
배터리의 기본적인 동작 원리는 양극과 음극 사이에서 화학적인 반응을 일으키는 것입니다. 충전 시에는 에너지를 저장하는 화학 반응이 일어나고, 방전 시에는 그 반대의 화학 반응이 일어나면서 에너지가 방출됩니다. 이러한 화학 반응은 반복 사용과정에서 배터리 내부의 화학 물질들이 변화하고 소모되어 점차적으로 배터리 성능이 감소하게 됩니다.배터리의 수명은 일반적으로 "사이클 수명"이라고도 불립니다. 사이클 수명은 배터리가 전체적으로 몇 번의 충전-방전 주기를 견딜 수 있는지를 나타내는 지표입니다. 각 충전-방전 주기가 반복될 때마다 배터리는 약간의 성능 저하를 겪게 되며, 이로 인해 사이클 수명이 감소합니다.배터리는 높은 온도나 극한의 기후 조건에서 노출될 경우 성능 저하가 더 빨리 발생할 수 있습니다. 높은 온도에서 화학 반응이 촉진되기 때문에 배터리 성능의 손실이 더 빨리 발생할 수 있습니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
전기차 배터리는 리튬이온 배터리로 리튬이온이 양극과 음극 사이를 이동하면서 전기를 생성합니다. 리튬이온 배터리는 사용하면 할수록 리튬이온이 양극과 음극 사이를 이동하는 거리가 멀어지고 이로 인해 배터리의 효율이 떨어집니다 또한 리튬이온 배터리는 충전과 방전을 반복하면 배터리의 내부 구조가 손상되고 이로 인해 배터리의 수명이 줄어듭니다 이러한 이유로 전기차 배터리는 사용하면 할수록 효율이 떨어지고 수명이 줄어듭니다