2차전지의 개념이 궁금합니다.
최근 전기차 배터리 등으로 인해 2차전지 관련 이야기가 많이 들려오는데요.
2차전지의 개념과 구조 등에 대하여 자세히 알고싶습니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
2차 전지는 충전이 가능한 전지로, 반복적으로 충전하고 사용할 수 있는 전지입니다. 주로 리튬이나 납, 니켈, 카드뮴 등의 화학물질을 사용하여 만들어집니다.
2차 전지의 구조는 일반적으로 양극 음극 전해질 그리고 세퍼레이터로 구성됩니다. 양극과 음극은 전해질을 사이에 두고 위치하며, 세퍼레이터는 양극과 음극을 분리하여 직접적인 접촉을 방지합니다.
충전 상태에서는 양극에는 양이온이, 음극에는 음이온이 존재하며, 전해질을 통해 이온들이 이동합니다. 충전된 전지를 사용할 때는 이온들이 반대 방향으로 이동하여 전기 에너지를 생성합니다.
2차 전지의 장점은 반복적인 충전과 사용이 가능하다는 점입니다. 이는 경제적이며 환경에도 친화적입니다. 또한, 2차 전지는 다양한 용도에 사용되고 있으며, 휴대전화, 노트북, 전기차 등 다양한 전자 제품들에 널리 사용되고 있습니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.
2차 배터리(전지)란 쉽게 말해 방전된 이후에도 충전을 통해 재사용이 가능한 전지를 의미합니다. 반면, 1차 전지는 충전하여 재사용할 수 없는 전지로 우리가 일상생활에서 자주 사용하는 건전지, 알칼리 전지 등이 이에 해당합니다.
놀랍게도 2차 배터리는 상당히 오랜 역사를 갖고 있습니다. 무려 1900년대 최초개발(당시 납축전지 형태)되었으며 이후 꾸준히 발전을 거듭하다가 1991년 큰 전환기를 맞이하게 됩니다. 일본 Sony사가 최초로 리튬이온전지 상업화에 성공하게 된 것입니다. 현재 사용되고 있는 주류 2차 전지 제품 역시 리튬이온전지로 당시 원천 기술을 근간으로 삼고 있습니다.
2차 전지는 배전 네트워크를 안정화하기 위해 연결된 버튼 셀에서 메가와트 시스템에 이르기까지 다양한 모양과 크기로 생산되며 납산(lead acid), 니켈 카드뮴(NiCd), 니켈 수소(NiMH), 리튬 이온(Li-ion), 리튬 이온 폴리머(Li-ion polymer) 등 여러 가지 전극 재료와 전해질의 조합이 사용됩니다.
2차 전지의 경우 일반적으로는 일회용 배터리보다 초기 비용이 많이 들지만 교체하기 전 여러 번 충전 할 수 있음으로 총 소요 비용과 환경 영향이 훨씬 적은 것이 장점입니다. 일부 2차 전지 유형은 일회용 유형과 동일한 크기 및 전압으로 사용할 수 있으며 교환식으로 사용할 수 있습니다.