충전되는 배터리는 어떤 원리로 가능한 기술인가요?

Question

충전되는 배터리는 어떤 원리로 가능한 기술인가요?배터리를 뜯는 것도 아닌데 어떻게 재충전되는지 충정되는 기술의 원리가 궁금합니다.

하얀도화지113 · Accepted Answer

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.충전되는 배터리는 화학적인 원리를 기반으로 동작합니다. 주로 사용되는 리튬이온 배터리를 예로 들어 설명해 보겠습니다.리튬이온 배터리는 양극과 음극사이의 이온 흐름을 통해 전기 에너지를 저장하고 방출합니다. 배터리는 양극에 양의 전하를 축적하고 음극에 음의 전하를 축적하여 전압을 생성합니다.충전 단계에서는 외부 전원을 통해 전기 에너지를 배터리로 공급합니다. 이때, 배터리 내부의 화학 반응이 역으로 진행되어 이온들이 음극에서 양극으로 이동하면서 축적된 전하를 되돌려줍니다. 이렇게 되면 배터리는 다시 충전 상태로 돌아갑니다.

강종훈 전문가 · Answer

안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.충전되는 배터리의 원리는 화학 반응에 기반합니다. 대표적인 충전식 배터리인 리튬 이온 배터리를 예로 들어 설명하겠습니다.충전 단계:배터리가 충전되는 동안, 양극(주로 양극은 양극성 물질로 코팅된 금속, 음극은 음극성 물질로 코팅된 금속)과 전극 사이에 전기 에너지를 공급합니다.양극에서는 리튬 이온들이 이동하면서 양극성 물질에 흡수됩니다.음극에서는 리튬 이온들이 방출되고, 배터리의 음극성 물질에 저장됩니다.이러한 충전 과정에서 전기 에너지가 화학 에너지로 변환되어 저장됩니다.사용 단계:배터리가 사용되는 동안, 저장된 화학 에너지는 다시 전기 에너지로 변환되어 장치에 공급됩니다.양극에서 리튬 이온들이 방출되어 장치를 작동시킵니다.음극에서는 리튬 이온들이 장치의 사용으로 인해 음극성 물질로 이동하면서 배터리의 화학 에너지가 소모됩니다.이러한 충전 및 사용 과정을 반복함으로써 배터리는 충전 및 방전이 가능하며, 이를 통해 전기 에너지를 저장하고 사용할 수 있습니다. 이와 같은 원리로 동작하는 배터리는 다양한 용도로 사용되며, 휴대전화, 노트북, 전기 자동차 등 다양한 기기와 시스템에서 사용됩니다.

하이만 · Answer

안녕하세요. 이태영  과학 전문가입니다. 충전되는 밧데리는 양극과 음극이 서로 분리되어 있는 구조를 가지고 있습니다. 양극과 음극 사이에는 전해액이 채워져 있는데, 전해액은 양극과 음극을 연결하는 역할을 합니다.밧데리가 방전되면 양극에 있던 리튬 이온이 전해액을 통해 음극으로 이동합니다. 이때 음극에서는 리튬 이온과 결합하기 위해 전자를 방출합니다. 이 전자는 외부 회로를 통해 이동하며 전기를 발생시킵니다.밧데리를 충전하면 외부 전원에서 공급되는 전류가 양극에서 음극으로 이동합니다. 이때 양극에 있던 리튬 이온은 음극으로 이동하면서 전자를 얻습니다. 이 전자는 리튬 이온과 결합하여 다시 양극으로 이동합니다.이렇게 양극과 음극에 있던 리튬 이온이 원래 상태로 돌아오면 밧데리가 충전된 상태가 됩니다.

박준희 전문가 · Answer

안녕하세요. 박준희 과학전문가입니다.충전지는 화학적으로 다시 전류를 같은극으로 전류를 가해주면 화학역반응이 일어나면서 충전이됩니다. 하지만 불충분충전[지나치게적게충전되는것] , 과충전[과다하게충전되는것] 등이 일어나기쉽기때문에 충전용 장치가 필요하게되는데 이게 충전기입니다.감사합니다.

전기·전자

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