[스크랩] 건전지 종류와 특징

워크맨/라디오에서 배터리는 중요한 액세서리 중에 하나입니다. 대부분의 워크맨과 라디오가 배터리로 전원 공급을 받고 있으며, 전용 충전지를 사용하는 제품도 있습니다. 이런 배터리에는 어떤 종류가 있고 어떻게 효율적으로 사용해야 하는지 알아보도록 하겠습니다.   1. 충전지의 종류   종   류  특   징 Ni-MH(니켈수소) 배터리 워크맨/라디오에서 사용하는 일반건전지(AA)형태의 충전지 입니다. 충전, 방전이 가능하며 메모리 효과가 거의 없는 편입니다. 주기적으로 완전히 방전 후 충전하여 사용하면 장기간 사용이 가능합니다. Ni-MH(니켈 수소) Gum 배터리 CD플레이어에서 주로 사용하는 껌(Gum)형태의 충전지 입니다. 일반적으로 각 제품마다 전용 충전지 모델이 있으니 확인 후 구매해야 합니다. Lithium(리튬이온) 배터리 디지털, 캠코더 카메라에서 주로 사용하는 충전지로, 크기는 작으면서 많은 에너지를 가진 배터리입니다. 메모리 효과가 거의 없어 필요할 때마다 충전 해도 오랫동안 사용할 수 있습니다. 디지털 카메라가 소형화되면서 배터리의 크기도 작아지고 있습니다. 제조사가 불분명한 호환 배터리나 정품인 경우라도 부푼 상태, 열을 많이 받는 경우는 폭발의 위험성이 있으므로 주의하시기 바랍니다.         ※ 현재 출시되고 있는 디지털카메라에서는 정품과 호환배터리를 구별하여 인식하는 기능이 추가되고 있으며            그 적용 범위도 확대되고 있습니다.            한 예로 소니 제품의 경우 이 기술이 적용되어 호환배터리를 사용할 수 없습니다.            다른 제조사의 디지털카메라에서는 호환 배터리를 사용할 수는 있지만 이 때문에 발생하는 고장은 수리가 되지 않으니            배터리 구매시 확인하시는 것이 추후 발생할 수 있는 문제를 예방할 수 있습니다.   2. 건전지의 종류                          ※사진은 실물크기와 동일비율로 적용되었습니다.    ※ 충전지의 메모리(기억)효과   ☞ 충전지를 완전 방전되기 이전에 재충전하면 전기량이 남아 있음에도 충전기가 완전 방전으로 기억(Memory)        하는 효과를 가지게 되어, 최초에 가지고 있던 충전용량보다 줄어들면서 충전지 수명이 줄어드는 현상     ☞충전지의 수명을 연장시키기 위해서는 되도록이면 완전 방전, 완전 충전 후 사용  (1) 100% 방전 후, 100% 재충전 되어 반복 사용했을때가 가장 이상적  (2) 메모리(Memory: 기억)효과 → 완전 방전되지 않은 상태에서 충전지의 방전, 재충전하면 충전지 수명 감소   3. 충전지와 일반 건전지 비교     4. 특수 건전지     디지털카메라전용 카메라용 디지털 배터리 수은전지 주요특징  -리튬이온 전지:    고용량, 고효율, 가격 비쌈   -내켈수소전지:    호환성 좋음, 가격 저렴 고용량을 순간적으로 요구하는 플래쉬 촬영시대기시간을 줄여줍니다.  -배터리 잔량 표시   -자주 교체하는     번거로움 덜어줌   -주로 방송용 장비에     적용됨  -전압 1.35V   -소형이지만 다른    전지 3~4배 용량   -100℃ 고온에서도    사용   -손목 시계나 계산기    전원에 많이 사용 외형   5. 배터리 이용 상식  1. 배터리 수명이 다한 후에도 기기에 장기간 꽂아두면 배터리 접축부분이 부식하여 기기를 망칠 수 있다.  2. 여러개의 배터리를 한개의 기기에 넣을 때 서로 다른 제조사의 배터리나, 사용했던 것과 새것을 혼용하지 않는다.  3. 추운 날씨에는 배터리의 용량 및 전압이 쉽게 낮아진다.  4. 단락(쇼트: +극과 -극이 서로 직접 닿는것)시 폭발의 위험이 있다.  5. 충전지의 과충전시에도 수명 단축의 원이이 되므로 만충전시 충전 중지되는 충전기를 선택한다.  6. 리튬이온 전지의 완전 방전시에는 내부 화학적 변화로 수명이 감소되므로 수시로 충전한다.  7. 니켈수소, 니켈망간, 리튬이온, 납축전지 등의 충전지들에 대해 각각 전용의 충전기를 사용하지 않으면 수명이 단축된다.  8. 심한 충격이나 고온에 장시간 방치할 때도 수명이 단축되며, 불 속에 넣을 경우 폭발할 수 있다 [출처] 충전지, 건전지, 배터리 그 것이 알고 싶다 (mp3어학기,외국어과외,어학원,어학기,학습지 나라) |작성자 dreammorning

 

1차 전지 (일회용 건전지)

 

1.망간 전지

보통 우리가 쓰는 전지는 망간 전지로,프랑스의 르클랑셰가 만든 것입니다.

망간 전지는 모양은 원통이나 사각 기둥 모양이며,

가운데에 +극인 탄소막대가 있으며,바깥쪽은 아연통으로 -극을 겸합니다.

탄소 막대 주위에 이산화망간과 흑연을 섞어 넣은 것으로, 바깥쪽에는 전해질 용액을 흡수한 솜이 있습니다.

그냥 전해질 용액을 쓰면 불편해서인데, 그래서 망간전지를 건전지라고도 합니다. 

2.알카리 망간 전지

 

보통은 알칼리 전지나 알카라인 전지라고 부릅니다.

이것은 건전지의 전해질이 산성인 염화 암모늄 대신 염기인 수산화 칼륨을 쓰기 때문에

염기성이란 뜻으로 알카리 전지라고 부릅니다.

염기는 산보다 금속을 느리게 부식시키므로 건전지를 오래 쓸 수 있습니다.

 

3.수은전지

 

단추 모양으로 생겼습니다. 건전지의 재료중 하나인 감극제라는 것을 이산화망간 대신 산화수은을 쓴 것입니다.

-극에는 수은과 아연의 아말감,+극에는 산화수은을 쓰고 전해질에는 수산화 칼륨을 사용합니다.

전압은 1.35v로, 위의 알카리 망간 전지와 망간 전지보다 0.15v 낮습니다. 주로 시계에 사용합니다.

요즘은 수은이 유독하므로 산화수은 대신 산화은을 사용하는데,

산화은을 쓸 때의 전압은 1.55v로, 0.05v차이므로 사용에는 문제가 없습니다.

 

 

2차 전지 (충전용 건전지)

 

1.납축전지

 

납축전지는 여러 종류가 있으나,보통 사용하는 것은 +극에 클래드 혹은 페이스트식,-극에는 페이스트식 판을 쓴 것입니다.

클래드식은 납합금의 튜브에 활성 물질을 집어넣은 것이고,

페이스트식 극판은 납합금 격자에 활성물질을 넣은 것입니다.

납 축전지는 플라스틱 용기에 셀이라는 작은 전지가

6개 정도 들어 있습니다. +극은 이산화납, -극에는 납을 사용하며, 전해질로 묽은 황산을 씁니다.

납 축전지의 전압은 황산의 비중에 따라 달라지나,비중이 1.2정도일 경우 2v정도입니다.

납축전지는 전기를 만들 수록 두 극에서 황산납이 생기며 황산이 묽어져 결국 전기를 만들수 없게 됩니다.

그러면 충전기로 전기를 만드는 반대 과정으로 전기를 흐르게 해 상태를 원래대로 만들어

다시 전기를 만들 수 있는 상태로 만들게 합니다.

그러면 황산납이 다시 납과 황산으로 분리되어 전기를 만들 수 있게 됩니다.

 

2.알칼리 축전지

 

알칼리 축전지의 원리는 1차전지인 알칼리 전지의 반응과 같습니다.

그러나 알칼리 전지는 한번 산화되면 환원되지 않지만(수산화 칼륨이 금속을 부식시키는 게 산화입니다)

알칼리 축전지는 산화 및 환원이 모두 가능합니다. 반대 방향으로 전류를 걸어 주면 다시 환원되기 때문이죠.

알칼리 축전지는 +극에 수산화 니켈을 사용하고, -극에는 철 혹은 카드뮴을 쓰는데 보통 카드뮴을 씁니다.

전해질로는 역시 수산화칼륨을 쓰죠.

 

3.니켈-카드뮴 전지

 

납축전지에 비해 진동에 강하고,영하 30~40도에도 사용이 가능합니다.

단점은 효율성이 떨어지는 것입니다.

또 한가지의 가장 큰 단점은 메모리 효과라는 것인데,

이것은 전지를 모두 쓰지 않고 충전하면 두번 충전한 부분을 사용할 수 없게 되는 겁니다.

 

4.니켈-수소 전지

 

니켈-카드뮴 전지보다 용량이 크며,+극에 수산화 니켈을,-극에 수소 저장합금을 씁니다.

영하 20도에서 영상60도까지 사용 가능합니다. 니켈 카드뮴 전지보다 효율이 두배 가량 뛰어납니다.

니켈 카드뮴 전지와 달리 메모리 효과가 없습니다.

 

5.리튬 이온 전지

 

이 전지는 쓸 수 있는 전기량이 니켈 수소 전지나 니켈 카드뮴 전지보다 약 3배,에너지 밀도도 1.5배가량 높습니다.

탄소전극이 -극이고,리튬 이온을 +극으로 쓰며, 전압은 3.6v입니다.

그런데 특이한 것은, 이 전지는 메모리 효과가 반대로 일어납니다.

즉,조금 쓰고 충전하고,또 조금 쓰고 충전하고를 반복하면 도리어 수명이 길어집니다.

다만,이 전지는 +극의 재료가 부족하고 대형 전지를 만들기가 어려우며,

전용충전기를 쓰지 않으면 폭발할 수도 있습니다.

 

6.리튬폴리머 전지

 

리튬 이온 전지와 비슷하지만 전해액을 젤리와 비슷한 상태로 만들어 집어넣어 발화 및 폭발의 위험이 거의 없습니다.

또한 모양도 단단한 금속을 쓸 필요가 없어 마음대로 만들 수 있고 종이처럼 얇게 만들 수도 있습니다.

리튬이온 전지보다 성능은 약간 떨어지지만 여전히 성능이 좋아 많이 쓰입니다.

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메모리 효과

니켈로 만든 전지에서는 활물질로 사용된 NiOH에서

OH가 떨어졌다 붙었다 하면서 전하를 전달하는 현상이 바로 충전과 방전이라는 전기적 흐름으로 나타납니다.

여기서 shallow charge-discharge를 반복을 하면,

 즉 조금 사용하고 다시 충전하고,

조금 쓰고 또 충전하고 하면 NiOH는 고용체를

형성하게 되는데 이 고용체의 형성은 비 가역적인

반응이므로 한번 고용체가 생성이 되면

다시는 되돌아 가지 못하게 되어 남아있는 용량을

사용하지 못하게 됩니다.

이와같이 전지가 마치 사용할수 있는 용량의 한계를

기억하는 것과 같은 이러한 현상을 메모리효과 라고

합니다.

따라서 Ni(니켈)을 포함하고 있는 전지는

만충전(100%충전)하였다가 완전히 바닥이 날때까지

사용(단, 전지가 허용하는 방전하한 상태까지만)하는

것을 반복하는 것이 가장 잘 사용하는 방법입니다.

그러나 리륨 이온,폴리머 배터리는

메모리 현상이 없으므로 사용자가 임의대로,

주변환경에 따라 수시로 충전하여 사용하여도

 거의 수명에 영향을 미치지 않습니다.

오히려 조금쓰고 충전하고 조금쓰고 또 충전하고 하면

 Ni-니켈 전지와는 다르게 수명이 길어지는 효과가 있습니다.

이러한 이유때문에 리튬이온전지가 Ni-니켈 전지보다

훨씬 비싼데도 더 수요가 늘어나고 사용자가 찾게되는 것 입니다.

리튬이온,폴리머 배터리의 수명

앞서 언급한 바와 같이 리튬이온은 장수를 가질 수 있도록 설계되어 있지만 수명은 기껏해서 수천번 충전과 방전입니다. 그런데 이것도 무엇으로 리튬이온전지를 만들었는지에 따르거나, 아니면 제작업체의 기술력에 따라 달라진다고 합니다.  세계에서 가장 좋다는 일본 소니의 경우 4000회의 충방전에도 원래 용량을 유지한다고 합니다. 첫번째의 경우 전지의 활물질 성분에 따라 달라진다고 하더군요. [ 활물질 TYPE 1 ] 특징 : 3칸에서 2칸까지는 서서히, 2칸에서 전원OFF까지는 급격한 타입 대강 아시겠습니까? 주로 소용량 배터리의 경우입니다. 보통 500회 정도 : 그래서 소용량을 오래 못 사용합니다. [ 활물질 TYPE 2 ] 특징 : 3칸에서 2칸은 빨리, 2칸에서 전원 OFF 까지는 천천히 타입 주로 대용량 배터리입니다. 보통 1000회 : 삼성것은 보니 대용량은 원통형이 많습니다. 원통형은 같은 용량일때 각형보다 가볍습니다.

 

리튬이온,폴리머 전지 오래 쓰는 법

이 부분이 오류가 가장 많은 부분입니다.  또 전문적인 재료, 화학 지식이 많이 필요한 부분입니다. 어쨌든 결론은 되도록 완전충전/완전방전을 하지 않고 조금사용하고 충전하고 하는 것이 더 좋다 입니다.  그런데 보통 전지를 사용하다 보면 용량이 적어진 것을 느낄 수 있습니다.  이때 다시 완전충전/완전방전을 하면 용량이 다시 살아나는 것을 알 수 있습니다.  이것하고 수명을 혼돈하는 것입니다. 즉, 용량과 수명은 선형적인 관계가 아니다라는 것입니다. 용량이 다시 살아나는 이유는 복잡하던데, 하여튼 이온이 흘러가는 통로에서 여러가지 이유로 이온중 여러개가 극판까지 도달하지 못하게 되는 것이 많아지게 되는 것입니다. 이때 완전충전/완전방전을 해주면 다시 잘 흐르게 되는 것 입니다. 이것은 용량 문제이지 수명문제가 아닙니다. 결론적으로 장수의 비결은 "조금만 사용하고 충전하며, 용량이 떨어졌다 판단되면 이때 완충/완방 한번 해주는 것" 입니다.

출처 : http://www.fortunecity.com

출처 : 마음의 찍힌 발자국..

글쓴이 : 대성 원글보기

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