납축전지의 종류 | 전기 – 자기

납축 전지의 유형

납축 전지는 주택, 양극과 음극으로 기능하는 두 개의 납판 또는 판 그룹, 그리고 전해질로서 37% 황산(H2SO4)을 채운 2차(충전 가능) 배터리입니다. 납축 전지에는 SLI 배터리, 심사이클 배터리, AGM 배터리, 젤 배터리 등 네 가지 주요 유형이 있습니다.

납축 전지의 주요 분류

납축 전지에는 크게 두 가지 주요 그룹이 있습니다:

VLA 배터리(통풍 납축 배터리): 전극이 과량의 액체 전해질에 잠겨 있는 홍수형 또는 통풍형 전해질 납축 배터리입니다. VLA 배터리에는 다음과 같은 3가지 유형이 있습니다:

추진 또는 심사이클 배터리: 이 배터리들은 장시간 동안 지속적이고 작은 방전을 생성하도록 설계되었습니다. 사이클링으로 인한 퇴화에 덜 민감하며, 배터리가 정기적으로 방전되는 응용 프로그램, 예를 들어 태양광 시스템과 전기 차량에서 필요합니다.
SLI 배터리: SLI는 시동, 조명, 점화를 의미합니다. SLI 배터리는 짧은 시간 내에 최대 전류를 제공하도록 설계되어 전압을 일정하게 유지하므로 매우 낮은 내부 저항을 가집니다. 이 배터리들은 얕은 사이클 조건에서는 좋은 수명을 가지지만 심사이클에서는 매우 짧은 수명을 가집니다(약 12-15 사이클).
VRLA 배터리(밸브 조절 납축 배터리): 전해질이 흡수성 분리기 또는 젤에 고정된 밀봉된 또는 밸브로 조절된 배터리입니다. VRLA 배터리에는 두 가지 주요 유형이 있습니다:

흡수 유리 매트(AGM): AGM 납축 배터리는 전해질에 작은 가스 통로가 있는 밸브 조절 납축(VRLA) 배터리 유형입니다. 흡수 유리 매트 배터리는 일반적인 홍수형 및 유지 보수가 필요 없는 납축 배터리보다 더 높은 전력 밀도와 에너지 밀도, 그리고 더 긴 사이클 수명으로 인해 다양한 응용 분야에서 널리 사용됩니다.
젤 셀(젤 배터리): 현대의 젤 배터리는 젤화된 전해질을 가진 VRLA 배터리입니다. 젤 배터리는 습식 배터리에 흔한 전해질 증발 및 유출(그리고 이어지는 부식 문제)을 줄이며 충격과 진동에 대한 더 큰 저항력을 자랑합니다.

납축 전지의 화학 작용 – 작동 원리

납축 배터리의 작동 원리는 충전 및 방전 중에 발생하는 화학 반응을 통해 설명될 수 있습니다. 방전 시, 음극에서는 Pb + SO42- → PbSO4 + 2e의 반응이 일어납니다. 납이 전해질과 반응하여 납 황산염을 형성하고 두 개의 전자를 방출합니다. 양극에서는 PbO2 + SO42- + 4H+ + 2e → PbSO4 + 2H2O의 반응으로 납 황산염이 형성됩니다. 이 반응에서는 납 산화물의 환원이 일어납니다. 형성된 납 황산염은 전극과 일정 부분은 하우징 바닥에도 코팅으로 침착됩니다. 방전 과정에서 황산이 사용되므로 전해질의 밀도를 측정하여 SoC(상태 충전)을 결정할 수 있습니다. 충전 시에는 반대 방향의 과정이 일어나서 방전 중에 형성된 납 황산염이 납과 환원된 납 산화물로 산화됩니다. 납 황산염이 완전히 소비되고 충전 과정이 중단되지 않으면 전해질의 전기분해가 시작됩니다. 고충전 전압으로 인한 과충전은 물의 전기분해에 의해 산소와 수소 가스를 생성하며, 이는 기포를 형성하고 손실됩니다. 밀봉된 배터리는 환원 가스가 물로 재결합할 수 있는 배기구 위에 촉매(Pd, Pt)를 가지고 있습니다. 결과적으로 생성되는 셀 전압은 갈바닉 계열로부터 결정될 수 있습니다. 총 반응 전압은 다음과 같습니다: E0 = 1.68V – (-0.36V) = 2.04V.

Types of Lead-acid Batteries

 

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