노트북 배터리에 관한 이해
현대의 대부분 노트북은 리튬이온 배터리를 사용합니다. 리튬이온 배터리는 이차(재충전 가능한) 배터리의 한 종류로, 리튬 이온이 방전 시 양극에서 음극을 거쳐 전해질을 통해 이동하며 충전 시에는 반대로 이동합니다. 이러한 리튬이온 배터리는 높은 셀 전압, 높은 에너지 밀도, 그리고 기억 효과가 없는 것이 주요 장점입니다.
리튬이온 배터리의 구성
리튬이온 배터리는 양극, 음극, 전해질, 분리막으로 구성됩니다. 양극은 리튬 화합물로 이루어져 있으며, 음극은 통상 다공성 리튬화된 흑연을 사용합니다. 전해질은 액체, 고체, 혹은 고분자 형태가 될 수 있으며, 분리막은 리튬 이온의 이동을 가능하게 하고, 단락이나 열적 폭주를 방지합니다.
리튬이온 배터리의 화학적 특성
리튬이온 배터리의 화학적 성능, 비용, 안전성은 배터리 종류에 따라 다양합니다. 휴대용 전자 기기는 주로 고에너지 밀도를 제공하는 리튬 폴리머 배터리를 사용하며, 이는 리튬 코발트 옥사이드 양극재와 흑연 음극을 사용합니다. 가장 일반적인 셀 타입 중 하나는 18650 배터리로, 다양한 노트북, 전동 공구, 전기 자동차 등에 사용됩니다.
리튬이온 배터리의 형태
리튬이온 셀은 원통형, 평판형, 파우치형 등 다양한 형태로 제공됩니다. 원통형 셀은 오래된 노트북 배터리에 주로 사용되며, 평판형 혹은 파우치형 셀은 휴대폰이나 최신 노트북에 사용됩니다. 파우치형 배터리는 유연한 포일을 셀 컨테이너로 사용해 무게를 줄이고, 휴대폰 제조업체들에게 인기가 있습니다.
리튬이온과 리튬 폴리머 배터리의 비교
리튬 폴리머 배터리는 액체 전해질 대신 고분자 전해질을 사용합니다. 이러한 배터리는 리튬이온 및 리튬금속 배터리에서 진화한 것으로, 모바일 기기, 드론, 일부 전기차량 등 무게가 중요한 시스템에서 사용됩니다.
리튬이온 배터리의 성능 지표
배터리의 성능을 비교하고 이해하기 위해서는 몇 가지 중요한 매개변수를 고려해야 합니다. 이에는 셀 전압, 절단 전압, 용량, C-레이트, 자체 방전, 퇴화 등이 포함됩니다. 예를 들어, 리튬이온 배터리의 표준 전압은 3.8V이며, 자체 방전률은 보통 월 1.5-2%입니다.
리튬이온 배터리의 퇴화
배터리는 충방전 주기마다 일정한 퇴화를 겪습니다. 퇴화는 전해질이 전극에서 이탈하거나 활성 물질이 전극에서 분리될 때 주로 발생합니다. 리튬이온 배터리의 표준 수명은 일반적으로 300-500 충전주기입니다. 고온, 고 C-레이트, 높은 깊이의 방전 등 여러 스트레스 요인이 셀 용량에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
다양한 배터리 타입
배터리는 크기와 포맷, 화학적 구성, 용도, 전압 등에 따라 분류됩니다. 주요 배터리 유형에는 리튬이온, 리튬 폴리머, 니켈-금속 수소화물, 납산 등이 포함됩니다. 이러한 다양한 배터리들은 UPS, 전기 자동차, 노트북, 휴대폰 등 다양한 장치와 시스템에서 사용됩니다.
