충전식 배터리의 순환에 따른 열화
전기 배터리는 기본적으로 직류 전기 에너지의 원천입니다. 이것은 저장된 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하는 전기화학적 과정을 통해 이루어집니다. 이 과정은 전기 및 전자 회로에서 전류가 흐르게 하는 전기기전력의 원천을 제공합니다. 일반적인 배터리는 하나 이상의 전지로 구성되어 있습니다.
전기화학 전지에서의 근본적인 원리는 전해질에 의해 분리된 두 전극에서의 자발적인 산화환원 반응입니다. 전해질은 이온 전도성을 가지며 전기적으로 절연된 물질입니다.
충전식 배터리의 열화와 순환
충전식 배터리는 각 충전-방전 순환에서 일정량의 열화가 발생합니다. 열화는 일반적으로 전해질이 전극에서 이탈하거나 활성 물질이 전극에서 분리되는 것으로 인해 발생합니다. 제조업체의 데이터시트는 일반적으로 배터리 수명을 정격 배터리 용량의 80%에 도달하는 순환 횟수로 지정합니다. 위험을 피하거나 조기 용량 열화를 방지하기 위해서는 제조업체의 권장 사항을 따라야 합니다.
리튬 이온 배터리에서는 열화와 용량 감소가 일반적으로 고체 전해질 계면(SEI)의 성장과 관련이 있습니다. 고체 전해질 계면은 전극과 전해질 간의 반응으로 인해 생성됩니다. 이 반응은 리튬 이온이 전극과 반응하는 것을 방해하는 막을 형성하며, 이 막이 두꺼워짐에 따라 셀이 열화됩니다.
배터리의 여러 특성
각 배터리의 능력을 비교하고 이해하기 위해, 각 배터리 유형 내에서도 중요한 몇 가지 매개변수가 있습니다. 이 매개변수들은 배터리가 필요하고 특정한 특성이 요구될 때 참조됩니다. 배터리는 모든 종류의 장치에 사용되며 무한한 목적으로 사용됩니다.
셀 전압
전기 배터리의 전압은 전기화학 반응에서 양극과 음극 재료의 전위 차이에 의해 생성됩니다.
절단 전압
절단 전압은 허용 가능한 최소 전압입니다. 이 전압은 일반적으로 배터리의 “비어 있는” 상태를 정의합니다.
용량
쿨롬 용량은 배터리가 100% SOC에서 절단 전압까지 특정 방전 전류로 방전될 때 사용 가능한 총 암페어 시간입니다.
배터리의 C-율
C-율은 배터리가 최대 용량에 대해 얼마나 빠르게 방전되거나 충전되는지를 나타내는 데 사용됩니다. 단위는 h-1입니다. 1C율은 방전 전류가 1시간 내에 전체 배터리를 방전시킨다는 것을 의미합니다.
자기 방전
배터리는 연결되어 전류를 공급하지 않더라도 점차적으로 자체 방전됩니다. 이는 셀 내부에서 부하가 적용되지 않을 때도 발생하는 비전류 생성 “부반응” 때문입니다.
방전 깊이
방전 깊이는 배터리에서 얼마나 많은 에너지가 소모되었는지를 나타내며, 전체 용량의 백분율로 표현됩니다. 예를 들어, 100 Ah 배터리에서 40 Ah가 소모된 경우 40%의 방전 깊이(DOD)를 겪은 것입니다.
충전 상태
충전 상태는 배터리의 미리 정의된 “가득 참” 및 “비어 있음” 상태에 비해 배터리에 얼마나 많은 충전이 있는지를 나타냅니다. 즉, 배터리에 남아 있는 암페어 시간의 양을 의미합니다.
