알칼리 전지의 구성
알칼리 전지는 다양한 휴대용 장치에 필수적인 에너지원으로, 구체적인 구성 요소와 그 작동 원리에 대한 이해는 이 분야의 기술적 발전에 중요한 기여를 한다. 본문에서는 알칼리 전지의 주요 구성 부품과 그들의 기능에 대해 자세히 설명한다.
내부 전류 수집기 (핀)
알칼리 전지의 내부 전류 수집기는 전지의 양극과 음극 사이에서 전류를 전달하는 역할을 한다. 이는 전지의 효율적인 전기 전달을 위해 필수적인 부분이다.
음극 (Anode)
음극의 활성 물질은 아연(Zn)으로, 표준 전극 전위(SEP)는 -0.76 볼트이다. 아연은 전지의 음극 재료로 사용되며, 리튬 전지에서 사용되는 더 반응성이 강한 리튬(SEP -3.04 V)과 대비된다.
분리기 (Separator)
분리기는 전지의 음극과 양극 사이에 위치한 투과성 막으로, 전극을 분리하는 역할을 한다. 예를 들어, 부직포 형태의 섬유직물이 전극을 분리하는 데 사용된다.
양극 (Cathode)
양극의 활성 물질은 이산화망간(MnO2)이다. MnO2의 주요 용도는 건전지, 예를 들어 알칼리 전지와 아연-탄소 전지 등에 사용된다.
전해질 (Electrolyte)
알칼리 전지에서는 수용성 가성소다(KOH)가 전해질로 사용된다. 이는 아연-탄소 전지에 사용되는 산성 암모늄 클로라이드(NH4Cl) 또는 아연 클로라이드(ZnCl2) 전해질과 대비된다.
외부 전류 수집기 (캔)
알칼리 전지의 외부 전류 수집기는 전지와 외부 전기 회로 사이의 연결을 구축하는 데 사용된다.
알칼리 전지의 작동 원리
알칼리 전지(IEC 코드: L)는 아연과 이산화망간(MnO2) 사이의 전기화학 반응으로 직접 전기를 제공하는 일차 전지 유형이다. 알칼리 전지는 가성소다(KOH)를 알칼리 전해질로 사용하기 때문에 그 이름이 붙여졌으며, 이는 아연-탄소 전지의 산성 전해질과 구별된다.
알칼리 전지의 구성
알칼리 전지는 크게 다섯 부분으로 구성된다. 이 중 다공성 음극과 양극은 전지의 가장 큰 부분을 차지한다. 두 전극 모두 입자로 이루어져 있으며, 전해질이 전극의 공극을 채운다. Zn-MnO2 전지의 전기력은 양극과 음극의 활성 물질의 전기화학 반응으로부터 비롯된다. 다공성 분리기는 양극과 음극이 서로 닿는 것을 방지한다. 두 전류 수집기의 기능은 전지와 외부 전기 회로 사이의 연결을 구축하는 것이다.
알칼리 전지는 전력 공구, 라디오, 장난감, 원격 제어 등과 같은 다양한 휴대용 장치에 필수적이며, 특히 저전류 배출, 간헐적 사용 또는 대체 전원이 쉽게 이용되지 않는 곳에서 주로 사용된다. 가장 일반적인 알칼리 전지 크기는 잘 알려진 AA 배터리이다.
