전기 배터리의 기본 원리
전기 배터리는 DC 전기 에너지의 원천입니다. 저장된 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하는 전기화학 과정을 통해 전기 및 전자 회로에서 전류가 흐르게 하는 전기 운동력의 원천을 제공합니다. 전형적인 배터리는 하나 이상의 볼타 전지로 구성됩니다. Zn 또는 Li와 같은 고에너지 금속에 화학 에너지를 저장할 수 있으며, 이러한 금속들은 전이 금속과 달리 d-전자 결합으로 안정화되지 않습니다. 다양한 종류의 배터리가 다양한 재료 조합으로 존재하지만, 모두 산화-환원 반응의 같은 원리를 사용합니다.
전기화학 전지의 기본 원리
전기화학 전지의 기본 원리는 두 전극 사이에 분리된 전해질에서 자발적인 산화-환원 반응이 일어나는 것입니다. 전해질은 이온 전도성이 있고 전기적으로 절연된 물질입니다. 산화-환원 반응은 원자의 산화 상태에 변화를 일으키는 화학 반응으로, 한 원소에서 다른 원소로 전자가 이동합니다. 예를 들어, 다니엘 전지는 Zn과 Cu의 두 가지 서로 다른 금속 전극으로 구성되며, 각 전극은 자신의 이온 용액, 즉 아연 황산염과 구리 황산염과 접촉합니다.
배터리 구성
알칼리 배터리는 다음과 같은 다섯 부분으로 구성됩니다.
내부 전류 수집기 (핀)
양극. 양극의 활성 물질은 Zn입니다. 표준 전극 전위(SEP)가 -0.76볼트인 아연은 배터리의 양극 재료로 사용됩니다.
분리기. 분리기는 배터리의 양극과 음극 사이에 위치하는 투과성 막입니다.
음극. 음극의 활성 물질은 이산화망간입니다.
전해질. 알칼리 배터리에서는 수용성 수산화칼륨이 전해질로 사용됩니다.
전기 배터리의 특성
배터리의 능력을 비교하고 이해하기 위해 각 배터리의 특성적인 몇 가지 중요한 매개변수가 있습니다. 이러한 매개변수는 특정한 배터리가 필요하고 특정한 품질이 요구될 때 참조됩니다.
셀 전압: 배터리의 전압은 전기화학 반응에서 양극과 음극 재료의 전위 차이에 의해 생성됩니다.
컷오프 전압: 컷오프 전압은 허용 가능한 최소 전압입니다.
용량: 쿨롬 용량은 배터리가 특정 방전 전류로 100% SOC에서 컷오프 전압까지 방전될 때 사용 가능한 총 암페어 시간입니다.
자기 방전: 배터리는 연결되어 있지 않고 전류를 공급하지 않아도 점차적으로 자체 방전됩니다.
배터리의 유형
다음은 하나 이상의 전기화학 전지로 구성된 주목할만한 전기 배터리 유형의 요약 목록입니다.
크기 및 형식별 배터리 분류
일차(비충전식) 및 이차(충전식) 셀 목록은 배터리 화학의 목록입니다.
배터리 응용 목록
다양한 배터리 전압 목록
자주 묻는 질문
일차 및 이차 배터리란 무엇인가요?
알칼리 배터리(AAA 또는 AA)는 1.5V로 만들어지는 반면 충전식 배터리는 1.2V인 이유는 무엇인가요?
배터리가 새는 이유는 무엇인가요?
