납축전지의 특성
납축전지는 주거용이며 다시 충전 가능한 배터리로, 하우징, 양극과 음극으로 사용되는 두 개의 납 판 또는 판 그룹, 그리고 37% 황산(H2SO4) 전해질로 구성되어 있다. 이 배터리는 봉인되지 않은 용기에 액체 전해질을 포함하고 있어, 충전 중 수소 가스를 배출하므로 항상 세워서 보관하고 환기가 잘 되는 곳에 두어야 한다. 납축전지는 일반적으로 85%의 쿨롱 효율과 약 70%의 에너지 효율을 가지고 있다. 전기 에너지를 공급하는 데 있어 상대적으로 무겁지만, 낮은 제조 비용과 높은 급류 전류 수준 때문에 중량과 취급 문제보다 용량이 중요한 곳에서 널리 사용된다. 그러나 다른 배터리 시스템에 비해 깊은 방전에 매우 민감하며, 납의 높은 밀도로 인해 배터리의 비에너지가 상당히 낮다는 단점이 있다.
납축전지의 중요한 매개변수
각 배터리의 능력을 비교하고 이해하기 위해, 각 배터리 타입 내에서도 특정한 매개변수들이 중요하다. 이들 매개변수는 특정한 품질이 필요한 배터리가 필요할 때 참조된다. 다음은 납축전지의 주요 매개변수들이다.
셀 전압
전기 배터리의 전압은 전기화학 반응에서 양극과 음극 재료의 전위 차이에 의해 생성된다. 자동차 배터리의 일반적인 전압은 12볼트(DC)이지만, 이 배터리는 여섯 개의 2V 납 셀로 구성되어 있다.
컷오프 전압
컷오프 전압은 최소 허용 전압이다. 이 전압은 일반적으로 배터리의 “비어 있는” 상태를 정의한다. 모든 납축전지, 젤 셀, AGM 또는 홍수 배터리는 11.6볼트에서 컷오프되어야 한다.
용량
쿨로메트릭 용량은 배터리가 100% SOC에서 컷오프 전압까지 특정 방전 전류로 방전될 때 사용 가능한 총 암페어-시간이다. 평균적인 자동차 배터리는 약 70Ah의 용량을 가지고 있으며, 3.5A의 전류에서 명시되어 있다.
C-레이트
C-레이트는 배터리가 그 최대 용량에 비해 얼마나 빠르게 방전되거나 충전되는지를 나타내는 데 사용된다. 단위는 h−1이다. 1C 레이트는 방전 전류가 1시간 내에 전체 배터리를 방전시킨다는 것을 의미한다.
자가 방전
배터리는 연결되어 전류를 공급하지 않아도 점차적으로 자가 방전된다. 이것은 부하가 적용되지 않았을 때 셀 내에서 발생하는 비전류 생성 “부작용” 화학 반응 때문이다. 보통 온도에서 저장된 납축전지는 월 5%의 자가 방전률을 가진 것으로 추정된다. 이 비율은 온도가 상승함에 따라 증가하고 황산화 위험이 증가한다.
열화
충전-방전 주기마다 충전식 배터리의 일부 열화가 발생한다. 열화는 대개 전해질이 전극에서 멀어지거나 활성 물질이 전극에서 분리되기 때문에 발생한다. 딥 사이클 배터리는 200회에서 3000회 이상의 방전/충전 주기를 제공할 수 있다. 시동 배터리는 지속적인 방전에 설계되지 않았으며 50-60회의 사용 주기만 지속된다.
방전 깊이
방전 깊이는 배터리에서 인출된 에너지의 양을 전체 용량의 백분율로 나타낸 측정치이다. 예를 들어, 100Ah 배터리에서 40Ah가 인출된 경우 40%의 방전 깊이(DOD)를 겪은 것이다.
