1.2V 배터리에 대한 이해
배터리 전압의 결정 요인
배터리의 전압은 주로 두 가지 요소에 의해 결정됩니다. 첫 번째는 화학적 구성, 즉 전기화학 반응에서 양극과 음극을 구성하는 물질의 전위차입니다. 두 번째는 전지의 수로, 배터리가 직렬로 연결될 경우 전압은 각 개별 배터리의 전압을 곱한 값과 같습니다.
1.2V 배터리의 종류
1.2V 배터리에는 주로 니켈-수소 배터리(NiMH)와 니켈-카드뮴 배터리(NiCd)가 포함됩니다. 이들 배터리는 각각 셀당 명목 전압이 1.2V이며, 전형적인 방전 종료 전압은 1V입니다. 이러한 배터리의 총 전압은 환원반응으로 인해 E0 = 0.49V – (-0.83V) = 1.32V로 계산됩니다. 배터리의 형식에 관계없이, 예를 들어 AA 배터리가 AAA 배터리와 같은 전압을 가집니다.
전기 배터리의 기본 원리
전기 배터리는 기본적으로 DC 전기 에너지의 원천입니다. 화학 에너지를 전기화학 과정을 통해 전기 에너지로 변환하여 전기 및 전자 회로에 전류가 흐를 수 있도록 전기기전력을 제공합니다. 일반적인 배터리는 하나 이상의 볼타 전지로 구성됩니다.
니켈-수소(NiMH) 배터리
니켈 금속 수소화물 배터리(NiMH)는 니켈 수산화물을 양극으로 하고 금속 수소화물(수소 흡수 합금)을 음극으로 하는 충전식 배터리입니다. NiMH 배터리는 1989년 상용화되었으며 주로 휴대용 개인 컴퓨터의 전원원으로 사용되었습니다. NiMH 배터리 시스템은 전기 하이브리드 차량에서 매우 인기를 얻었으며 충전식 배터리 시장의 10%를 차지합니다. NiCd 배터리에 비해 NiMH는 40% 더 높은 비에너지를 제공하며 용량이 약 두 배 높습니다. 또한 전압 저하에 덜 영향을 받으며 주요 장점은 유독한 카드뮴이 없다는 것입니다. NiMH 배터리의 메모리 효과는 니켈-카드뮴 배터리보다 훨씬 적습니다. 방전 중의 전체 반응은 NiO(OH) + MH → Ni(OH)2 + M이며, 이 과정에서 자유 전자가 결합되어 이극이 양극이 됩니다. 환원의 적색 전압은 약 0.49V입니다.
니켈-카드뮴(Ni-Cd) 배터리
니켈-카드뮴 배터리(Ni-Cd 배터리)는 니켈 산화 수산화물 Ni(O)(OH)을 양극으로 하고 금속 카드뮴을 음극으로 사용하는 2차 배터리 유형입니다. Ni-Cd는 니켈(Ni)과 카드뮴(Cd)의 화학 기호에서 유래되었습니다. 이 배터리는 낮은 내부 임피던스를 가지며 높은 전력 능력을 갖지만 다른 배터리 시스템에 비해 낮은 에너지 저장 용량을 가집니다. 긴 사이클 수명과 빠른 충전 능력을 가지고 있지만, 지속적으로 얕은 방전이 이루어질 경우 최대 충전 전압이 감소하고 에너지 용량이 감소하는 전압 저하 또는 메모리 효과가 발생할 수 있습니다. 가장 큰 단점은 카드뮴의 함유입니다. 카드뮴은 매우 유독하기 때문에 Ni-Cd는 현대 배터리 시스템의 대안이 될 수 없습니다. 방전 중의 전체 반응은 2NiOOH + Cd + 2H2O → 2Ni(OH)2 + Cd(OH)2입니다.
배터리 셀 전압
전기 배터리의 전압은 양극과 음극을 구성하는 물질의 전위차에 의해 생성됩니다. 리튬이온 셀의 전압은 약 3.6 볼트로, 기준 니켈-카드뮴, 니켈 금속 수소화물 및 표준 알칼리 전지의 약 1.5 볼트, 납산 전지의 약 2 볼트보다 높습니다. 대부분의 결과 전압이 약 2V인 경우, 더 실용적인 전기 전위를 얻기 위해 셀이 직렬로 연결됩니다. 예를 들어 2V 납산 전지는 일반적인 12V 배터리를 얻기 위해 직렬로 연결됩니다. 1.5 볼트 이상의 전압을 가진 배터리는 일반적으로 단일 케이스 내에서 직렬로 연결된 셀로 구성됩니다. 9 볼트 배터리의 경우, 6개의 셀이 직렬로 연결됩니다. 계산은 6 × 1.5 볼트 = 9 볼트입니다.
