18650 배터리 개요
18650 배터리는 노트북 컴퓨터, 무선 전동 공구, 일부 전기 자동차, 전기 킥보드, 대부분의 전기 자전거(전동 모터로 구동 또는 지원되는 자전거), 휴대용 파워뱅크, 전자 담배, LED 손전등 등 다양한 기기에 사용되는 3.7V 리튬 이온 배터리입니다. 리튬 이온 배터리의 주요 장점으로는 높은 셀 전압, 높은 에너지 밀도, 메모리 효과가 없음 등을 들 수 있습니다. 이러한 이유로 리튬 이온 배터리는 널리 사용되고 있습니다.
18650 배터리의 작동 원리
18650 배터리는 충전 시 리튬 이온이 음극에서 양극으로 이동하고, 방전 시에는 양극에서 음극으로 이동합니다. 이 과정에서 전기 에너지가 저장되거나 방출됩니다. 배터리의 양극은 리튬 화합물로 구성되며, 음극은 주로 다공성 리튬화 그래파이트로 만들어집니다. 전해질은 액체, 고체, 또는 고분자일 수 있으며, 분리막은 리튬 이온의 이동을 가능하게 하면서 셀의 단락 및 열적 폭주를 방지합니다.
18650 배터리의 구성
일반적인 리튬 이온 셀은 다음과 같은 구성 요소로 이루어져 있습니다:
양극(Cathode): 전자를 외부 회로로부터 받아들여 화학 반응 중에 환원되는 양의 전극입니다. 리튬 배터리에서 양극 재료는 주로 LiCoO2 또는 LiMn2O4로 만들어집니다.
음극(Anode): 외부 회로로 전자를 방출하며 화학 반응 중에 산화되는 음의 전극입니다. 현재 가장 널리 사용되는 음극 재료는 리튬화 그래파이트, LixC6입니다.
분리막(Separator): 양극과 음극 사이에 위치하는 투과성 멤브레인으로, 전기적 단락을 방지하고 이온 전달을 가능하게 합니다.
전해질(Electrolyte): 성능과 안전성에 중요한 역할을 하는 배터리의 구성 요소로, 리튬 이온의 이동을 돕습니다.
18650 배터리의 특성
18650 배터리는 다음과 같은 중요한 특성을 가지고 있습니다:
셀 전압(Cell Voltage): 대부분의 리튬 이온 배터리는 3.8볼트에서 작동합니다.
컷오프 전압(Cut-off Voltage): 배터리의 최소 허용 전압으로, 일반적으로 3.2V입니다.
용량(Capacity): 배터리가 특정 방전 전류에서 100% SOC에서 컷오프 전압까지 방전될 때 사용할 수 있는 총 암페어 시간입니다. 18650 배터리는 일반적으로 2,300mAh에서 3,600mAh 사이의 용량을 가집니다.
자체 방전(Self-discharge): 사용하지 않을 때도 배터리는 점차적으로 자체 방전됩니다.
18650 배터리와 다른 배터리 유형의 비교
리튬 이온 폴리머(LiPo) 배터리는 액체 전해질 대신 고체 폴리머 전해질을 사용하는 리튬 이온 배터리의 한 유형입니다. LiPo 배터리는 주로 고도의 전도성 젤 폴리머를 전해질로 사용합니다. 리튬 이온과 Li-pol 배터리의 주요 차이점은 전해질의 유형입니다. LiPo는 특히 무게가 중요한 요소인 모바일 장치, 드론, 일부 전기 차량에서 고에너지 밀도를 제공합니다.
결론
18650 배터리는 그 특성과 다양한 응용 분야로 인해 매우 인기 있는 배터리 유형입니다. 높은 에너지 밀도, 메모리 효과가 없음, 낮은 자체 방전율 등의 장점을 가지고 있으나, 비용이 높고 과충전 및 과방전 보호를 위한 모니터링 전자장치가 필요하다는 단점도 있습니다. 기술의 발전과 함께 이러한 배터리의 성능과 안전성이 지속적으로 개선되고 있습니다.
