배터리 뜻, 배터리 전지 구조 및 작동원리 알아보기

 

 

 

 

이번 포스팅을 시작으로 전기차의 핵심 요소인 배터리에 대해 공부하며 정리 할 계획입니다.
우선 배터리, 전지의 의미와 기본 구조, 작동 원리를 알아봅시다.

 

 

 

 

 

 

배터리, 전지 뜻

 

 

 

 

 

 

 

 배터리, 전지는 물리 또는 화학 작용으로 에너지로 저장했다가 필요 시 전기 에너지로 변환하여 사용하는 장치입니다. 전지는 배터리와 비슷한 의미로 사용되지만, 보통 작은 크기의 전자기기에 쓰이는 것을 전지(Cell)라고 부르며, 여러 개의 전지가 모여 하나의 배터리를 구성하기도 합니다.

 

 

 

 

 

 

 

 전지의 용량은 전류 x 시간을 뜻하는 암페어시(Ah)를 사용하는데요, 예를들어 5Ah 전지는 시간당 5A까지의 전하를 내놓을 수 있다는 뜻으로 부하를 시간당 2.5A라면 2시간, 10A라면 30분 사용 할 수 있습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

배터리의 구조

 

 

 

 

 

 

 

 

 배터리는 전기화학적 반응을 통해 전기에너지를 저장하고 방출합니다. 일반적으로 양극과 음극으로 불리는 두 개의 전극과 전해질, 분리막으로 구성되어 있으며 각각의 전극은 서로 다른 전위차를 가지고 있습니다.

 

 

- 양극 (Cathode): 보통 금속 산화물로 구성되며, 산화 반응이 일어나 전자를 방출하는 역할을 합니다. 이때 생성된 양이온은 전해질을 통해 음극으로 이동합니다. 
- 음극 (Anode): 보통 금속 및 탄소 소재로 구성되며, 환원 반응이 일어나 전자를 흡수하는 역할을 합니다. 이때 음이온이 형성되는데, 이 음이온은 다시 전해질을 통해 양극으로 이동합니다.
- 전해질 (Electrolyte): 양극과 음극 사이의 이온을 이동시키는 매개체로, 액체, 젤, 고체 등 다양한 소재가 사용됩니다. 
- 분리막 (Separator): 분리막은 양극과 음극의 물리적 접촉을 차단하는 역할을 합니다. 또한 미세한 구멍이 있어 이를 통해 이온이 이동을 할 수 있습니다.

 

 

 

 

 

배터리의 작동 원리

 

 

 

 

 

 

 

배터리는 양극과 음극 사이에서 일어나는 산화-환원 반응을 통해 전자를 이동시키는 것을 원리로 작동합니다. 동작은 크게 충전(charge)과 방전(discharge)으로 나눌 수 있습니다.

 

 

 

충전(Charge)은 외부 전원으로부터 전기를 공급받아 저장하는 것으로 배터리 내부에서는 다음과 같은 반응이 일어납니다. 

* 외부의 전기 에너지가 배터리로 유입 -> 양극에서 산화반응이 일어나 이온과 전자로 분리 -> 이온이 전해질을 통해 음극으로 이동 -> 음극에서 환원반응이 일어나 에너지 저장 및 전압이 상승하여 배터리 충전 

 

 

 

 

방전(Discharge)은 배터리가 외부 회로에 전기를 공급하는 것으로 배터리 내부에서는 다음과 같은 반응이 일어납니다.
 

*음극에서 산화반응이 일어나 이온과 전자가 양극으로 이동 -> 양극에서 환원 반응으로 에너지가 외부로 방출

 

 

 

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