원리에 따른 배터리의 종류, 화학 전지 및 이차 전지의 분류, 종류

 

 

배터리, 전지는 다양한 형태로 발생시킨 에너지를 저장했다가 필요 할 때 전기 에너지로 변환하여 사용하는 장치입니다. 배터리의 종류는 에너지 저장 및 출력 원리에 따라 분류 할 수 있습니다.

 

 

 

 

 

배터리의 분류

 

 

 

 

 

 배터리는 크게 물리, 화학 전지로 구분 할 수 있습니다. 먼저 물리 전지는 빛이나 열, 원자력 등으로 전기를 발생시키는 장치로 태양전지, 열전소자, 원자력 전지 등이 있습니다. 화학 전지는 소재의 산화-환원 반응을 이용하여 화학 에너지를 전기 에너지로 전환시키는 장치로 일상 생활에서 흔히 볼 수 대부분의 배터리가 이 화학 전지에 해당합니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

화학 전지의 분류

 

 

 

 

 

 

 

 

 화학 전지는 보통 두 가지 금속의 이온화도 차이에 따른 전위차를 원리로 작동하며, 충전 가능 여부에 따라 1차 전지와 2차 전지로 나눌 수 있습니다. 경우에 따라서 자가 발전이 가능한 연료 전지를 3차 전지라고 부르기도 하지만, 보통은 전지보다는 발전기로 분류 하는 편입니다.

- 일차 전지: 화학 반응 과정이 비가역적이라서 한 번 방전되면 재사용이 불가능한 전지 ex) 망간전지, 수은전지, 아연공기전지, 리튬일차전지 등
- 이차 전지: 화학 반응 과정이 가역적이라서 충전과 방전을 반복 할 수 있는 전지 ex) 리튬이차전지, 니켈카드뮴전지, 니켈수소전지, 금속공기전지 등
- 연료 전지: 연료의 산화반응으로 전기 에너지를 생산하는 전지 ex) 인산형, 융융탄산염형, 고체전해질형, 고분자전해질형 등

 

 

 

 

 

 

이차 전지의 분류

 

 

 

 

 

 

 

이차 전지는 소재에 따라 분류 할 수 있으며 사용 소재에 따라 특성에서도 많은 차이를 보입니다. 주로 쓰이는 이차 전지의 종류는 아래와 같습니다.

 

 

- 산성계 전지 (Acid-based): 세계 최초로 발명된 이차 전지이며, 주로 납과 황산을 사용합니다. 높은 전류를 제공 할 수 있으며 비용 대비 에너지 저장량이 상당히 우수하다는 특징이 있지만, 무겁고 에너지 밀도가 낮으며 폭발 및 화재의 위험이 있다는 단점도 있습니다. 자동차 시동용 배터리, 산업용 비상 전원 공급 장치 등에 사용되고 있습니다.

- 알칼리계 전지 (Alkaline-based): 니켈과 수소, 카드뮴 등을 사용한 이차 전지로 높은 내구성과 넓은 사용 범위, 안정적인 성능을 자랑하지만, 에너지 밀도가 낮고 수명이 짧다는 단점이 있습니다. 또한 니켈-카드뮴 전지는 환경에 유해하여 사용이 점차 줄어드는 추세입니다. 

- 리튬계 전지 (Lithium-based): 전극 재료로 리튬을 사용한 이차 전지로 가벼운 무게와 긴 수명, 높은 에너지 밀도와 출력 성능 등 다양한 장점을 가지고 있어 휴대폰, 노트북, 전기차 등 다양한 분야에 널리 사용되고 있습니다. 폭발, 화재 등의 위험성과 가격이 상대적으로 비싸다는 치명적인 단점이 있으나 이는 점차 낮아지는 추세입니다. 

 

 

 

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