2차전지 배터리의 원리와 종류 셀 모듈 팩 원형 폴리머 각형

배터리 산업의 구조와 메카니즘을 이해하려면 배터리가 무엇인지 알아합니다.

배터리는 크게 4가지로 구성됩니다.

- 양극제 : 소재에 따라서 용량 및 사용

- 음극제 : 수명에 관여

- 분리막 : 양극과 음극의 분리하여 양극와 음극이 직접 접촉하는 것은 막아줍니다. 미세한 구멍으로 리튬전자가 이용합니다.

- 전해액 : 리튬이온의 전해액에 통해서 양극제와 음극제를 오가며 방전과 충전이 거듭됩니다.

양극과 음극이 배터리의 기본 성능을 결정짓는 요인이며 분리막과 전해액은 안전성을 결정짓는 요인입니다.

방전과 충전

충전은 왼쪽 그림과 같이 양극에 있던 리튬이온이 전해액에 녹아 아주 미세한 분리막을 지나 음극제로 넘어가며 이때 전자는 음극과 양극을 연결한 도선을 따라 이동하게됩니다. 방전은 반대 방향으로 이해하시면 됩니다.

배터리의 기본 단위는 셀, 모듈, 팩으로 구분됩니다.

- 셀은 가장 기본이 되는 단위입니다.

- 모듈은 여러개의 셀을 묶은 것이며 전압 정보들의 정보를 센싱합니다.

- 팩은 여러개의 모듈은 묶은 것이며 제어 기능과 냉각 기능을 추가하여 셀을 더욱 효과 적으로 관리합니다.

스마트폰에 들어가는 배터리는 하나의 셀을 팩으로 사용하며 고용량, 공출력이 필요한 전기 자동차나 ESS는 팩을 사용합니다.

● ESS [ Energy Storage System ] : 과잉생산된 전력을 저장해뒀다가 일시적으로 전력이 부족할 때 송전해주는 저장장치를 말한다. 여기에는 전기를 모아두는 배터리와 배터리를 효율적으로 관리해주는 관련 장치들이 있다.

가장 기본적인 원형배터는 셀로도 불립니다. 폴리머 배터리는 주로 스마트폰에 쓰이며 각형배터리는 공정이 단순해 가격이 저렴하고 튼튼하다는 장점이 있습니다.

자동차에 쓰는 배터는 원형과 각형 모두 사용중입니다.

소형, 중형, 대형으로 구분됩니다.

소형은 셀이나 모양을 디바이스에 맞춰 제작하는 폴리머가 있으며 전기자전거, 전동공구, 스마트폰, 노트북 등에 사용됩니다.

중형은 전기 자동차에 주로 사용되며 원통모형의 CELL 전지를 모듈로 묶고 다시 팩으로 묶어서 사용합니다. 원통형 배러리는 고용량, 고출력 배터리를 사용합니다.

대형은 ESS에 주로 사용되며 쓰고 남은 전기를 모아 필요할때 사용할 수 있는 저장장치를 말합니다. 우리나라는 쓰임이 적지만 해외에서는 사용량이 폭발적으로 들어나고 있으며 태양열 에너지를 저장하는 용도로 많이 사용되고 있습니다.

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