리튬 이온 배터리 우리 주변 곳곳에서 우리의 장치와 자동차를 계속 작동시킵니다. 그들은 우리 세상에 힘을 실어주는 작은 엔진과 같습니다. 하지만 그 안에 무엇이 있고 작동하게 만드는 것은 무엇입니까? 살펴보겠습니다.
리튬 이온 배터리란 무엇입니까?
리튬 이온 배터리는 작은 에너지 공장과 같습니다. 그들은 리튬 이온을 사용하여 전기를 생성합니다.
이러한 이온을 두 배터리 부품 사이에 에너지를 전달하는 메신저로 상상해 보십시오. 내부에는 분리막이 있어 리튬 이온이 전자를 차단하면서 측면 사이를 이동할 수 있습니다.
충전할 때 이온은 양극에서 음극으로 이동하여 에너지를 저장합니다. 방전 중에는 이온이 양극으로 돌아가서 전원을 공급합니다. 이러한 리튬 이온의 앞뒤 움직임은 전압을 생성하고, 이는 연결된 장치를 통해 전자를 밀어내며 장치에 전원을 공급합니다.
리튬 이온 배터리 대. 리튬 이온 전지
리튬이온 배터리와 리튬이온 셀의 차이점에 대해 이야기해 보겠습니다.
리튬 이온 배터리는 각 리튬 이온 전지가 주자들 중 하나인 주자들의 팀과 같습니다. 팀이 강해지려면 모든 주자들이 함께 노력해야 합니다.
각 셀에는 자체 전압이 있습니다. 예를 들어 인산철리튬 전지의 전압 범위는 3.2~3.8V입니다. 더 큰 장치에 전력을 공급하기 위해 여러 셀을 결합하여 12, 24, 48V와 같은 더 높은 전압의 배터리를 만들 수 있습니다. 셀 정렬 시리즈로 전압을 추가합니다.
셀은 병렬로 연결될 수도 있습니다. 이는 용량을 결합하므로 두 개의 병렬 셀은 하나보다 약 두 배 더 오래 지속됩니다.
리튬 이온 배터리 내부에는 무엇이 들어 있나요?
리튬 배터리에는 연결 와이어와 함께 직렬 및 병렬로 연결된 여러 개의 리튬 이온 셀이 포함되어 있습니다. 배터리 관리 시스템(BMS).
BMS는 배터리 상태와 온도를 모니터링합니다. 또한, 완전히 충전될 때마다 모든 셀의 에너지 균형을 유지하여 배터리 수명과 성능을 극대화할 수 있습니다.
리튬 이온 전지 내부에는 무엇이 들어있나요?
단일 리튬이온 셀의 내부는 매우 간단합니다. 이는 양극, 음극, 전해질 및 분리막의 네 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다. 이러한 구성 요소는 원활하게 함께 작동하여 필요에 따라 에너지를 저장하고 방출합니다.
양극과 음극
리튬 이온 전지의 핵심에는 두 개의 전극이 있습니다. – 양극과 음극. 이는 배터리의 에너지 저장 및 방출 기능에서 중요한 역할을 합니다.
양극으로 알려진 음극은 일반적으로 흑연으로 만들어집니다. 충전 과정에서 리튬 이온은 음극에서 분리막을 통해 이동하여 양극에 저장됩니다. 배터리가 사용 중이거나 방전되면 리튬 이온이 양극에서 음극으로 역류합니다.
반면, 양극 또는 음극은 리튬 기반 금속 산화물로 구성되는 경우가 많습니다. 대표적인 양극재로는 리튬코발트산화물(LCO), 리튬철인산염(LFP), 리튬망간산화물(LMO) 등이 있다. 이러한 각 화학 물질은 에너지 밀도, 안전성 및 사이클 수명 측면에서 고유한 이점을 제공합니다.
예를 들어, LCO 기반 셀은 에너지 밀도가 더 높은 경향이 있어 스마트폰과 노트북에 널리 사용됩니다. 반면, LFP 셀은 뛰어난 안전성과 긴 수명으로 알려져 있어 전기 자동차에 선호되는 옵션입니다. LMO 셀은 에너지 밀도와 비용 효율성 사이의 균형을 유지합니다.
전해질
전해질은 충전 및 방전 중에 양극과 음극 사이의 리튬 이온 흐름을 촉진합니다.
그만큼 가장 일반적인 전해질 리튬 이온 전지에 사용되는 리튬 염은 일반적으로 유기 용매에 용해된 리튬 헥사플루오로포스페이트(LiPF6)입니다. 이 리튬염은 리튬 이온이 두 전극 사이를 자유롭게 이동하는 데 필요한 매질을 제공합니다.
충전 중에 리튬 이온은 양극에서 추출되어 전해질을 통해 이동하여 양극에 저장됩니다. 배터리가 사용 중이거나 방전되면 리튬 이온이 양극에서 음극으로 다시 흘러 필요한 전류를 생성하는 과정이 역전됩니다.
분리 기호
분리막은 양극과 음극 사이에 위치합니다. 이 얇은 물질은 리튬 이온이 통과하도록 허용하지만 전기 전도를 중단하여 전자가 장치를 통해 흐르도록 합니다.
분리막은 안전 역할도 합니다 – 과열되면 모공이 닫히고 리튬 이온 운송을 중단하고 배터리 셀을 종료합니다. 손상이나 화재를 방지하기 위해.
결론
리튬이온 배터리는 겉보기에는 단순해 보이지만, 자세히 살펴보면 다양한 구성 요소를 발견할 수 있습니다.
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