배터리 편집하기
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− | [[파일:배터리 | + | [[파일:배터리.jpg|썸네일|350픽셀|'''[[배터리]]'''(battery)]] |
− | '''배터리'''(battery)는 전기를 담아두는 부품을 말한다. 배터리는 넓은 범위에서는 '''[[전지]]''', 좁은 범위에서는 [[ | + | '''배터리'''(battery)는 전기를 담아두는 부품을 말한다. 배터리는 넓은 범위에서는 '''[[전지]]''', 좁은 범위에서는 '''[[축전지]]'''를 뜻하는 말이다. 휴대용 전자기기의 발달로 인해 배터리는 일상에 밀접한 용어가 되었다. [[스마트폰]]에 이어, [[전기자동차]], [[드론]] 등의 확산에 따라 배터리 산업이 폭발적으로 성장하고 있다. [[사물인터넷]](IoT)에 빗대어 [[사물배터리]](BoT)라는 용어도 생겨났다. 전 세계 배터리 제조의 대부분은 한국, 중국, 일본의 3개국이 장악하고 있으며, 2020년 초 기준으로 한·중·일 3개국의 시장점유율 합계는 93.8%로 압도적이다. 국가별로는 1위 한국 34.5%, 2위 중국 32.9%, 3위 일본 26.4%이다.<ref>안소영 기자, 〈[https://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2020/08/17/2020081701426.html 韓 배터리, 中·日 꺾고 글로벌 '1위' 차지…"향후 2년이 고비"]〉, 《조선비즈》, 2020-08-17</ref> 세계 1위의 전기자동차용 배터리 생산 업체는 2019년 중국 [[CATL]]이었으나, 2020년 한국 [[엘지화학]]이 1위로 올라섰다. |
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==개요== | ==개요== | ||
배터리는 전기 장치에 전원을 공급하기 위해 물리적 또는 화학적 작용을 통해 전기 에너지를 발생, 공급시키는 장치이다. 가장 흔하게 볼 수 있는 [[화학전지]]는 두 가지 금속의 이온화도 차이에서 오는 전위차를 이용한다. 이온의 양이 많을수록 흘려보낼 수 있는 [[전하]]의 양도 많기 때문에 같은 종류인 전지의 [[용량]]은 크기에 거의 비례한다. 배터리는 [[충전]] 가능 여부에 따라 충전이 불가능한 [[1차전지]]와 충전이 가능한 [[2차전지]]로 나뉜다. 1차전지는 전지 내의 전기화학 반응이 비가역적이기 때문에 한 번 쓰고 버려야 하는 일회용 전지를 말한다. 1차전지는 전지 내에 [[전류]]를 흘려줌으로써 [[방전]] 시에 일어난 화학 반응을 역으로 되돌리는 것이 불가능하다. 화학반응자들(리튬 전지에서의 [[리튬]]과 같은 원소들)은 전지에 역방향의 전류를 걸어 준다고 해서 본래의 위치로 되돌아가지 않으며, 따라서 전지의 용량이 회복되지도 않는다. 1차전지는 [[양극]]과 [[음극]] 중 어느 한쪽, 또는 양쪽 모두를 소진함으로써 수명을 다한다. | 배터리는 전기 장치에 전원을 공급하기 위해 물리적 또는 화학적 작용을 통해 전기 에너지를 발생, 공급시키는 장치이다. 가장 흔하게 볼 수 있는 [[화학전지]]는 두 가지 금속의 이온화도 차이에서 오는 전위차를 이용한다. 이온의 양이 많을수록 흘려보낼 수 있는 [[전하]]의 양도 많기 때문에 같은 종류인 전지의 [[용량]]은 크기에 거의 비례한다. 배터리는 [[충전]] 가능 여부에 따라 충전이 불가능한 [[1차전지]]와 충전이 가능한 [[2차전지]]로 나뉜다. 1차전지는 전지 내의 전기화학 반응이 비가역적이기 때문에 한 번 쓰고 버려야 하는 일회용 전지를 말한다. 1차전지는 전지 내에 [[전류]]를 흘려줌으로써 [[방전]] 시에 일어난 화학 반응을 역으로 되돌리는 것이 불가능하다. 화학반응자들(리튬 전지에서의 [[리튬]]과 같은 원소들)은 전지에 역방향의 전류를 걸어 준다고 해서 본래의 위치로 되돌아가지 않으며, 따라서 전지의 용량이 회복되지도 않는다. 1차전지는 [[양극]]과 [[음극]] 중 어느 한쪽, 또는 양쪽 모두를 소진함으로써 수명을 다한다. | ||
− | [[2차전지]](축전지)는 외부의 전기 에너지를 화학 에너지의 형태로 바꾸어 저장해 두었다가 필요할 때에 전기를 만들어내고 재사용할 수 있는 장치를 말한다. 주로 쓰이는 2차전지는 납 축전지, 니켈-카드뮴(NiCd), 리튬 이온 전지(Li-ion), 리튬 이온 폴리머 전지(Li-ion polymer) 등이 있다. 2차전지는 1차전지가 있어야 충전이 가능하기 때문에 2차라는 이름이 붙었다. 2차전지는 1차전지에 비해 가격이 비싸지만 한 번 쓰고 버리는 1차전지에 비해 2차는 재사용할 수 있어 경제적이고 환경친화적이다. 1차전지는 장기간 에너지를 보존해야 하는 경우에 적합하다. 2차전지를 사용하면 자연 방전에 의한 손실이 장치 자체를 유지하는데 필요한 손실보다 커짐에 따라 비경제적이고 수일에서 수주 내에 교환해야 한다. [[비축전지]]는 전지를 구성하는 [[양극]], [[음극]], [[전해질]]과 같은 구성 원소들을 분리해서 보관하고 있다가 전지를 써야 할 때 즉시 결합하여 사용하는 방식으로, 수십 년 이상의 긴 시간 동안 에너지를 보존하기 위해 제작된다. 이러한 전지는 비싸지만, 군수품 등에 이용될 수 있는데, 군수품은 장시간 보관하다가 급히 사용하는 경우가 많기 때문이다.<ref name="전지 나무위키"> | + | [[2차전지]](축전지)는 외부의 전기 에너지를 화학 에너지의 형태로 바꾸어 저장해 두었다가 필요할 때에 전기를 만들어내고 재사용할 수 있는 장치를 말한다. 주로 쓰이는 2차전지는 납 축전지, 니켈-카드뮴(NiCd), 리튬 이온 전지(Li-ion), 리튬 이온 폴리머 전지(Li-ion polymer) 등이 있다. 2차전지는 1차전지가 있어야 충전이 가능하기 때문에 2차라는 이름이 붙었다. 2차전지는 1차전지에 비해 가격이 비싸지만 한 번 쓰고 버리는 1차전지에 비해 2차는 재사용할 수 있어 경제적이고 환경친화적이다. 1차전지는 장기간 에너지를 보존해야 하는 경우에 적합하다. 2차전지를 사용하면 자연 방전에 의한 손실이 장치 자체를 유지하는데 필요한 손실보다 커짐에 따라 비경제적이고 수일에서 수주 내에 교환해야 한다. [[비축전지]]는 전지를 구성하는 [[양극]], [[음극]], [[전해질]]과 같은 구성 원소들을 분리해서 보관하고 있다가 전지를 써야 할 때 즉시 결합하여 사용하는 방식으로, 수십 년 이상의 긴 시간 동안 에너지를 보존하기 위해 제작된다. 이러한 전지는 비싸지만, 군수품 등에 이용될 수 있는데, 군수품은 장시간 보관하다가 급히 사용하는 경우가 많기 때문이다.<ref name="전지 나무위키">전지 나무위키 - https://namu.wiki/w/%EC%A0%84%EC%A7%80(%EC%9E%A5%EC%B9%98)</ref><ref name="일차 전지 위키백과">일차 전지 위키백과 - https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%9D%BC%EC%B0%A8_%EC%A0%84%EC%A7%80</ref><ref name="이차 전지 위키백과">이차 전지 위키백과 - https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%9D%B4%EC%B0%A8_%EC%A0%84%EC%A7%80</ref> |
== 어원 == | == 어원 == | ||
− | 과거에는 일본식 표현인 밧데리(バッテリー)라고 불렸다. 로케트 밧데리라는 회사의 영향으로 밧데리라는 말이 널리 쓰이다가 [[워크맨]] 시절에 [[건전지]], 충전지, 껌전지 등으로 순화되어 불리더니, 리튬 이온 배터리팩이 널리 쓰이면서 '배터리'란 용어로 바뀌어 쓰이게 되었다. 하지만 여전히 밧데리라는 표현도 종종 쓰인다. 배터리의 어원은 사실 '포병부대'에서 비롯되었다. 프랑스어가 어원이며 '때리다'는 뜻의 'battre'에서 포병부대라는 뜻의 'batterie'가 나왔다. battle(배틀)과 같은 어원을 가진다. 벤자민 플랭클린이 정전기를 담는 라이덴 병(Leyden jar)의 성능 향상을 위해 4개를 한 부대로 지정하며 배터리라 불렀는데. '같은 기능을 하는 조직의 모음'이란 뜻으로 썼으나 사람들은 전기공급장치라 읽게 된 것이 오늘날까지 이어지게 된 것이다.<ref name="배터리 나무위키"> | + | 과거에는 일본식 표현인 밧데리(バッテリー)라고 불렸다. 로케트 밧데리라는 회사의 영향으로 밧데리라는 말이 널리 쓰이다가 [[워크맨]] 시절에 [[건전지]], 충전지, 껌전지 등으로 순화되어 불리더니, 리튬 이온 배터리팩이 널리 쓰이면서 '배터리'란 용어로 바뀌어 쓰이게 되었다. 하지만 여전히 밧데리라는 표현도 종종 쓰인다. 배터리의 어원은 사실 '포병부대'에서 비롯되었다. 프랑스어가 어원이며 '때리다'는 뜻의 'battre'에서 포병부대라는 뜻의 'batterie'가 나왔다. battle(배틀)과 같은 어원을 가진다. 벤자민 플랭클린이 정전기를 담는 라이덴 병(Leyden jar)의 성능 향상을 위해 4개를 한 부대로 지정하며 배터리라 불렀는데. '같은 기능을 하는 조직의 모음'이란 뜻으로 썼으나 사람들은 전기공급장치라 읽게 된 것이 오늘날까지 이어지게 된 것이다.<ref name="배터리 나무위키"> 배터리 나무위키 - https://namu.wiki/w/%EB%B0%B0%ED%84%B0%EB%A6%AC</ref><ref name="전지 위키백과">전지 위키백과 - https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%A0%84%EC%A7%80</ref> |
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한편 1932년 독일의 케네디(Kennedy)가 이라크 바그다드 지역에 있는 후유트라브 유적에서 기원전 3세기(약 2000년 전)부터 사용된 것으로 보이는 [[바그다드 전지]]를 발굴했다. 바그다드 전지는 중앙부에 쇠막대를 박아놓은 구리 통을 도자기로 된 항아리가 감싸는 구조를 하고 있다. 구리 통에 쇠막대가 충분히 잠기게끔 전해질을 넣고 둘을 전선으로 연결하면 전기가 흐르게 할 수 있었다. 전해질로는 술이나 식초 등을 넣은 것으로 추정된다. 볼타전지와 같은 원리로 작동하는 바그다드 전지는 금이나 은을 도금하는 용도로 사용되었을 것으로 추정하고 있다.<ref name="삼성SDI">삼성SDI, 〈[http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=sdibattery&logNo=220919777665&parentCategoryNo=&categoryNo=&viewDate=&isShowPopularPosts=false&from=postView (배터리 여행) 배터리의 역사: 동물전기와 볼타전지]〉, 《네이버 블로그》, 2017-01-25</ref><ref name="몽당버터"> 몽당버터, 〈[https://blog.naver.com/canjelluv1117/221498116728 기원전 3세기부터 있었다는 '바그다드 전지'에 대한 잡썰]〉, 《네이버 블로그》, 2019-03-26</ref> | 한편 1932년 독일의 케네디(Kennedy)가 이라크 바그다드 지역에 있는 후유트라브 유적에서 기원전 3세기(약 2000년 전)부터 사용된 것으로 보이는 [[바그다드 전지]]를 발굴했다. 바그다드 전지는 중앙부에 쇠막대를 박아놓은 구리 통을 도자기로 된 항아리가 감싸는 구조를 하고 있다. 구리 통에 쇠막대가 충분히 잠기게끔 전해질을 넣고 둘을 전선으로 연결하면 전기가 흐르게 할 수 있었다. 전해질로는 술이나 식초 등을 넣은 것으로 추정된다. 볼타전지와 같은 원리로 작동하는 바그다드 전지는 금이나 은을 도금하는 용도로 사용되었을 것으로 추정하고 있다.<ref name="삼성SDI">삼성SDI, 〈[http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=sdibattery&logNo=220919777665&parentCategoryNo=&categoryNo=&viewDate=&isShowPopularPosts=false&from=postView (배터리 여행) 배터리의 역사: 동물전기와 볼타전지]〉, 《네이버 블로그》, 2017-01-25</ref><ref name="몽당버터"> 몽당버터, 〈[https://blog.naver.com/canjelluv1117/221498116728 기원전 3세기부터 있었다는 '바그다드 전지'에 대한 잡썰]〉, 《네이버 블로그》, 2019-03-26</ref> | ||
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=== 니켈 수소 배터리 === | === 니켈 수소 배터리 === | ||
− | [[니켈 수소 배터리]]는 니켈 카드뮴 배터리를 개선한 배터리이다. 음극에 니켈, 양극에 수소 흡장 합금을 사용하고 전해질로는 80바 이상의 압력으로 압축된 수소를 사용하는데 단위 부피당 에너지 밀도가 [[니켈 카드뮴 배터리]]의 두 배에 가까워 고용량으로 만들 수 있다. 지나치게 방전되거나 충전돼도 성능이 크게 떨어지지 않고 자연적으로 충전 용량이 줄어드는 | + | [[니켈 수소 배터리]]는 니켈 카드뮴 배터리를 개선한 배터리이다. 음극에 니켈, 양극에 수소 흡장 합금을 사용하고 전해질로는 80바 이상의 압력으로 압축된 수소를 사용하는데 단위 부피당 에너지 밀도가 [[니켈 카드뮴 배터리]]의 두 배에 가까워 고용량으로 만들 수 있다. 지나치게 방전되거나 충전돼도 성능이 크게 떨어지지 않고 자연적으로 충전 용량이 줄어드는 메모리 현상도 적어 휴대전화나 노트북, 핸디캠 등에 널리 사용됐다. 단위 부피당 용량이 커서 초창기 [[전기자동차]]나 [[하이브리드 자동차]]에도 두루 쓰였다. 1990년대 중반까지 니켈 카드뮴과 니켈 수소 배터리 시장을 주도한 건 일본이었다. 당시 일본의 시장 점유율은 70%를 넘었다. 세계 최초의 혼합형 자동차 토요타 프리우스가 니켈 수소 배터리를 사용했다. 니켈 수소 배터리에도 단점이 있다. [[메모리 현상]]이 니켈 카드뮴 배터리보다 적긴 하지만 전혀 없진 않아서 완전히 방전하고 충전하지 않으면 용량이 줄어든다. 오래 사용하지 않으면 자연적으로 방전되기도 한다. 주행거리가 무엇보다 중요한 전기차에 이건 치명적인 단점이다. 배터리 용량이 자연적으로 줄어든다는 건 그만큼 주행거리가 줄어든다는 것을 의미하기 때문이다. 그래서 이를 개선한 리튬 이온 배터리가 등장했다. |
=== 니켈 카드뮴 배터리 === | === 니켈 카드뮴 배터리 === | ||
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[[리튬 이온 배터리]]는 방전 과정에서 [[리튬 이온]]이 음극에서 양극으로 이동하는 배터리이다. 충전 시에는 리튬 이온이 양극에서 음극으로 다시 이동하여 제자리를 찾게 된다. 리튬 이온 배터리는 충전 및 재사용이 불가능한 1차전지인 리튬 배터리와는 다르며, 전해질로서 고체 폴리머를 이용하는 리튬 이온 폴리머 배터리와도 다르다. 리튬 이온 배터리는 에너지 밀도가 높고 [[메모리 효과]]가 없으며, 사용하지 않을 때도 자가방전이 일어나는 정도가 작기 때문에 시중의 휴대용 전자 기기들에 많이 사용되고 있다. 이 외에도 에너지 밀도가 높은 특성을 이용하여 방산업이나 자동화 시스템, 그리고 항공산업 분야에서도 점점 그 사용 빈도가 증가하는 추세이다. 그러나 일반적인 리튬 이온 배터리는 잘못 사용하게 되면 폭발할 염려가 있으므로 주의해야 한다. | [[리튬 이온 배터리]]는 방전 과정에서 [[리튬 이온]]이 음극에서 양극으로 이동하는 배터리이다. 충전 시에는 리튬 이온이 양극에서 음극으로 다시 이동하여 제자리를 찾게 된다. 리튬 이온 배터리는 충전 및 재사용이 불가능한 1차전지인 리튬 배터리와는 다르며, 전해질로서 고체 폴리머를 이용하는 리튬 이온 폴리머 배터리와도 다르다. 리튬 이온 배터리는 에너지 밀도가 높고 [[메모리 효과]]가 없으며, 사용하지 않을 때도 자가방전이 일어나는 정도가 작기 때문에 시중의 휴대용 전자 기기들에 많이 사용되고 있다. 이 외에도 에너지 밀도가 높은 특성을 이용하여 방산업이나 자동화 시스템, 그리고 항공산업 분야에서도 점점 그 사용 빈도가 증가하는 추세이다. 그러나 일반적인 리튬 이온 배터리는 잘못 사용하게 되면 폭발할 염려가 있으므로 주의해야 한다. | ||
− | 리튬 이온 배터리는 크게 양극, 음극, 전해질의 세 부분으로 나눌 수 있는데, 다양한 종류의 물질들이 이용될 수 있다. 상업적으로 가장 많이 이용되는 음극 재질은 [[흑연]]이다. 양극에는 층상의 리튬 코발트 산화물과 같은 산화물, 인산철 리튬과 같은 폴리 음이온, 리튬 망간 산화물, 스피넬 등이 쓰이며, 초기에는 이황화 티타늄도 쓰였다. 음극, 양극과 전해질로 어떤 물질을 사용하느냐에 따라 전지의 전압과 수명, 용량, 안정성 등이 크게 바뀔 수 있다. 최근에는 나노기술을 응용한 제작으로 전지의 성능을 높이고 있다. 전지의 용량은 mAh 또는 Ah로 표시하는데, 휴대전화에 사용하는 전지는 3,000~4,000mAh가 가장 많이 쓰이며, 스마트폰에는 1,500~5,000mAh도 사용된다. 노트북에 사용되는 전지는 2,400~5,500mAh가 가장 많이 사용된다.<ref name="리튬 이온 전지"> | + | 리튬 이온 배터리는 크게 양극, 음극, 전해질의 세 부분으로 나눌 수 있는데, 다양한 종류의 물질들이 이용될 수 있다. 상업적으로 가장 많이 이용되는 음극 재질은 [[흑연]]이다. 양극에는 층상의 리튬 코발트 산화물과 같은 산화물, 인산철 리튬과 같은 폴리 음이온, 리튬 망간 산화물, 스피넬 등이 쓰이며, 초기에는 이황화 티타늄도 쓰였다. 음극, 양극과 전해질로 어떤 물질을 사용하느냐에 따라 전지의 전압과 수명, 용량, 안정성 등이 크게 바뀔 수 있다. 최근에는 나노기술을 응용한 제작으로 전지의 성능을 높이고 있다. 전지의 용량은 mAh 또는 Ah로 표시하는데, 휴대전화에 사용하는 전지는 3,000~4,000mAh가 가장 많이 쓰이며, 스마트폰에는 1,500~5,000mAh도 사용된다. 노트북에 사용되는 전지는 2,400~5,500mAh가 가장 많이 사용된다.<ref name="리튬 이온 전지"> 리튬 이온 전지 위키백과 - https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%A6%AC%ED%8A%AC_%EC%9D%B4%EC%98%A8_%EC%A0%84%EC%A7%80</ref> |
=== 리튬 폴리머 배터리 === | === 리튬 폴리머 배터리 === | ||
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=== 금속 공기 배터리 === | === 금속 공기 배터리 === | ||
− | [[금속 공기 배터리]]는 1868년에 [[1차전지]]로 개발되었으며 에너지 밀도가 매우 높아 보청기나 미군의 군용 배터리로 쓰인다. 금속의 산화 반응을 통해 전기 에너지를 얻는 원리이며 아연 공기 배터리가 제일 많이 쓰인다. 원리가 단순하고 높은 에너지 밀도를 가지기 때문에 [[2차전지]]로서의 활용성이 활발히 연구되고 있다. 리튬 이온 배터리를 대체할 차세대 배터리로 주목받고 있으며 관련 특허도 상당하다. 한국에서는 [[삼성SDI]], [[현대자동차]], [[LG화학]] 순으로 관련 특허를 많이 가지고 있다. 리튬이 산화할 때 발생하는 에너지는 휘발유의 에너지 밀도와 비슷한 수준이다. 하지만 휘발유는 쓸수록 줄어들어 가벼워지는 반면에 금속 공기 배터리는 오히려 산소를 흡수하여 점점 무거워지므로 배터리로서의 에너지 밀도는 많이 떨어진다. 무게 증가 및 전기에너지 변환 효율을 고려한 리튬 공기 배터리의 최대 에너지 밀도는 3.5kWh/kg 수준으로, 리튬 이온 배터리의 약 10배이다. 다만 내연기관의 낮은 효율을 생각하면 실상 리튬 공기 배터리의 무게당 가용 에너지는 휘발유와 비슷하다고 볼 수 있다. 물론 이는 기술개발이 완료되어 이론상 완벽히 구현되었을 때의 이야기이다. 아직은 산화-환원 과정을 거치면서 금속의 변형이 발생하기 때문에 수명이 짧고, 효율, 방전율도 낮아서 반응성 높은 촉매의 개발 등 풀어야 할 과제가 많다.<ref name="이차 전지 나무위키"> | + | [[금속 공기 배터리]]는 1868년에 [[1차전지]]로 개발되었으며 에너지 밀도가 매우 높아 보청기나 미군의 군용 배터리로 쓰인다. 금속의 산화 반응을 통해 전기 에너지를 얻는 원리이며 아연 공기 배터리가 제일 많이 쓰인다. 원리가 단순하고 높은 에너지 밀도를 가지기 때문에 [[2차전지]]로서의 활용성이 활발히 연구되고 있다. 리튬 이온 배터리를 대체할 차세대 배터리로 주목받고 있으며 관련 특허도 상당하다. 한국에서는 [[삼성SDI]], [[현대자동차]], [[LG화학]] 순으로 관련 특허를 많이 가지고 있다. 리튬이 산화할 때 발생하는 에너지는 휘발유의 에너지 밀도와 비슷한 수준이다. 하지만 휘발유는 쓸수록 줄어들어 가벼워지는 반면에 금속 공기 배터리는 오히려 산소를 흡수하여 점점 무거워지므로 배터리로서의 에너지 밀도는 많이 떨어진다. 무게 증가 및 전기에너지 변환 효율을 고려한 리튬 공기 배터리의 최대 에너지 밀도는 3.5kWh/kg 수준으로, 리튬 이온 배터리의 약 10배이다. 다만 내연기관의 낮은 효율을 생각하면 실상 리튬 공기 배터리의 무게당 가용 에너지는 휘발유와 비슷하다고 볼 수 있다. 물론 이는 기술개발이 완료되어 이론상 완벽히 구현되었을 때의 이야기이다. 아직은 산화-환원 과정을 거치면서 금속의 변형이 발생하기 때문에 수명이 짧고, 효율, 방전율도 낮아서 반응성 높은 촉매의 개발 등 풀어야 할 과제가 많다.<ref name="이차 전지 나무위키">이차 전지 나무위키 - https://namu.wiki/w/%EC%9D%B4%EC%B0%A8%20%EC%A0%84%EC%A7%80#s-2.4</ref> |
=== 마그네슘 배터리 === | === 마그네슘 배터리 === | ||
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[[전기자동차]]는 전기모터를 핵심동력으로 사용하는 자동차이다. 전기차의 종류로는 전기모터만으로 구동되는 '배터리만 이용하는 전기차'(BEV, Battery EV)와 전기플러그가 있어 전기를 외부에서 충전하는 '플러그인 하이브리드 전기차'(PHEV, Plug-In Hybrid EV)가 있다. 전기차는 전기모터를 동력으로 자동차가 곧바로 움직이므로 내연기관 자동차와 달리 엔진, 변속기와 같은 복잡한 동력전달계통이 필요 없다. 엔진에서 발생된 동력을 자동차휠에 전달해 주는 주요 동력전달 장치로는 내연기관의 경우 [[변속기]]와 [[클러치]]가 사용되고 있으나, 전기차는 변속기를 사용하지 않고 모터에서 생산된 동력을 일정 속도로 감속해 주는 [[감속기]]만이 이용된다. 전기차 시스템에는 재충전이 가능한 2차전지가 이용되며 전기차의 성능 가격에 배터리는 가장 큰 영향을 미친다. 전기모터 또한 배터리를 통해 구동력을 발전시키고, 배터리 관리시스템(BMS)으로 배터리의 충전 방전 조절, 전압 전류 온도 감시, 냉각 제어 등을 수행한다. 실제로 [[볼보자동차]]는 2019년부터 순수 전기차와 플러그인 하이브리드, 소형 가솔린 엔진과 대형 전기 배터리를 결합한 이른바 '마일드 하이브리드'만을 출시할 것으로 발표했다. | [[전기자동차]]는 전기모터를 핵심동력으로 사용하는 자동차이다. 전기차의 종류로는 전기모터만으로 구동되는 '배터리만 이용하는 전기차'(BEV, Battery EV)와 전기플러그가 있어 전기를 외부에서 충전하는 '플러그인 하이브리드 전기차'(PHEV, Plug-In Hybrid EV)가 있다. 전기차는 전기모터를 동력으로 자동차가 곧바로 움직이므로 내연기관 자동차와 달리 엔진, 변속기와 같은 복잡한 동력전달계통이 필요 없다. 엔진에서 발생된 동력을 자동차휠에 전달해 주는 주요 동력전달 장치로는 내연기관의 경우 [[변속기]]와 [[클러치]]가 사용되고 있으나, 전기차는 변속기를 사용하지 않고 모터에서 생산된 동력을 일정 속도로 감속해 주는 [[감속기]]만이 이용된다. 전기차 시스템에는 재충전이 가능한 2차전지가 이용되며 전기차의 성능 가격에 배터리는 가장 큰 영향을 미친다. 전기모터 또한 배터리를 통해 구동력을 발전시키고, 배터리 관리시스템(BMS)으로 배터리의 충전 방전 조절, 전압 전류 온도 감시, 냉각 제어 등을 수행한다. 실제로 [[볼보자동차]]는 2019년부터 순수 전기차와 플러그인 하이브리드, 소형 가솔린 엔진과 대형 전기 배터리를 결합한 이른바 '마일드 하이브리드'만을 출시할 것으로 발표했다. | ||
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===사물배터리=== | ===사물배터리=== | ||
스마트워치, 스마트밴드 등 [[사물인터넷]](IoT) 기술을 접목한 사물들은 대부분 무선이다. 따라서 이러한 사물인터넷을 활용한 기기들에는 배터리가 필수적으로 필요하다. 그러면서 새로 주목받기 시작한 것이 바로 [[사물배터리]](BoT; Battery of Things)이다. 사물배터리 시대는 말 그대로 일상 생활 곳곳에 배터리가 사용된 환경을 말한다. 특히 스마트폰, 태블릿PC, 각종 웨어러블 기기와 같은 IT 제품이 사물배터리 시대를 확실하게 열었다. 여기에 더해 최근에는 non-IT기기인 전동공구, 전기자전거 등에도 배터리가 사용되고 있다. 특히 매년 성장을 거듭하는 [[에너지저장장치]](ESS)와 전기자동차 시장에서도 배터리는 필수품이다.<ref>김동규 기자, 〈[http://www.econovill.com/news/articleView.html?idxno=353354 사물배터리(BoT)시대...들어본적 있나요? - 사물인터넷시대 필수품 배터리]〉, 《이코노믹리뷰》, 2018-12-25</ref> 언제 어디서나 자유롭게 정보를 공유하고 사용하기 위해서는 오래 사용할 수 있고 가벼우며 휴대하기 편리해야 한다. 따라서 배터리의 성능, 휴대성, 안정성, 효율성 등이 중요할 수밖에 없게 되었고, 이에 따라 배터리 개발 기술이 주목받고 있다. 배터리를 통해 소비자들은 선이 없는 '무선'의 자유를 여러 IT기기, 생활가전에서 누릴 수 있게 됐다. 또 내연기관이 없는 전기자동차를 통해 환경오염도 줄일 수 있는 등 배터리를 통해 사람들은 생활 모습과 문화에서도 변화를 느끼게 됐다. 최근에는 태양광 연계형 에너지저장장치(ESS) 등도 많이 등장해 신재생에너지의 저장공간으로도 배터리가 사용되고 있다.<ref>한국전력, 〈[https://blog.kepco.co.kr/1879 사물인터넷(IoT)이 아닌 사물배터리(BoT)?]〉, 《한국전력 블로그》, 2020-08-05</ref> | 스마트워치, 스마트밴드 등 [[사물인터넷]](IoT) 기술을 접목한 사물들은 대부분 무선이다. 따라서 이러한 사물인터넷을 활용한 기기들에는 배터리가 필수적으로 필요하다. 그러면서 새로 주목받기 시작한 것이 바로 [[사물배터리]](BoT; Battery of Things)이다. 사물배터리 시대는 말 그대로 일상 생활 곳곳에 배터리가 사용된 환경을 말한다. 특히 스마트폰, 태블릿PC, 각종 웨어러블 기기와 같은 IT 제품이 사물배터리 시대를 확실하게 열었다. 여기에 더해 최근에는 non-IT기기인 전동공구, 전기자전거 등에도 배터리가 사용되고 있다. 특히 매년 성장을 거듭하는 [[에너지저장장치]](ESS)와 전기자동차 시장에서도 배터리는 필수품이다.<ref>김동규 기자, 〈[http://www.econovill.com/news/articleView.html?idxno=353354 사물배터리(BoT)시대...들어본적 있나요? - 사물인터넷시대 필수품 배터리]〉, 《이코노믹리뷰》, 2018-12-25</ref> 언제 어디서나 자유롭게 정보를 공유하고 사용하기 위해서는 오래 사용할 수 있고 가벼우며 휴대하기 편리해야 한다. 따라서 배터리의 성능, 휴대성, 안정성, 효율성 등이 중요할 수밖에 없게 되었고, 이에 따라 배터리 개발 기술이 주목받고 있다. 배터리를 통해 소비자들은 선이 없는 '무선'의 자유를 여러 IT기기, 생활가전에서 누릴 수 있게 됐다. 또 내연기관이 없는 전기자동차를 통해 환경오염도 줄일 수 있는 등 배터리를 통해 사람들은 생활 모습과 문화에서도 변화를 느끼게 됐다. 최근에는 태양광 연계형 에너지저장장치(ESS) 등도 많이 등장해 신재생에너지의 저장공간으로도 배터리가 사용되고 있다.<ref>한국전력, 〈[https://blog.kepco.co.kr/1879 사물인터넷(IoT)이 아닌 사물배터리(BoT)?]〉, 《한국전력 블로그》, 2020-08-05</ref> | ||
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* '''야구 용어''' : 투수와 포수를 묶어서 말할 때 쓰이는 단어이다. | * '''야구 용어''' : 투수와 포수를 묶어서 말할 때 쓰이는 단어이다. | ||
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− | < | + | 배터리는 21세기를 살아가는 사람들에게 없어서는 안 될 중요한 장치 중 하나이다. 하지만 전자제품 분야 중 발전이 가장 느린 분야가 바로 배터리다. 스마트폰이나 전기자동차, 노트북을 보면 알 수 있듯이 다른 기술의 발전 속도를 따라가지 못하고 있다. 각종 미래 기술이 아직 대중화되지 못하고 있는 가장 큰 이유가 배터리 문제 때문이다. 배터리의 크기를 늘렸을 때 에너지 저장량도 늘어나지만, 충전, 방전 시 발열이 심하게 난다. 고성능 배터리의 경우 충격이나 환경에 민감하고 문제 발생 시 담을 수 있는 에너지 크기만큼 큰 에너지를 방출하기 때문에 여러 개 줄줄이 연결해서 외부로 노출된 상태로 쓴다면 지속적인 충격과 진동 때문에 연결이 분리되거나 충격, 쇼트가 발생하는 경우 화재나 폭발이 일어날 가능성이 있다. 이러한 이유에서 특정 환경에 대응하거나 기능을 발휘해야 하는 특수한 경우에 배터리를 팩으로 제조한다. 소재도 마찬가지로 [[리튬]]이나 [[코발트]] 등의 소재를 사용하고 있지만, 부존량이 매우 적고 가격도 폭등하고 있어 하루빨리 새로운 소재를 찾아내야 할 것이다.<ref name="전지 나무위키"></ref><ref name="배터리 팩 나무위키">배터리 팩 나무위키 - https://namu.wiki/w/%EB%B0%B0%ED%84%B0%EB%A6%AC%20%ED%8C%A9?from=%EB%B0%B0%ED%84%B0%EB%A6%AC%ED%8C%A9</ref> |
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{{각주}} | {{각주}} | ||
== 참고자료 == | == 참고자료 == | ||
+ | * 배터리 나무위키 - https://namu.wiki/w/%EB%B0%B0%ED%84%B0%EB%A6%AC | ||
+ | * 전지 나무위키 - https://namu.wiki/w/%EC%A0%84%EC%A7%80(%EC%9E%A5%EC%B9%98) | ||
+ | * 이차 전지 나무위키 - https://namu.wiki/w/%EC%9D%B4%EC%B0%A8%20%EC%A0%84%EC%A7%80#s-2.4 | ||
+ | * 전지 위키백과 - https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%A0%84%EC%A7%80 | ||
+ | * 일차 전지 위키백과 - https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%9D%BC%EC%B0%A8_%EC%A0%84%EC%A7%80 | ||
+ | * 이차 전지 위키백과 - https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%9D%B4%EC%B0%A8_%EC%A0%84%EC%A7%80 | ||
+ | * 배터리 팩 나무위키 - https://namu.wiki/w/%EB%B0%B0%ED%84%B0%EB%A6%AC%20%ED%8C%A9?from=%EB%B0%B0%ED%84%B0%EB%A6%AC%ED%8C%A9 | ||
* 〈[https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=5663051&cid=62802&categoryId=62802 납축전지]〉, 《네이버 지식백과》 | * 〈[https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=5663051&cid=62802&categoryId=62802 납축전지]〉, 《네이버 지식백과》 | ||
− | * | + | * 리튬 이온 전지 위키백과 - https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%A6%AC%ED%8A%AC_%EC%9D%B4%EC%98%A8_%EC%A0%84%EC%A7%80 |
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* 오로라 모바일, 〈[https://blog.naver.com/behappydw/114551121 리튬 이온 배터리 VS 리튬 폴리머 배터리]〉, 《네이버 블로그》, 2010-10-08 | * 오로라 모바일, 〈[https://blog.naver.com/behappydw/114551121 리튬 이온 배터리 VS 리튬 폴리머 배터리]〉, 《네이버 블로그》, 2010-10-08 | ||
* 삼성SDI, 〈[http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=sdibattery&logNo=220919777665&parentCategoryNo=&categoryNo=&viewDate=&isShowPopularPosts=false&from=postView (배터리 여행) 배터리의 역사: 동물전기와 볼타전지]〉, 《네이버 블로그》, 2017-01-25 | * 삼성SDI, 〈[http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=sdibattery&logNo=220919777665&parentCategoryNo=&categoryNo=&viewDate=&isShowPopularPosts=false&from=postView (배터리 여행) 배터리의 역사: 동물전기와 볼타전지]〉, 《네이버 블로그》, 2017-01-25 | ||
* Yan Yao, 〈[http://www.ndsl.kr/ndsl/search/detail/trend/trendSearchResultDetail.do?cn=GTB2017002960 마그네슘 전지의 획기적인 발전]〉, 《국가과학기술정보센터》, 2017-08-25 | * Yan Yao, 〈[http://www.ndsl.kr/ndsl/search/detail/trend/trendSearchResultDetail.do?cn=GTB2017002960 마그네슘 전지의 획기적인 발전]〉, 《국가과학기술정보센터》, 2017-08-25 | ||
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* GT허리케인, 〈[http://www.ace.or.kr/bbs/board.php?bo_table=sub8_6&wr_id=34&sca=%ED%95%AD%EA%B3%B5%EA%B8%B0+%EC%A0%84%EC%9E%90%EC%A0%84%EA%B8%B0%EA%B3%84%EA%B8%B0 1.32 니켈카드뮴베터리(Nickel-Cadmium Batteries)]〉, 《항공직업전문학교》, 2018-05-17 | * GT허리케인, 〈[http://www.ace.or.kr/bbs/board.php?bo_table=sub8_6&wr_id=34&sca=%ED%95%AD%EA%B3%B5%EA%B8%B0+%EC%A0%84%EC%9E%90%EC%A0%84%EA%B8%B0%EA%B3%84%EA%B8%B0 1.32 니켈카드뮴베터리(Nickel-Cadmium Batteries)]〉, 《항공직업전문학교》, 2018-05-17 | ||
* 몽당버터, 〈[https://blog.naver.com/canjelluv1117/221498116728 기원전 3세기부터 있었다는 '바그다드 전지'에 대한 잡썰]〉, 《네이버 블로그》, 2019-03-26 | * 몽당버터, 〈[https://blog.naver.com/canjelluv1117/221498116728 기원전 3세기부터 있었다는 '바그다드 전지'에 대한 잡썰]〉, 《네이버 블로그》, 2019-03-26 | ||
* 서인수, 〈[https://www.motortrendkorea.com/sub/view.html?no=3950&cate1Name=ISSUE 배터리가 뭐에요?]〉, 《모터트렌드》, 2019-06-19 | * 서인수, 〈[https://www.motortrendkorea.com/sub/view.html?no=3950&cate1Name=ISSUE 배터리가 뭐에요?]〉, 《모터트렌드》, 2019-06-19 | ||
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* 안소영 기자, 〈[https://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2020/08/17/2020081701426.html 韓 배터리, 中·日 꺾고 글로벌 '1위' 차지…"향후 2년이 고비"]〉, 《조선비즈》, 2020-08-17 | * 안소영 기자, 〈[https://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2020/08/17/2020081701426.html 韓 배터리, 中·日 꺾고 글로벌 '1위' 차지…"향후 2년이 고비"]〉, 《조선비즈》, 2020-08-17 | ||
* 최만수 기자, 〈[https://www.hankyung.com/economy/article/2020081759241 테슬라 '배터리 데이' 주인공은 中 CATL?…긴장한 K배터리]〉, 《한국경제》, 2020-08-17 | * 최만수 기자, 〈[https://www.hankyung.com/economy/article/2020081759241 테슬라 '배터리 데이' 주인공은 中 CATL?…긴장한 K배터리]〉, 《한국경제》, 2020-08-17 | ||
* 김혜민 기자, 〈[https://news.sbs.co.kr/news/endPage.do?news_id=N1005943967 K 배터리, 유럽 · 중국 따돌리고 '제2 반도체' 될까]〉, 《SBS뉴스》, 2020-08-23 | * 김혜민 기자, 〈[https://news.sbs.co.kr/news/endPage.do?news_id=N1005943967 K 배터리, 유럽 · 중국 따돌리고 '제2 반도체' 될까]〉, 《SBS뉴스》, 2020-08-23 | ||
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