망가니즈전지(manganese battery)는 현재 가장 널리 이용되는 1차전지로, 프랑스의 조르주 르클랑셰가 고안하여 르클랑셰전지라고도 한다. 이산화망가니즈(MnO₂)를 양극 작용 물질, 아연(Zn)을 음극 작용 물질, 전해액을 염화 아연(ZnCl₂), 염화 암모늄(NH₄Cl) 등의 중성염 수용액으로 한 전지로 트랜지스터 라디오, 회중 전등 등에 널리 이용되고 있다. 또 tv리모콘이나 장난감, 시계 등 우리가 일반적으로 가장 많이 사용하고 있는 전지이다. 주로 전력소모가 적은 용도에 사용하고 있으며, 가격대 성능비가 우수해서 1차전지의 60%가량을 차지하고 있다.
개요
망가니즈전지는 대표적인 1차전지로 방전전압은 1.5V이며, 내부저항이 큰 단점이 있다. 음극에 아연, 양극에 탄소봉을 사용하고, 전해액으로는 염화암모늄과 염화아연의 혼합물을 사용하는 대표적인 1차전지이다. 일상적으로 사용하는 1.5V(볼트)의 건전지가 이것이다. 전해액이 넘쳐 흐르지 않도록 금속재질의 막대 모양으로 만든다. 내부저항이 커서오랜 시간연속으로 사용하기에는 적합하지 않다. 이전에는 자석식 전화기에 많이 사용하였고 다양한 소형전기제품에 사용한다.
발명
1868년 프랑스의 조르주 르클랑셰(Georges Leclanché, 1839~1882)는 망간산화물과 아연을 각각 양극과 음극으로 사용하고 전해액을 채워 전지를 구성했다. 이것이 현재의 아연-망간산화물전지(망간건전지)의 초기 작품이다. 초기에는 전해액이 수용액 상태인 습전지였으나, 1877년에 전해액을 석고 등으로 굳혀 액이 새지 않도록 해 마른 전지, 건전지를 만들었다. 망간건전지는 제조가 쉽고 안정성이 높으며 가격도 싸다. 주 재료인 이사화망간도 구하기 쉽다. 이런 이유로 망간건전지는 100년 이상 범용 전지로 사용됐다. 그러나 수명이 월등하게 긴 알칼리전지가 나오면서 차츰 빛이 바랬다. 망간건전지를 밀어낸 주인공은 알칼리전지다. 흔히 알카라인건전지라 부르는 것으로, 기존의 망간건전지와 동일한 물질을 사용한다. 단지 전해액으로 강 알칼리성 용액인 수산화칼륨용액을 사용하는 점이 망간건전지와 다르다.[1]
원리
음극 : Zn + 2NH₄Cl → [Zn(NH₃)₂]²⁺ + 2H⁺ + 2Cl⁻ + 2e⁻
양극 : MnO₂ + H⁺ + e⁻ → + MnO(OH)
양극 합제(合劑)는 이산화망가니즈(MnO₂)에 흑연 가루를 혼합하여 전기전도성을 좋게 한 것이다. 기전력은 1.5V이며, 방전량의 증가와 함께 전위도 서서히 저하하는 특성이 있다. 전압의 평탄성은 별로 좋지 않다. 에너지밀도는 20~50Wh/kg, 40~100W/l정도이다.[2]
알칼리전지와 비교
각주
참고자료
같이 보기
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