니켈 수소 배터리(nickel metal hydride battery , Nickel Metal hydrogen battery)는 양극에 니켈, 음극에 수소저장 합금, 그리고 전해질로는 알카리 기반의 수용액을 사용한 2차전지이다. 이는 니켈 카드뮴 배터리에서 카드뮴 전극을 수소저장합금으로 대체한 것으로 기존의 니켈 카드뮴 배터리보다 2배 이상의 고용량화가 가능하며, 하이브리드 자동차의 배터리 등으로 폭넓게 활용되고 있는 전지다.
일반적으로 니켈 수소 배터리의 전해질로는 이온전도성이 최대인 KOH 수용액을 활용한다. 니켈 수소 배터리는 충전시 음극에서 물이 전기분해되어 생성되는 수소이온은 수소저장합금에 저장되어 환원반응이 일어나며, 양극에서는 산화 반응이 일어난다. 방전 시에는 반대로 음극에서 수소원자가 산화되어 물이 생성되며, 양극에서는 환원 반응이 일어난다. 니켈 수소 배터리의 장접으로는 저렴한 가격과 급속 충전 및 방전이 가능하다는 점이 있다. 또한 저온에서 우수한 특성을 유지할 수 있으며, 과충전 및 과방전에 강하다는 점이 다른 이차전지에 비해 큰 장점이다. 또한 환경에 해로운 소재가 다른 2차전지에 비하여 적다는 점도 우수한 점이다.
니켈 수소 배터리의 개발은 1970년 콤샛(Comsat)에서 시작되었고, 1977년 미국 해군의 내비게이션 기술 위성 (NTS-2)에 처음으로 사용되었다. 현재 니켈 수소 배터리의 주요 제조 업체는 이글피처(Eagle-Picher Technologies)와 존슨콘트롤즈(Johnson Controls,Inc.)이다.
개요
니켈 수소 배터리는 노트북 PC나 전기 자동차 등에 쓰이는 충전 가능한 전지로, 용량이 작고 성능이 떨어지는 니켈 카드뮴 배터리의 개량형이다. 니켈 전지에 비해 체적당 에너지량이 높다. 하지만 니켈 카드뮴 전지에 비해 가격이 비싸다. 메모리 효과가 있어, 2~3회 충전 중 1번은 완전히 방전된 후 충전을 권장한다.
활용
니켈 수소 배터리는 주로 하이브리드 또는 전기자동차의 배터리로 많이 활용되고 있으며, 시중에서는 AA사이즈의 충전식 건전지로 많이 활용되고 있다. 또한, 니켈 수소 배터리는 단위 부피당 용량이 커, 스마트폰, 태블릿, 노트북 등에 적용되어 널리 활용되고 있다. 니켈 수소 배터리는 1990년경 부터는 디지털 카메라, 개인용 전동공구 등에서 활용되기 시작하여, 1990년 후반에는 자동차 시장에 적용되기 시작하였다. 대용량 니켈 수소 배터리의 개발이 가능하여 태양광 및 풍력 발전과 연계되는 전력저장설비로도 활용되고 있다.
참고자료
같이 보기
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