생활
디카 전지 오래 쓰는 법
청원1
2007. 1. 16. 08:21
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리튬이온 전지 오래 쓰는 법
 디카 정보 2004/07/07 20:47 |
캐논사랑 좋은정보란에 올라온 글입니다.
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리튬이온전지
리튬이온 전지 오래 쓰는 법
다른 전지와 달리 리튬이온전지는 완충/완방을 하지 않고 조금사용하고 충전하고 하는 것이 더 좋습니다.
전지를 사용하다 보면 용량이 적어진 것을 느낄 수 있습니다. 이때 다시 완충전/방전을 하면 용량이 다시 살아납니다.
용량이 다시 살아나는 이유는 복잡하던데, 하여튼 이온이 흘러가는 통로에서 여러가지 이유로 이온중 여러개가 극판까지 도달하지 못하게 되는 것이 많아지게 됩니다. 이때 완충/완방전을 해주면 다시 용량이 늘어납니다.
"조금만 사용하고 충전하며, 용량이 떨어졌다 판단되면 완충/완방 한번 해주시는면 용량이늘어난다"
리튬이온 배터리 재생하기...
리튬이온 배터리는 6개월정도사용하면서부터 수명이 짧아지기 마련입니다.
리튬이온배터리를 랩이나,비닐봉투등 으로 밀봉하여
(습기로 인하여 배터리가 손상을 입을 수 있습니다.)
냉장고 냉동실에 24시간정도 얼리면 새것처럼 성능이 부활됩니다.
극저온 상태에서 전해물질들이 자기자리로 돌아가려는 간단한 원리 입니다.
특히 오래된것일수록 효과가 확실하게 나타납니다.
너무 자주하는거보다는 6개월에 한번정도 하면 좋습니다....
배터리 경고등 , 방전시킨 후 랩이나 비닐로 밀봉하여 냉동실이나 냉장실에 24시간 보관시키시고,
냉장고에서 꺼낸뒤 바로 드라이기를 약하게 멀리서 말려주셔야 합니다.
(습기로 인하여 배터리가 손상을 입기 때문 입니다.)
그리고 최소 5시간이상 충전하세요.
꼭 주의 하십시오
자가방전
일반적으로 많은 2차전지의 경우에 오랫동안 사용하지 않고 방치해 두면 전지의 성능이 저하되는 경우를 보게 됩니다. 여러가지 원인이 있을 수 있지만 주로 전지의 자기방전에 의해 과방전되어 전지의 성능저하와 수명단축을 가져오게 될 수도 있습니다.
자기방전율 관점에서만 본다면 리튬이온전지는 기존의 휴대기기에 가장 많이 사용되었고, 현재도 저가의 상품들에 사용되고 있는 Ni/Cd나 NiMH, 납축전지들보다는 자기방전율이 매우 낮습니다. 예를들면 NiMH는 15%/월인데 반해 리튬이온전지의 경우 (+.-)전극을 구성하는 활물질에 따라 차이가 납니다만 약 3~5%/월 로서 매우 우수한 장기방치특성을 지니고 있습니다. 따라서 오래 사용하지 않고 방치해 둔다면 위에 언급된 전지들 중 리튬이온 전지가 가장 영향을 적게 받습니다.
그리고 장기간 사용않고 방치해야만 한다면 방전상태에서 보다는 충전상태에서 보관을 하는 것이 좋습니다. 그래야 몇달이 지나도 과방전되어 전지에 치명적인 손상을 주는 일이 일어날 확율이 낮습니다.
덧붙여 말씀드리면 리튬이온전지는 비교적 최근에 개발되어 1992년 봄부터 일본의 SONY에 의해 세계최초로 상품화에 성공하였으며, 한국에서 시장에 출하된 것은 대략 1995년말, 1996년초정도에 최고급모델의 이동통신단말기에 채택되면서 본격적으로 일반에게 소개되었습니다. 때문에 아직까지도 일반인들에게는 생소한 전지라 할 수 있습니다.
리튬이온전지가 기존의 Ni/Cd나 NiMH전지에 비해 고가인것은 사용되는 재료가 지구상에서 존재하는 물질의 매장량으로 볼때 희소하기 때문에 비싼 것입니다. 사용되는 전해질도 수용액계가 아닌 고가의 유기전해질과 눈이 튀어나올 만큼 비싼 리튬염(kg당 수십만원정도)을 사용하기 때문입니다. 그런데도 이동통신단말기와 노트북, 캠코더 등 3C산업에서 앞다투어 리튬이온전지를 채용하는 것은 동일한 체적, 무게일때 용량은 니카드의 약 3배, 니켈수소(정확히는 니켈-수소저장합금)의 약1.5~2배에 달하고 전지의 수명또한 대략 2배이상으로 길며, 특히 메모리효과가 없다는 점은 사용자로 하여금 전지의 특성을 잘 모르고 사용하여도 오래 쓸수 있다는 장점이 있습니다.
리튬이온전지와 리튬폴리머전지
리튬이온전지는 액체로 된 전해액이 들어 있습니다.
문제는 이 전해액은 유기성인데 휘발유보다 더 잘타는 물질입니다. 그래서 폭발의 위험이 있습니다.
리튬폴리머는 바로 이점을 개선한 것입니다. 전해액대신에 고분자물질로 채워서 안정성(Safety)을 높인 것입니다.
리튬폴리머전지의 단점
- 리튬이온보다 용량이 작다
- 리튬이온보다 수명도 짧다
리튬폴리머전지의 장점
- 리튬이온보다 안전하다.
- 리튬이온보다 가볍다.
리튬전지
Li 전지의 가장 큰 특징은 높은 전압이다. 기존의 전지가 1.5 V 급인데 반해 Li 1 차 전지는 3.0 볼트급이다.
Li 1 차 전지는 cathode 종류에 따라 다음과 같이 분류된다.
(1) Li/SOCl2 (싸이오닐 클로라이드) 전지
(2) Li/SO2 전지==> 군용
(3) Li/ MnO2 전지
(4) Li/(CF)n 전지==> 민수용
이 중에서 가장 상업적으로 성공한 전지가 Li/MnO2 전지로서 자동 카메라등에 2 cell pack 형태로 많이 사용되고 있다 Li/MnO2 전지는 미국에서 개발이 시작되었다. 그러나, MnO2 의 수분문제로 인하여 문제가 되어 왔다. 이 문제를 해결한 곳이 일본의 Sanyo 이다. Sanyo 는 이 전지에 대한 특허를 획득하였으며,1976 년부터 세계적으로 인기가 있는 전지가 되었다.
Li 1 차 전지는 Bobbin type 과 Jelly roll type의 두 가지 형태를 갖고 있다. Bobbin type 은 내부구조가 건전지와 유사하며, 고용량 용으로 쓰인다. Jelly-roll type 은 Li-ion 전지와 내부구조가 유사하며, high power 용으로 쓰인다. 자동 카메라에서는 CR series 라고 하여, 전지 2 개를 직렬로 연결한 pack 형태로 사용한다.
Sanyo 의 Li/MnO2 1차 전지는 조립법이나 내부 구조등에서 Li-ion 전지의 효시라고 할 수 있다. 일본의 Li-ion 전지 업체가 빠른 시간에 Sony 의 Li-ion 전지 기술을 흡수할 수 있었던 것은 Li 1 차 전지 제조 기술을 보유하고 있었기 때문에 기초가 튼튼했기 때문이라고 말할 수 있다. 전해액도 Li-ion 전지와 유사한 유기용매 및 Li salt 를 사용한다. Li/(CF)n (카본 모노 플로라이드) 전지는 마쓰시다가 심혈을 기우려 개발에 성공한 역작이다.
1개의 전지 전압이 3V ,3.6V로, 망간건전지나 알카리건전지의 약 2배 입니다.
대전류 방전이 가능합니다.
자기 방전율이 1%이내이며 (연율) 수명이 오래갑니다.
전지의 사용 온도 범위가 넓고(－20℃∼＋60℃) 특히 저온, 고온에서의 사용도 가능합니다.
안정된 방전 성능을 나타냅니다.
카메라, 텔레미터시스템, 의료기기 등에 적합합니다.
리튬코인
전압이 3V이므로 CMOS의 S-RAM에 필요한 전압을 1개의 전지로 대체 가능합니다.
적은 전류 방전에서는 5년이상 안정된 방전 전압의 유지가 가능합니다.
양극(+)물질에 화학적으로 매우 안정화되어 있는 이산화망간을 사용하여 장기간 보존성이 뛰어납니다.
도시바의 특별한 기술에 의해 낮은 온도에서도 제기능을 발휘하도록 설계되었으며 -20℃에서부터
+70℃까지 광범위하게 사용할수 있습니다.
순간적으로 높은 전류 방전에도 적용할수있으며 Back-Lighting 및 알람기능시계 등에도 사용할수있습니다.
자기방전이 극히 적으므로 특히 장시간 방전 및 보관이 가능합니다.
니켈-수소전지의 개요
전자산업의 급속한 성장에 따라 모든 분야에서 기기의 소형화와 Portable화가 진행되고 있다. 이러한 상황에 있어 사용되는 전지도 보다 소형 경량으로 에너지밀도가 높고 환경에 문제가 없는 우수한 상품이 요구되어지고 있다. 니켈-수소 전지는 양극에 니켈산화물, 음극에 카드뮴 대신에 수소 저장합금을 사용한 전지로 전압이 니켈-카드뮴과 같은 1.2Volt로 호환성이 있고 또한 고에너지밀도의 새로운 전지이다.
니켈-수소전지는 음극에 사용되는 MISHMETAL·NICKEL FIVE 계의 수소흡장합금중의 원소 및 배합비를 최적화함에 의해 수소흡장능력의 향상과 전극 특성의 개선을 도모하여 장수명화를 실현했다. 또 제조기술적으로는 3차원 다공질기판에 활물질을 고밀도 충진하고 고용량화와 대전류 방전특성의 향상을 도모하여 3CmA의 대전류 방전을 가능하게 했다. 그외에 니켈-수소전지의 충전메카니즘을 고려하여 제작한 충전제어 마이콤을 사용하여 1시간 급속충전을 가능하게 했다.
충·방전 반응에는 외관상 전해액이 관여하지 않는 시스템이고, 전해액중에 반응생성물의 전해액의 농도변화가 없어 전압변화가 적은 우수한 전지이다.
전지구성은 지극히 얇은 Sheet상의 양극과 음극을 Separator를 사이에 적층한 것을 철에 니켈도금한 음극관에 삽입하고 전해액을 주입한 후 안전변등을 갖춘 봉구판을 조합하여 밀폐했다. Separator를 끼워 지극히 얇은 Sheet상의 양극과 음극이 치밀하게 적층되어 있기 때문에 전지내부는 거의 전극판에으로 점유되어 있고 에너지 밀도적으로도 내부저항으로도 우수한 특성이 발휘가능한 구성이다.
[전지의 구조]
과충전시에 양극에서 발생한 산소가스는 음극에서 수소와 반응, 물로되어 전지내의 압력을 평형상태로 하는 기능을 갖고 있다. 그 때문에 과충전에 강한 신뢰성이 뛰어난 전지이다. 전지의 구조는 니켈-카드뮴전지와 거의 비슷하다.
구성·부품 내용
양 극 : 니켈산화물을 주로하는 얇은 판상으로 유연한 전극판
음 극 : 수소흡장합금을 주로하는 얇은 판상으로 유연한 전극판
Separator : 전기적 절연성이 뛰어난 합성섬유의 부직포로 적당한 양의 전해액을 보습하고 있다
전해액 : 수산화칼륨의 수용액
음극관 : 니켈 도금한 연강의 관으로 전지 용기인 음극단자를 겸한다
봉구판 : 양극단자,안전변등과 전지 TAB을 구성하고 가스켓을 사이로 음극관과 교압되어 있다
안전변 : 전지내부의 압력이 높게되는 경우가 발생할 때 위험하지 않도록 규정 압력으로 일시적으로 가스를 방출하도록 설계한 복원식 안전변
[전지의 중요한 특징]
① 전압이 1.2V로 니켈-카드뮴전지와 호환성이 있다.
② AA Size를 기준으로 2000mAh의 용량을 갖고 있으므로 동일 규격의 니켈-카드뮴전지 (700mAh)의 2.8배이상의 고용량이다.
③ 1시간의 급속충전이 가능하다.
④ 내부저항이 대단히 적고, 전압변동도 적다. 또, 대전류방전도 가능하다.
⑤ 충·방전 싸이클수 500회 이상이 가능하다.
⑥ 봉구의 밀폐신뢰성이 높고, 전해액의 내누액성이 뛰어나 기기의 조합에 적합하다.
⑦ 금속용기로 되어 잇기 때문에 기계적으로 강하다.
⑧ 넓은 온도범위에서 사용가능하다.
⑨ 엄밀한 품질 관리하에서 제조되고 품질의 신뢰성이 우수하다.
⑩ 환경친화적인 고에너지밀도 전지이다.
[소형 2차 전지]
소형 2차 전지는 핸드폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더나 power tool 등에 사용된다. 현재 상용화되고 있는 전지로서는 Ni-Cd, Ni-MH, Li-ion 전지가 있다. 형태는 장난감, 사진기 등에 사용되는 1 차 전지와 유사하다. 소형 2 차 전지는 대형전지와 달리 maintenance 가 필요 없으므로 "sealed 전지" 라고도 한다.
작동 원리별 분류
소형 Ni-Cd Battery (니켈 카드뮴 배터리)
대형 2차 전지가 2차 대전 당시 유럽에서 개발된 데 비해, 소형 2 차 전지는 1960 년대 유럽에서 상용화 되었다. Ni(OH)2를 양극으로, Cd 을 음극으로 사용하는 전지이며, 알카리 수용액을 전해질로 사용한다. 납축전지와 Ni-Cd 전지의 가장 큰 차별점은 전해질을 황산대신 알카리 수용액을 사용한다는 점이다. 알카리 수용액은 황산과 같은 산성 수용액보다 전도성이 뛰어나다는 장점이 있다. Ni-Cd 전지의 전압은 1.2 V 인데, ( 비교- 건전지 : 1.5 V, 납축전지 2.0 V) Ni-Cd 전지에서는 전지를 다 사용하기 전에 충전하면 memory effect 때문에 다음 충 방전 시에 용량이 줄어드는 현상이 발생한다.
Memory effect 의 단적인 예는 전기 면도기처럼 매일 일정시간 사용하고 곧 바로 충전하는 기기에서의 이상 동작 현상을 들 수 있다. 본인이 면도하고 난 후 충전 후에 , 다른 사람이 면도하려고 하였는데 면도기가 작동하지 않는 것이다!
Memory 라고 말할 수 있는 이 현상은 이 전지 (예를 들어 Ni-Cd 전지) 를 강제 방전함으로써 memory 를 지울 수 있다.
Memory effect는 Cd(카드뮴) 금속 고유의 특성이다. 카드뮴 금속은 수정과 같은 결정구조를 이루고 있는데 방전이 일어나면서, 반응이 일어난 부분은 결정구조가 흐트러져 비정형 구조로 변한다. 비정형구조와 결정 구조사이의 경계는 충전과 방전을 거듭하면서 굵어지고, 이러한 경계가 memory effect 의 원인이 된다.
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리튬이온전지
리튬이온 전지 오래 쓰는 법
다른 전지와 달리 리튬이온전지는 완충/완방을 하지 않고 조금사용하고 충전하고 하는 것이 더 좋습니다.
전지를 사용하다 보면 용량이 적어진 것을 느낄 수 있습니다. 이때 다시 완충전/방전을 하면 용량이 다시 살아납니다.
용량이 다시 살아나는 이유는 복잡하던데, 하여튼 이온이 흘러가는 통로에서 여러가지 이유로 이온중 여러개가 극판까지 도달하지 못하게 되는 것이 많아지게 됩니다. 이때 완충/완방전을 해주면 다시 용량이 늘어납니다.
"조금만 사용하고 충전하며, 용량이 떨어졌다 판단되면 완충/완방 한번 해주시는면 용량이늘어난다"
리튬이온 배터리 재생하기...
리튬이온 배터리는 6개월정도사용하면서부터 수명이 짧아지기 마련입니다.
리튬이온배터리를 랩이나,비닐봉투등 으로 밀봉하여
(습기로 인하여 배터리가 손상을 입을 수 있습니다.)
냉장고 냉동실에 24시간정도 얼리면 새것처럼 성능이 부활됩니다.
극저온 상태에서 전해물질들이 자기자리로 돌아가려는 간단한 원리 입니다.
특히 오래된것일수록 효과가 확실하게 나타납니다.
너무 자주하는거보다는 6개월에 한번정도 하면 좋습니다....
배터리 경고등 , 방전시킨 후 랩이나 비닐로 밀봉하여 냉동실이나 냉장실에 24시간 보관시키시고,
냉장고에서 꺼낸뒤 바로 드라이기를 약하게 멀리서 말려주셔야 합니다.
(습기로 인하여 배터리가 손상을 입기 때문 입니다.)
그리고 최소 5시간이상 충전하세요.
꼭 주의 하십시오
자가방전
일반적으로 많은 2차전지의 경우에 오랫동안 사용하지 않고 방치해 두면 전지의 성능이 저하되는 경우를 보게 됩니다. 여러가지 원인이 있을 수 있지만 주로 전지의 자기방전에 의해 과방전되어 전지의 성능저하와 수명단축을 가져오게 될 수도 있습니다.
자기방전율 관점에서만 본다면 리튬이온전지는 기존의 휴대기기에 가장 많이 사용되었고, 현재도 저가의 상품들에 사용되고 있는 Ni/Cd나 NiMH, 납축전지들보다는 자기방전율이 매우 낮습니다. 예를들면 NiMH는 15%/월인데 반해 리튬이온전지의 경우 (+.-)전극을 구성하는 활물질에 따라 차이가 납니다만 약 3~5%/월 로서 매우 우수한 장기방치특성을 지니고 있습니다. 따라서 오래 사용하지 않고 방치해 둔다면 위에 언급된 전지들 중 리튬이온 전지가 가장 영향을 적게 받습니다.
그리고 장기간 사용않고 방치해야만 한다면 방전상태에서 보다는 충전상태에서 보관을 하는 것이 좋습니다. 그래야 몇달이 지나도 과방전되어 전지에 치명적인 손상을 주는 일이 일어날 확율이 낮습니다.
덧붙여 말씀드리면 리튬이온전지는 비교적 최근에 개발되어 1992년 봄부터 일본의 SONY에 의해 세계최초로 상품화에 성공하였으며, 한국에서 시장에 출하된 것은 대략 1995년말, 1996년초정도에 최고급모델의 이동통신단말기에 채택되면서 본격적으로 일반에게 소개되었습니다. 때문에 아직까지도 일반인들에게는 생소한 전지라 할 수 있습니다.
리튬이온전지가 기존의 Ni/Cd나 NiMH전지에 비해 고가인것은 사용되는 재료가 지구상에서 존재하는 물질의 매장량으로 볼때 희소하기 때문에 비싼 것입니다. 사용되는 전해질도 수용액계가 아닌 고가의 유기전해질과 눈이 튀어나올 만큼 비싼 리튬염(kg당 수십만원정도)을 사용하기 때문입니다. 그런데도 이동통신단말기와 노트북, 캠코더 등 3C산업에서 앞다투어 리튬이온전지를 채용하는 것은 동일한 체적, 무게일때 용량은 니카드의 약 3배, 니켈수소(정확히는 니켈-수소저장합금)의 약1.5~2배에 달하고 전지의 수명또한 대략 2배이상으로 길며, 특히 메모리효과가 없다는 점은 사용자로 하여금 전지의 특성을 잘 모르고 사용하여도 오래 쓸수 있다는 장점이 있습니다.
리튬이온전지와 리튬폴리머전지
리튬이온전지는 액체로 된 전해액이 들어 있습니다.
문제는 이 전해액은 유기성인데 휘발유보다 더 잘타는 물질입니다. 그래서 폭발의 위험이 있습니다.
리튬폴리머는 바로 이점을 개선한 것입니다. 전해액대신에 고분자물질로 채워서 안정성(Safety)을 높인 것입니다.
리튬폴리머전지의 단점
- 리튬이온보다 용량이 작다
- 리튬이온보다 수명도 짧다
리튬폴리머전지의 장점
- 리튬이온보다 안전하다.
- 리튬이온보다 가볍다.
리튬전지
Li 전지의 가장 큰 특징은 높은 전압이다. 기존의 전지가 1.5 V 급인데 반해 Li 1 차 전지는 3.0 볼트급이다.
Li 1 차 전지는 cathode 종류에 따라 다음과 같이 분류된다.
(1) Li/SOCl2 (싸이오닐 클로라이드) 전지
(2) Li/SO2 전지==> 군용
(3) Li/ MnO2 전지
(4) Li/(CF)n 전지==> 민수용
이 중에서 가장 상업적으로 성공한 전지가 Li/MnO2 전지로서 자동 카메라등에 2 cell pack 형태로 많이 사용되고 있다 Li/MnO2 전지는 미국에서 개발이 시작되었다. 그러나, MnO2 의 수분문제로 인하여 문제가 되어 왔다. 이 문제를 해결한 곳이 일본의 Sanyo 이다. Sanyo 는 이 전지에 대한 특허를 획득하였으며,1976 년부터 세계적으로 인기가 있는 전지가 되었다.
Li 1 차 전지는 Bobbin type 과 Jelly roll type의 두 가지 형태를 갖고 있다. Bobbin type 은 내부구조가 건전지와 유사하며, 고용량 용으로 쓰인다. Jelly-roll type 은 Li-ion 전지와 내부구조가 유사하며, high power 용으로 쓰인다. 자동 카메라에서는 CR series 라고 하여, 전지 2 개를 직렬로 연결한 pack 형태로 사용한다.
Sanyo 의 Li/MnO2 1차 전지는 조립법이나 내부 구조등에서 Li-ion 전지의 효시라고 할 수 있다. 일본의 Li-ion 전지 업체가 빠른 시간에 Sony 의 Li-ion 전지 기술을 흡수할 수 있었던 것은 Li 1 차 전지 제조 기술을 보유하고 있었기 때문에 기초가 튼튼했기 때문이라고 말할 수 있다. 전해액도 Li-ion 전지와 유사한 유기용매 및 Li salt 를 사용한다. Li/(CF)n (카본 모노 플로라이드) 전지는 마쓰시다가 심혈을 기우려 개발에 성공한 역작이다.
1개의 전지 전압이 3V ,3.6V로, 망간건전지나 알카리건전지의 약 2배 입니다.
대전류 방전이 가능합니다.
자기 방전율이 1%이내이며 (연율) 수명이 오래갑니다.
전지의 사용 온도 범위가 넓고(－20℃∼＋60℃) 특히 저온, 고온에서의 사용도 가능합니다.
안정된 방전 성능을 나타냅니다.
카메라, 텔레미터시스템, 의료기기 등에 적합합니다.
리튬코인
전압이 3V이므로 CMOS의 S-RAM에 필요한 전압을 1개의 전지로 대체 가능합니다.
적은 전류 방전에서는 5년이상 안정된 방전 전압의 유지가 가능합니다.
양극(+)물질에 화학적으로 매우 안정화되어 있는 이산화망간을 사용하여 장기간 보존성이 뛰어납니다.
도시바의 특별한 기술에 의해 낮은 온도에서도 제기능을 발휘하도록 설계되었으며 -20℃에서부터
+70℃까지 광범위하게 사용할수 있습니다.
순간적으로 높은 전류 방전에도 적용할수있으며 Back-Lighting 및 알람기능시계 등에도 사용할수있습니다.
자기방전이 극히 적으므로 특히 장시간 방전 및 보관이 가능합니다.
니켈-수소전지의 개요
전자산업의 급속한 성장에 따라 모든 분야에서 기기의 소형화와 Portable화가 진행되고 있다. 이러한 상황에 있어 사용되는 전지도 보다 소형 경량으로 에너지밀도가 높고 환경에 문제가 없는 우수한 상품이 요구되어지고 있다. 니켈-수소 전지는 양극에 니켈산화물, 음극에 카드뮴 대신에 수소 저장합금을 사용한 전지로 전압이 니켈-카드뮴과 같은 1.2Volt로 호환성이 있고 또한 고에너지밀도의 새로운 전지이다.
니켈-수소전지는 음극에 사용되는 MISHMETAL·NICKEL FIVE 계의 수소흡장합금중의 원소 및 배합비를 최적화함에 의해 수소흡장능력의 향상과 전극 특성의 개선을 도모하여 장수명화를 실현했다. 또 제조기술적으로는 3차원 다공질기판에 활물질을 고밀도 충진하고 고용량화와 대전류 방전특성의 향상을 도모하여 3CmA의 대전류 방전을 가능하게 했다. 그외에 니켈-수소전지의 충전메카니즘을 고려하여 제작한 충전제어 마이콤을 사용하여 1시간 급속충전을 가능하게 했다.
충·방전 반응에는 외관상 전해액이 관여하지 않는 시스템이고, 전해액중에 반응생성물의 전해액의 농도변화가 없어 전압변화가 적은 우수한 전지이다.
전지구성은 지극히 얇은 Sheet상의 양극과 음극을 Separator를 사이에 적층한 것을 철에 니켈도금한 음극관에 삽입하고 전해액을 주입한 후 안전변등을 갖춘 봉구판을 조합하여 밀폐했다. Separator를 끼워 지극히 얇은 Sheet상의 양극과 음극이 치밀하게 적층되어 있기 때문에 전지내부는 거의 전극판에으로 점유되어 있고 에너지 밀도적으로도 내부저항으로도 우수한 특성이 발휘가능한 구성이다.
[전지의 구조]
과충전시에 양극에서 발생한 산소가스는 음극에서 수소와 반응, 물로되어 전지내의 압력을 평형상태로 하는 기능을 갖고 있다. 그 때문에 과충전에 강한 신뢰성이 뛰어난 전지이다. 전지의 구조는 니켈-카드뮴전지와 거의 비슷하다.
구성·부품 내용
양 극 : 니켈산화물을 주로하는 얇은 판상으로 유연한 전극판
음 극 : 수소흡장합금을 주로하는 얇은 판상으로 유연한 전극판
Separator : 전기적 절연성이 뛰어난 합성섬유의 부직포로 적당한 양의 전해액을 보습하고 있다
전해액 : 수산화칼륨의 수용액
음극관 : 니켈 도금한 연강의 관으로 전지 용기인 음극단자를 겸한다
봉구판 : 양극단자,안전변등과 전지 TAB을 구성하고 가스켓을 사이로 음극관과 교압되어 있다
안전변 : 전지내부의 압력이 높게되는 경우가 발생할 때 위험하지 않도록 규정 압력으로 일시적으로 가스를 방출하도록 설계한 복원식 안전변
[전지의 중요한 특징]
① 전압이 1.2V로 니켈-카드뮴전지와 호환성이 있다.
② AA Size를 기준으로 2000mAh의 용량을 갖고 있으므로 동일 규격의 니켈-카드뮴전지 (700mAh)의 2.8배이상의 고용량이다.
③ 1시간의 급속충전이 가능하다.
④ 내부저항이 대단히 적고, 전압변동도 적다. 또, 대전류방전도 가능하다.
⑤ 충·방전 싸이클수 500회 이상이 가능하다.
⑥ 봉구의 밀폐신뢰성이 높고, 전해액의 내누액성이 뛰어나 기기의 조합에 적합하다.
⑦ 금속용기로 되어 잇기 때문에 기계적으로 강하다.
⑧ 넓은 온도범위에서 사용가능하다.
⑨ 엄밀한 품질 관리하에서 제조되고 품질의 신뢰성이 우수하다.
⑩ 환경친화적인 고에너지밀도 전지이다.
[소형 2차 전지]
소형 2차 전지는 핸드폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더나 power tool 등에 사용된다. 현재 상용화되고 있는 전지로서는 Ni-Cd, Ni-MH, Li-ion 전지가 있다. 형태는 장난감, 사진기 등에 사용되는 1 차 전지와 유사하다. 소형 2 차 전지는 대형전지와 달리 maintenance 가 필요 없으므로 "sealed 전지" 라고도 한다.
작동 원리별 분류
소형 Ni-Cd Battery (니켈 카드뮴 배터리)
대형 2차 전지가 2차 대전 당시 유럽에서 개발된 데 비해, 소형 2 차 전지는 1960 년대 유럽에서 상용화 되었다. Ni(OH)2를 양극으로, Cd 을 음극으로 사용하는 전지이며, 알카리 수용액을 전해질로 사용한다. 납축전지와 Ni-Cd 전지의 가장 큰 차별점은 전해질을 황산대신 알카리 수용액을 사용한다는 점이다. 알카리 수용액은 황산과 같은 산성 수용액보다 전도성이 뛰어나다는 장점이 있다. Ni-Cd 전지의 전압은 1.2 V 인데, ( 비교- 건전지 : 1.5 V, 납축전지 2.0 V) Ni-Cd 전지에서는 전지를 다 사용하기 전에 충전하면 memory effect 때문에 다음 충 방전 시에 용량이 줄어드는 현상이 발생한다.
Memory effect 의 단적인 예는 전기 면도기처럼 매일 일정시간 사용하고 곧 바로 충전하는 기기에서의 이상 동작 현상을 들 수 있다. 본인이 면도하고 난 후 충전 후에 , 다른 사람이 면도하려고 하였는데 면도기가 작동하지 않는 것이다!
Memory 라고 말할 수 있는 이 현상은 이 전지 (예를 들어 Ni-Cd 전지) 를 강제 방전함으로써 memory 를 지울 수 있다.
Memory effect는 Cd(카드뮴) 금속 고유의 특성이다. 카드뮴 금속은 수정과 같은 결정구조를 이루고 있는데 방전이 일어나면서, 반응이 일어난 부분은 결정구조가 흐트러져 비정형 구조로 변한다. 비정형구조와 결정 구조사이의 경계는 충전과 방전을 거듭하면서 굵어지고, 이러한 경계가 memory effect 의 원인이 된다.