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리튬이온 전지의 장단점
관리자 2012-11-23 15375

리튬이온-배터리.gif


리튬이온전지는 다른 전지에 비해 탁월한 강점을 가지고 있다.(참고-네이버백과)

[장점]

1) 가볍다. 리튬 금속은 다른 어느 금속보다 가볍기 때문에 이 금속을 사용한 전지도 가벼워 에너지 밀도가 매우 크다. 리튬이온전지의 에너지 밀도는 160Wh/kg으로 니켈카드뮴 전지의 약 2배, 납 축전지의 6배 정도이다.

2) 기전력이 크다. 리튬이온전지의 기전력은 3.6V로 이 전지 하나로 일반 휴대용 제품을 작동시킬 수 있다. 니켈 기반(nickel-based)의 전지는 기전력이 1.2V이기 때문에 이 전지 세 개를 직렬 연결하여야 리튬이온전지 한 개의 기전력을 얻을 수 있다.

3) 리튬이온전지는 관리가 쉽다. 기억효과(memory effect-충반전을 제대로 해 주지 않으면 전하를 운반하는 수산화 이온이 배터리 내부에 고용체를 만들어 만충전 위치를 변화시키고 충전량이 줄어들어 수명이 줄어드는 현상)가 없어 완전히 방전시키지 않고 어느 정도 충전 되어 있는 상태에서도 만충전이 가능하다.(배터리 효율을 감안하면, 만충전 이라는 단어 보다는 "거의" - Amost 라는 단어가 맞는 말 일수 있음)

4) 자가 방전에 의한 전력 손실이 매우 적다. 리튬이온 전지의 자가 방전율은 4~5%/(월) 로 니켈-기반의 전지의 1/4정도에 불과하다.(배터리 보존 환경에 따라 달라 질수 있음)

[단점]

1) 리튬이온전지는 제조된 직후부터 열화(degrading)가 시작된다. 사용하든지 사용하지 않든지에 관계없이 시간의 흐름에 따라 노화된다. 대개 리튬 전지의 수명은 2∼3년 정도이다.

2) 온도에 민감하다. 온도가 높을수록 노화가 빨리 진행된다. 0도C에서는 연간 약 6%, 25도C에서는 약 20%, 40도C에서는 약 35%의 용량(수명) 감소가 일어난다.

3) 리튬이온전지를 잘못 취급하면 심각한 안전 문제를 야기한다. 너무 고온으로 된다든지, 햇빛이 쪼이는 곳에 놓아둔다든지 하면 폭발할 위험이 있다.


리튬이온전지는 (+)극으로 탄소를, (-)극으로 LiCoO2(리튬코발트) 를 사용하며 충방전 때의 반응은 다음과 같다.(위 그림참조)

Li1-xCoO2 + LixC6 <===> C6 + LiCoO2

여기서 유의해야 할 점은 리튬이온 전지의 충방전시 리튬 이온 자체는 (+)극과 (-)극을 오갈 뿐 산화되지 않는다는 것이다. 산화 환원에 참여하는 것은 코발트이다. 충전 때에는 Co3+가 산화되어 Co4+로 되고, 방전 때에는 Co4+가 환원되어 Co3+로 된다.


[리튬이온전지를 오래 동안 사용하기 위해 알아두어야 할 사항]

1) 전지를 사용한 다음 빨리 충전해야 한다. 사용하지 않고 보관해 둘 때에는 40∼60%정도 충전한 상태로 습도가 낮은 곳에 두는 것이 좋다.

2) 리튬이온전지는 완전히 방전될 때까지 사용해서는 안 된다. 완전히 방전된 상태로 되면 충전 시간이 매우 길어지거나 더 이상 충전이 되지 않는다.

3) 리튬이온 배터리를 살 때에는 제조 일자를 확인하여 제조일로부터 경과 시일이 짧은 것을 사도록 한다. 미리 사 두는 것은 좋은 방법이 아니다.

4) 높은 온도에 두지 않도록 한다. 높은 온도에서는 수명이 급격하게 짧아진다. 전원에 연결하여 노트북 컴퓨터를 사용하는 경우에는 리튬이온 전지를 떼어 서늘한 곳(냉장실)에 두는 것이 좋다. 그러나 이 경우에도 너무 오래 놓아 두고 방치하면 완전 방전이 일어날 수 있으므로 적어도 3∼4개월에 한 번은 충전한 다음 다시 보관하는 것이 좋다.

전지의 에너지 밀도
태양광 / 풍력 발전용 전지