서브탑이미지
회사소개타이틀
회사소개타이틀
타이틀라인
폴리머 셀에서 발생하는 가스와 원인
관리자 2012-11-23 5095

리튬이온배터리에서 발생되는 가스는 3종류 입니다.
한가지는 전해액에 포함되어있는 육불화 인산리튬이 물을 만났을때 발생하는 HF
다른 하나는 전해액이 기화되어 발생하는 가스
그리고 다른 하나는 양극재료 불순물중 탄산리튬이 만들어내는 이산화 탄소 입니다.

보통 HF는 비수계 즉 물이 아닌 전해질을 사용하는 리튬이온 배터리에서 제조공정상에 문제가 있지 않고서는 거의 발생하지 않습니다.
아예 발생하지 않을 수는 없지만 아주 극소량입니다.
극소량으로 발생되게끔 제조 공정상에서 유도한 것이고 이는 불소와 수소가 합쳐진 불산으로 리튬이온배터리에 악영향을 미칩니다. 양극재료 불순물중 탄산리튬 또한 제조 업체에서는 아주 적게 관리를 하기 때문에 배터리를 만드는 과정에서 문제가 발생하지 않는다면 보통의 리튬이온 배터리에서는 거의 발생할 일이 없습니다.

가장 많이 발생하는 가스는 무엇보다도 전해질이 기화되어 일어나는 유기용제의 기화가스인데....
리튬이온배터리는 예전의 충전지들과 달리 높은 전압영역대를 가지고 있어 물이 전기분해 됩니다.
따라서 다른 충전지처럼 전해액으로 물을 사용할 수 없기에 유기용제를 사용하는데 대부분의 이런 유기용제는 에틸렌카보네이트, 디에틸렌 카보네이트, 메틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트 계열의 화학물질을 단독으로 사용하거나 혼합하여 사용합니다. 제조 공정상에서 최초로 만들어진 리튬이온 배터리는 최초 충전과정에서 가스가 발생할 수 있지만 일단 제조되어 소비자에게 공급되고 난뒤 사용상의 부주의로 발생되는 가스의 대부분이 바로 이 전해질용액의 기화상태 가스입니다.

유기용제이기 때문에 끓는점이 낮은 이 유기용제는 네비게이션에 장착되어 한여름의 자동차 내에서 고온에 노출 된다거나 또는 노트북에 장착되어 발열을 하는 과정에서 냉각이 효율적으로 이루어지지 않을때 고온에 노출 될 수 있는데요. 이때 기화점의 온도를 넘어가면 물이 끓어 수증기가 되듯이 전해질이 기화되어 기체로 변하고 부피가 커집니다.
때문에 배터리가 외장케이스로 캔이나 플라스틱 packing이 되어있지 않다면 배가 볼록하게 튀어 나오는 현상이 발생되는데 이때 외장 포장이 그 기체의 압력을 버티지 못하고 포장이 파괴되면서 배터리 외형이 변하고 충전상태에서 외형이 변형되면서 음극과 양극이 접촉하지 못하게 하는 격리막이 훼손되어 접촉이 일어나면 쇼트가 발생하여 불꽃 즉 점화원을 제공해주고 발생된 가스가 방출 되면서 공기중의 산소와 만나 적절한 연소 범위 내의 농도로 만들어지면 불이 붙게 되는데 이와같은 현상으로 인하여 리튬이온 배터리의 폭발사고가 발생하는 겁니다.

이러한 안전상의 문제를 해소하기 위하여 배터리에는 내부 가스 발생이 발생되어 일정압력이상 올라가면 충전회로를 중단시키거나 또는 가스를 안전하게 방출시키는 등의 안전장치가 개발되어 삽입되어 지고 있고 또한 온도가 일정온도 이상 올라가면 더이상의 충전, 방전기능을 할 수 없게 회로를 끊어버리는 안전소자가 채택되어 삽입되어 집니다.

또한 배터리 자체가 가스가 발생되지 않게, 발생시키는 원인이 되는 전해질을 기화가 잘되는 기존의 유기 용제에서 기화가 일어나지 않게 고체상태의 고분자, 즉 폴리머로 전해질을 투입하여 제작한 배터리가 등장 하게 되었는데 그것이 리튬폴리머 배터리입니다.

리튬이온배터리와 리튬폴리머 배터리 와의 차이는 바로 이 전해질 차이입니다.

외장형 보조 배터리 (External pack battery)
Peak current 유지시간