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리모콘, 양극에 이황화티탄을 사용한 고체전해질 리튬전지나 용융염(熔融鹽)을 사용한 고온형 리튬황화철전지 등이 시도되고 있으며, 카메라플래쉬, 전지가 허용하는 방전하한 상태까지만)하는 것을 반복하는 것이 가장 잘 사용하는 방법입니다.전기 화학 - 리튬 전지 자료 전기 화학 - 리튬 전지. 2) 개발현황 Li/MnO2 Battery(3. 또 전지의 크기도 원통형 외에 동전형 등 다양하게 상품화돼 계산기, 기능면으로 1차전지와 2차전지로 나뉘는데, 의료기기, 극판에 손실이 거의 없기 때문에 장수명 특성을 가진다고 한다. Ni-Cd(니카드=니켈카드뮴), 전해질은 프로필렌탄산염 등 유기비수용액이 쓰인다.0V) - 경량, 프린터, 현재 많이 사용되는 것은 고에너지밀도전지인 1차전지이다.5 V에 비해 2배 이상 높다. 리튬전지는 사용된 전해액이나 양극물질에 따라 고체양극, 전자계산기, 카메라플래쉬, 디지털시계,한편 리튬을 사용한 고에너지밀도의 2차전지로서,, 고전압, 계측기, CD player, 고체전해질을 사용한 전지가 심장페이스메이커  ......

 

 

Index & Contents

전기 화학 - 리튬 전지 자료

 

전기 화학 - 리튬 전지.hwp 문서 (File).zip

 

 

전기 화학 - 리튬 전지

 

전기 화학 - 리튬 전지 - 미리보기를 참고 바랍니다.

 

1. 리튬전지란?

양극에는 많은 것이 고안되어, 기능면으로 1차전지와 2차전지로 나뉘는데, 현재 많이 사용되는 것은 고에너지밀도전지인 1차전지이다. 이들은 3V 이상의 기전력을 가지며, 전해질은 프로필렌탄산염 등 유기비수용액이 쓰인다. 종래의 망간건전지보다 약 2배의 고전압을 지니며, 에너지밀도도 5∼10배이기 때문에, 전자시계 ·카메라 ·부표 등의 전원에 널리 쓰인다. 이 밖에, 고체전해질을 사용한 전지가 심장페이스메이커 등에 사용되고 있다. 한편 리튬을 사용한 고에너지밀도의 2차전지로서, 음극에 금속리튬을, 양극에 이황화티탄을 사용한 고체전해질 리튬전지나 용융염(熔融鹽)을 사용한 고온형 리튬황화철전지 등이 시도되고 있으며, 기술개발의 진전에 따라 고에너지밀도의 리튬2차전지가 계속 개발될 것이다.

 

2. 1차리튬전지

1) 리튬1차전지란

집집마다 자동카메라 1대는 있다. 카메라를 동작시키는 것도 역시 전지. 하지만 이 전지는 우리가 알고 있는 건전지가 아니다. 전지를 꺼내 자세히 살표보면 일반적으로 쓰이던 1.5V가 아닌 3V, 리튬전지라고 쓰여진 것을 발견할 수 있다.

리튬전지는 고성능의 전자제품에 필요한 높은 에너지밀도와 높은 출력밀도를 갖는 전원으로서 60년대 후반부터 70년대에 걸쳐 개발됐다. 그 중 우수한 것들은 80년대에 들어 상용화되면서 시장에 진출했다.

리튬은 금속 원소 중 가장 가벼운 물질이고, 산화전위가 높다(3.01 V). 단위무게당 낼 수 있는 전기화학적 용량이 종래의 아연전지와 비교해 4배 이상 높기 때문에 전지의 음극물질로 가장 우수하다. 그러나 리튬금속은 수용액은 물론 공기중의 수분과도 급격히 반응하기 때문에 취급이 쉽지 않다. 따라서 전해액으로 수분이 없는 유기용매를 사용해 전극으로 개발되기까지는 오랜 시간이 걸렸다.

리튬전지는 사용된 전해액이나 양극물질에 따라 고체양극, 액체양극, 고체전해질 전지의 세가지로 구분된다. 일반적으로 많이 사용되는 리튬 1차전지는 자동카메라에 사용되는 고체양극형의 이산화망간 리튬전지다. 이 전지는 재래식 건전지용으로 사용되고 있는 이산화망간을 양극반응물질로 사용하므로 가격이 저렴해 많은 기업체에 의해 만들어졌다.

리튬전지는 작동전압이 3 V 이상으로서 망간건전지의 1.5 V에 비해 2배 이상 높다. 따라서 2개의 망간건전지를 1개의 리튬전지로 대체할 수 있으므로 부피와 무게를 줄일 수 있는 이점이 있다. 또 전지의 크기도 원통형 외에 동전형 등 다양하게 상품화돼 계산기, 시계, 완구용으로 사용되고 있다.

리튬 액체양극전지는 에너지밀도가 높고, 낮은 온도에서도 성능이 우수하므로 군용 무전기 등 특수용으로 주로 사용된다.

고체전해질 리튬전지는 전해액이 고체 또는 점도가 매우 높은 물질로 이루어져 전지의 누액이 없는 것이 장점이다. 하지만 출력이 상대적으로 약하므로 인공심장박동기와 같이 낮은 출력으로 오랜 저장수명이 필요한 곳에 사용된다.

 

 

 

 

 

2) 개발현황

 

 

 

 

 

 

Li/MnO2 Battery(3.0V)

 

- 경량, 고전압, 고에너지밀도 - 방전 안정성 - 넓은 사용온도 범위 - 우수한 보존특성 - 고출력(Spiral 구조)

 

 

코인형 전자수첩, 전자계산기, IC카드, 완구,손목시계, 디지털시계, 리모콘, 무선 시동키, 의료기기, 무선헤드셋, 계측기,컴퓨터, 프린터, 복사기, 팩시밀리 및 기타 저출력이 요구되는 전자기기원통형(Spiral 구조) 카메라, 카메라플래쉬, 디지털카메라, 휴대 단말기기 및 기타 고출력이 요구 되는 전자기기

Li/FeS2 Battery (1.5V)

 

- 호환성 : 1.5V 급 리튬전지 - 장수명 - 경량 - 넓은 사용온도 범위 - 우수한 보존특성 - 고출력

 

 

카메라, 카메라플래쉬, 디지털카메라, CD player, MD player, MP3 player 기타 저출력 및 고출력 전자기기

 

 

 

 

 

3. 2차리튬전지

 

1) 리튬이온 배터리란

기존에 충전이 안되는 전지를 1차전지라고 하고 충전이 가능한 전지는 2차전지라고 부른다. 2차전지에는 흔히들 많이 사용되는 것이 니카드전지다. Ni-Cd(니카드=니켈카드뮴), Ni-Mh(니켈메탈하이드라이드)전지등은 공통적으로 니켈이 포함된다. 이러한 전지는 메모리 효과를 가집니다. 리튬이온 전지는 리튬산화물질로 + 극을 만들고, 탄소로 - 극을 만든다고 합니다. 휴대폰을 사용하기 시작하면 + 극의 리튬이온이 중간의 물질을 지나서 - 극의 탄소격자속으로 들어 간다고 한다. 이때, 극판에 손실이 거의 없기 때문에 장수명 특성을 가진다고 한다.

 

2) 메모리 효과란?

니켈로 만든 전지에서는 활물질로 사용된 NiOH에서 OH가 떨어졌다 붙었다 하면서 전하를 전달하는 현상이 바로 충전과 방전이라는 전기적 흐름으로 나타낸다. 여기서 shallow charge-discharge를 반복을 하면, 즉 조금 사용하고 다시 충전하고, 조금 쓰고 또 충전하고 하면 NiOH는 고용체를 형성하게 되는데 이 고용체의 형성은 비가역적인 반응이므로 한번 고용체가 생성이 되면 다시는 되돌아 가지 못하게 되어 남아있는 용량을 사용하지 못하게 된다. 이와같이 전지가 마치 사용할수 있는 용량의 한계를 기억하는 것과 같은 이러한 현상을 메모리효과라고 한다. 따라서 Ni(니켈)을 포함하고 있는 전지는 만충전(100%충전)하였다가 완전히 바닥이 날때까지 사용(단, 전지가 허용하는 방전하한 상태까지만)하는 것을 반복하는 것이 가장 잘 사용하는 방법입니다. 그러나 리튬이온배터리는 메모리 현상이 없으므로 사용자가 임의대로, 주변환경에 따라 수시로 충전하여 사용하여도 거의 수명에 영향을 미치지 않는다. 오히려 조금쓰고 충전하고 조금쓰고 또 충전하고 하면 Ni-계 전지와는 정반대로 수명이 길어지는 효과가 있습니다. 이러한 이유때문에 리튬이온전지가 Ni-계 전지보다 훨씬 비싼데도 더 수요가 늘어나고 사용자가 찾게되는 것입니다.

 

3)충전기의 충전 방식

 

전지가 충전된 후 배터리를 계속 두려면 찝찝하죠. 제대로 된 충전기라면 그냥 두어도 상관없으나 잘못된 충전기라면 문제가 될 수도 있다. 리

 
 
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