시장에서는 고유 한 특성을 가진 다양한 유형의 배터리 를 얻을 수 있습니다 . 볼타 전지에 불과한 배터리는 소비자에게 어디에서나 전기를 사용할 수있는 이점을 제공합니다 (조건이 급격하지 않은 한).
배터리는 일반적으로 별도로 구매할 수 있습니다. 그러나 그들은 또한 직렬 또는 병렬로 서로 결합되어 달성되며, 그 세트는 배터리라고 부르는 것입니다. 따라서 때때로 '배터리'와 '배터리'라는 용어는 동일하지 않더라도 무차별 적으로 사용됩니다.
알카라인 배터리 : 가장 인기있는 배터리 유형 중 하나입니다. 출처 : Pexels.
스택은 다른 재료로 만들 수있는 것처럼 수많은 색상, 모양 및 크기로 제공 될 수 있습니다. 마찬가지로, 더 중요한 것은 전기를 생성하는 화학 반응이 발생하는 내부 구조가 서로를 구별하는 역할을합니다.
예를 들어, 위의 이미지는 가장 일반적인 세 개의 알카라인 배터리를 보여줍니다. 알칼리라는 용어는 전자의 방출과 흐름이 발생하는 매체가 기본이라는 사실을 나타냅니다. 즉, 그것은 7보다 큰 pH를를 갖고 OH - 음이온 및 다른 네거티브 전하가 지배적 .
일반 랭킹
다른 유형의 배터리 중 일부를 다루기 전에 이러한 배터리가 전 세계적으로 1 차 또는 2 차로 분류된다는 것을 알아야합니다.
일 순위
기본 배터리는 전류가 기반으로하는 화학 반응이 되돌릴 수 없기 때문에 일단 소모되면 폐기하거나 재활용해야하는 배터리입니다. 따라서 재충전 할 수 없습니다.
주로 전기 에너지를 재충전 할 수없는 응용 분야에 사용됩니다. 전장 한가운데에서 군사 장치처럼 마찬가지로 에너지를 거의 사용하지 않는 장 비용으로 설계되어 더 오래 지속됩니다. 예를 들어, 리모컨 또는 휴대용 콘솔 (예 : Gameboy, Tetris 및 Tamagotchi).
또 다른 예를 들자면 알카라인 배터리도 기본 유형에 속합니다. 원통형 배터리가 2 차 또는 충전식이 될 수 없음을 의미하지는 않지만 일반적으로 원통형 모양을 가지고 있습니다.
고등학교
1 차 전지와 달리 2 차 전지는 전력이 부족한 경우 재충전 할 수 있습니다.
이는 그 안에서 발생하는 화학 반응이 가역적이므로 특정 전압을 가한 후 생성물 종이 다시 반응하여 반응을 다시 시작하기 때문입니다.
일부 2 차 전지 (배터리라고 함)는 일반적으로 1 차 전지처럼 작습니다. 그러나 이들은 더 많은 에너지를 소비하고 일차 배터리의 사용이 경제적이고 에너지 적으로 비실용적 인 장치를위한 것입니다. 예를 들어, 휴대폰 배터리에는 2 차 전지가 포함되어 있습니다.
또한 2 차 전지는 대형 장비 나 회로 용으로 설계되었습니다. 예를 들어, 자동차 배터리는 여러 개의 배터리 또는 볼타 전지로 구성됩니다.
일반적으로 일차 전지 및 배터리보다 비싸지 만 장기간 사용하면 더 적합하고 효과적인 옵션이됩니다.
다른 측면
스택은 기본 또는 보조로 분류됩니다. 그러나 상업적으로 또는 대중적으로 일반적으로 모양 (원통형, 직사각형, 버튼형), 의도 한 장치 (카메라, 차량, 계산기), 이름 (AA, AAA, C, D, N, A23 등)에 따라 분류됩니다. ) 및 해당 IEC 및 ANSI 코드.
또한 전압 (1.2 ~ 12V), 사용 수명 및 가격과 같은 특성은 소비자의 눈에 특정 분류를 제공하는 책임이 있습니다.
배터리 유형 목록
-탄소 아연
탄소-아연 배터리 (Leclanché 셀 또는 식염수 배터리라고도 함)는 가장 원시적 인 배터리 중 하나이며 현재 다른 배터리에 비해 거의 사용하지 않는 것으로 간주됩니다. 특히 알카라인 배터리에 비해 약간 비싸지 만 수명과 전압이 더 깁니다.
이름에서 알 수 있듯이 전극은 각각 양극과 음극에 해당하는 아연 캔과 흑연 막대로 구성됩니다.
첫 번째 전극 인 양극에서 전자는 금속 아연의 산화에 의해 발생합니다. 이 전자는 장치에 전기 에너지를 공급하는 외부 회로를 통과 한 다음 흑연 음극에서 끝나며, 여기에 잠긴 이산화망간을 감소시켜 사이클이 완료됩니다.
반응
전극에서 발생하는 반응에 대한 화학 방정식은 다음과 같습니다.
아연 (들) 아연 → 2 + (AC) + 2E - (양극)
2의 MnO 2 (S) + 2E - + 2 NH 4 CL (수성) → Mn이 2 O 3 (S) NH 2 + 3 (수성) + H 2 O (l) + CL (2) - (수성) (음극)
이 배터리는 알카라인 배터리와 매우 유사합니다. 둘 다 원통형입니다 (예 : 이미지). 그러나 탄소-아연 배터리는 외부에 표시된 특성을 자세히 읽거나 IEC 코드 앞에 문자 R이 오면 구별 할 수 있습니다. 전압은 1.5V입니다.
-알칼리성
알카라인 배터리는 전극이 위치하는 매체 OH 포함하는 것을 제외하고, 탄소 - 아연 형 매우 유사 - 음이온 . 이 매체는 OH 기여 수산화 칼륨, KOH, 강한 전해질로 구성 - 참여와 전자의 이동에 "공동".
가장 일반적인 것은 1.5V이지만 다양한 크기와 전압으로 제공됩니다. 아마도 시장에서 가장 잘 알려진 배터리 일 것입니다 (예 : Duracell).
전극에서 발생하는 반응은 다음과 같습니다.
아연 (S) + 2OH - (수성) → ZnO의 (S) + H 2 O (l) + 2E - (양극)
2MnO 2 (S) + H 2 O (l) + 2E - → Mn이 2 O 3 (S) + 2OH - (수성) (음극)
온도가 상승할수록 반응이 더 빨리 일어나고 배터리가 더 빨리 방전됩니다. 흥미롭게도 수명을 늘리기 위해 냉동실에 넣어 두라는 인기있는 소문이 퍼졌습니다. 그러나 냉각되면 내용물이 응고되어 후속 결함이나 위험이 발생할 수 있습니다.
수은
산화은 배터리와 혼동 될 수있는 수은 배터리 일 가능성이 있습니다. 출처 : Multicherry.
수은 배터리는 독특한 은색 버튼 모양으로 인해 매우 특징적입니다 (위 이미지). 거의 모든 사람들이 한눈에 알아볼 것입니다. 그들은 또한 알칼리성이지만 음극에는 흑연 및 이산화망간, 산화 수은, HgO 외에도 포함됩니다. 환원 된 후 금속 수은으로 변환됩니다.
아연 (S) + 2OH - (수성) → ZnO의 (S) + H 2 O (l) + 2E -
HGO (S) + H 2 O + 2E - → 수은 (S) + 2OH -
OH 방법 참고 - 음이온 소비 이러한 세포 반응에 재생된다 .
작은 배터리이기 때문에 시계, 계산기, 장난감 제어 장치 등과 같은 소형 장치 용입니다. 이러한 물체를 사용한 사람은 거의 "영원히"배터리를 교체 할 필요가 없다는 것을 깨달았을 것입니다. 대략 10 년에 해당합니다.
산화은
산화은 배터리. 출처 : Lukas A, CZE.
수은 배터리의 주요 결함은 폐기시이 금속의 독성 특성으로 인해 환경에 심각한 문제가된다는 것입니다. 아마도 이것이 IEC 및 ANSI 코드가없는 이유 일 것입니다. 산화은 배터리의 경우 IEC 코드 앞에 문자 S가옵니다.
수은 배터리의 대체품 중 하나는 산화은 배터리에 해당하며 훨씬 비싸지 만 생태 학적 영향은 적습니다 (상단 이미지). 그들은 원래 알칼리 부식으로부터 아연을 보호하기 위해 수은을 포함했습니다.
1.5V의 전압으로 사용할 수 있으며 응용 분야는 수은 배터리와 매우 유사합니다. 사실, 언뜻보기에 두 배터리 모두 동일하게 보입니다. 훨씬 더 큰 산화은 더미가있을 수 있습니다.
전극에서의 반응은 다음과 같습니다.
아연 (들) + 2OH - (AQ) → 아연 (OH) 2 (S) + 2 전자 -
AG 2 O (S) + 2H + (수성) + 2E - → 2AG (S) + H 2 O (l)
물은 연속적으로 H 분해, 전기 분해를 거쳐 + OH 및 - 이온 .
수은 대신 금속 은이 음극에 형성됩니다.
-니켈-카드뮴 (NiCad)
NiCd 배터리. 출처 : LordOider.
이 시점에서 2 차 전지 또는 배터리가 고려됩니다. 수은 배터리와 마찬가지로 니켈-카드뮴 배터리는 금속 카드뮴으로 인해 환경 (야생 동물 및 건강)에 해 롭습니다.
높은 전류를 생성하는 것이 특징이며 여러 번 충전 할 수 있습니다. 실제로 총 2000 회 충전이 가능해 내구성이 뛰어납니다.
그 전극은 니켈 산화물 수산화물, NiO (OH) (음극 용) 및 금속 카드뮴 (양극 용)으로 구성됩니다. 본질적으로 화학적 근거는 동일합니다. 카드뮴 (아연 대신)은 전자를 잃고 카드뮴 NiO (OH)는 전자를 얻습니다.
반쪽 세포 반응은 다음과 같습니다.
카드뮴 (들) + 2OH - (AQ) 카드뮴 (OH) → 2 (S) + 2E -
2NiO (OH) (S) + 2H 2 O (l) + 2E - → 2Ni (OH) 2 (S) + OH - (수성)
오 - 음이온은 , 다시, KOH 전해질에서 왔습니다. 그런 다음 NiCad 배터리는 니켈 및 카드뮴 금속 수산화물을 생성합니다.
이들은 개별적으로 사용되거나 패키지로 결합됩니다 (예 : 노란색, 위 이미지). 따라서 그들은 크거나 작은 패키지로 제공됩니다. 어린 아이들은 장난감에 사용됩니다. 그러나 큰 것은 항공기와 전기 자동차에 사용됩니다.
-니켈 수 소화물 (Ni-HM)
Ni-HM 배터리. 출처 : Flickr의 Ramesh NG (https://www.flickr.com/photos/rameshng/5645036051)
에너지 용량에서 NiCad를 능가하는 또 다른 잘 알려진 전지 또는 배터리는 Ni-HM (니켈 및 금속 수 소화물)입니다. 원통형 형식 (기존 배터리, 위 이미지)으로 제공되거나 배터리에 결합 될 수 있습니다.
화학적으로 NiCad 배터리와 거의 동일한 특성을 가지고 있으며 주요 차이점은 음극입니다. 음극은 카드뮴이 아니라 희토류와 전이 금속의 금속 간 합금입니다.
이 합금은 충전 중에 형성된 수소를 흡수하여 복잡한 금속 수 소화물을 생성합니다 (따라서 이름에서 문자 H).
Ni-HM 배터리는 더 많은 전력 (약 40 % 더 많음)을 제공하지만 더 비싸고 더 빨리 마모되며 NiCad 배터리와 같은 횟수만큼 재충전 할 수 없습니다. 즉, 수명이 짧습니다. 그러나 메모리 효과가 부족합니다 (완전 방전되지 않아 배터리 성능 저하).
이러한 이유로 장기간 작동하는 기계에 사용해서는 안됩니다. 이 문제는 LSD-NiHM 배터리로 완화되었지만. 마찬가지로 Ni-HM 셀 또는 배터리는 매우 안정적인 열 특성을 가지며 위험을 나타내지 않고 광범위한 온도에서 작동 할 수 있습니다.
반응
전극에서 발생하는 반응은 다음과 같습니다.
니켈 (OH) 2 (S) + OH - (수성) ⇌ NiO로 (OH) (S) + H 2 O (l) + E -
H 2 O (l) + M (S) + E - ⇌ OH - (수성) + MH (S)
-이온 리튬
노트북 용 리튬 이온 배터리. 출처 : Wikipedia의 Kristoferb.
리튬 전지와 배터리 에서는 양극에서 음극으로 전달되는 Li + 이온의 이동을 기반으로하며 , 이는 양전하 증가로 인한 정전기 반발의 산물입니다.
노트북 배터리 (상단 이미지)와 같은 일부는 재충전 할 수 있고 다른 일부는 원통형 및 직사각형 배터리 (LiSO 2 , LiSOCl 2 또는 LiMnO 2 )는 충전 할 수 없습니다.
리튬 이온 배터리는 매우 가볍고 에너지가 뛰어나 스마트 폰 및 의료 장비와 같은 많은 전자 장치에 사용할 수 있습니다. 마찬가지로 메모리 효과의 영향을 거의받지 않고 충전 밀도가 NiCad 및 Ni-HM 셀 및 배터리의 충전 밀도를 초과하며 방전하는 데 더 오래 걸립니다.
그러나 그들은 폭발조차도 고온에 매우 민감합니다. 또한 다른 배터리에 비해 더 비싼 경향이 있습니다. 그럼에도 불구하고 리튬 배터리는 시장에서 호의적으로 보이며 많은 소비자들이이를 최고로 평가합니다.
-산 납
자동차 용 납 축전지. 출처 : Tntflash
그 이름대로 마지막 납 박테리아, OH 포함하지 않는다 - 하지만 H + 이온 ; 특히 황산의 농축 용액. 볼타 전지는 상자 (상단 이미지) 내부에 있으며 3 개 또는 6 개를 직렬로 연결하여 각각 6 또는 12V 배터리를 제공 할 수 있습니다.
다량의 전하를 생성 할 수 있으며 매우 무겁기 때문에 수동으로 운반 할 수없는 응용 프로그램이나 장치를위한 것입니다. 예를 들어, 자동차, 태양 전지판 및 잠수함. 이 산성 배터리는 가장 오래되었으며 자동차 산업에서 여전히 사용되고 있습니다.
전극은 납으로 만들어져 있습니다. 음극은 PbO 2 , 양극은 해면질 금속 납입니다. 그들에서 발생하는 반응은 다음과 같습니다.
납 (S) + HSO - 4 (수성) → PbSO 4 (S) H + + (수성) + 2E -
PbO를 2 (S) + HSO - 4 (수성) + 3H + (수성) + 2E - → PbSO 4 (S) + 2H 2 O (l)
참고 문헌
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