19. 충·방전 원리에 대해 알아보자!!
| 쿠~ 이번에 나온 파워뱅크 써봤어요? |
아니오~ 아직 사용해보지 않았는데,, 왜요? | 
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| 제가 최근에 구입해서 사용하고 잇는데요. 예전엔 휴대폰 배터리가 깜박거리면 불안하고 걱정됐는데 이젠 파워뱅크 덕분에 걱정이 없어졌어요^^ 진짜 좋은 것 같아요!! |
아~ 그렇군요. 지금 저 파워뱅크와 휴대폰 사이에서는 도대체 무슨 일이 일어나고 있길래 이렇게 충전이 되는 걸까요? 우리 Dr. 스디에게 한 번 물어보도록 해요~ Dr. 스디!! |
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2차 전지의 대표적인 특징은 바로 에너지를 다 소모한 뒤에도 충전을 통해 재사용이 가능하다는 점인데요~ 그렇다면 이렇게 충전과 방전을 할 때 전지 내부에서는 어떠한 화학적 반응이 일어나는 걸까요? 오늘은 Dr.스디와 함께 충·방전 원리에 대해 알아보도록 해요~ 오늘도 집중!!
| 여러분 안녕? 지난 시간에 배운 전지(배터리) 제조 공정에 대해서는 복습 잘 했나요? |
| 네~ 역시 쿠! 복습을 참 잘했군요^^ 그럼 이번 시간에는 리튬 이온 전지(배터리)의 충·방전 원리에 대해 알아보도록 해요~ |
네, Dr.스디~ 도대체 이 파워뱅크 안에서는 어떤 반응이 일어나고 있는 건가요? | 
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| 우선 방전 반응에 대해 알아보도록 해요~ 리튬 이온 전지(배터리)는 양극활물질로 리튬 코발트 산화물(LCO)을, 음극활물질로 흑연(C)을 사용한다는 사실은 배웠죠? 충전이 다 된 만충전상태에서는 리튬 이온 (Li+)와 전자(e-)가 음극판에 위치해 있어서 양극으로 이동을 못하는 상태인데요. 전자제품을 사용하는 방전 반응이 일어나게 되면, 음극에 있던 리튬 이온과 전자가 양극판으로 이동하면서 에너지를 발산하게 된답니다. 이 때, 리튬 이온은 전해액을 통해서, 전자는 도선을 통해서 각각 이동하게 되죠^^ |
아하~ 음극에서 양극으로 이동을 하는 셈이군요!! |
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| 맞아요~ 그렇다면 이렇게 방전 중인 리튬 이온 전지(배터리)가 만방전상태에 이른다면 어떻게 될까요? |
더 이상 음극에서 양극으로 리튬 이온이나 전자가 이동하지 못하고 도선의 스위치도 켜지지 않게 되죠~ |
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| 맞아요~ 쏘!! |
그렇다면 충전 시에는 어떤 반응이 일어나는 거죠? |
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| 충전 반응은 쉽게 말해 방전 반응의 역반응이라고 말할 수 있어요~ 충전을 하면 양극에 있던 리튬 이온과 전자가 다시 음극판으로 돌아가게 된답니다^^ |
아~ 그렇다면 지금 이 파워뱅크 안에서는 전자들이 열심히 음극으로 이동하고 있는 중이군요 |
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< 에너지 공감 >
■ 충전반응 : 양극에 있던 전자와 리튬 이온이 음극으로 이동하는 반응
■ 방전반응 : 음극에 있던 전자와 리튬 이온이 양극으로 이동하는 반응
※ 충·방전 시 리튬 이온은 전해액을 통해, 전자는 도선을 통해 각각 이동함
이러한 충·방전 반응은 비단 리튬 이온 전지(배터리)에서만 발생하나요? |
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| 아니죠~ 쏘! 이런 충·방전 반응은 리튬 이온 전지(배터리)에만 국한된 것이 아니라 모든 2차 전지에서 공통적으로 나타난답니다. 한 번 납축전지에서의 충·방전 반응에 대해 살펴볼까요? |
아~ Dr.스디 덕분에 전지의 충·방전 원리에 대해 좀 더 쉽게 이해할 수 있었던 것 같아요~ 고맙습니다. Dr.스디!! |
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| 네, 다음 시간부터는 리튬 이온 전지(배터리)의 종류에 대해서 하나하나 살펴볼게요~ 다시 만날 때까지 안녕~!! |
