산업 제조
산업용 사물 인터넷 | 산업자재 | 장비 유지 보수 및 수리 | 산업 프로그래밍 |
home  MfgRobots >> 산업 제조 >  >> Manufacturing Technology >> 산업기술

다양한 유형의 배터리:종합 안내서

모든 전자 장치가 작동하려면 전원이 필요합니다. 덧붙여서, 배터리는 현대 세계에서 가장 일반적인 전원입니다. 휴대기기의 전자제품 제조를 가능하게 해주기 때문입니다.

전체 전자 산업이 배터리에 달려 있다고 말할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 초보자 전자 엔지니어라면 다음 전자 프로젝트에 가장 적합한 유형의 배터리를 평가하려고 할 가능성이 큽니다. 다음 가이드에서는 다양한 유형의 배터리, 배터리를 고유하게 만드는 요소 및 용도에 대해 설명합니다.

배터리란 무엇입니까?


배터리 더미

배터리는 에너지 저장 장치입니다. 전통적으로 우리는 손전등과 같은 소형 전자 장치에 전원을 공급하기 위해 배터리를 사용했습니다. 그러나 요즘에는 작동하기 위해 휴대용 전원이 필요한 모든 기기에서 배터리를 찾을 수 있습니다.

사용 사례와 목적이 다를 수 있으므로 배터리는 모든 모양과 크기로 제공됩니다. 예를 들어, 우리는 AAA 배터리를 사용하여 자동차에 최적의 전원을 공급할 수 있기를 바랄 수 없습니다. 따라서 자동차가 제대로 작동하려면 특수 크기의 충전식 배터리가 필요합니다.

배터리는 어떻게 작동합니까?

배터리는 전기 에너지를 화학 에너지로 저장합니다. (충전식) 배터리를 충전하면 전력이 변환되어 화학 에너지로 유지됩니다. 폭풍우를 사용하면 화학 반응이 일어나 배터리가 전하를 전기로 방출합니다.


배터리 및 램프 회로

예를 들어, 위의 간단한 회로의 램프가 작동하려면 램프를 통과하는 전자 바다가 필요합니다. 따라서 배터리는 램프를 통해 전자를 추진하는 데 필요한 미는 힘을 제공합니다. 회로를 완성하려면 배터리의 양극 및 음극 단자에 빛을 연결해야 합니다. 폭풍 속에서 충전량이 충분하면 램프가 켜집니다.

그러나 배터리는 제한된 시간 동안만 회로를 통해 전자를 밀어낼 수 있음을 기억하는 것이 중요합니다. 기본적으로 이 시간 제한은 저장된 에너지(충전)의 양과 부하에 따른 수요에 따라 달라집니다. 이 예에서 램프는 우리의 부하이고 시장은 기능에 필요한 에너지를 나타냅니다. 따라서 가방은 작동하기 위해 전기가 필요한 모든 구성 요소입니다. PCB의 경우 이러한 구성 요소는 다이오드, 마이크로칩(집적 회로) 등이 될 수 있습니다.

셀과 배터리의 차이점

다양한 유형의 배터리 클로즈업 이미지

전기 셀은 기본적으로 배터리와 동일한 방식으로 작동하는 단일 단위 구성 요소입니다. 즉, 화학 에너지를 전기로 변환합니다. 폭풍은 세포의 그룹 또는 집합입니다. 그럼에도 불구하고 가장 인기 있는 형태의 전기 셀은 버튼 셀입니다. 사람들은 그것을 코인 배터리라고도 합니다. 이 작업이 반드시 잘못된 것은 아닙니다. 단일 셀은 배터리를 구성하는 그룹에 속할 수 있습니다.

배터리 유형

배터리의 벡터 이미지

배터리는 두 가지 주요 범주로 나뉩니다.

기본 배터리 유형:


아연 탄소 배터리
출처:Wikimedia Commons

아연-탄소 배터리는 가장 저렴한 가정용 1차 배터리입니다. 그들은 아연-산성 이산화망간 사이의 화학 반응을 사용하여 전류를 분산시킵니다. 그러나 아연-탄소 배터리의 가장 큰 단점은 낮은 전력 출력입니다. 그럼에도 불구하고, 이것은 또한 그들에게 탁월한 저장 수명을 제공하는 낮은 자가 방전율을 초래한다. 아연-탄소 배터리는 시계 및 리모콘에 가장 적합합니다.

알카라인 배터리 이미지

픽사베이

비충전식 알카라인 배터리는 가장 많이 사용되는 가정용 1차 배터리 유형입니다. 그들은 아연 금속과 이산화망간 사이의 전기화학 반응을 사용하여 전하를 유지하고 분산시킵니다. 덧붙여서, 그들의 현재 인기는 높은 사용 당 전력에서 파생됩니다. 적어도 탄소-아연 배터리(및 대부분의 2차 배터리)와 비교됩니다. 또한 저장 수명이 더 긴 경향이 있습니다.

리튬 배터리(또는 리튬 금속 배터리)

리튬 버튼 셀 배터리
출처:Wikimedia Commons

리튬 1차 전지는 금속성 리튬 물질을 양극으로 사용합니다. 덧붙여서, 그들은 높은 충전 밀도 때문에 사용당 전력에서 아연-탄소 및 알카라인 배터리를 능가합니다. 또한 리튬 금속 배터리와 전지는 수명이 매우 깁니다.

그들은 10년 이상 지속될 수 있으며 저온에서도 작동할 수 있습니다. 그러나 리튬 배터리는 높은 생산 비용으로 인해 아연 탄소 및 알카라인 배터리만큼 대중적이거나 쉽게 구할 수 없습니다.

그럼에도 불구하고 리튬 금속 배터리와 전지는 1.5V에서 3.7V 사이의 전압을 생성할 수 있습니다. 따라서 제조업체는 일반적으로 더 작은 폼 팩터로 패키징합니다.

더 큰 크기의 리튬 배터리는 불안정성의 위험이 더 높지만 여전히 군사용으로 사용할 수 있습니다.

산화은 배터리


Maxell의 산화은 배터리 컬렉션
출처:산화은 배터리

산화은 배터리는 일본에서 널리 사용되지만 다른 국가에서는 많지 않습니다. 그들은 음극에 산화은을 사용하고 양극에 아연을 사용합니다. 그들은 높은 에너지 밀도를 가지고 있지만 꽤 비쌉니다. 이를 제조하는 데 필요한 양극재(은) 때문이라고 할 수 있습니다. 은은 귀금속입니다. 따라서 필요한 은의 양이 적은 코인 배터리 설계에 주로 사용합니다.

아연 공기 배터리


아연 공기 동전 배터리
출처:Wikimedia Commons

많은 사람들이 공기 아연 배터리를 산화은 배터리에 대한 수용 가능한 대안으로 생각합니다. 그들은 주변 공기의 산소를 음극으로 사용하고 양극을 전기 셀 내부에 수용합니다. 높은 에너지 밀도로 인해 보청기 및 심장 박동기와 같은 의료 기기에 가장 적합합니다. 덧붙여서, 우리는 그들의 긴 수명을 그들의 구성과 구조에 돌릴 수 있습니다.

수은 배터리


수은 배터리
출처:Wikimedia Commons

수은(산화수은 배터리/셀 또는 Ruben-Mallory라고도 함) 배터리는 알칼리 전해질에서 산화수은과 아연 전극 사이의 전기화학 반응을 사용하는 비충전식 배터리입니다. 아연-탄소 배터리보다 용량이 더 크고 안정적이고 안정적인 출력을 제공합니다.

일반적으로 수은 배터리는 일반적으로 코인 배터리 형태로 제공됩니다. 그들은 WW2 동안 유행했습니다. 하지만, 요즘은 찾기가 거의 불가능합니다. 그러나 환경과 인체 건강에 대한 수은의 독성 때문에 많은 국가에서 판매를 금지했습니다.

보조 배터리 유형:


충전식 알카라인 배터리
출처:Wikimedia commons

충전식 알카라인 배터리 버전은 가장 저렴한 충전식 배터리입니다. 게다가 유통기한이 깁니다. 중간 전력 애플리케이션에 편리합니다. 다른 이차 전지에 비해 수명이 짧음에도 불구하고 여전히 유행입니다. 독성 물질을 사용하지 않기 때문에 사용자는 지역 규정에서 허용하는 한 일반 매립지에 안전하게 폐기할 수 있습니다.

니켈-카드뮴


니켈-카드뮴 배터리
출처:Wikimedia Commons

충전식 니켈 카드뮴(Ni-Cd) 배터리는 견고성과 신뢰성으로 인해 많은 사랑을 받고 있습니다. 작동 온도 범위가 다양하고 수명이 깁니다. 또한 가장 중요한 것은 높은 전력 기능을 가지고 있다는 것입니다. 그러나 충전당 실행 시간이 짧은 경향이 있습니다. 또 다른 단점은 일반적으로 높은 자가 방전율(월 30%)입니다. 하지만 충전식이라는 점을 고려하면 큰 문제는 아닙니다.

그럼에도 불구하고, 니켈 카드뮴의 또 다른 바람직하지 않은 특징은 구성에 있습니다. 대부분의 Ni-Cd 배터리의 약 15%는 독성, 발암성 카드뮴으로 구성됩니다. 따라서 소비자와 제조업체는 쓰레기를 매립지에 처분할 수 없습니다. 조심스럽게 재활용해야 합니다.

니켈-금속 수소화물


니켈 금속 수소화물 배터리 팩
출처:위키미디어 공용

충전식 니켈 금속 수소화물(NiMH) 배터리는 오래된 니켈 카드뮴 배터리를 개선한 것입니다. 동일한 전압을 제공하지만 최대 30% 더 많은 용량을 제공합니다. 또한, 우수한 고전류 성능과 긴 수명을 가지고 있습니다.

니켈 금속 수소화물 배터리는 매달 충전량의 최대 40%를 방전할 수 있습니다. 그러나 니켈수소전지의 자가방전율은 니켈카드뮴전지에 비해 실망스럽게도 높다. 그러나 니켈-금속 수소화물 배터리는 독성 카드뮴을 포함하지 않기 때문에 여전히 니켈-카드뮴 배터리보다 우수합니다.

그럼에도 불구하고, 그들은 여전히 ​​많은 양의 산화니켈과 미량의 코발트를 함유하고 있습니다. 이들은 포유동물 유기체에 발암성일 수 있습니다. 따라서 니켈 금속 수소화물 배터리는 신중하게 재활용해야 합니다.

리튬 이온 배터리


리튬 이온 휴대폰 배터리

충전식 리튬 이온(Li-ion) 배터리는 최신 유형의 이차 전지입니다. 일반적으로 니켈-금속 수소화물보다 30% 가볍습니다. 또한 전력 용량의 니켈-카드뮴 배터리의 3분의 1 이상을 제공합니다.

리튬 이온 배터리는 뛰어난 고전류 성능을 가지고 있습니다. 또한 수명이 길다. 게다가 월 20%의 자가방전율을 자랑한다. 따라서 리튬 이온 배터리가 거의 모든 면에서 카드뮴 기반 배터리보다 우수하다고 추측할 수 있습니다. 그러나 그들은 그렇게 강력하지 않습니다. 예를 들어, 리튬 이온 배터리는 과열되기 쉬우므로 화재가 발생할 수 있습니다.

또한 대부분의 리튬 이온 배터리에는 독성 카드뮴이 없지만 여전히 미량의 코발트 산화물과 니켈 산화물이 포함되어 있습니다. 다시 말하지만, 이러한 화학 물질은 발암성이며 인체 건강에 파괴적입니다. 따라서 리튬 이온 배터리를 주의해서 폐기하고 재활용해야 합니다.

납산 배터리


일반적으로 자동차 전기 시스템의 일부인 납산 배터리

납산 배터리는 세계에서 가장 많이 찾는 충전식 배터리 유형입니다. 이것은 주로 그들의 신뢰성과 생산의 재정적 타당성 때문입니다. 그럼에도 불구하고 부피가 크고 무겁고 크기가 커서 휴대성이 좋지 않습니다. 또한 납은 독성이 강한 발암성 화합물입니다.

그러므로 우리는 납축전지를 일반 매립지와 쓰레기장에 버려서는 안 됩니다. 제조업체는 오래된 죽은 납산 배터리를 재활용하고 재사용하여 새로운 납산 배터리를 생산합니다.

모든 배터리 유형을 충전할 수 없는 이유는 무엇입니까?


배터리 충전 벡터 이미지

이차 전지를 재충전할 때 전자를 다시 폭풍 속으로 몰아넣을 뿐만 아니라 배터리 내의 화학 물질을 초기 충전 상태로 되돌립니다. 제조사는 1차 전지를 만들 때 충전된 상태로 재료를 조립합니다. 1차 전지의 전하를 사용하면 그 안의 재료가 영구적으로 재구성됩니다. 재구성 프로세스 후에는 다른 주문을 보유할 수 없습니다.

반면 이차전지는 화학반응을 일으켜 전하를 출력하고 재충전을 통해 원래의 상태로 돌아간다. 물론, 그들은 이러한 변화와 호환되는 특정 재료와 화학 물질을 사용해야 합니다.

배터리 애플리케이션


자동차 배터리를 확인하는 남자

배터리의 가장 일반적인 응용 분야는 다음과 같습니다.

배터리를 선택하는 방법


다양한 유형의 배터리 더미를 들고 있는 여성

사용 가능한 모든 배터리 유형에 익숙해졌으므로 이제 프로젝트에 가장 적합한 배터리 유형을 결정해야 합니다. 사람들이 배터리를 선택할 때 비용과 성능의 균형을 맞추는 경향이 있습니다. 그러나 고려해야 할 다른 사양이 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

결론

모든 휴대용 배터리 작동 장치에 대한 단일 배터리 솔루션은 시장에 없습니다. 전자 장치는 모양, 크기 및 견고성이 모두 다르기 때문에 공간 및 부하 요구 사항에 가장 적합한 전원이 필요합니다. 따라서 장단점이 있는 다양한 전지가 존재한다. 위의 가이드는 현재 사용 가능한 모든 유형의 배터리를 표시하여 이를 강조했습니다. 사용한 배터리는 주의해서 폐기하고 재활용하십시오. 그럼에도 불구하고 이 안내서가 도움이 되었기를 바랍니다. 언제나처럼 읽어주셔서 감사합니다.


산업기술

  1. 병렬 배터리
  2. 실용적 고려 사항 - 배터리
  3. EV 배터리 테스트 매개변수
  4. 밀링 머신의 15가지 유형
  5. 10가지 다른 유형의 주조 패턴
  6. 다양한 종류의 철강 및 철강 구성 요소
  7. 기어 유형:다양한 기계식 기어에 대한 안내
  8. 다양한 유형의 커플링에 대한 궁극적인 가이드
  9. 다양한 유형의 크레인에 대한 빠른 안내서
  10. 로봇 및 로봇 설계용 배터리 유형