리튬 배터리의 작동 원리는 무엇입니까?

많은 고객들이 작동 원리를 이해하지 못합니다.리튬 배터리. 이번 글에서는 전자공학과 리튬이온의 특성을 결합하여 관련 지식을 이야기합니다.

리튬 배터리의 작동 원리는 무엇입니까?

작동 원리리튬 배터리"리튬이온은 전자를 운반할 수 있다"는 특성을 이용하여 개발되었습니다. 리튬 배터리는 일반적으로 '리튬 화합물'과 '탄소 소재'로 만들어지며, 이 두 소재에는 리튬 이온이 삽입되거나 탈리될 수 있습니다. 이 현상이 진행되는 동안 전자도 리튬 이온과 함께 이동합니다. 이 과정은 배터리의 충전과 방전 과정으로 이해될 수 있습니다. 내부 구조, 소재, 적용 기술이 다르며, 이는 배터리, 특히 리튬 배터리의 전반적인 성능을 결정합니다.

충전 및 방전 과정

우리 모두 알고 있듯이 배터리는 양극과 음극으로 구분됩니다. 양극은 일반적으로 '리튬 화합물' 소재로 만들어지고, 음극은 '탄소 소재'로 만들어지는 것이 일반적이다. 양극과 음극이 위치한 부분은 연결되어 있지 않습니다. 중간에 분리막과 전해질이 있을 겁니다. 배터리 브랜드, 구조, 적용 기술의 차이에 따라 배터리의 전체적인 구조와 부피, 내부 분포 등이 조금씩 달라지게 됩니다. 일반적으로 리튬 이온은 양극 영역에서 생성된 후 전해질을 통해 음극 영역으로 전자를 운반하면서 삽입이 발생합니다. 이러한 현상은 가역적이며 소위 충방전 과정이라고 하는데, 이는 음극 영역의 리튬 이온이 양극 영역으로 되돌아갈 수도 있음을 의미하며, 이를 탈삽입이라고 합니다.

일반적으로 리튬 이온이 음극 영역으로 전자를 운반하는 것을 충전이라고 하고, 그 반대의 경우도 음극에서 양극으로 가는 것을 방전이라고 합니다. 그러나 무시할 수 없는 또 다른 점이 있습니다. 소위 전력 소비 장치인 전체 사이클 회로의 "부하".

리튬 배터리 구조

리튬전지의 구조를 자세히 보면 좀 더 복잡하지만 큰 구조를 보면 세 부분으로 나눌 수 있는데, 보통 리튬이온이 결합하는 영역이기도 한 양극 영역으로 나누어진다. 생성 및 이탈되며, 음극 영역은 리튬 이온이 삽입되거나 탈리되는 영역이기도 합니다.
다만, 양극에서는 리튬이온이 삽입되거나 탈리될 수 있지만, 양극과 음극은 서로 연통되지 않고(리튬이온이 통과할 수 있는 통로가 여러 개 있음), 전해질인 격막(이해를 돕기 위해 사실이 아님)에서는 전자를 운반하는 리튬 이온만이 전해질을 왕복하고 전자를 앞뒤로 운반할 수 있습니다.

일상생활에서 발생하는 배터리 부풀어오르는 현상도 리튬이온의 셔틀과 관련이 있다. 리튬 이온이 음극 영역으로 많은 수의 전자를 운반하는 경우, 충전된 리튬 이온을 저장할 수 없으면 과충전 및 부풀어오르는 현상이 발생합니다. 그렇지 않으면 과방전이 됩니다. 방향은 긍정적이고 부정적이지만 원리는 동일합니다.

결론:원리리튬 배터리납산 및 니켈 배터리와 동일하지만 수년간의 연구 끝에 리튬 이온이 다른 배터리의 양극 및 음극 재료보다 전자 이동 매체로 더 적합한 것으로 나타났습니다.