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알고, 알리다./테크놀로지

배터리 어디까지 알고 있니? 1화 ― 배터리의 종류

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휴대가 편리하고 포터블한 IT 장비에는 대부분 배터리가 들어간단. 그것이 무선충전 방식이던 유선충전 방식이던 아니면 배터리를 교체해야 하는 방식이던 어떤 식으로든 배터리는 존재한다. 해당 장비가 운동, 작동할 수 있게 하는 전기에너지를 전달해야 하기 때문. 그래서 오늘 준비한 내용은 배터리에 대한 내용이다. 


오늘은 그 첫번째 이야기로 배터리라고 불리는 종자들의 종류에 대해서 알아보도록 하겠다. 앞으로 적을 글들이 많으니 서론은 대충 마무리 하고 바로 본론으로 넘어간다.



― 망간전지 (Mn)

가장 역사가 오래되었으나 지금은 보기 힘든 종류다. 얼핏보면 우리가 알고 있는 AA형 전지처럼 생겼는데 이녀석 생각보다 역사와 유서 깊은 몰락한 가문의 전지다. 무려 1868년에 프랑스에서 발명. 그리고 정격전압은 1.5V.


참고로 지금의 AA 형 전지 또는 AAA 형 전지에서는 거의 사용하지 않는다. 다만 정말 완전 저렴한 제품은 어쩌면 이 망간전지일지도 모르겠다. 망간전지가 장시간 오랜시간 사용되어 온 이유는 일단 배터리를 이루는 물질인 이산화망간이라는 놈의 몸값이 싸다. 제조원가가 싸다보니 당연히 판매가도 저렴하고 말이다.



― 알칼라인 전지 (Alkaline)

아마 지금 편의점이나 마트에서 ¹1차전지를 구매한다면 100개중 99개는 알칼라인 전지일 가능성이 높다. 그만큼 지금 가장 많이 사용되는 1차전지의 종류이며 우리 생활 깊숙히 자리잡고 있는 전지이다. 힘쎄고 오래가는 건전지랑 토끼가 힘자랑하는 건전지 브랜드 모두 이 알칼라인 전지이다.



재미있는 것은 이 알칼라인 전지도 앞서 말한 망간전지처럼 이산화망간을 사용한다. 다만 다른점이라면 전해액에 수산화 칼륨 수용액을 사용한다는 것이다. 과학적인 원리는 설명하지 않겠지만 이 수산화 칼륨 수용액을 사용하게 되면 가장 큰 장점이 고성능전지가 된다는 것이다. (물론 망간전지를 기준으로 했을 때...)



― 산화은 전지 (Silver Oxide)

이 건전지는 산화은과 아연 그리고 알칼라인 전지처럼 수산화 칼륨 또는 수산화 나트륨을 수용액으로 사용한다. 큰 틀에서 보자면 알칼라인 전지지만 이렇게 별도로 분류한 이유는 바로 우리가 생각하는 AAA 나 AA 형 전지처럼 원통형이 모양이 아니라 납작한 원 모양의 형태를 띄고 있기 때문이다. 쉽게 말해서 손목시계에 들어가는 건전지가 바로 이 산화은 전지.



― 니켈카드뮴 전지 (Ni-Cd)

앞서 말한 망간전지가 1차전지의 시작을 알리는 것이 었다면 니켈카드뮴 전지는 2차 전지의 시작을 알리는 녀석이라고 할 수 있다. 이놈은 약 300~500회 정도 충전과 방전이 가능하고 과거 CDP가 유행하던 시절에 큰 인기를 누렸던 배터리 종류라고 할 수 있다. 생긴거는 알칼라인 전지랑 같은 원통형으로 생겨먹었다. 



― 니켈수소 전지 (Ni-MH, Nikel-Metal Hydrid)

니켈카드뮴 전지의 업그레이드 버전이라고 보면 된다. 전지의 용량이 향상되었고, 방충전의 횟수도 400~500으로 확대되었다.



― 납축전지(Lead acid)

이건 그냥 자동차 배터리. 납축전지도 2차 전지에 속하는데 다른 2차 전지들이 완전방전 이후에 다시 충전이 가능 하다면 이 납축전지는 완전방전 하면 망한다. 자동차 밤세 라이트 켜놓고 다음날에 시동 안 걸린다며 눈물을 흘리는 사람을 우리는 여럿 보아왔다. 


그리고 정격전압은 2V. 다만 자동차 배터리는 이 걸 6개 연결해서 12V 만들었다. 그리고 이 배터리의 가장 큰 장점은 현존하는 그 어떤 배터리보다 오랜 수명을 가진다는 것이다. 자동차 배터리가 정말 오래 간다는 것으로 상세한 설명을 대신한다.



― 태양열 전지

이건 그냥 태양열로 충전하는 건전지라고 알고 있으면 되고 또 누구라도 그렇게 생각하기 때문에 상세한 설명은 생략한다.



― 리튬전지 (Coin Lithium)

자 이 리튬전지부터 배터리의 역사는 다시 쓰여진다. 왜냐면 원소들 가운데 가장 전자를 강하게 흡수하는 플루오르라는 물질을 양극 활물질로 사용하기 때문에 전지의 성능이 월등하게 앞서기 때문이다. 한 가지 재미있는 것은 과거부터 이 플루오르 물질을 이용하려는 시도는 있었으나 가스상태에서 너무나 불안정하고 위험성이 높아서 이를 가지고 배터리를 만드는 업체는 어디도 없었다.


그러다 기술이 발전하면서 이를 안정화 시키는 것이 가능해 졌고, 그 결과 2V를 넘지 못하던 전지가 드디어 정격전압 3V를 넘는 성능을 가지게 되었다.



― 리튬이온 그리고 리튬폴리머

이건 다음 번 포스팅에서 상세하게 설명할 예정. 



― 이번 시리즈물은...

이번 배터리 시리즈물은 사실 할 이야기가 너무나 많다. 별도로 다루고 싶은 이야기도 많고... 하지만 전부 다하기에는 다른 재미있는(?) 콘텐츠를 작성할 시간이 없으니 최대한 요약해서 정말 하고 싶은 이야기만 조금 하려고 한다. 예정된 포스팅은 아래와 같다.


배터리 어디까지 알고 있니? 1화 ― 배터리의 종류

배터리 어디까지 알고 있니? 2화 ― 스마트 디바이스 시대 & 리튬이온, 리튬폴리머 배터리

배터리 어디까지 알고 있니? 3화 ― 차세대 배터리는 어떤 모습일까?