리튬 배터리는 우리 일상 생활 어디에나 있지만 어떻게 작동하는지 알고 계셨습니까?
그들은 전화, 컴퓨터 및 태블릿에 있습니다. 전기 콘센트에 연결하지 않고도 친구에게 밈과 이모티콘을 보내는 거리를 걸을 수 있습니다.
리튬 이온 또는 리튬 이온이라고도 하는 이 충전식 배터리는 우리가 매일 사용하는 대부분의 전자 장치를 실행하는 데 필요한 에너지를 제공합니다.
리튬 이온 배터리의 역사
그들의 첫 번째 프로토타입은 1970년대 초에 설계되었지만 일본 회사인 Sony는 1991년이 되어서야 상용 버전을 선보였으며 일반적으로 현재 우리가 사용하는 것과 매우 유사합니다.
그들의 개발은 매우 중요하여 2019년 스웨덴 과학 아카데미는 원래 개발자에게 노벨 화학상을 수여했습니다.
John Goodenough, Stanley Whittingham 및 Akira Yoshino는 리튬 배터리 개발에 기여한 공로로 이 상을 받았습니다.
리튬 이온 배터리의 장점
리튬 배터리의 주요 장점 중 하나는 배터리를 장착한 기기에 자율성을 부여한다는 점입니다. 즉, 재충전하지 않고도 오랫동안 사용할 수 있습니다.
이는 리튬의 전기화학적 특성으로 인해 함유된 화합물이 많은 양의 에너지를 저장할 수 있기 때문입니다.
이 원소는 주기율표에서 세 번째에 불과하므로 원자가 작기 때문에 가벼운 물질입니다.
이러한 특성은 자동차에 사용되는 납을 포함하는 다른 이차 전지에 비해 경량화된 리튬 전지에 기여한다.
작고 가벼운 리튬 배터리는 몇 시간에서 며칠 동안 지속되는 충전량을 저장할 수 있습니다.
이는 리튬 외에도 배터리를 구성하는 셀을 최대한 가깝게 적층할 수 있는 다른 재료를 사용하기 때문이기도 하다.
이것이 리튬 배터리가 작고 얇을 수 있는 이유입니다.
리튬 배터리의 안전성
이러한 유형의 배터리의 한 가지 문제는 재충전 과정에서 발열 반응이 발생하여 열을 방출한다는 것입니다.
이것은 리튬 배터리의 일부 구성 요소가 가연성이라는 사실에 추가되어 특정 상황에서 불이 붙거나 폭발할 수도 있다는 사실에 기여합니다.
확실히, 가방에 휴대전화 형태의 작은 폭탄을 들고 있다고 생각하며 안심하고 돌아다닐 수 있는 사람은 아무도 없습니다.
위의 위험은 현실이지만 리튬 배터리는 자발적으로 또는 어떤 상황에서도 발화하지 않습니다.
먼저 장비를 충전할 때와 같이 과열을 선호하는 조건이 있어야 합니다. 따라서 일반적으로 전자 장치가 전류에 연결되어 있을 때 사용하지 않는 것이 좋습니다.
배터리의 리튬 전화가 너무 가까이 붙어 단락될 수 있는 경우에도 발생할 수 있습니다.
이것은 장비를 소형화하려고 할 때 문제입니다. 더 컴팩트한 배터리를 만들려고 할 때 구성 요소가 너무 가까워질 수 있습니다.
그러나 이것은 먼저 적절한 리튬 배터리 설계와 절연체 역할을 할 수 있는 재료를 추가함으로써 피할 수 있습니다.
예를 들어, 나노 입자와 혼합된 매우 얇은 폴리에틸렌 필름의 사용이 시도되었습니다.
급격한 가열이 발생하면 나노 입자 사이의 공간이 팽창하여 전류의 흐름을 차단합니다. 배터리가 완전히 냉각되면 나노 입자가 제자리로 돌아가 장치의 작동이 정상으로 돌아갑니다.
이러한 유형의 개선은 성능을 향상시키고 화석 연료를 대체할 에너지를 생산하는 데 사용할 수 있는 기회를 제공합니다. 우리에게 시급히 필요한 것이 있습니다.