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제목 건전지의 상식 (1)
작성자 UPSBEST
작성일 2005년 06월 30일 16:14:01
조회수 18589
내용 1. 전지의 이해

전지란?

전지(battery)는 내부에 들어있는 물질 (활물질; active material)의 화학에너지(chemical energy)를 화학반응(chemical reaction)에 의해 전기 에너지(electrical energy)로 변환하는 장치이다.

정확한 의미에서 "Battery"라는 용어는 두개 이상의 셀(cell)의 집합체를 나타내지만, 보통 단위 전지(single cell)에도 사용되고 있다. 전지는 구성물질간의 화학 반응이 일어나 전자(electron)가 도선을 통하여 외부로 빠져나갈 수 있도록 특별한 내부구조로 이루어져 있으며, 도선을 통하여 흐르는 전자 flow 는 전기에너지의 원천이 되어 인간에게 유용한 활용성을 제공한다.


전지의 구성 요소

전지는 양극(cathode or positive electrode) 과 음극(anode or negative electrode)이라는 활물질을 가지고 있고, 분리막(separator) 에 의해 서로 분리되어 있으며 또한 두 전극사이의 이온 전달을 가능케 하는 전해질(electrolyte)이 사용된다.

전등, 기계, 기구 등을 작동하기 위해서는 전지의 두 전극 사이에 충분한 전압과 전류가 생성될 수 있도록 적절한 전극물질과 전해질이 선정되어 적합한 구조로 배열되어져야 한다.


전지의 4대 구성 요소

1) 양극(cathode) : 외부 도선으로부터 전자를 받아 양극 활물질이 환원되는 전극
2) 음극(anode) : 음극 활물질이 산화되면서 도선으로 전자를 방출하는 전극
3) 전해질(electrolyte) : 양극의 환원 반응, 음극의 산화반응이 화학적 조화를 이루도록 물질이동이 일어나는 매체
4) 분리막(separator) : 양극과 음극의 직접적인 물리적 접촉 방지를 위한 격리막.



전지의 원리

전지의 음극은 기본적으로 전자를 내어주고 자신은 산화되는 물질이며, 양극은 전자를 받아(양이온과 함께) 자신은 환원되는 물질로서, 전지가 외부 부하 (전등, 기구)와 연결되어 작동할 때, 즉 전지의 방전 반응이 진행할 때 두 전극은 각각 전기화학적으로 다른 상태로의 변화를 일으킨다.

이때 음극의 산화반응에 의해 생성된 전자는 외부 부하를 경유하여 양극으로 이동하고 양극에 이르러 양극 물질과 환원반응을 일으킨다. 이때, 전해질 내에서 음극과 양극 방향으로의 음이온과 양이온의 물질이동에 의해 전하가 흐르는 작업이 완성된다. 이렇게 전해질 내부에서는 외부도선에서 계속해서 전하가 흐르도록 반응을 일으키고, 이에 힘입어 외부도선에서는 흐르는 전하로 전기적인 일을 하게 되는 것이 전지의 작동 원리이다.



2. 전지의 분류


1) 화학전지(Chemical Battery)
구성물질간의 화학반응을 통해 발생되는 에너지를 전기적인 에너지로 변환

- 일차전지(Primary Battery)
얻어진 전기적 에너지를 기기에 사용하여 정상적으로 기기가 작동될 수 있는 종지점(End Point)까지
이른후 재사용이 안되는 비가역적인 전지

- 이차전지(Secondary or Rechargeable Battery)
사용이 종지점까지 이른 후에도 전류를 외부에서 역으로 충전하여 반복적 재사용이 가능한 가역적인 전지

2) 물리전지(Physical Battery)
구성물질간의 물리적인 작용을 통해 발생되는 에너지를 전기적인 에너지로 변환.



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