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배터리는 현대 사회에서 필수적인 발명품으로 자동차부터 스마트폰, 전기자동차, 드론 등 다양한 기기와 시스템에서 사용되고 있습니다. 이러한 배터리는 우리가 흔히 시동을 걸기 위한 장치로만 생각하기 쉽지만, 실제로는 전기를 저장하고 제공하는 중요한 부품입니다.
배터리란?
배터리는 전기를 저장하고, 필요할 때 전기를 공급하는 장치입니다. 가장 흔하게 쓰이는 화학전지는 두 가지 금속의 이온화도 차이를 이용하여 전기를 생산합니다. 배터리는 주로 1차 전지와 2차 전지로 나뉩니다.
1차 전지 (Primary cell)
한 번 사용하면 폐기해야 하는 배터리입니다.
충전이 불가능하며, 화학반응을 역으로 되돌릴 수 없습니다.
주로 일회용 전지로, 사용 후에는 폐기됩니다.
2차 전지 (Secondary cell)
외부 전기 에너지를 화학 에너지로 저장하여 재사용할 수 있는 배터리입니다.
주로 납 축전지, 니켈-카드뮴(NiCd), 리튬이온(Li-ion), 리튬이온 폴리머(Li-ion polymer) 등이 있습니다.
충전이 가능하며, 반복적으로 사용할 수 있습니다.
초기 투자 비용은 높지만 재사용 가능하여 경제적이고 환경에도 친화적입니다.
배터리의 종류
납 축전지 (Lead-Acid Battery)
가장 일반적으로 사용되는 축전지로, 납과 황산을 사용하여 전기화학반응을 이용합니다.
자동차의 시동 및 조명 등에 널리 사용되며, 무게가 무거우나 안정적입니다.
니켈 수소 배터리 (Nickel Metal Hydride Battery)
니켈 카드뮴 배터리를 개선한 형태로, 니켈과 수소 흡착 합금을 사용합니다.
기억효과가 적고 고용량을 제공하지만, 방전되지 않으면 용량이 줄어드는 문제가 있습니다.
리튬이온 배터리 (Lithium-Ion Battery)
리튬이온이 양극과 음극 사이를 이동하여 전기를 생성하는 배터리로, 에너지 밀도가 높고 기억효과가 없습니다.
스마트폰, 노트북, 전기자동차 등에 널리 사용되며, 안전에 주의해야 합니다.
마그네슘 배터리 (Magnesium Battery)
리튬이온 배터리의 단점을 극복하기 위해 개발된 배터리로, 안전하고 높은 에너지 밀도를 제공합니다.
전기자동차 등에 사용되어 효율적인 에너지 저장을 가능하게 합니다.
사물배터리 (BoT; Battery of Things)
사물인터넷 시대에 배터리가 연결되어 사물들이 에너지를 공유하는 개념으로, 스마트폰부터 전기자동차까지 다양한 기기에 사용됩니다.
휴대성과 편리성을 높이는데 기여하며, 전기자동차 및 에너지 저장장치 시장에서 주목받고 있습니다.
마무리
배터리는 현대 사회에서 필수적인 발명품으로, 다양한 기기와 시스템에서 사용되고 있습니다. 납 축전지부터 사물배터리까지 다양한 종류의 배터리가 있으며, 기술의 발전과 함께 더욱 혁신적인 제품들이 개발될 것으로 기대됩니다.