리튬폴리머전지의 개요
리튬폴리머전지는 음극과 양극사이의 분리막이 리튬이온전지에서의 전극의 분리역할외 에 이온전도의 매개체, 즉 전해질의 역할을 하는 전지이다. 리튬폴리머전지는 전극재 료및 고분자 분리막의 종류에 따라 다음과 같이 구분할 수 있다. 구분 양극 전해질 음극 개발사 1 고분자 유기용매 리튬 or 고분자 Bridgeststone, Ricoh, Matsushida 2 고분자 고분자 리튬 or 고분자 Kanedo 3 무기재료 고분자 리튬 or 고분자 Yuasa, Hydro-Quedec, Ultralife 4 무기재료 겔형 고분자 리튬 or 고분자 LG, Bellcore, Hitachi Maxell, Sony, Toshibe * Source: Kansai Research Institute [전기화학적 원리] 음극과 양극의 활물질(active material)이 리튬이온전지와 유사하기 때문에 전기화학 적 원리는 같다. 전지의 작동은 충·방전에 의해 리튬이온이 양극과 음극 사이를 이동 하며 intercalation함에 의해 이루어 진다. 전지작동에 의한 전극의 변화는 없기 때문 에 안정적인 충·방전이 가능하다. LiCoO2 + Cn ⇔ Li1-xCoO2 + CnLix [고분자 분리막] 고분자분리막은 리튬의 결정성장에 의한 양 전극의 단락을 방지함과 동시에 리튬이온 이동의 통로를 제공하는 역할을 한다. 고분자전해질의 이온전도도는 과거 10-7S/cm에 서 최근 10-5~10-4S /cm 정도로 향상되고 있으나 실용화하기 위한 값인 10-3S/cm에는 못 미치고 있다. 이를 개선하기 위해 전해액을 고분자에 함침된 상태에서 전지를 구동 하는 겔형 리튬폴리머전지의 개발에 주력하는 추세이다. 겔형 고분자 전해질의 장점은 향상된 이온전도도 외에 우수한 전극과의 접합성, 기계적 물성, 그리고 제조의 용이함 등을 들 수 있다. 대표적인 겔형 고분자는 poly(ethylene oxide) (PEO), poly(acrylonitrile) (PAN), poly(methylmethacrylate) (PMMA), poly(vinylidne fluoride) (PVDF)이다. 대표적인 겔형 고분자전해질로서 Bellcore사의 PVDF계 전해질 은 vinylidene fluoride (VDF)와 hexafluoroethylne (HFP)의 공중합체와 가소제, 그리 고 무기첨가제를 혼합하여 필름 성형후 전해액을 함침시켜 겔화시키는 공정으로 제조 된다. 전해질에 의한 전지의 구분은 다음과 같다 [Lithium ion battery와의 차이점] a. 구조상의 특징에서 보았듯이 판상 구조 이기 때문에 Lithium ion battery의 공정에 서 나오는 winding작업이 필요가 없으며, 각형의 구조에 매우 알맞은 형태를 얻을 수 있다. b. 전해액이 모두 일체화된 cell내부에 주입되어 있기 때문에 외부에 노출되는 전해액 은 존재하지 않는다. c. 자체가 판상 구조로 되어 있기 때문에 각형을 만들때 압력이 필요 없다. 그래서 can을 사용한 것 보다 bag을 사용하는 것이 용이하다.
리튬이온 배터리란?
기존에 충전이 않되는 전지를 1차전지라고 하죠. 충전이 가능한 전지는 2차전지라고 부릅니다. 2차전지에는 흔히들 많이 사용되는 것이 니카드전지입니다. Ni-Cd(니카드=니켈카드뮴), Ni-Mh(니켈메탈하이드라이드)전지등은 공통적으로 니켈이 포함됩니다.
이러한 전지는 메모리 효과를 가집니다. 메모리 효과는 다음에 설명하고 리튬이온 전지는 리튬산화물질로 + 극을 만들고, 탄소로 - 극을 만든다고 합니다. 휴대폰을 사용하기 시작하면 + 극의 리튬이온이 중간의 물질을 지나서 - 극의 탄소격자속으로 들어 간다고 합니다. 이때, 극판에 손실이 거의 없기 때문에 장수명 특성을 가진다고 합니다.
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월척
2010-01-17 22:37
[건전지/충전지종류]
건전지의 종류는 크게 1차전지와 2차전지로 구분됩니다.
1차전지는 한번 쓰면 다시쓸수 없는 1회용이고
2차 전지는 충전하면 다시 쓸수 있는 충전용 전지 입니다.
** 1차전지 : 망간전지, 알카라인전지
1. 망간전지 : 흔히 쓰는 1회용 전지입니다. 가격이 싸지요.
2. 알카라인전지 : 1회용 이지만 망간전지보다 용량이 3배정도 큽니다.
** 2차전지 : 니켈-카드뮴(Ni-Cd), 니켈-수소(Ni-MH), 리튬-이온(Li-Ion)
1.니켈-카드뮴(Ni-Cd) : 가장 저가이며, 때문에 가장 범용으로 쓰이는 2차전지입니다.
하지만 메모리효과(완전방전하지않고 충전하면 용량이 줄어드는 효과)와 자연방전의
효과가 있어 그리 훌륭한 전지라고는 볼수 없습니다.
소형 진공청소기나 전동칫솔, 면도기 같은 소형 무선 전기제품이나 충전식 완구등에
거의 이 전지가 들어있습니다.
2.니켈-수소(Ni-MH) : 정확한 명칭으로는 니켈-메탈 하이브라이드 전지라고 하며
니켈-카드뮴에 비해 용량은 커졌지만 여전히 메모리효과를 가지고 있습니다.
예전에는 노트북등에 주로 이 니켈-수소 전지를 썼지만 요즘은 거의 리튬-이온을
사용합니다.
3.리튬-이온(Li-Ion) : 같은 크기안에 담을수 있는 전기용량이 최고입니다.
메모리 효과도 적습니다. 단 밧데리 안에 안정화 회로가 들어가야하고 전용의 충전기
가 아니면 폭발의 위험도 있습니다. 가격이 비싼게 흠이지만 여러가지 장점때문에 요
즘 대부분의 휴대폰이나 노트북등에 많이 사용되고 있습니다.
4.리튬-폴리머(Li-poly) : 리튬폴리머는 폴리머 즉 다결정화된것으로 리튬이온저럼 액체상태가 아니라 전해액이 좀더 안정된 겔상태입니다.그래서 더 안정화되어잇어서 보호회로가 필요없구요...보호회로가 없는만큼 같은 부피면 더 많이때려넣을수잇어서.같은부피의 리튬이온전지에비해 두배가까운 용량을 자랑합니다.
수명은 비슷하구요..효율차이는 크지 않을겁니다.그저 같은부피안에 더 많은 리튬을 때려넣는거니까요~_~;;
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