배터리 이력
배터리의 역사는 2,000년 이상 고대 그리스와 로마로 거슬러 올라갈 수 있으며, 그곳에서 구리와 철판은 갈바닉 및 전기 치료 장치를 만드는 데 사용되었습니다. 그러나 최초의 실제 배터리는 18세기 말까지 발명되지 않았습니다.
1799년 이탈리아의 물리학자 알레산드로 볼타(Alessandro Volta)는 소금물에 적신 판지로 분리된 구리와 아연 디스크를 번갈아 쌓아 “화력 더미”를 만들었습니다. 볼타 파일은 안정적이고 지속적인 전기 흐름을 생성할 수 있는 최초의 장치였으며 현대 배터리의 기초가 되었습니다.
다음 세기 동안 1830년대에 전자기 유도의 원리를 발견한 영국 과학자 마이클 패러데이를 포함하여 수많은 발명가와 과학자들이 배터리를 개선했습니다. 이로 인해 기계 에너지에서 전기를 생성하여 배터리를 충전할 수 있는 최초의 실용적인 발전기가 개발되었습니다.
1866년 프랑스 엔지니어 조르주 르클랑샤(Georges Leclanchat)는 상업적으로 성공한 최초의 배터리인 르클랑샤 배터리를 발명했습니다. Leclanchat 전지는 염화암모늄과 염화아연의 혼합물과 별도의 아연 및 탄소 전극을 사용했습니다. 초기 전신 시스템에 사용되었으며 손전등에 사용된 최초의 배터리였습니다.
1881년 미국의 발명가 토머스 에디슨은 상업적으로 성공한 최초의 알카라인 배터리인 에디슨 배터리를 개발했습니다. 에디슨 전지는 알칼리성 전해질로 분리된 철 및 니켈 전극을 사용했으며 초기 전신 시스템 및 철도 신호에 사용되었습니다.
20세기 초에는 배터리가 더 작아지고 휴대성이 높아져 최초의 휴대용 손전등과 휴대용 라디오가 개발되었습니다. 제2차 세계대전 동안 배터리는 군사 통신 및 장비에서 중요한 역할을 했으며 배터리 수요가 급격히 증가했습니다.
1950년대와 1960년대에 트랜지스터의 발명과 소형 전자 장치의 개발은 배터리 기술의 새로운 시대를 열었습니다. 보청기, 손목시계 등의 기기에 사용하기 위해 작고 가벼운 전지가 개발되었고, 휴대형 전자제품에 사용하기 위해 니켈카드뮴(NiCad), 리튬이온(Li-Ion) 전지와 같은 충전식 전지가 개발되었습니다.
오늘날 배터리는 자동차와 가정에 전원을 공급하는 것부터 스마트폰과 노트북에 전원을 공급하는 것까지 다양한 응용 분야에서 사용됩니다. 배터리 성능, 내구성 및 안전성을 개선하고 배터리 제조 및 폐기로 인한 환경적 영향을 줄이기 위해 전고체 배터리 및 리튬-황 배터리와 같은 새로운 배터리 기술이 개발되고 있습니다.
배터리 특성
배터리는 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하는 전기 화학 장치입니다. 그들은 다양한 유형과 크기로 제공되며 휴대 전화 및 노트북과 같은 소형 전자 장치에 전원을 공급하는 것부터 전기 자동차 및 그리드 규모의 에너지 저장 장치와 같은 더 큰 응용 프로그램에 이르기까지 다양한 응용 프로그램에 사용됩니다. 배터리의 주요 특성은 다음과 같습니다.
전압: 배터리의 전압은 배터리의 양극과 음극 사이의 전위차이며 단위는 전압(V)입니다.
용량: 배터리의 용량은 저장할 수 있는 전하량으로, 암페어시(Ah) 또는 밀리암페어시(mAh)로 측정됩니다. 배터리 용량은 재충전이 필요하기 전에 장치 또는 시스템에 전원을 공급할 수 있는 시간을 결정합니다.
에너지 밀도: 배터리의 에너지 밀도는 단위 부피 또는 무게당 저장할 수 있는 에너지의 양으로, 리터당 와트시(Wh/L) 또는 킬로그램당 와트시(Wh/kg)로 측정됩니다. 에너지 밀도가 높은 배터리는 더 작고 가벼운 패키지에 더 많은 에너지를 저장할 수 있기 때문에 휴대용 애플리케이션에 더 적합합니다.
주기 수명: 배터리의 주기 수명은 용량과 성능이 저하되기 전에 거치는 충전-방전 주기의 수를 나타냅니다. 주기 수명이 더 긴 배터리는 장기적으로 더 내구성이 있고 비용 효율적입니다.
충전 시간: 배터리 충전 시간은 배터리를 최대 용량까지 충전하는 데 걸리는 시간을 말하며 배터리 화학, 충전 방법 및 충전 전류와 같은 요인의 영향을 받습니다.
작동 온도 범위: 배터리의 작동 온도 범위는 안전하고 효율적으로 작동할 수 있는 온도 범위이며 배터리 화학 및 설계와 같은 요인의 영향을 받습니다. 작동 온도 범위가 더 넓은 배터리는 극한 환경에서 사용하기에 더 적합합니다.
안전: 배터리는 과열, 합선 및 기타 위험을 방지하기 위해 안전을 염두에 두고 설계해야 합니다. 배터리 안전 기능에는 과충전 보호, 과방전 보호 및 열 관리 시스템이 포함됩니다.
비용: 배터리 비용은 배터리 화학, 제조 공정 및 생산 규모와 같은 요인의 영향을 받습니다. 배터리 기술의 발전은 시간이 지남에 따라 비용을 절감하지만 에너지 밀도가 높고 수명이 긴 배터리는 더 비싼 경향이 있습니다.