엔지닉 전기차&2차전지 빡공스터디 26기 참여 후기

1차전지

아연-탄소 건전지(휴대용 라디오 손전등, 녹음기)

알칼리 건전지(면도기, 카세트, 장난감, 카메라)

수은전지(손목, 시계, 심장박동 보조기)

산화은 전지(손목시계, 계산기, 카메라)

 

2차전지

납축전지(자동차 배터리)

알칼리 축전지(니켈-카드뮴 전지)(면도기, 무선전화기용 전지)

리튬-이온전지(휴대폰, 노트북, 카메라, 심장 박동기)

 

3차전지

연료를 사용하여 전기를 만들어내는 발전기의 일종

1차전지는 재사용이 불가하고 2차전지는 배터리로 재사용이 가능

3차전지는 화학반응으로 기계 자체에 에너지를 저장하는 것이 아니며 연료를 반응시켜 에너지를 발생하는 형태이므로 발전기의 일종으로 봐야함

 

각형건전지: 내부에 건전지를 직렬로 연결하여 전동공구나 무선조종 자동차 등 높은 전압이 필요한 기기에 주로 사용되며 망간건전지, 알칼리, 니켈, 수소선지로 나뉜다.

 

알칼라인 건전지의 장점: 높은 에너지 밀도, 긴 수명, 안정적인 전압 유지

 

3차전지의 원리(수소와 산소의 화학 반응으로 직접 전기를 생성하는 친환경 발전시스템)

물을 전기분해하여 수소와 산소를 발생시키는 원리를 역이용

1)    연료극에서 수소가 수소이온과 전자로 분해

2)    수소이온은 전해질막을 통과하여 공기극으로 이동

3)    전자는 외부회로를 거쳐 전류를 발생

4)    공기극에서 수소이온과 전자, 산소가 결합하여 물 생성

 

고분자전해질 연료전지(수소이온을 투과시킬 수 있는 고분자막을 전해질로 사용하며, 다른 연료전지에 비해 전류밀도가 큰 고출력 연료전지이며, 구조가 간단하고 100도 이하의 비교적 저온에서 작동

 

1)    우수한 발전효율 그러나 생산원가 단가, 촉매를 저렴하게 사용하는 방안 모색

2)    빠른 시동과 응답특성, 우수한 내구성을 가지고 있으며, 소형, 경량화 가능하여 가정/건물용, 이동용

3)    고출력이면서 수소이외에 메탄올이나 천연가스를 연료로 사용할 수 있어 차량 동력원으로 적합

4)    전극반응의 발열을 개질 반응의 흡열에 사용하기 힘들며 다른 연료전지와 비교했을 때 고밀도 전력을 제공하고 중량과 부피가 작다

5)    단가가 비싸고 수명이 짧은 것이 단점이나 자동차에 가장 적합하며 가격을 낮추고 성능을 높여 수명을 길게 해주는 방식

6)    연료내 일산화탄소의 적절한 조절, 전극의 설계, 메탄올 연료를 사용하는 pemfc개발 방향으로 연구 진행중

 

충방전이 가능한 리튬이온 2차전지 정의

리튬이온 배터리(양극, 음극, 전해질, 분리막으로 구성)는 리튬이온을 사용하여 전기를 방출하고 전기를 저장하는 장치이며 양극과 음극 그리고 전해질이 존재하며, 충전 시 리튬이온이 음극으로 이동하고 방전 시 양극으로 이동하여 전기에너지를 사용

전기차 배터리 시장의 점유율(삼성 sdi, sk on, lg energy solution)

 

전기자동차의 구성

 

배터리팩: 리튬이온 배터리를 사용하고 있으며 배터리 셀을 하나로 합쳐 여러 개의 모듈을 이루고 모듈을 다시 여러 개를 모아서 하나의 팩을 만들어 특정한 역할을 수행할 수 있도록 만든 것

 

셀: 전기자동차 배터리 팩의 가장 기본적인 자은 구성요소이며 충전과 방전을 반복하여 사용할 수 있으며 제한된 공간에서 최대한 성능을 발휘할 수 있도록 높은 용량을 지녀야 한다.

 

모듈: 배터리 셀을 외부충격과 열, 진동 등으로부터 보호하기 위해 일정한 개수로 조합하여 프레임에 넣은 조합 직렬 또는 병렬로 연결된 다수의 셀로 구성됨

 

셀투팩: 배터리 모듈을 생략하여 배터리셀에서 배터리팩으로 설계되는 기술을 의미하며 배터리모듈을 없애 공간을 더확보하면 에너지 밀도를 높이고 부품개수를 줄여 비용을 절감할 수 있음

 

BMS(Battery management system)

셀 밸런싱, 절연 파괴시 전류차단 기능, 배터리팩 열관리 등 성능과 수명을 최적의 상태로 관리하며 상태를 파악하고 soc, soh 등 중요 시스템 변수 계산

충전방전, 충전율(soc)제어, 냉각제어, 배터리 출력제어

 

 

 

반고체 배터리

차세대 음극 적용을 통해 기존 리튬이온 배터리의 10배 이상의 에너지 밀도를 갖는 소재이기 때문에, 주행거리를 높일 수 있으나 충 방전 반복시 안정성과 수명이 짧아지는 문제를 해결해야함

 

2차전지에 대해 거의 모르는 상태로 학습을 시작하였으나 강의를 듣고 기본 개념 및 미래 산업동향에 대해서는 잘 알게 된거 같아 유익했습니다