납축전지 개요 | pulsebattery

[ 축전지 원리 ]

충전이 가능한 2차 전지이다.

납을 (-)극, 이산화납을 (+)극으로 하고, 비중이 1.25 정도인 황산을 전해질로 사용하여 만든 전지이다.

기전력은 2V이며, 방전과 더불어 저하하여 방전 종기 전압인 1.0V가 되면 사용을 멈추고 충전한다.

배터리 내부에서 발생하는 화학적 작용에 의해 전기적 에너지로 변환시켜 보관 및 시동시

시동모터(스타트모터)를 구동하고, 발전기 고장시 일시적인 예비 전원을 공급하는 역할을 한다.

보통 납축전지, 알칼리축전지, MF축전지로 구분한다.

① 납축전지 : 일반적으로 사용하는 축전지이다.

납축전지는 크게 산업용과 자동차용으로 분류할 수 있다.

산업용은 주로 태양전지의 전력 저장 시스템, 전자기기 및 통신 설비의 무정전 전원 장치의

예비 전원용, 자동차용은 물론 자동차나 모터사이클 · 골프카 · 선박 및 전기 자동차의 시동용 또는 전력용으로 주로 사용된다.

경제적이지만 무거운 것이 단점이다.

② 알칼리축전지 : 전해액으로 수산화나트륨을 사용하는 축전지로, 주로 선박에 사용되며 가격이 비싸고 수명이 길다.

③ MF축전지 : 극판이 납 칼슘으로 구성되어 있어, 가스 발생이 적고 전해액 보충이 필요 없으며 자기 방전이 적다.

납축전지는 방전한 채로 방치하면 사용할 수 없게 된다.

용량은 방전을 끝내기까지의 전기량을 암페어시(기호 Ah)로 나타내는데, 방전시간의 장단에 따라 달라지며 일반적으로는

10시간의 경우를 표준으로 한다.

수명은 방전을 반복하는 동안에 용량이 감소하여 처음의 90%로 되기까지의 횟수로 나타내고, 보통 500~1,000회이다.

방전시 두 전극이 모두 황산납이 되어 두 극 모두 질량이 점점 증가하며, 전해질인 황산의 농도는 점점 묽어진다.

황산의 농도가 너무 묽어지면 반응 물질의 경계면에 저항이 높은 물질이 만들어져 수명이 단축되고 충전이 어렵기 때문에 완전히

방전시키지 말고 적당한 시기에 충전하여야 한다.

* 음극(Cathode) : PbO2 + SO42- + 4H+ +2e- ↔ PbSO4 +2H2O E0= 1.70V

* 양극(Anode) : Pb + SO42- ↔ PbSO4 +2e- E0=-0.355V

* 전체 : Pb + PbO2 + 2H2SO4 ↔ 2PbSO4 + 2H2O

위 반응에서 PbSO4는 용해되기 어려운 고체이므로 전극에 달라붙어 피막(절연막)을 형성하게 되어 화학적 경로를 차단하므로 납축전지의

수명을 짧게 한다.