학문
배터리는 왜 시간이 지남에 따라서 성능이 떨어지나요?
배터리의 경우 충전과 방전을 반복할수록 용량이 감소하는 현상이 발생되곤 하는데, 이러한 현상이 내부의 화학 반응이나 전극 변화와는 어떤 관련이 있는 것인지 의견 부탁드립니다.
5개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 박형진 전문가입니다.
배터리는 대부분 리튬이온 배터리 입니다.
물리적인 변화가 아닌 내부 화학적인 반응으로 수명이 줄어드는데요.
충전할때마다 온도의 상승과 하락의 반복은 리튬 이온이 -극 표면에 금속형태로 조금씩 달라붙으면서 고체화가 되는 현상이 발생합니다. 이는 더이상 리튬의 역할을 못하기 때문에 리튬 용량이 줄어드는 현상이 발생합니다.
이는 전체 배터리의 수명을 결정하는 것이기 때문에 성능이 감소하는 모습을 보입니다.
참고 부탁드려요~
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
배터리는 충전과 방전이 반복될 때마다 리튬 이온이 전극을 오가며 구조적인 미세 균열을 일으키고 이 과정에서 전해질과의 부반응으로 인해 전극 표면에 비전도성 막인 SEI 층이 점차 두껍게 형성되 이온의 이동을 방해합니다 이러한 화학적 변화는 가용한 리튬 이온의 수를 직접적으로 감소시킬 뿐 아니라 전극의 활성 물질이 탈락하거나 결정 구조가 붕괴되는 물리적 변형을 동반하여 결국 전체적인 에너지 저장 용량을 영구적으로 퇴화시켜 성능이 떨어지게 되는 것입니다
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.
배터리는 화학반응을 통해 전기를 생산하는 제품입니다. 즉, 화학물질들이 들어가 있다는 말입니다.
배터리가 충전과 방전을 반복하는 동안에 내부에서 화학 반응들이 계속 일어나게 되는데, 그 과정에서 전극들이 조금씩 손상되기도 하고, 처음 처럼 완벽한 상태와 동일한 환경이 갖춰지진 않습니다. 여기에다가 전해질도 분해가 되고, 전극 표면에는 저항이 되는 막들이 두꺼워지기 때문에 점차 용량이 감소하게 되는 것입니다.
단순한 시간적인 문제라기 보다는 내부 재료가 반복된 사용으로 사람으로 치면 늙어간다고 이해하시면 될 것 같습니다.
안녕하세요. 설효훈 전문가입니다. 배터리의 성능이 떨어지는 이유는 제일 큰것은 결국 열에 의한 문제가 큽니다. 열이 발생되는건 내무 문제가 있거나 꼭 그게 아니라 내부적으로 전기를 저장하고 사용할떄도 발생되어서 그로 인해서 조금씩 변화하면서 성능이 저하 될수 있습니다. 그래서 열을 최소화하는 것이 배터리의 성능을 떨어뜨리지 않는 것입니다.
안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.
배터리는 충,방전 시에 리튬 이온이 전극을 오가면서 구조적 변형을 일으킵니다. 그렇게 전해액과의 부반응으로 고체 피막이 두꺼워지면서 이온의 흐름을 방해하게 되구요. 이런 과정이 반복되면 전극의 활물질이 떨어져 나가거나, 내부 화학 반응의 효율이 낮아지게되요. 그러면 결국 전체적인 용량이 줄어들게 되는 것입니다. 결국 배터리도 소모품이라 쓰면 쓸수록 내부적으로 조금씩 골병이 드는 셈이라고 생각하셔도 되겠습니다.