전기차 배터리 원리 좀 알려주세요..

Question

전기차 배터리 원리 좀 알려주세요. 그냥 평소같이 유튜브 보다가 전기차가 나오는데 배터리 원리를 설명해주더라고요 근데 이해가 안돼서 질문드려요

Answer 1

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.

전기차 배터리는 리튬 이온이 양극과 음극 사이를 왔다 갔다 하는 장치예요. 이 이동이 전기를 만들고 저장하는 전부예요.

구조부터 보면 양극과 음극, 그 사이를 채운 전해질, 둘이 직접 닿지 않게 막는 분리막으로 되어 있어요. 양극은 리튬이 든 금속 산화물이고 음극은 흑연인데, 흑연은 층층이 쌓인 구조라 리튬 이온이 층 사이에 끼어 앉을 수 있어요.

충전할 때는 외부에서 전기를 밀어넣어 양극에 있던 리튬 이온을 떼어내요. 이온은 전해질을 헤엄쳐 음극으로 건너가 흑연 층 사이에 자리를 잡고, 전자는 따로 전선을 통해 음극으로 가요. 이온과 전자가 각자 다른 길로 이동해 음극에 모이는 상태가 충전된 배터리예요. 주행할 때는 반대로 일어나요. 리튬 이온이 음극에서 나와 양극으로 돌아가려 하고, 전자는 전선을 따라 모터로 흘러가며 일을 해요. 그 전자의 흐름이 전류고, 모터를 돌리는 힘이에요. 이온이 다 넘어가면 방전 상태가 되고요.

한 가지 짚어둘 게 있어요. 배터리는 전기를 만드는 게 아니라 화학 상태로 저장했다 꺼내 쓰는 장치예요. 충전은 리튬 이온을 원래 자리에서 억지로 끌어내 불안정한 쪽에 올려두는 일이고, 방전은 그게 자연스럽게 제자리로 돌아가며 에너지를 내놓는 과정이에요. 물을 높은 곳으로 퍼올렸다가 흘려보내며 수차를 돌리는 것과 비슷해요.

전기차에는 이런 셀이 수천 개 들어가요. 셀 하나가 3~4V 정도라 직렬로 묶어 400V 이상을 만들고, 각 셀의 온도와 전압을 감시하는 배터리관리시스템이 충전 속도와 출력을 조절해요 :)

Answer 2

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

전기차 배터리는 주로 리튬이온전지를 사용하며 충전할 때 전기에저리를 화학에너지로 저장하고 주행할 때 주행할 때 다시 전기에너지로 바꾸는 장치입니다 배터리 내부에는 양극 음극 전해질이 있으며 충전과 방전 과정에서 리튬 이온이 양극과음극 사이를 이동합니다 방전할 때 리튬 이온은 음극에서 양극으로 이동하고 전자는 외부 회로를 통해 이동하면서 전류가 발생해 모터를 움직입니다 여러 개의 배터리 셀을 묶어 큰 전압과 용량을 만들고 배터리 관리 시스템이 온도 전압 충전량 등을 관리해 안전하게 사용하도록 합니다

Answer 3

안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.

전기차에 배터리는 리튬이온이 양극이랑 음극 사이에 이동을 하면서 전기를 만들고 저장하는 방식으로 구성되어 있습니다. 충전을 할 때는 리튬 이온이 양극에서 음극으로 옮겨갑니다. 그리고 달릴 때는 반대로 음극에서 양극으로 넘어간다고 이해해 주시면 됩니다. 결국 이 원리로 전자가 흘러가는거고 차를 움직이게 만드는 거죠.

생각보다 구조가 간단해 보일 수도 있습니다. 하지만 전해액이랑 분리막 같은 소재 기술이 핵심입니다. 그리고 배터리의 용량이 커질수록 더 멀리 갈 수 있는 건 맞지만, 그만큼 무게도 무거워져서 최고 효율을 찾는게 기술력인거죠.