차에서 흔히 볼수 있는 배터리 방전은 어떤 과학적 원리인가요?
차량 배터리가 방전되서 긴급 출동을 부르다 보니 문득 자동차 배터리 방전은 어떠한 과학적 원리 및 이유 때문에 발생되는 건지 궁금합니다!
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 자동차 배터리는 자동차에 사용되는 전기를 부품에 공급하는데 그 공급하는 양이 많거나 외부 온도에 따른 전해질 기능이 저하되면 방전이 됩니다. 자동차 내부에 블랙박스, 에어컨, 오디오, 와이퍼, 라이트 등의 전기를 사용하는 부품이 많이 사용되는데요. 이런 전기 제품을 상시에 두고 끄지 않거나 짧은 거리를 운행하는데 많은 전기를 사용하면 방전이 됩니다. 또한 전해질이 영하 10도 이하에서는 동결되면서 배터리 출력이 낮아지면서 방전될 가능성도 있습니다.
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
배터리내에서는 리튬이온과같은 전해질이 음극에서 양극으로 직접이동하며 전기에너지를 방출하는데, 모두 양극으로 이동이 끝나 이러한 작용이 더이상 일어나지 못하거나 저장된 전기에너지가 모두 없어지면 방전되었다고합니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
차에서 흔히 볼 수 있는 배터리 방전은 주로 화학적 반응을 기반으로 합니다. 자동차 배터리는 주로 납과 황산을 포함하는 황산납 배터리로 구성되어 있습니다.
배터리는 전기를 생성하기 위해 화학 에너지를 이용합니다. 충전 상태에서는 황산납 배터리의 음극(음극은 전류를 낼 수 있는 전극)에는 납이 산화되고 양극(양극은 전류를 받을 수 있는 전극)에는 황산이 환원되는 화학 반응이 일어납니다. 이 화학 반응에서 전기 에너지가 생성됩니다.
하지만 차량이 사용되지 않거나 주행이 오랜 시간 동안 없을 경우, 배터리에 저장된 전기 에너지가 점차 소모됩니다. 이는 배터리의 화학 반응이 반복적으로 일어나지 않아 충전 상태를 유지하기 어렵게 되기 때문입니다. 이러한 상황에서 배터리의 전력이 부족해지면, 차량의 시동을 걸거나 전기 부품을 사용하는 데 어려움이 생깁니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.
배터리 충전 시에는 양극에 있던 리튬 이온이 전해질을 통해 분리박을 지나 음극으로 이동합니다.
반대로, 배터리 방전 시 (전기 사용 시) 음극으로 이동했던 리튬 이온이 다시 양극으로 이동하는 원리입니다.
