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배터리는 충전할 때 나타나는 전기적 변화만으로 노후 정도를 알 수 있을까요?

겉으로 정상인 배터리도 내부 성능은 크게 달라질 수 있습니다. 별도의 분해 없이 배터리 상태를 판단하는 방법을 알고 싶습니다.

성실한 답변 부탁드립니다.

2개의 답변이 있어요!

  • 김찬우 전문가

    김찬우 전문가

    KATRI시험연구원/국립현대미술관

    ∙

    안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.

    가능합니다.

    실제로 전기자동차나 대형 배터리를 사용하는 장치의 경우 BMS batery management system 이란 장치가 달려있어 탑재된 배터리의 전류, 전압, 온도 등을 모니터링 하여 배터리의 상태를 확인할 수 있습니다.

    원리는 여러가지가 있습니다.

    대표적인 것이내부저항 측정 방법이 있습니다. 순간적으로 배터리에 강한 전류를 줘서 발생하는 전압강하를 측정하면 배터리의 수명을 예측할 수 있습니다. 배터리가 노화될수록 내부저항이 커지기에 전압이 떨어지는 걸로 수명을 예측할 수 있습니다.

    다른 방법으로는 DV 라고 하여 Differential Voltage Analysis 전압 분석방법이 있습니다. 충방전시 기록되는 시간, 전압 데이터의 기술기를 미분하여 분석하는 방법인데 배터리 내부의 양극과 음극의 실제 손실 자체를 파악할 수 있기에 널리사용되고 있습니다.

    그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다:)

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    채택된 답변
  • 이충흔 전문가

    이충흔 전문가

    NAMSUNG HS

    ∙

    안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

    배터리를 충전 할 때 나타나는 전압이나 전류, 시간 반응 같은 전기적 신호 변화만으로도 배터리의 노후화 및 내부 열화 반응을 정밀하게 파악할 수 있습니다. 이와 관련하여 좀 더 자세히 설명해 드릴게요.

    배터리가 노후화되면 내부 저항이 증가하여 정전류 충전 시 목표 전압에 도달하는 시간이 짧아져, 정전류 구간은 줄어들고 정전압 충전 구간이 길어지며 전체 충전 효율이 급격히 떨어지게 됩니다. 또한, 충전 전류가 유입되는 순간 발생하는 즉각적인 전압 상승 폭을 측정하면, 배터리 내부 직류 저항의 증가율을 바로 알아 낼 수 있습니다. 이외에도 충전 전압 변화에 따른 용량 변화율을 분석하면, 내부 리튬 이온 손실과 양극과 음극의 물질 손실 등의 구체적인 열화 원인을 분해 없이 알 수 있습니다.

    분해 없이 비과괴 배터리 상태 진단 방법으로 교류 임피던스 분광법이나 증분 용량 분석법, 직류 내저항 측정 등으로도 배터리의 배부 성능을 손쉽게 확인 할 수 있습니다. 실제로도 이와 같은 방법으로 배터리 셀을 파괴하거나 떼어내지 않고도 배터리의 잔여 수명을 정확히 추정합니다.