학문
전기차에 들어가는 이차전기의 구성 및형태에 대해서 궁금합니다.
중국을 비롯해 테슬라와 현대차의 전기차에 들어가는 이차전지는 어떤구조로 되어잇기에 차를 움직일수잇는 힘을 내는지 궁금합니다.
2개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
전기차의 이차전지는 주로 리튬이온전지로 양극재 음극재 전해질 분리막으로 구성되며 충전과 방전을 반복하며 전기에저를 저장하고 꺼내 사용합니다 배터리 셀은 원통형 파우치형 각형 등 다양한 형태로 만들어지고 여러 셀을 묶어 무듈과 배터리팩을 구성해 자동차 바닥 등에 탑재합니다 방전된 전기는 인버터를 거쳐 모터가 사용할 수 있는 전력으로 변환되고 모터가 회전력을 만들어 차량 바퀴를 움직입니다 즉 수많은 작은 배터리 셀을 정교하게 연결하고 관리해 자동차를 움직일 만큼 큰 전압과 에너지를 만들어내는 구조입니다
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.
이차전지를 이루는 가장 기본적인 구성 요소는 양극, 음극, 분리막 전해질 입니다. 앞에서도 이야기 했듯이 양극과 음극은 리튬원자를 보관하는 물질입니다. 양극은 리튬, 금속, 산소가 결합되어 있는 형태의 물질(리튬금속산화물)로 구성되어 있습니다.
충전중에는 양극을 이루는 물질 중에서 리튬만 쏙 빠져 나와서 음극으로 옮겨 갑니다. 음극은 여러가지 소재가 있지만 최근에 많이 사용되는 음극은 천연흑연을 기본으로 이루어져 있습니다. 연필에 사용되는 그 흑연 맞습니다.
흑연은 마치 종이가 겹쳐 있는 것과 같은 구조를 이루고 있습니다. 이를 층상구조라고 하는데 양극에서 빠져 나온 리튬원자 들이 이러한 층상 구조 사이로 끼어 들게 됩니다. 이차전지를 사용할때는 반대 현상이 벌어지게 됩니다.
흑연 사이에 끼어 있던 리튬이 다시 양극으로 이동해서 다시 리튬금속산화물을 이루게 됩니다. 분리막은 이름 그대로 양극과 음극을 분리시켜 주는 역할을 합니다. 집에 있는 콘센트에 쇠 젓가락 꼽아서 연결하면 빠직하고 감전되는 것처럼 이차전지의 양극과 음극도 서로 연결되면 전지가 고장나거나 아니면 폭발이 일어나거나 하니까 양극과 음극을 서로 분리시켜 놓을 필요가 있습니다.
그러면서도 그 사이로 리튬이 지나가야 되니까 분리막은 아주 작은 구멍이 숭숭 뚫려있는 구조를 가지고 있습니다.
전해질은 리튬이 이동할 수 있도록 도와주는 용액입니다.