전지에서 전해질이 중요한 역할을 하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 전지에서는 전류가 흐르기 위해서 전해질이 반드시 필요하고 이러한 전해질이 중요한 역할을 수행한다고 하던데 전해질이 불안정한 경우에는 어떠한 문제가 생길 수 있나요?
전지에서 전해질은 단순히 용액에 녹아 있는 이온이 아니라, 전류가 흐르도록 하는 핵심 매개체 역할을 하는데요, 가장 큰 역할은 '이온 전도 매개체' 역할을 수행할 수 있다는 점입니다. 전지는 전자를 외부 회로로 흐르게 하는 산화-환원 반응이 일어나지만, 전해질이 없으면 전자를 따라갈 이온이 부족한데요, 전해질 속 양이온과 음이온이 전극 사이에서 전하 균형을 맞추며 이동하는 과정에서 전류를 유지할 수 있습니다. 또한 전지의 안정성에도 관여하는데요, 적절한 전해질은 전극과 반응하면서 불필요한 부반응을 최소화하며 전해질이 전극 표면에서 보호막을 형성해 전극 손상을 방지하게 됩니다.
전해질이 불안정할 경우 여러가지 문제가 발생할 수 있는데요, 우선 전해질이 불안정하면 이온 이동이 느려져 내부 저항 증가하기 때문에 전류가 약해지고 전지 효율 감소할 수 있습니다. 또한 전해질이 전극과 화학적으로 반응하여 가스가 발생하거나 전극이 손상될 수 있으며, 예를 들어서 수계 전해질에서 전압이 높으면 물이 분해되어 H₂와 O₂가 발생하게 됩니다. 감사합니다.
1명 평가안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
전해질은 양극과 음극 사이에서 이온을 이동시키는 매개체입니다. 전자는 외부 회로를 통해 흐르고, 이온은 전해질을 통해 내부에서 이동함으로써 전지의 충전과 방전이 가능해집니다.
전해질의 안정성은 전지의 성능, 수명, 안전성에 직결됩니다. 액체 전해질은 고온에서 분해되거나 인화성이 있어 과열 시 폭발할 수 있습니다. 특히 리튬이온전지에서는 열폭주 현상이 발생할 수 있습니다. 또한, 불안정한 전해질은 전극과 반응하여 부식을 일으키거나, SEI층 형성이 불완전해져 전지의 수명이 짧아집니다.
1명 평가안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.
전해질은 양극과 음극사이에 전기를 흐르게 하는 전하가 이동하는 통로 입니다. 이러한 이동이 원활해야 전기가 안정적으로 생산이 됩니다. 또한 양극과 음극 사이에 직접 만나지 못하게하는 완충제 역할도 하고 있습니다.
이러한 전해질이 불안하게 되면 자연스레 전하의 이동이 지연이 생겨 전기가 제대로 생성되지 않고 전해질은 가연성 물질 덩어리이기 때문에 전해질이 불안정해지면, 전기차 배터리의 열폭주 처럼 폭발과 함께 대형 화제가 발생 할 수도 있습니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
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