2차 전지를 이해하기 위해 우선 전지라는 단어부터 알아야 합니다.
전지란, 화학반응, 방사선, 온도 차, 빛 따위로 전극 사이에 전기 에너지를 발생시키는 장치라고 정의되어 있는데, '에너지를 발생시키는 장치'정도로 이해하면 되겠습니다.
1차 전지
우리가 흔히 한번 사용하고 버리는 건전지라고 생각하면 되는데, 한번 쓰면 다시 충전을 못하는 전지입니다.
2차 전지
핸드폰, 노트북, 전기자동차 등과 같이 충전 과정을 거쳐 재사용이 가능한 배터리라고 생각하면 되는데, 반영구적으로 사용할 수 있습니다.
3차 전지
직접 발전이 가능한 전지를 말합니다. 자가발전이 가능한 3차 전지는 미래의 에너지원으로 꼽히고 있습니다. 3차 전지는 연료를 공급하면 전기를 계속적으로 만들어내는 전지를 말합니다. 대표적으로는 수소연료전지가 있습니다.
2차 전지의 종류
1. 납축전지
납과 황산을 전극과 전해질로 사용하는 전지로서, 충전 방전을 통해 반복해 사용할 수 있는 2차 전지입니다. 1859년 프랑스의 플랑테(Planté)가 개발한 가장 오래된 형태의 2차 전지로 현재 자동차에 널리 활용되고 있습니다.
2. 니켈-카드뮴 전지
가장 보편적이며, 값이 싸지만 치명적 단점인 메모리 현상이 있습니다. 메모리 현상은 2차 전지 안에 있는 화학 에너지(전기)를 다 쓰지 않고 충전하면 2차 전지에 들어갈 수 있는 에너지의 양이 줄어드는 현상을 말합니다. 2차 전지를 다 쓰지 않고 충전하면 이런 현상이 생깁니다.
3. 니켈-수소 전지
고체수소전지라고 불리는 니켈-수소 전지는 보편적으로 쓰이지는 않지만 성능은 2차 전지 중에서 으뜸입니다. 에너지 밀도가 니카드전지의 2배나 되고, 과충전·과방전에 잘 견디고 500회나 충전이 가능합니다. 하지만 성능이 좋은 만큼 굉장히 비싸다는 단점이 있습니다.
4. 리튬-이온 전지
리튬 이온을 이용하여 충전과 방전을 반복하여 사용할 수 있는 2차 전지입니다. 2차 전지 중에서 에너지 용량 대비 무게가 가장 가벼워 휴대전화, 노트북 컴퓨터 등의 휴대용 기기에 널리 사용되고 있습니다.
2차 전지의 중요성
한 줄로 요약하자면 바로 '환경성' 때문입니다. 1차 전지의 경우 한번 사용 후 버리게 되는데 다시 새로운 배터리를 만들기 위해서는 더 많은 자원이 소비가 되고 건전지나 수은전지를 버리게 되면 분해까지도 시간이 오래 걸리며 화학물질로 인해 환경오염을 일으킵니다. 하지만, 2차 전지는 사용 후 충전을 통해서 재사용이 가능해서 경제적이 이면서도 친환경적입니다.
전기차 배터리의 시장점유율
지난해 2차 전지 핵심 소재인 양극재 수출액이 사상 처음으로 전기차 배터리 완제품을 넘어섰습니다. 에코프로비엠, 포스코케미컬, 엘앤에프 등 국내 양극재 업체 실적도 고공행진하고 있습니다. 코로나19 이후 국내 증시를 주도했던 BBIG(바이오·배터리·인터넷·게임) 종목 중 배터리산업은 막강한 경쟁력을 앞세워 꾸준한 성장세를 이어갈 것이라는 관측이 나오고 있습니다.
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