1차 전지란
1차 전지란 간단히 말하면 한번쓰고 더이상 사용 불가능한 상태가 되는 배터리를 말하며, 주로 장난감, 리모컨, 후레시, 시계등등 에 들어가는 AA 나 AAA 타입의 배터리를 얘기한다. 1차전지의 에너지 밀도는 충전식 전지인 2차전지보다 높으며, 보관이나 방치하는 동안 자체 방전 (Self-discharge) 되는 속도가 훨씬 느려 주로 5년이상 사용이 가능하므로 위급시에 사용이 가능하다. 1차 전지는 75Ω (Ohm) 이하의 부하에 걸리는 높은 전류를 발생 시키기에는 충분하지 않다. 이런 경우에는 2차 전지가 더욱 더 적합하게 사용될 수 있다.
1차 전지 종류
현재 가장 많이 사용되고 있는 전지는 알칼라인 배터리와 탄소아연 배터리 이다. 1차 전지는 마트에서 쉽게 구할 수 있으며 많은 회사에서 제작되고 있다. 두 개의 배터리는 외관만 보고는 쉽게 구별할 수는 없다.
탄소 아연 배터리의 음극은 아연으로 구성되어 있으며, 양극은 탄소로 구성되어 있다. 전해액은 주로 염화암모늄이나 염화아연을 사용한다. 이 배터리는 용량에 제한이 있어 인기가 없다. 하지만 제조단가가 상대적으로 알칼라인 전지에 비해 낮기 때문에 제품을 판매하는 업체에서는 배터리를 넣어줄 때 이것으로 많이 넣어준다.
알칼라인 배터리의 음극은 아연 분말로 되어 있고, 양극은 이산화망간으로 구성되어 있다. 전해액은 수산화 칼륨이다. 알칼라인 전지의 장점은 같은 크기의 탄소 아연 배터리에 비해서 용량이 3~5배 가량 크고 방전 사이클 동안 전압강하에 덜 민감하여 안정적인 전원 공급을 할 수 있다.
1차전지 충전이 안되는 이유는?
1차 전지는 음극이 내보낸 이온을 양극이 받는 과정에서 발생하는 전기를 사용하는 것이 원리이다. 이를 방전이라 하며 방전이 발생할 때는 배터리 내에서 여러가지 현상이 나타난다.
방전되는 과정에선 대표적으론 금속의 결합 구조가 바뀌는 특징이 있으며 이는 다시 원래 상태로 돌아올 수 없는 비가역적인 특징이 있다. 쉽게 예를 들자면 변색되어 버린 사과나 녹슬어 버린 못 같은 경우는 다시 원상태로 돌아갈 수 없다는 의미이다. 또한 내부의 전해질의 성분도 바뀌어서 더이상 전해질의 역할을 하지 못한다.
1차전지를 응용한 다양한 제품
일반적인 1차전지를 만드는 회사에서 제작하는 주요 제품군을 간단히 설명하겠습니다. 1차전지를 활용하여 다양한 응용제품들을 만들어 낸다는 것을 우리는 쉽게 파악할 수 있습니다. 첫번째로 리튬 이온 배터리(Lithium-ion Battery)와 같은 고성능 리튬 이온 배터리입니다. 이 배터리는 뛰어난 에너지 밀도와 긴 수명을 특징으로 하며, 모바일 기기, 전동 자동차, 전력 저장 시스템 등 다양한 분야에서 사용됩니다. 리튬 이온 배터리는 안정성과 충전 효율성이 우수하여 전 세계적으로 인정받고 있습니다.
두번째로 태양광 모듈(Solar Modules)입니다. 1차전지 회사에서는 태양광 발전 분야에도 관심이 많아. 고효율 태양광 모듈을 개발하고 생산합니다. 이 모듈들은 태양 에너지를 효율적으로 수집하여 전기로 변환하는 역할을 합니다. 태양광 모듈은 성능 면에서 활용도가 높아 다양한 태양광 발전 시스템에서 사용됩니다.
세번째로 에너지 저장 시스템(Energy Storage Systems)이 있습니다. 에너지 저장 시스템 분야에서도 활발한 활동을 하고 있습니다. 에너지 저장 시스템은 태양광 모듈과 마찬가지로 친환경 에너지를 사용하여 지구환경에 도움이 되는 제품입니다. 재생 가능 에너지의 효율적인 관리와 전력 그리드의 안정성을 유지하는 역할을 합니다. 이 시스템은 태양광 발전 시스템, 풍력 발전 시스템, 전력 네트워크 등 다양한 분야에서 함께 사용되며, 에너지의 저장과 공급을 효율적으로 관리할 수 있습니다.
마지막으로 전기 자동차 배터리(Electric Vehicle Battery)를 빼놓을 수가 없습니다. 전기 자동차의 성장에 따라 전기 자동차 배터리 분야에서도 제작할 수 있습니다. 전기 자동차 배터리는 고밀도 에너지 저장과 긴 주행 거리를 지원합니다. 이를 통해 전기 자동차의 성능과 에너지 효율을 향상시키고, 친환경적인 교통 수단으로서의 역할을 수행합니다.