리튬2차 전지 > 공지사항

리튬 2차전지는 플러스극에는 활성탄을 이용하고 마이너스 극에는 우드합금(wood metal)을 이용하고 있다. 우드합금은 이융합금(쉽게 녹는 합금)이라고도 하는데 문자 그대로 열에 잘 녹는 성질을 지니고 있기 때문에 땜납이나 화재 방지용 스프링클러에 많이 사용되고 있다. 플러스 극에 활성탄을 사용하기 때문에 리튬 2차전지를 “카본 리튬 2차 전지” 라고도 한다, 리튬 2차전지는 종래의 단순한 화학2차 전지들과는 달리 플러스 극은 충전과 방전을 되풀이하는 축전기로 되어있으니 물리 전지라고도 할 수 있다. 그리고 마이너스 극은 화학전지이기는 하지만 종래의 화학전지와는 약간 다르다. 즉 리튬2차전지는 물리와 화학의 잡종 전지라고도 할 수 있다.

축전기의 전극과 전해액의 경계면과 마찬가지로 카본 리튬2차전지의 플러스 극에는 “전기 이중층 콘덴서” 가 형성되어 있다. 이 경계면에서 방전과 충전이 일어나는 것에 맞추어 마이너스 극에서는 리튬이온이 방출(방전)되거나 흡장(충전)된다. 즉 플러스 극은 축전기, 마이너스 극은 리튬이온을 흡수/방출한다는 특이한 구조로 이루어져 있다.

전기 이중층 이라는 용어에 대해 설명하자면 이것은 전극(도체)과 전해액이 서로 닿아있으면 전극에 모여있는 전하가 전해액속의 반대부호인 이온을 끌어당김으로써 전극과 전해액속에 각각 전하의 층이 형성되는 현상이다.’

다음 그림에는 다른 형태의 리튬2차 전지의 구조를 제시 하고 있다. 이 전지들의 플러스 극에서는 전기2중층의 형성되어 축전기 반응이 일어나는 것이 아니라 순수한 화학반응이 일어난다, 따라서 같은 크기의 단추 모양 전지에서도 더 큰 전류를 얻을 수 있다.

또한 방전형태에도 차이가 있다. 카본 리튬전지의 방전곡선은 축전기와 같이 직선에 가까운 모양이지만 히타치사의 제품은 일반적인 화학전지와 같은 곡선형태이다.
요즘은 리튬이온 2차전지가 사용되는데 종래의 리튬2차 전지는 마이너스 극으로 금속 리튬을 사용했는데 이것은 충전과 방전을 거듭하면 점차 수지형태의 결정을 이루어 격리판을 뚫고 나와 회로가 끊어지거나 불이 나는 문제를 일으키기도 했다. 또 전지내부에 수분이 들어가는 경우 금속 리튬과 반응하여 고온의 열이 발생하는 문제도 있었다. 리튬이온 전지는 이러한 문제를 해결하기 위해 새로운 전지로 플러스극에 리튬화합물 (코발트산리튬 LiCoO2)을 사용하고 마이너스극에는 탄소를 이용한다. 리튬이온전지 에서는 리튬이온이 충전시에는 마이너스 극에 방전시에는 플러스 극에 흡장된다. 즉 충전과 방전에 따라 리튬이온이 양극사이를 시계추처럼 왕복할 뿐 일반적인 화학전지와 같은 화학변화는 일어나지 않는다.