납축전지 > 공지사항

납축전지는 2차 전지의 대명사라고 할 수 있을 정도로 독보적인 위치를 차지해 온 고전적인 전지이다. 최근에는 시대의 흐름에 맞춰 밀폐형 이나 얇은 모양도 개발되고 있다.
기본적인 납 축전지는 플러스 극과 마이너스 극 양쪽 모두에 납 격자를 사용하며 활물질로는 황산납 (PbSO4)을 이용한다. 여기에 황산을 채우고 충전하면 플러스극은 이산화납(PbO2) 마이너스 극은 납(Pb)이 된다, 방전하면 양극 모두 황산 납으로 돌아간다.

납축전지의 이점은 뭐니뭐니해도 값이 싸다는 것이다. 납은 니켈,카드뮴,리튬 등에 비해 자연계에 풍부하게 존재하는 금속이라는 점도 납전지의 가격이 싼 이유가운데 하나이다.

요즘 밀폐형 소형 납전지는 니카드 전지나 마찬가지로 거꾸로 해도 자유롭게 사용할 수 있다(이것을 위치가 자유롭다 하여 position free라고 한다). 또한 물을 계속 채워줄 필요가 없는 편리한 밀폐형 소형 납전지도 새로 개발되었다. (이것은 유자보수가 필요업다고 하여 maintenance-free라고 한다).

이것은 이미 휴대용 비디오와 소형 청소기 등에 사용되고 있으며 캠프,요트,낚시 등 쓰임새가 다양한 휴대용 제품도 개발되고 있다. 밀폐형 납전지 용량은 1Ah 미만부터 약 1000Ah까지 다양하다. 충전시간은 보통 5~10시간 이지만 경우에 따라서는 니카드 전지와 맞먹는 1~1.5시간으로도 충전이 가능하다.       

밀폐형 납전지를 만드는데에는 크게 2가지 기술이 이용되고 있다,

우선 전해액이 새는것을 방지하기 위해 전해액으로 사용된 황산이 출렁이지 않도록 하는 동시에 황산을 가능한한 적게 채우는 기술이 필요하다. 오늘날에는 유리섬유로 만든 부직포로 전극사이에 격리판을 만들고 이 부직포와 전극의 활물질에 황산을 스며들게 하는 방식이 개발되어 널리 쓰이고 있다. 이것을 retainer방식이라고 한다. 리테이너는 전극에 압력을 가하여 활물질이 떨어져 나가는 것을 방지하는 역할도 한다.

다음으로 전지를 밀폐시키기 위해서는 충전이 끝났을 때 생기는 기체를 처리하는 기술이 필요하다. 아것은 오늘날의 밀폐형 니카드와 구조가 거의 동일하다.즉 미리 플러스 극보다 마이너스 극 쪽의 활물질이 양을 많게 해두는 것이다. 이렇게 충전하면 플러스 극에서 충전이 끝날 때 산소가 나오더라도 그것이 바로 마이너스 극에 흡수되므로 마이너스 극은 여전히 충전이 끝나지 않은 상태로 남아있게 된다, 따라서 마이너스 극에서는 수소기체가 발생하지 않게 된다. 이를 위해서 황산은 진한 농도로 적은 양만 넣고 격리판은 기체가 뚷고 지나가기 쉬운 형태로 만든다. 또한 마이너스 극은 금속 납을 스폰지 형태로 가공하여 산소기체를 흡수하기 쉽게 만들어져 있다.

결국 전지를 다소 과충전 하더라도 산소나 수소기체가 나오지 않기 때문에 내부압력은 올라가지 않는다. 또한 황산도 줄어들지 않기 때문에 물을 보충할 필요도 없다. 다만 만약의 경우 예컨대 지나친 과충전으로 인해 흡수해 대비하지 못할 정도로 산소기체가 많이 발생하는 경우에 대비하여 내부 압력을 낮추기 위한 안전밸브가 부착되어 있다.

밀폐형 납전지는 적은 양의 황산을 사용하여 만들기 때문에 전지를 개봉하는 경우 조금밖에 없는 황산이 즉시 기화하여 전해액이 부족하게 되므로 수명이 끝나버린다.

그리고 전극의 격자소재는 이전에는 가공하기 쉽고 강도가 높은 납과 안티몬의 합금이었지만 오늘날에는 납과 칼슘의 합금이 많이 쓰이고 있다. 칼슘합금을 사용하면 충전중에 마이너스 극에서 수소 기체가 잘 발생하지 않고 전극의 부식도 줄일 수 있다.

그림의 주머니 모양의 격리판 속에 전극을 넣어 이 주머니에 전해액이 스며들도록 하고 손잡이를 달아 운반하기 쉽게 만든 납축전지이다. 이것은 자동차 배터리뿐만 아니라 캠프나 바캉스, 선거 유세용 차량, 일반 가정용 예비전원등 여러 가지 용도로 사용할 수 있도록 만든 것이다. 오늘날에는 기존의 납전지보다 훨씬 얇은 초박형 납축전지도 생산되고 있다. 이것은 휴대용 CD player나 카셋트 등에 사용되고 있다.

그림의 전지두께는 본체가 4.9mm 용기까지 합해도 5.5mm에 불과하다, 이렇게 작아도 5.5시간 정도 휴대용 카셋트를 연속 사용할 만큼의 전력을 공급할 수 있다. 전압은 4v 용량은 0.05ah로 전압을 제외하면 보통의 니카드 전지와 같다.

박형 납전지는 물론 밀폐형으로 마이너스 극에서 산소를 흡수하도록 만들어져 있다. 전지의 용기는 플라스틱 필름으로 만든 주머니이다. 또한 내부압력을 낮추기 위해 안전밸브가 달려있는데 이것은 check valve(한 방향으로만 기체가 나오는 구조) 로서 내부 압력이 높아지면 외부의 기체는 들어오지 못하는 정교한 구조로 만들어져 있다.