2차 전지란 무엇인가?

2차 전지에 대한 관심이 뜨겁습니다. 2차 전지 핵심소재 개발업체인 에코프로의 주식이 급등하면서 많은 사람들의 입에 회자되고 있습니다. 2차 전지는 무엇이고 최근에 주목받게 된 이유를 알아봅시다.

 

 

2차 전지란?

전기에너지를 받으면 이를 화학에너지로 저장했다가, 다시 전기에너지로 변환이 가능한 전지를 2차 전지라고 합니다. 방전되면 다시 충전해서 사용할 수 있으므로 흔히 충전지 또는 축전지라고 부릅니다. 이에 반해 한번만 쓰고 재충전이 되지 않는 건전지와 같은 제품은 1차 전지라고 합니다.

 

 

 

1차 전지에 비해 여러 번 충전할 수 있다는 장점이 있는 반면, 2차 전지에 사용되는 기본 재료인 니켈, 카드뮴 등은 매우 독성이 강한 금속입니다. 만일 제조방법에 문제가 있어 새어 나올 경우, 인체에 악영향을 줄 수 있다는 단점이 있습니다. 또한, 2차 전지에 사용하는 물질들은 화학적으로 안정적이지 못하기 때문에 외부에서 강한 충격이 가해질 경우 폭발의 위험이 있습니다.

 

이에 주요 국가에서는 2차 전지 제조에 반드시 국가가 지정한 인증을 받게 하고 있으며, 우리나라에서도 인증제도인 KC인증을 받도록 하고 있습니다.

 

최근에 주목받게 된 이유

2차 전지는 휴대폰이나 노트북, 그 이전에는 워크맨등 휴대용 기기에서도 사용이 되었으나, 그다지 주목받는 사업아이템 취급은 받지 못했습니다. 휴대용 전자제품을 구동하는 하나의 부품 정도로 여겨졌습니다.

 

 

전기차가 대중화되면서 2차 전지는 본격적으로 주목을 받게 됩니다. 내연기관차를 구동하려면 휘발유, 경유 등 석유를 정제한 제품이 필요한 것처럼, 전기차에는 2차 전지가 힘의 근원이 되기 때문입니다. 실제로 전기차 가격의 40% 이상을 2차 전지가 차지하기 때문에, 이제 주요한 사업 아이템으로 자리를 잡았습니다.

 

2차 전지 종류

1. 납축전지

세계 최초로 발명된 2차 전지로, 납과 황산이 주요 재료입니다. 이산화 납을 양극재로, 일반납을 음극재로 사용하고, 황산으로 된 전해질 용액을 그 사이에 주입한 구조로 되어있습니다. 에너지 효율이 높은 반면 무게가 무겁고 충전 속도가 느리다는 단점이 있습니다. 내연기관차의 차량용 배터리에 주로 많이 사용되는 2차 전지입니다.

2. 니켈-카드뮴 전지

니켈을 양극재로 카드뮴을 음극재로 사용한 2차 전지입니다. 다른 2차 전지에 비해 충전 상태를 오래 유지할 수 있으므로, 건물의 비상유도등 등 유사시에 사용되는 시설에 사용되는 제품입니다. 한때 워크맨 등과 같은 휴대용 전자기기에 널리 사용되었으나, 카드뮴의 독성 때문에 이제는 사용범위가 많이 줄었습니다. 최근에는 음극재로 카드뮴 대신 수소저장합금을 사용하는 니켈-수소 전지로 대체되었습니다.

 

 

3. 리튬이온 전지

'하얀 석유'로 불리는 리튬을 주요 소재로 사용하는 2차 전지입니다. 현재 사용되는 2차 전지 중 에너지 밀도가 가장 높은 전지로, 휴대전화부터 전기차에 흔하게 사용되는 2차 전지입니다. 그러나 리튬 자체가 화학적으로 매우 불안정한 물질이기 때문에, 제조상의 실수나, 과충전, 혹은 외부의 충격에 의해 불이 나거나 폭발할 위험을 가지고 있습니다. 유튜브에서 간혹 배터리의 부피가 팽창하여 폭발하는 영상을 볼 수 있는데, 바로 리튬이온 전지입니다.

 

이 때문에 현재 2차 전지 제조사들은 안정성이 높으면서도 에너지 효율이 높은 차세대 전지 개발에 박차를 가하고 있습니다.

 

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