2차전지

소개글

전기화학공학에서 2차전지에 관한 레포트

목차

전지란
전지의 분류
2차전지
1.납축전지
(1)특성
(2)분극과 저항손실
2.니켈카드뮴전지
(1)전극반응 및 전지 반응
(2) 전지의 종류
3.금속 수소화물 전지
(1) 전극 반응 및 전체 전지 반응
(2) 전지의 구조 및 제조 형태
4. 리튬 2차 전지
(1) 전극 반응 및 전체 전지 반응
(2) 리튬 2차 전지의 구조
(3) 성능
▶참고문헌

본문내용

2.니켈/카드뮴 전지
우수한 물리적, 전기화학적 특성을 가지고 있기 때문에 개발이후 현재까지 상당히 많은 부분에 사용되고 있다. 크게 밀폐형과 개방형 두가지 형태로 제작되는데 밀폐형 전지는 닫혀진 환경하에서 사용되므로 전지내부에서 생성된 가스가 외부로 방출될 수 없는 반면 개방형은 전지 작동중 발생하는 가스가 외부로 발출될수 있도록 고안되었다. 이 두가지 형태중 밀폐형 니켈/카드뮴 전지는 상대적으로 깨끗하고 튼튼하며 가벼우므로 일반 전지 소비자나 전자부문등에 널리 사용되고 있다. 한편, 개방형 전지와 유사하지만 부분적으로 밀봉된 특수한 형태의 니켈/카드뮴 전지가 항공 우주산업용으로 사용되기도 한다.
납축전지 이외에 실용화된 2차전지는 거의 모두가 KOH를 전해질로 이용한 알카리축전지이다. 주로 니켈-카드뮴과 니켈-수소전지 또는 니켈-금속수소화물전지가 사용되고 있다. 니켈-카드뮴전지는 마이너스극 활성물질로 카드뮴을 이용하고, 플러스극 활성물질로 니켈산화물(옥시수산화니켈)을 이용한다.

(1) 전극반응 및 전지 반응
니켈/카드뮴 전지의 활물질로는 충전된 상태를 기준으로 애노드는 카드뮴(Cd), 캐소드는 니켈 옥시하이드록사이드(NiOOH), 전해질은 수산화칼륨(KOH)이 사용된다.

애노드 반응 Cd + 2OH⁻ ↔ Cd(OH)2 + 2eα
캐소드 반응 2NiOOH + 2H2O + 2eβ ↔ 2Ni(OH)2 + 2OH⁻
전체 전지 반응
Cd + 2NiOOH + 2H2O + 2eβ ↔ Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2 + 2eα

니켈/카드뮴 전지는 충전도중에 원하지 않는 물의 전기분해가 일어난다. 물이 전기분해되면 산소와 수소 가스가 발생될 뿐만 아니라 전해질의 양이 감소하게 된다. 발생된 가스느 안전하게 배출되어야 하고, 전해질은 보충해 주어야 한다.
수소가스 발생을 저지하기 위해서 가장 손쉬운 방법은 카드뮴 (-)극이 보다 높은 용량을 갖게끔 즉 수소가스를 많이 흡수할 수 있도록 수소발생 저지 촉매제 또는 수소 흡수 촉진제인 As 또는 S의 수소화합물을 첨가 하던지 또는 과잉의 Cd을 (-)극 활물질에 첨가하는 것이다. 이와같이 카드뮴 -극이 보다 높은 용량 또는 과대크기를 갖게 하는 것을 ‘보다 큰 (-)극의 충전여력’이라 한다. 이와같이 보다 큰 (-)극의 충전여력을 갖는 개방형 니켈/카드뮴 전지의 특성적 충전곡선을 나타내었다.

참고 자료

•⌜배터리의 기초와 실제⌟ 변수일 도서출판 명인
•⌜전기화학개론⌟ 이동진 아진
•⌜화학세계⌟ 과학잡지 대한화학회