DKGB2-3000-2V3000AH 밀봉형 겔 납산 배터리

공통 축전지의 원리
배터리는 가역적인 직류 전원 장치로, 전기 에너지를 공급하고 저장하는 화학 장치입니다. 가역성이란 방전 후 전기 에너지가 회복되는 것을 의미합니다. 배터리의 전기 에너지는 전해질에 담긴 두 개의 서로 다른 판 사이의 화학 반응으로 생성됩니다.

배터리 방전(방전 전류)은 화학 에너지가 전기 에너지로 변환되는 과정입니다. 배터리 충전(유입 전류)은 전기 에너지가 화학 에너지로 변환되는 과정입니다. 예를 들어, 납축전지는 양극판과 음극판, 전해질, 그리고 전해조로 구성됩니다.

양극판의 활성 물질은 이산화납(PbO2)이고, 음극판의 활성 물질은 회색 해면 금속 납(Pb)이며, 전해액은 황산 용액입니다.

충전 과정에서 외부 전기장의 작용으로 양이온과 음이온이 각 극을 이동하며 전극 용액 계면에서 화학 반응이 일어납니다. 충전 과정에서 전극판의 황산납은 PbO₂로, 음극판의 황산납은 Pb로 환원되고, 전해액 내 H₂SO₄가 증가하여 밀도가 증가합니다.

충전은 전극판의 활물질이 방전 전 상태로 완전히 회복될 때까지 진행됩니다. 배터리가 계속 충전되면 물의 전기분해가 발생하여 많은 기포가 발생합니다. 배터리의 양극과 음극은 전해질에 잠겨 있습니다. 소량의 활물질이 전해질에 용해되면서 전극 전위가 발생합니다. 배터리의 기전력은 양극판과 음극판의 전극 전위 차이로 인해 형성됩니다.

양극판을 전해질에 담그면 소량의 PbO₂가 전해질에 용해되어 물과 반응하여 Pb(H2O)₄를 생성한 후 4차 납 이온과 수산화 이온으로 분해됩니다. 이들이 동적 평형에 도달하면 양극판의 전위는 약 +2V가 됩니다.

음극판의 금속 납(Pb)은 전해질과 반응하여 납(Pb+2)이 되고, 전극판은 음전하를 띱니다. 양전하와 음전하가 서로 끌어당기기 때문에 납(Pb+2)은 전극판 표면에 가라앉는 경향이 있습니다. 두 전하가 동적 평형에 도달하면 전극판의 전극 전위는 약 -0.1V가 됩니다. 완전히 충전된 배터리(단일 셀)의 정전 기전력(E0)은 약 2.1V이며, 실제 시험 결과는 2.044V입니다.

배터리가 방전되면 배터리 내부의 전해질이 전기분해되어 양극판 PbO₂와 음극판 Pb가 PbSO₄로 변하고 전해질의 황산이 감소합니다. 밀도가 감소합니다. 배터리 외부에서는 배터리 기전력의 작용으로 음극의 음전하가 양극으로 계속 흐릅니다.

전체 시스템은 루프를 형성합니다. 배터리의 음극에서는 산화 반응이 일어나고 양극에서는 환원 반응이 일어납니다. 양극의 환원 반응은 양극판의 전극 전위를 점차 감소시키고, 음극의 산화 반응은 전극 전위를 증가시킵니다. 이 모든 과정은 배터리의 기전력을 감소시킵니다. 배터리의 방전 과정은 충전 과정의 역순입니다.

배터리가 방전되면 전극판의 활성 물질의 70~80%는 아무런 효과가 없습니다. 좋은 배터리는 전극판의 활성 물질의 활용률을 최대한 높여야 합니다.