프라이머리 셀

Primary cell
생물학적 개념은 1차 세포 배양을 참조하십시오.
다양한 표준 크기의 1차 세포.왼쪽부터: 4.5V 멀티셀 배터리, D, C, AA, AAA, A23, 9V 멀티셀 배터리, (위) LR44, (아래) CR2032

프라이머리 셀은 1회 사용 후 폐기하도록 설계된 배터리(전기로 충전하지 않고 2차 전지(충전 가능 배터리)처럼 재사용할 수 있습니다.일반적으로 세포 내에서 일어나는 전기화학반응은 가역적이지 않아 세포를 충전할 수 없게 된다.1차 전지를 사용할 때, 배터리의 화학 반응은 전력을 발생시키는 화학 물질을 소모합니다. 그것들이 없어지면 배터리는 전기 생산을 멈춥니다.반면 2차 전지에서는 배터리 충전기로 셀에 전류를 흘려 재충전함으로써 화학반응물을 재생함으로써 반응을 반전시킬 수 있다.1차 셀은 손전등이나 휴대용 라디오와 같은 소형 가전제품에 전력을 공급하기 위해 다양한 표준 크기로 제작됩니다.

기본 배터리는 500억 달러 배터리 시장의 약 90%를 차지하지만, 보조 배터리는 시장 점유율을 얻고 있습니다.전 세계적으로 매년 약 150억 개의 1차 배터리가 버려지고, 사실상 모두 매립지에 버려집니다.배터리는 유독성 중금속과 강한 산과 알칼리를 함유하고 있기 때문에 유해 폐기물이 됩니다.대부분의 자치단체는 그렇게 분류하고 있으며 별도의 폐기가 필요하다.배터리의 제조에 필요한 에너지는,[1][2][3][4] 배터리에 포함되는 에너지의 약 50배입니다.에너지 함량이 적은 것에 비해 오염 물질 함량이 높기 때문에, 1차 배터리는 낭비적이고 환경 친화적인 기술로 간주됩니다.주로 1차 전지로는 경제적으로 구동할 수 없고 충전식 일체형인 무선 디바이스와 무선 툴의 판매가 증가하면서 2차 전지 산업은 높은 성장세를 보이며 하이엔드 제품에서 1차 배터리를 서서히 교체하고 있다.

사용 경향

21세기 초, 1차 셀은 2차 셀에 대한 상대적 비용이 감소하면서 시장 점유율을 잃기 시작했다.백열등에서 발광 다이오드로 [5]전환하여 손전등 전력 수요를 줄였습니다.

나머지 시장에서는 사설 또는 무표기 버전과의 경쟁이 심화되었습니다.미국의 2대 메이커인 Energizer와 Duracell의 시장 점유율은 2012년에 37%까지 떨어졌습니다.Rayovac과 함께 이들 3사는 아연-탄소 배터리에서 보다 비싸고 오래 지속되는 알칼리 배터리로 [5]소비자를 이동시키려고 노력하고 있습니다.

서방 배터리 제조업체들은 생산을 해외로 이전했고 더 이상 미국에서 [5]아연-탄소 배터리를 생산하지 않는다.

중국은 다른 어느 나라보다 수요가 빠르게 증가할 것으로 예상되면서 최대 배터리 시장이 되었고, 알칼리성 전지로도 전환되었다.다른 개발도상국에서는 일회용 배터리가 [5]보급된 저렴한 와인드업, 풍력 및 충전 장치와 경쟁해야 합니다.

1차 셀과 2차 셀의 비교

2차 전지(충전 가능 배터리)는 일반적으로 1차 전지보다 사용하기에 더 경제적입니다.초기에 높은 비용과 충전 시스템의 구입 비용은 많은 사용 주기(100~1000 사이클)에 걸쳐 분산될 수 있습니다. 예를 들어, 휴대용 전동 공구의 경우, 몇 시간마다 대용량 기본 배터리 팩을 교체하는 것은 매우 비용이 많이 듭니다.

프라이머리 셀은 제조와 사용 사이의 재충전을 위해 설계되지 않았기 때문에 오래된 타입의 세컨더리 셀보다 훨씬 낮은 자기방전 속도를 가져야 하는 배터리 화학성을 가지고 있지만, 낮은 자기방전 NiMH 셀과 같은 매우 낮은 자기방전 속도를 가진 충전 가능한 세컨더리 셀의 개발로 그러한 이점을 잃었습니다.모자는 사전 [6][7]충전으로 판매될 만큼 충분히 오랫동안 충전을 유지할 수 있습니다.

내부 저항이 훨씬 낮기 때문에 일반적인 유형의 2차 전지(NiMH 및 Li-ion)는 높은 [8]전류 요구량에서 알칼리성, 아연-탄소 및 염화아연("중량" 또는 "초중량")이 수행하는 큰 용량 손실을 겪지 않는다.

예비 배터리는 배터리 구성 요소를 물리적으로 분리하여 사용 시에만 조립함으로써 용량 손실 없이 매우 긴 보관 시간(10년 이상)을 달성합니다.이러한 구조는 비용이 많이 들지만 군수품과 같은 애플리케이션에서 발견되며, 사용 전에 몇 년 동안 저장될 수 있습니다.

편광

1차 전지의 수명을 단축하는 주요 요인은 사용 중에 편광된다는 것입니다.이것은 수소가 음극에 축적되어 셀의 효과를 감소시킨다는 것을 의미한다.상업용 세포의 분극의 영향을 줄이고 수명을 연장하기 위해 화학적 탈분극, 즉 산화제를 세포에 첨가하여 수소를 물로 산화시킨다.이산화망간은 르클랑제 세포와 아연-탄소 세포에 사용되고 질산은 분센 세포와 그로브 세포에 사용된다.

수소 기포의 분리를 용이하게 하기 위해 동판 표면을 거칠게 함으로써 단순 세포를 자기 탈분극화하려는 시도가 이루어졌지만 거의 성공하지 못했다.전기화학적 탈분극은 수소를 구리(예: 다니엘 셀) 또는 은(예: 산화은 셀)과 같은 금속과 교환합니다.

용어.

양극과 음극

정전압 극성(건식 셀의 탄소 전극)을 발생시키는 배터리 단자(전극)를 음극이라고 하며, 음극성(건식 셀의 아연)[9]을 양극이라고 합니다.이는 전해전지 또는 열전자 진공관에서 사용되는 용어의 반대입니다.그 이유는 양극과 음극이라는 용어는 전압이 아닌 전류의 방향으로 정의되기 때문입니다.양극은 기존 전류(양전하)가 외부 회로에서 셀로 유입되는 단자이며, 음극은 기존 전류가 셀에서 나와 외부 회로로 유입되는 단자입니다.배터리는 외부 회로를 통해 전류를 강제적으로 공급하는 전원이기 때문에 음극의 전압이 양극의 전압보다 높아야 하며, 음극에서 양극으로 향하는 전계가 생성되어 외부 회로의 저항을 통해 양극에서 양의 전하를 강제로 빼내게 됩니다.

셀 내부에서 양극은 화학 산화가 일어나는 전극으로, 양극에서 흘러나오는 전자를 외부 회로로 기증합니다.음극은 회로로부터 전자를 받아들이기 때문에 화학적 감소가 발생하는 전극입니다.

셀 밖에서는 다른 용어가 사용됩니다.양극이 전해질에 양전하를 공급하면(따라서 회로에 공급되는 과도한 전자가 남아 있음), 음전하가 되어 셀 외부에 "-"로 표시된 단자에 연결됩니다.한편 음극은 전해질에 음전하를 공급하기 때문에 양전하를 띠게 되고(회로에서 전자를 받아들이게 함), 따라서 [10]셀 외부에 "+"로 표시된 단자에 연결됩니다.

오래된 교과서들은 때때로 현대 독자들에게 혼란을 줄 수 있는 다른 용어들을 포함하고 있다.예를 들어, Ayrton과 Mather의[11] 1911년 교과서에서는 전극을 "양극판"과 "음극판"으로 묘사합니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Hill, Marquita K. (2004). Understanding Environmental Pollution: A Primer. Cambridge University Press. pp. 274. ISBN 0521527260. battery energy 50 times environment pollution.
  2. ^ Watts, John (2006). Gcse Edexcel Science. Letts and Lonsdale. p. 63. ISBN 1905129637.
  3. ^ Wastebusters (2013). The Green Office Manual: A Guide to Responsible Practice. Routledge. p. 96. ISBN 978-1134197989.
  4. ^ Danaher, Kevin; Biggs, Shannon; Mark, Jason (2016). Building the Green Economy: Success Stories from the Grassroots. Routledge. p. 199. ISBN 978-1317262923.
  5. ^ a b c d "Batteries: Out of juice". The Economist. 2014-01-18. Retrieved 2014-02-10.
  6. ^ "Eneloop AA 4-Pack".
  7. ^ "Eneloop Self Discharge study".
  8. ^ "Discharge tests of Alkaline AA batteries".
  9. ^ Denker, John S. (2004). "How to Define Anode and Cathode". See How It Flies. Denker personal website. Retrieved 8 September 2018.
  10. ^ 존 S. 뉴먼, 캐런 E.Thomas-Alyea, Electrochemical systems, Wiley-IEEE, 2004년 제3판, ISBN 0-471-47756-7
  11. ^ W. E. 에어튼과 T.Mather, 실용전기, Cassell and Company, 런던, 1911, 170페이지

외부 링크

Wikimedia Commons에는 일회용 배터리 관련 미디어가 있습니다.