앞서 설명해 드린 배터리 종류에 이어 니켈-수소 배터리와 리튬이온배터리의 특징에 대해 말씀해 드리겠습니다. 니켈-수소 전지는 마이너스극에 수소 흡장 합금을 이용하고 플러스극에 니켈 산화물을 이용하고 있으며, 방전은 흡장 합금중의 수소가 전자를 방출하여 이온으로 되고 전해액을 통과하여 플러스극에 도달하여 그곳에 있는 옥시수산화니켈이 다른 경로를 통하여 온 전자와 반응하여 수산화니켈이 됩니다. 수소가 방츨한 자유 전자가 다른 경로를 흐름으로써 전류가 생기게 됩니다.
이 니켈-수소 전지는 납과 카드뮴이라는 환경에 유해한 물질을 사용치 않고 메모리 효과가 적은 것이 특징입니다. 다만, 니켈 수소 전지는 발열량이 상당하기 때문에 냉각할 수 있는 방법이 필수적으로 필요로 합니다. 이러한 특징과 다르게 리튬이온 전지는 마이너스극에 흑연 등의 카본을 갖고 있고, 플러스 극에 코발트산리튬, 니켈산리튬, 망간산리튬 같은 것이 사용되고 있습니다. 방전은 마이너스 극내에 리튬이 전자를 분리시켜 리튬이온이 되어 전해액을 통해 플러스 극에 흡장됩니다. 이 때 분리된 전자가 다른 경로를 통함으로서 전류가 발생하게 되는 원리를 갖고 있습니다.
충전은 이와는 반대로 플러스 극의 리튬이온이 방출되어 전해액을 통하여 마이너스 극에 흡장됩니다. 리튬이온 전지는 플러스극도 마이너스극도 전기 화학적으로 리튬이온을 흡장하거나 방출할 뿐 분자적인 화학변화는 하지 않는 특징이 있습니다. 즉, 결정구조로 되어있는 전극에 리륨이온이 들어가거나 나오고 있을 뿐이며, 전해액도 기전력 발생의 반응에 관여하지 않습니다.
현재, 높은 고 에너지를 갖는 전지는 니켈-수소 전지와 리튬이온 전자가 사용되고 있습니다. 대부분의 전기 자동차가 이러한 전지를 사용하고 있는 이유입니다. 비용과 안전성 들을 고려하여 전기 자동차들은 거의 대부분이 니켈-수소 전지를 사용하고 있습니다. 일반적으로 1.2V의 셀 6개를 직렬로 연결한 모듈 총계 40개를 두 개씩의 홀더에 나눠 240개로 하고 원형의 셀을 사각형으로 함으로서 연결성과 적재성을 향상시킴과 동시에 모듈간의 간격을 냉각에 이용할 수 있도록 하였습니다. 이에 따라 출력의 밀도를 80% 정도 향상시켜 사각형 모듈에서는 상당히 높은 정도의 출력을 낼 수 있도록 하였습니다.
2000년대의 초반에는 이러한 배터리 기술력이 더욱 향상하여 중량과 그 면적 또한 더욱 소형화되었습니다. 이에 도요타의 메인 하이브리드 자동차인 1세대 프리우스의 경우 배터리 중량은 그 껍데기들을 포함하여 상당히 경량화시킨 것을 알 수 있습니다. 양산형 자동차용으로 모터를 구동하는 배터리로서는 단기간 동안의 엄청난 발전을 했다고 알려져 있습니다. 배터리를 생산하는 공정의 비약적인 발전과 재료의 발전이 함께 성장하여 결함도 상당 부분 사라져서 신뢰성 부분에서도 큰 폭으로 향상되었습니다.
현재 전기 자동차에 쓰이는 배터리 종류에는 적합하지 않다고 판단되는 리튬이온 전지도 상당한 장점을 갖고 있습니다. 지금까지의 전지들은 플러스 극과 마이너스 극이 정해지면 바꿀 수 없었지만 리튬이온 전지는 이 부분을 바꿀 수 있습니다. 이러한 엄청난 특성 때문에 향후 발전 가능성이 매우 높은 전지라고 할 수 있습니다. 리튬이온 전지의 재료는 처음에 코발트가 사용되었지만, 1997년부터는 망간을 선택하였는데 이는 출력 및 성능 면에서 큰 차이는 없었지만, 가격의 면에서 망간이 경제적이기 때문에 선택되었습니다. 에너지 차원에서 본다면 망간보다는 니켈이 많아 전기 자동차 관점으로는 니켈이 좋지만 실제로는 신뢰성이나 안전성을 고려한다면 재료로서 취급하기 어려운 점이 있습니다. 망간도 처음에는 수명이 상당히 적은 1년 정도였지만, 그 후 발전을 통해 5년까지 증가하고 지금은 10년 이상의 수명을 나타내고 있습니다.
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