리튬 이온 전지, 어떻게 작동할까?
Vložit
- čas přidán 17. 07. 2019
- 휴대용 전원 공급 장치는 현대 기술의 세계, 특히 리튬 이온 배터리가 제대로 작동할 수 있게 해 주었습니다. 모든 자동차가 내연기관이 아닌 인덕션 모터에 의해 구동된다고 상상해 보세요. 인덕션 모터는 거의 모든 공학적 측면에서 IC 엔진보다 훨씬 우수할 뿐만 아니라 더욱 견고하고 저렴합니다. IC 엔진의 또 다른 큰 단점은 좁은 범위의 엔진 RPM에서만 사용 가능한 토크를 발생시킨다는 것입니다. 이러한 모든 요소들을 고려해 볼 때, 인덕션 모터는 분명히 자동차에 완벽한 옵션입니다. 하지만, 자동차 산업에서 주요한 인덕션 모터 혁명을 달성하는 데 있어서 진정한 애로가 인덕션 모터에 전력을 공급하는 기술입니다. 테슬라가 리튬 이온 전지의 도움을 받아 어떻게 이 문제를 해결했는지, 그리고 리튬 이온 전지가 앞으로 더 발전할 수 있는 이유를 알아봅시다.
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영어 번역 : www.fiverr.com/oliviahj0219
아티스트의 목소리 : www.fiverr.com/daedragon
ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ이 집 원자들 너무 귀엽게 생겼음.
원리를 이해하는데 정말 큰 도움이 됩니다~🙂
와 설명 너무좋아요...최고에요 Thank you
번역본 감사합니다
친절한 설명 감사합니다!!
너무 훌륭한 영상입니다^^
공학도로서 자부심을 느끼게하는 멋진 내용입니다.
와우~ 정말 훌륭한 컨텐츠입니다. 보면서 계속 감탄하게 되네요. 너무 감사합니다.^^
와 이번에 베터리 관련 산업분야로 이직하는데 정말 좋은 공부자료가 되었습니다. 감사합니다.
많이 배웁니다 갑사합니다
이해가 너무 잘 되네요!
원리이해에 많은도움이 되었습니다
감사합니다. 정말 감사드립니다.
진짜... 과학상식 쉽게 알려주는 맛집입니다..ㅠㅠ
무한감사 드립니다
정말 좋은 자료 입니다.
너무 감사합니다
어찌 이런 놀라운 영상을 제작하였는지 너무 감사드립니다
잘봤습니다.
가장 직관적이고 최고의 강의
이야 정말 좋은 영상 감사합니다
멋진 설명입니다.
구독 누르고 갑니다
진짜 좋은 설명이었습니다. 혹시 이 영상을 발표 영상으로 활용해도 괜찮겠습니까?
감사합니다. 덕분에 LG배터리를 능가하는 배터리를 연구하고 있는데 완성할수 있게 됐습니다.
단 한부분도 놓치지않고 이해해버렸다..
수소 연료전지, 스택의 원리와 관련한 동영상도 만들어주세요! 유익한 동영상 잘 보고 갑니다 :)
진짜 최고다
좋아. 완벽히 이해했어.
너무 쉽게 잘 설명해주네 ㄷㄷㄷㄷ
이야 어렵다. 만든사람에게 고마움을 느낀다
감사합니다~~ 과학시간에 애기들한테 이걸로 수업시켜라....!!
와 진짜 재밌는데요
반어법이 아니라 진짜로
이 영상에서 테슬라가 작은전지 여러개로 부하를 분산해서 장점이라고 하지만 테슬라에서 전기차에 쓰는 전지크기도 전에비해 더 커진걸로 알고있음 작은것 여러개로 하면 물론 좋겠지만 가격면에서 비싸질테니 적절한 크기를 찾아야되는 문제인듯.
친환경 에너지 발전기 올려주세요
전자 잃으니까 개좋아하네
ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
01:11 ~ 01:15 ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
재밌네요
1:37 원자? 너무 귀엽다ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
1분 8초에 나온 테슬라전지 설명에서 구리는 동박을 말하는 건가요?
학교 수업시간에 리튬이온전지에 대해 발표하려는데요. 사진자료로 사용해도될까요?
논문은 어디서보나요?
리튬이온전지 이란게 리튬거전지의 다른 이름인가요? 아님 다른건가요?
설명 ㅈㄴ 잘돼있네..
수소는 왜 전기 화학렬이 0V인가요??
Lesics 뜻을 알고 싶어요 ?
지나가는 문과인데요.. 그럼 폰에 보조배터리를 연결했을때 완충까지 시간이 걸리는 이유가 전해질을 리튬원자들이 모두 통과할 시간이 필요하기 때문인가요? 그리고 다 쓴 보조배터터리는 그래파이트 속 전자를 모두 소진한 상태일 텐데 그 상황에서 리튬 원자는 그래파이트에 계속 남아있게 되는건가요? 어려워ㅜㅜ
첫번째 질문은 맞아요 리튬이온이 전해질을 통해 그래파이트로 이동하고 전자는 외부회로로 이동하는데 한순간에 다이동하는게아니라서 시간이 걸립니다 다 이동하면 완전충전!
그리고 두번째질문 방전시에는 전자를 소진했다기보다는 우리가 휴대폰을 사용하는 중에 그래파이트의 전자는 다시 외부회로를 통해 알루미늄으로 이동하고 리튬이온은 전해질을 통해 알루미늄으로 이동하는거고요!
@@user-yt9kv8wu8y 오.. 감사합니다 ㅎㅎ 전 보조배터리에있는 전자만 핸드폰에 공급되는줄 알았어요!
1. 리튬이온이 양극(LCO나 NCA)에서 빠져나오고 외부회로를 통해 전자가 음극으로 이동하게 됩니다. 그리고 배터리 작동시 실제로는 양극에서 빠져나온 리튬이온이 음극(그레파이트)로 들어가는것이 아니라 음극 근처에 있던 전해액에 녹아있던 리튬이온들이 그레파이트층 사이로 들어가게 되는 거에요. 리튬이온의 전해액에서의 이동성이 전자에 이동성에 비해 빠르지 않습니다. 그리고 주로 사용되는 lco양극의 경우에는 전체 용량이 100이라면 약 55~60정도의 용량만의 리튬이온만 빼냅니다.(다 빼낼경우 양극이 망가져서 배터리가 죽습니다. 이 부분은 그냥 이런게 있구나 정도만 아시면 되요.)
2. 충전시에는 리튬이온과 전자가 양극에서 음극으로 움직이구요 방전시에는 그 반대입니다. 리튬이온과 전자가 따로따로 움직일수는 없습니다. 그렇기에 방전된 보조배터리의 음극(그레파이트층)에는 리튬이온이 없는것이지요.
간단히 생각하면 방전될때 전자만 이동하면, 금속 산화물에 - 만 쌓이고, 그래파이트엔 리튬 이온 즉 +만 남게 되서 방향성이 생깁니다. 전자는 사이 막을 못통과하는데 서로 당기니 리튬이 왼쪽 금속 산화물로 이동하게 되요.
덧붙여서, 충방전 속도가 느린 이유는 전지에 수많은 문제를 고려하고 있기 때문입니다. 열에도 덜 민감하고, 여러번 충전도 하고 싶고, 한 번 충전해놓으면 오래 안 써도 베터리 남아 있고 싶고, 수명도 오래 가고 싶고, 부피 팽창도 안 하고 싶고, 발열도 안 나고 싶고, 부셔져도 안 터지고 싶고, 몸에 해로우면 안되고, 가벼워야 되고, 휠 수 있거나 가공 쉬어야 되고, 충전량은 많아야 되고, 고속 저속 전력 사용 모두 안정적으로 공급해야되고... 이 모두를 빠짐없이 고민하면 느립니다. 좀 안 좋은 보조베터리들은 급속 충전을 강조하지만, 위 문제들 일부를 고려하고 있지 않습니다. 예를들면 충전 여러번 했더니 금방 못쓰더라. 완충했더니 수명 반토막 나더라. 처음 충전속도 빠르더니 85%부터 충전 느려지더라 부풀더라. 이런게 다 샤오미한테는 빠른 충전 속도와 충전 용량만 관심 있고, 삼성 엘지한테는 품질 문제 조금이라도 생기면 게거품 무는 분들 때문에 생기는 괴리감이라 보시면 됩니다.
바이오전지
생물체에 비간접적으로 인터넷의 도킹을 접속해서 핵과 폐기물을 S전류(Spark의 진공관)와 P전기(Phantom의 유압선)를 유도하여 네트워크없이 제노바(비전자핵물질 : 비튬[탄산화수소])라는 도스서버를 가동해서 보편적으로 피부가 접합을 시도하지 않고 센서등에 의해서 디지털서버를 점유하는 전자방식을 의미합니다.
전해질은 화학적으로 전자를 통과못시키고 리튬만통과시키는것은 이해가가는데 분리기는 어떠한 원리로 리튬이온만 통과시키는건가요?? 리튬이온 전자보다 큰데 전자는 거르고 리튬이온만 통과시키는지 궁금합니다
분리기도 절연체로 만듭니다. 그리고 분리기는 다공성이거나 멤브레인 입니다. 그곳이 전해질로 채워지게 되고 이를 통해 이온이 이동합니다. 또 분리기는 극판 표면에 자랄 수 있는 Li 가지로 인해 두 극판이 전기적으로 연결되는 것을 막아주기도 합니다. 그리고 극판에는 전자를 모아주는 current collector라고 하는 금속호일 위에 코팅해줍니다. 그래서 전자는 두 극판이 직접적으로 닿지 않는 이상 (쇼트가 났다고 얘기합니다) 금속 호일쪽으로 흐르려고 합니다.
@@chansoonkang6624 와우 친절한 설명 감사합니다!
전기는 어떤식으로 생성하나요 화학전지만들때 석유나 석탄으로 만드나요
다양한 방식으로 만들죠. 말씀하신 화석연료나 원자력, 수력, 풍력, 태양광, 태양열, 바이오매스, 지열 이외에도 많겠죠?
지린다 와오아ㅏ왕
와 졸라 어렵다 그래도 재미 있다
영상보다가 궁금해서 댓글을 남깁니다.
배터리를 충전할때와 방전될때 전자의 방향이 바뀌게 되는데 배터리를 쓸때의 극과 충전할때의 +,-극은 바뀌게 되는건가요?
네 맞아요
맞습니다
이해가 안되서 그러는데 충전시에 전자가 외부회로를 통해 그래파이트로 간다고했는데 어떻게 음극으로 갈수있는거에요? 전자는 (-)인데 음극가면 밀려나지 않나요
전압을 통해서 억지로 보내는 거죠. 그래서 우리는 휴대폰을 충전할때 코드를 꽂아서 쓰는거구요. 반대로 방전시에는 전자가 자연스럽게 양극으로 가기에 우리가 평소에 걸어다니면서도 스마트폰을 쓰는거지요.
이 외부회로가 충전기를 말합니다. 그리고 전지는 음극에서 전자가 나와 외부회로를 돌아 양극으로 들어가는 것입니다. 따라서 전지 안에서는 전자가 양극에서 음극으로 흐름니다.
항상 궁금했던건데 유도전동기가 내연기관 엔진보다 좋으면 왜 여지껏 차량엔진을 유도전동기로 대체하지 않았나요? 꼭 전지가 아니더라도 기름으로 발전기 돌려서 유도전동기를 돌리는게 불가능하지 않을텐데요. 뭐 효율문제이려나
발전기를 돌려서 전기를 얻어서
그전기로 차량을 운행하기에는
너무 비효율적이지않을까요.
부피때문이 아닐지....
그 발전기도 내연기관인데 그럼 똑같잖아욬ㅋㅋㅋ
토크가 좋기 때문에 예전부터 쓰이고 있었죠.. 바로 기차입니다.. 디젤기관차는 디젤엔진이 바로 발전기에 물려 있고, 그 전기로 전기모터를 구동하는 방식입니다. 그러나 돈을 좀 더 쓰면 연료를 들고 타지 않아도 되니깐 트롤리선을 가설해두고 그냥 전기로만 움직이는 전기기관차로 거의 많이 대체가 되고 있는 실정입니다. 그러나 정전되는 상황이면 전기기관차는 못움직이겠죠? 작업용 일부 차량들은 그대로 디젤동력을 사용할겁니다. ^^
충방전은 왜 영구적으로 사용할 수 없는거죠?
오래 쓰면 배터리 수명이 줄어드는 이유는 뭔가요?
충방전은 리튬이동이고 배터리 수명은 용량이 처음 상태로 유지되는가를 말하는데... 영상에도 나왔듯이 리튬이 이동만 하는게 아니라 전해질과도 반응하고 이런 부반응 등으로 인해 이동할 수 있는 리튬이 점점 줄어들게 되죠. 그래서 충방전을 영원히 할 수 없습니다. 여러 요인 중 하나를 말씀드린거고 배터리 수명을 결정짓는 요소는 더많다고 할 수 있습니다.
0:58 리튬이온배터리 구조 및 원리
3:28 충전 순서
4:30 방전 순서
5:22 구성품 및 SEI층 용도
9:28 산업 전망
리튬이온은 모르겠지만.
리튬폴리머는 이미 실리콘 전극으로 된 배터리나가 나와서 드론이나 무선모형 (RC) 에 사용되고 있음.
방전률이 기본 100C~150C 에 육박하고 발열도 거의 없음.
단점이라면 반드시 CPU가 내장된 전용 충전기 사용으로 발란스 기능을 항시 써야 한다는 점.
과충전,과방전 방지.
코로나바이러스건강조심하세요
퇴근하다가 이거 보고 있는 여성분 봤는데 되게 멋져보였움..👩🏫
제 이상형이에요...ㅋㅋ
발성이 너무 딱딱해서 지루할것같았는데 의외로 재밌게 잘봤습니다
질문이 있는데요
4:01 에서 산화금속, 전해질, 그래파이트가 나열된 부분이 리튬이온전지고
그위에 있는게 또 배터리인데 아무튼 전자가 플러스극쪽으로 타고 마이너스쪽으로 빠지는건 알겠습니다
여기서 궁금한게 그 위에있는 배터리에서 어떻게 전자가 플러스 부분에서 마이너스쪽으로 흐르는지 궁금합니다
제 생각에 플러스 부분으로 땡겨진다면 마이너스로 가려다가 다시 플러스 부분으로 땡겨져서 결국 멈춰야되는 생각이 드네요
"그 위에 있는 배터리"는 그 아래에 있는 리튬이온전지를 충전시키는 충전기입니다. 전기는 음극에서 전자가 나와 회로를 거쳐 양극으로 들어가는 것입니다. 충전기도 양극은 전자를 외부 회로(여기서는 전지)에서 받아 충전기 자신의 음극으로 보내는 힘을 가진 것입니다. 이 힘으로 산화리튬에서 전자를 꺼내 와 자신의 양극에서 음극 방향으로 보내 그래파이트에 저장되게 하는 것입니다. 설명이 잘 되었는지 궁금합니다.
@@user-kk3wm8zu4k 감사합니다 ㅎㅎ 덕분에 조금더 이해가 가게되었습니다 좋은 하루되세요^^
귀엽게도 만들어놨네 ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
그러면 왜 2.8v이하로 떨어지면 배터리가 죽어요?
이빨이 v모양이 되면 좋지 않기 때문이죠.
2:20
리튬이온 전지는 리튬이온이 전해질속을 양극과 음극으로 막 잘 왔다갔다 하면서 작동합니다! 끝!
테슬라 자료가 많긴 많구나
자동차전지는 더 커야 하는거 아닌가..
원자핵 얼굴 표정 ㅋㅋㅋㅋㅋ
나레이션이 합성소리인거 같은게 이렇게 좋을 수 있나?
@꼬불이 그 있잖아 자동으로 출력하는거
김영재 ㄴㄴ 아님
리튬 폴리머 이거 실리콘 아님? 관리 하기 좀 빡센편인데
리튬폴리머 이거 실리콘 아님이 무슨 뜻이죠 ?
파우치셀에 사용되는 음극 활물질이 실리콘이냐는 뜻인가요 ?
1:10 ※심약자주의※
재밌어요ㅋㅋㅋㅋ리튬 웃는게 좀 무섭게 생겼지만ㅋㅋㅋ
Cb4b
으....들어도 먼 말인지 못 알아듣겠으니...ㅜㅜ
근데 모듈뜻이뭔가요 집합체라는뜻인가
김사무엘 내, 맞아요. 작은 전지(cell) 여러개를 모아논 집합체를 말합니다
이걸 이해하는것만으로도 엄청난 지식의 소유자
나는 우주를 헤메는것만 같다 ㅋㅋ
리뜜, 배떠리 ㅋㅋㅋ
사실 테슬라는 외계인이었던거임
오 시발
실리콘은 저항이 커서 열 손실이 클 것 같음...
저항이 커서 열 손실이 클거 같다는게 무슨 뜻인가요 ?
실리콘음극은 여러가지 문제가 있긴하지만 가장 큰 문제가 충방전 과정에서 300%가량 부피팽창이 일어나는게 가장 큰 문제입니다
@@user-kt9cg1uu8k 실리콘은 전기가 통하지 않는 원소 인데, 불순물을 첨가해야 도체가 되는데, 불순물 도핑 한다고 해도,
저항체이기 때문에 열손실이 발생하고 열발생하면 손실되지 않나요?
저도 잘 모름니다...
저는 전력전자에 컴공 해서...
@@dongyulee2095 제가 질문하시는 요점을 정확하게 파악못해서 우선 죄송합니다. 그런데 우선 배터리에서 열이 발생하는건 바람직하지 않은 현상입니다. 열이 발생하면 이것저것 안 좋은게 생기거든요. 가장 대표적으로 전해액 안정성 문제가 생겨서 배터리 폭발이라던지요. 그리고 실리콘 음극의 경우 그레파이트의 층간삽입(인터칼레이션)과는 다르게 리튬이온과 합금(alloy)를 형성합니다. 그 과정에서 반도체적 특성을 가지는 실리콘의 문제때문에 전자전도도가 문제가 되구요.
열손실적인 부분은 제가 아는 선에선 정확하게 어떤점이 궁금한건지 정확하게 캐치하지 못해 답변 드리기 어렵내요 ㅠㅠ 그래서 제가 아는 실리콘 음극내용을 간단히 말씀 드렸는데 도움이 조금이라도 되셨으면 합니다 :~)
일단 둘다 멋짐
죄송하지만 완전 국민학교수준입니다,
1,양극제와 물질과 대체물질 작동원리, 실제확인사진이 있어면 더욱좋고
]2.분리막의 작동원리와 소재와 실재사진이 있어면 더욱좋고,
3.음극제의 물질과 작동원리와 실제사진
4. 전체물진의 상호작용 그리고 양극제: 음극제:와 분리막: 가격의 비율은
이정도은 기본적으로 나와야 되는것 같은데.
완전 국민학교용같네요. 죄송합니다,
2차전지의 기본역활 설명한것 같네요,
ㅉㅈ었다
아, 그래서 리튬이온 건전지가 개 위험하다는거구나?
3면이 바다인 한국에서는
부식이 빨리 일어나고
부식으로 인해 폭발하게 되면
수천개의 리튬이온 건전지가
엄청난 폭발을 하겠구나 ㅋㅋㅋ
더군다나 테슬라 건전지는
겨우 몇천번 충전 한것 밖에 안된다면
몇만번째 충전해서 재 사용하는 자동차들은
전해질이 부실해지면 엄청나게 폭발 하고 다니겠네 ㅋ
무슨 폭탄게임이야? 개위험하네 진짜.
그래서 배터리 패키징을 잘해놔서 외부와 간섭이 없도록하는게 기술이고 보통의 전기차 완충시 주행거리는 400km다? 5000번만 충전해보면 5000x400=2백만km야 천번만 충전해도 40만km인데 그렇게 탈 수가 없겠지? 폭발할 일은 없다. 세계에서 가장 뛰어난 엔지니어들이 다 생각을 하고 만든거야
원형 베터라 하나 온도에 원형 베터리 개수 만큼 곱한 온도가 발생할거 아닌가 이거는 무조건
발화점 넘잖어
그리고 영상대로 되있으면 냉각장치가 하나도 없겠네 전기 취급하는 곳은 항상 온도에
신경쓰는데 에어컨도 전기장치 불안나게 하기위해 사용한다고
리듐베터리 전기차 불나는거 어어 벙벙하게 당연한꼴이잖어
어떻게 냉각장치를 만들지 않을수가 있냐 그리고 지구온난화 현상같이 열을 방출하는 거는 시간이
지날수록 상승하는데
원자 디자인 졸라 비호감