납산 배터리란?

납산 배터리(Lead-Acid Battery)는 가장 오래되고 널리 사용되는 재충전 가능한 배터리 중 하나입니다. 이 배터리는 주로 자동차 시동 배터리, 무정전 전원 공급 장치(UPS), 산업용 트럭 및 기타 응용 분야에 사용됩니다. 납산 배터리는 납과 이산화납 전극, 그리고 황산 전해질로 구성되어 있습니다.

장점

  1. 비용 효율성: 납산 배터리는 다른 재충전 가능한 배터리에 비해 초기 비용이 낮습니다.
  2. 안정성: 기술이 오래되어 안정적이고 신뢰할 수 있는 성능을 제공합니다.
  3. 재활용 가능성: 납산 배터리는 재활용이 용이하여 환경에 덜 해로운 편입니다. 배터리 취급점에서 유/무료로 납산배터를 수거해 갑니다. 이는 납산 배터리의 주 전극 재료인 납은 재활용이 용이하며, 재활용된 납은 새로운 배터리를 제조하는 데 다시 사용될 수 있기 때문이며 환경 보호를 위해서 권장하고 있기 때문이기도 합니다. 만일 배터리를 그냥 버리면 납과 황산 같은 유해 물질이 토양과 수질 오염을 시키게 됩니다.
  4. 고전류 출력: 단시간에 높은 전류를 공급할 수 있어 자동차 시동 등 고출력 응용 분야에 적합합니다.
  5. 다양한 크기와 용량: 다양한 크기와 용량으로 제조되어 다양한 응용 분야에 맞출 수 있습니다.

단점

  1. 무게와 부피: 납산 배터리는 에너지 밀도가 낮아 무겁고 부피가 큽니다.
  2. 수명: 다른 배터리 기술에 비해 충방전 사이클 수명이 짧습니다.

납산 배터리의 종류

납산 배터리는 구조와 용도에 따라 여러 가지로 분류됩니다. 주요 납산 배터리 종류는 다음과 같습니다:

1. Flooded Lead-Acid Batteries (액체형 납산 배터리)

  • 특징: 전해액(황산과 물)이 배터리 셀 내부에 자유롭게 존재.
  • 유지보수: 정기적으로 전해액 수준을 점검하고, 증류수를 보충해야 함.
  • 용도: 산업용 배터리, 재생 가능 에너지 시스템.
  • 장점: 높은 가성비, 높은 신뢰성
  • 단점: 유지보수가 필요, 무겁고 부피가 큼, 환기 필요.

2. Sealed Lead-Acid Batteries (밀폐형 납산 배터리)

  • 특징: 전해액이 밀폐되어 있어 유지보수가 거의 필요 없음.
  • 유형:
  • Absorbent Glass Mat (AGM):
    • 전해액이 유리 섬유 매트에 흡수되어 있음.
    • 장점: 충격과 진동에 강함, 빠른 충전 가능, 낮은 내부 저항.
    • 용도: UPS, 의료 장비, 오토바이, 고성능 자동차, stop & go 자동차
  • Gel Cell:
    • 전해액이 젤 형태로 고정되어 있음.
    • 장점: 깊은 방전 가능, 긴 수명, 누액 방지.
    • 용도: 대형 배터리, 해양 장비, 태양광 시스템.

4. Starting, Lighting, and Ignition (SLI) Batteries (시동, 조명 및 점화 배터리)

  • 특징: 순간적으로 높은 전류를 공급하여 엔진을 시동.
  • 구조: 얇은 전극판으로 구성되어 짧은 시간에 고전류를 제공.
  • 용도: 자동차, 오토바이, 트럭.
  • 장점: 높은 순간 전류 출력.
  • 단점: 심방전에는 적합하지 않음, 시동용 배터리를 과도하게 방전시키면 몇 회만에라도 배터리가 심각하게 손상됩니다. 따라서 에너지를 저장했다가 사용하는 분야에는 적합하지 않습니다.

심방전 배터리란 무엇인가요?

심방전 배터리(Deep Cycle Battery)는 주로 장시간 동안 비교적 낮은 전류를 지속적으로 공급하는 데 사용되는 납산 배터리의 한 유형입니다. 이러한 배터리는 반복적인 충방전 사이클을 견딜 수 있도록 설계되어 있어, 다른 유형의 납산 배터리보다 더 깊게 방전될 수 있습니다.

참고,

  1. 심방전 배터리란 배터리의 유형과 관계없이 대략 저장된 에너지의 80%를 사용하고 다시 충전하는 과정을 수 백회(cycle) 이상 할 수 있는 배터리를 의미합니다.
  2. 산업용 배터리가 심방전 배터리와 같은 의미는 아닙니다. 캠핑카나 농막 등과 같이 심방전 배터리가 필요한 경우에는 반드시 충방전 가능 횟수가 표기된 배터리를 구입해서 사용하실 것을 권장합니다.
  3. 예를 들어, 사람들을 태우고 하루에도 18홀을 여러 번 돌아야 하는 골프카트용 배터리는 심방전 배터리입니다. 골프 카트용 배터리는 충방전 사이클 수명 자료를 제공하고 있습니다.

특징

  1. 두꺼운 전극판: 심방전 배터리는 두꺼운 전극판을 가지고 있어 깊은 방전 상태에서도 손상이 적습니다. 이로 인해 더 많은 충방전 사이클을 견딜 수 있습니다. 동일한 Ah 배터리의 경우, 무게가 조금 더 무겁습니다.
  2. 긴 수명: 충방전 사이클 수명이 길어 반복적인 사용에 적합합니다.
  3. 고용량: 장시간 동안 에너지를 제공할 수 있도록 고용량으로 설계되어 있습니다.
  4. 안정적인 전압 공급: 지속적으로 안정된 전압을 공급할 수 있어 다양한 응용 분야에 유용합니다.
  5. 내구성: 심방전 배터리는 물리적 충격과 진동에 강하게 설계되어 있어 거친 환경에서도 신뢰할 수 있습니다.

요구사항

  1. 적절한 충전 관리: 심방전 배터리는 완전한 충전을 유지해야 합니다. 불완전한 충전 상태로 장기간 방치하면 수명이 단축될 수 있습니다.
  2. 깊은 방전 회피: 배터리를 지나치게 깊게 방전시키는 것을 피해야 합니다. 일반적으로 방전 후 바로 충전하는 것이 좋습니다.
  3. 정기적인 유지보수: 특히 Flooded(액체형) 심방전 배터리의 경우, 전해액 수준을 정기적으로 점검하고 필요시 증류수를 보충해야 합니다.
  4. 적절한 방전 속도: 배터리는 설계된 방전 속도를 초과하여 사용하지 않도록 주의해야 합니다. 과도한 전류를 요구하는 기기는 배터리의 수명을 단축시킬 수 있습니다.
  5. 환기: 충전 중에 발생하는 가스를 배출할 수 있도록 환기가 잘 되는 장소에서 사용해야 합니다.
  6. 적절한 온도 관리: 배터리를 너무 높은 온도나 낮은 온도에서 사용하지 않도록 주의해야 합니다. 극한의 온도는 배터리 성능과 수명에 영향을 줄 수 있습니다.

주요 용도

  1. 재생 가능 에너지 시스템: 태양광 및 풍력 발전 시스템에서 에너지 저장용으로 사용됩니다.
  2. 골프 카트: 장시간 운행이 필요하므로 심방전 배터리가 적합합니다.
  3. 전동 휠체어: 사용자의 일상적인 이동을 지원하기 위해 장시간 안정적으로 전력을 공급해야 합니다.
  4. 해양 응용: 보트나 요트의 전력 공급용으로 사용됩니다.
  5. 무정전 전원 공급 장치(UPS): 전력 공급이 중단될 경우 중요한 장비에 지속적으로 전력을 공급합니다.