우리에게 아주 친숙한 배터리.
그런데 무엇인지 설명하라고 하면 잘 모르겠다.
배터리, 차근차근 알아보자!
배터리, 하면 무엇이 떠오르나요? 아마도 스마트폰 배터리가 제일 먼저 생각날 겁니다. 그러면 그 외에는요? 어쩐지 잘 떠오르지 않습니다. 하지만 배터리는 우리 삶 구석구석에 아주 많이 쓰여요.TV 보다가 채널을 돌리려는데, 리모컨이 말을 듣지 않는 경험을 해본 적 있죠? 건전지가 다 닳아서 그런 거니 새 건전지로 갈아야죠. 이때 넣는 건전지도 배터리의 한 종류예요. 오잉, 건전지는 스마트폰 배터리와 다르게 한 번 쓰면 더는 사용할 수 없어 수거함에 내놔야 하는데도 배터리라니요? 배터리가 대체 뭘까요?
배터리란? 배터리는 전기 에너지를 화학 에너지로 바꾸어 모아 두었다가 필요한 때 전기로 재생하는 장치예요. 우리말로는 전지라고 해요.배터리는 크게 두 가지 종류로 나뉘어요. 건전지처럼 한 번 쓰면 재사용이 불가능한 ‘1차 배터리’와, 스마트폰 배터리처럼 충전과 방전을 거듭하며 사용하는 ‘2차 배터리’예요.
1차 배터리 : 배터리 내부에서 화학·전기반응이 단 한 번 일어나기 때문에 반응의 효과가 떨어지면 더 이상 전류가 생성되지 않아 폐기해야 하는 일회용이다.
2차 배터리 : 일부 원료를 이용한 배터리는 외부에서 전류를 흘려주면 화학·전기반응이 역으로 일어나며 다시 전기를 생산할 수 있는 상태로 돌아간다. 즉 전기를 채워 넣은 다음 다시 꺼내 쓰는 것과 다름없는데, 이 과정이 바로 충전과 방전이다. 2차 배터리는 충·방전이 가능한 배터리다.
오늘날 스마트폰·노트북·전기자전거 등에 많이 쓰이는 건 2차 배터리예요. 그래서 우리는 2차 배터리를 중점적으로 살펴볼 거예요. 앞으로 ‘배터리’란 말이 나오면 2차 배터리를 가리킨다고 생각하면 돼요!
배터리에 어떻게 전류가 흐르지?배터리 안에는 어떻게 전류가 흐를까요? 잠깐 어린 시절의 기억을 떠올려봅시다. 모두 유치원에 다닐 즈음 어른들로부터 콘센트 구멍에 젓가락 꽂지 말라고, 감전되어서 큰일 난다는 얘기 들어봤죠? 젓가락이 금속이라 전류가 흐르기 때문이에요. 마찬가지로 배터리에는 전류를 흐르게 하기 위해 금속이 쓰여요. 전류란 전자들이 일정한 방향으로 건너가는 흐름이에요. 따라서 배터리에는 전자가 쉽게 움직일 수 있게 만들어주는 ‘전해질’이라는 액체 물질이 들어가요. 최근에 많이 쓰이는 배터리는 ‘리튬이온배터리’인데요, 리튬이라는 금속 물질을 넣은 배터리예요. 이온은 금속 물질이 전자를 얻거나 잃은 상태를 뜻해요. 즉 리튬이온배터리는 금속 물질인 리튬이 이온화되어 전자를 내뱉게 하고, 이것을 흐르게 하여 전기를 재생해요. 리튬 말고 납이나 니켈-카드뮴 등 다른 금속을 넣은 배터리도 있지만, 현재로서는 리튬이온배터리의 성능이 가장 좋아요. 리튬이 화학·전기반응을 잘하는 성질을 가지고 있거든요.
▶ 배터리의 다양한 쓰임새가 궁금하다면?
※인문교양 월간 <유레카> 470호(2023.01)에 실린 글입니다. 무단 전재 및 복사는 불법이며 형사처벌을 받을 수 있습니다.