자동차 배터리에 대해 알아야 할 사항

"철마"의 구조를 이해하는 자동차 소유자는 배터리와 같은 부품의 중요성을 이해합니다. 결함이 있으면 자동차 엔진이 정상적으로 시동되지 않습니다. 따라서 모든 자동차 소유자는 배터리의 목적, 작동 원리, 자동차에 적합한 배터리 선택 방법을 이해하는 것이 좋습니다. 우리 웹사이트에는 자동차 배터리 사용의 다양한 측면을 다루는 많은 기사가 있습니다. 본 자료에서는 배터리에 관한 모든 정보를 함께 수집하려고 했습니다. 이 기사는 신차 소유자를 대상으로 하며 자동차 배터리에 대한 일반적인 정보를 제공합니다.

자동차 배터리는 전기 배터리의 한 종류입니다. 자동차와 오토바이에 사용됩니다. 배터리의 목적은 엔진을 시동하는 것뿐 아니라 엔진이 꺼졌을 때 차량의 온보드 네트워크에서 전원 역할을 하는 것입니다. 자동차 배터리는 차량 온보드 네트워크의 전압 안정기 역할도 합니다.

가장 일반적인 것은 공칭 전압이 12V인 배터리입니다. 자동차, 미니버스, 소형 및 중형 트럭에서 찾을 수 있습니다. 오토바이에는 6V 전압의 배터리가 사용됩니다. 그리고 24V 전압의 배터리는 대형 트럭, 특수 및 군사 장비에 사용됩니다.

엔진을 시동하려면 스타터에서 제공하는 크랭킹이 필요합니다. 스타터는 배터리로 구동됩니다. 따라서 종종 스타터 배터리라고 불립니다. 이 시점에서 스타터는 큰 전류(수백 암페어)를 소비하여 자동차 배터리를 방전시킵니다. 자동차가 시동되면 발전기는 온보드 네트워크에서 전기를 생성합니다. 회로는 자동차를 운전할 때 배터리가 재충전되고 엔진 시동 시 제공된 충전량을 보충하도록 설계되었습니다.

배터리의 출현과 발전의 역사

충전식 배터리의 첫 번째 샘플은 200여년 전, 전기 공학이 시작되던 시기에 나타났습니다. 이 방향의 첫 번째 단계 중 하나는 1800년 이탈리아 물리학자 알레산드로 볼타(Alesandro Volta)에 의해 이루어졌습니다. 그는 구리와 아연판을 산에 넣어 전류가 흐르게 하는 전원을 조립했습니다.

이 발명품은 "볼타 배터리"라고 불렸습니다. 몇 년 후 독일의 물리학자 조안 빌헬름(Joan Wilhelm)이 건식 갈바니 전지와 배터리를 만들었습니다. 이러한 발명품은 자동차 배터리와 직접적인 관련이 없었지만 자동차 배터리를 향한 중요한 단계였습니다.

반세기 후, 빌헬름 신스테덴(Wilhelm Sinsteden)은 미래 자동차 배터리의 기초가 되는 전기화학 공정을 발견하고 연구했습니다. 그는 황산에 담근 납판에 전류를 흘려주면 양전하를 띤 전극에 이산화납이 형성된다는 사실을 발견했습니다. 이 경우, 음전하를 띤 전극은 어떤 식으로든 변하지 않습니다. 이 장치를 닫으면 전류가 발생하여 이산화납이 산에 완전히 용해될 때까지 전류가 흐르게 됩니다. 그러나 신스테덴은 이 현상을 연구만 했을 뿐 실제로 적용하지는 않았다.

그리고 1859년에 Gaston Plante는 이 공정을 기반으로 최초의 납산 배터리 샘플을 만들었습니다. 이것이 자동차 배터리의 조상이라고 말할 수 있습니다. 이 배터리에는 2개의 납판이 포함되어 있으며, 이 판은 나무 원통 위에 놓여 있고 천 스페이서로 분리되어 있습니다. 이 디자인은 산성 용액이 담긴 용기에 넣고 전기 배터리에 연결되었습니다. 충전 후 배터리는 일정 시간 동안 일정한 전류를 생성했습니다.

Plante 배터리는 용량이 작아서 빨리 방전되었습니다. 따라서 프랑스 과학자는 전극 표면을 준비하기 시작했습니다. 그는 용량을 늘리려면 가능한 한 다공성으로 만들어야 한다는 것을 발견했습니다. 이를 위해 방전된 배터리에 반대 방향으로 전류를 흘렸다. 그는 이 기술을 판 성형이라고 부르며 판 표면에 산화 납을 형성하기 위해 여러 번 연속해서 작업했습니다. 이러한 충전식 배터리는 발전기가 발명된 이후, 즉 배터리를 빠르게 충전할 수 있게 된 이후 널리 보급되었습니다.

Camille Faure는 1882년에 배터리 전극의 설계 및 생산에 상당한 발전을 이루었습니다. Faure는 납판을 산화납으로 코팅하기 시작했습니다. 배터리가 충전되면 이 산화물이 과산화물로 변했습니다. 동시에, 다른 판에는 낮은 수준의 산화물이 형성되었습니다. 이 작업의 결과, 전극 상에 납 산화물의 다공성 층이 얻어졌다.

토마스 에디슨은 20세기 초 이미 배터리 개선에 참여했습니다. 그는 단지 차량에 사용할 배터리를 개선하기 위해 노력하고 있었습니다. 연구 중에 그는 철-니켈 배터리를 개발했습니다. 그 안에 들어 있는 전해질은 가성 칼륨이었습니다. 얼마 후 자동차와 선박에 사용되는 자동차용 휴대용 배터리의 산업 생산이 확립되었습니다. 배터리 케이스는 처음에는 나무로 만들어졌습니다. 그런 다음 그들은 이를 위해 에보나이트를 사용하기 시작했습니다. 배터리는 공칭 전압이 2.2V인 여러 셀로 구성되었습니다. 예를 들어, 12V 배터리에는 이러한 셀이 6개 있습니다.

승용차에서는 6V 배터리 사용이 오랫동안 표준으로 간주되어 왔으며 지난 세기 중반부터 12V 자동차 배터리로의 전환이 시작되었습니다. 그리고 6V 배터리는 가벼운 오토바이 장비에만 남아있었습니다. 에보나이트 케이스는 점차 더 가볍고 강한 폴리프로필렌으로 만들어진 모델로 대체되었습니다. 점차적으로 납 전극에 다양한 합금 물질을 넣어 특성을 변화시키는 자동차 배터리가 등장하기 시작했습니다. 나중에 전해질이 결합된 상태(AGM, GEL)에 있는 배터리 모델이 등장했습니다. 그러나 자동차 배터리의 작동 원리는 개발 과정에서 변하지 않았습니다.

배터리 작동 원리 및 주요 특성

납산 배터리의 작동 원리는 전해질 내 Pb와 PbO 2 의 전기화학 반응을 기반으로 합니다. 전해질로는 황산 수용액이 사용됩니다. 그것이 무엇인지에 대한 자세한 내용을 보려면 링크를 읽으십시오. 자동차 배터리에서는 수십 가지의 다양한 반응이 발생하지만 여기서는 주요 반응만 살펴보겠습니다. 외부 부하가 배터리 단자에 가해지면 전해질과 산화 납의 상호 작용의 전기 화학적 과정이 시작됩니다.

이 반응의 결과로 금속 Pb는 PbSO 4 로 산화됩니다. 배터리가 방전되면 양극에서는 PbO 2 환원 과정이 일어나고, 음극에서는 Pb 산화가 일어난다. 자동차 배터리를 충전할 때는 반대 과정이 발생합니다. 황산납이 소모되면 물의 전기분해 과정이 시작됩니다. 이 과정에서 음극과 양극에서 각각 수소와 산소가 방출됩니다.

다음은 배터리 전극에서 일어나는 반응입니다. 왼쪽에서 오른쪽으로 방전 과정에서 반응이 발생합니다. 오른쪽에서 왼쪽으로 배터리가 충전 중일 때 프로세스가 발생합니다.

양극(양극):

PbO 2 + SO 4 2- + 4H + + 2e − -> PbSO 4 + 2H 2 O

음극(음극):

Pb + SO 4 2- − 2e − ->PbSO 4

자동차 배터리가 방전되면 황산이 소모되어 전해액의 밀도가 감소한다. 배터리가 충전되면 과정이 반대 방향으로 진행되어 전해질의 밀도가 증가합니다. 충전이 끝나고 황산납이 특정 임계값까지 고갈되면 물의 전기분해가 시작됩니다.

수소와 산소가 방출되면서 전해질이 끓는 것처럼 보입니다. 이 과정은 물을 소비하고 전해질의 밀도를 높이며 폭발성 혼합물(수소+산소)로 인해 폭발 위험이 높아지므로 피하는 것이 좋습니다.

필요한 전해질 수준을 유지하기 위해 필요한 경우 증류수를 배터리 셀에 추가합니다. 이에 대한 자세한 내용은 링크를 따라가세요.

이미 언급했듯이 자동차 배터리는 개별 요소로 구성됩니다. 요소 자체에는 양극 및 음극과 분리기(분리판)가 포함되어 있습니다. 분리기는 황산과 반응하지 않는 재료로 만들어집니다. 그 목적은 극성이 다른 플레이트의 단락을 방지하는 것입니다. 전극 자체는 납으로 만들어진 그리드입니다. 자동차 배터리의 종류에 따라 다양한 합금 첨가제가 납에 첨가될 수 있습니다.

PbO2 분말은 양극 그리드에 적용되고, 납 금속 분말은 음극에 적용됩니다. 이는 분말이 전해질과 상호 작용하는 전극 표면을 크게 증가시키기 때문에 배터리 용량을 늘리기 위해 수행됩니다. 오늘날 가장 일반적인 것은 납 그리드가 납과 안티몬의 합금으로 만들어진 자동차 배터리입니다. 안티몬은 대략 1~2% 정도 함유되어 있습니다. 이러한 배터리를 저안티몬 배터리(안티몬 함량 최대 6%)라고 합니다. 다음을 포함하여 다양한 제조업체의 제품에서 찾을 수 있습니다.

플레이트의 강도를 높이기 위해 안티몬이 첨가됩니다. 순수 납 격자는 수명이 짧고 빠르게 성능이 저하됩니다. 전극 그리드는 종종 칼슘으로 도핑됩니다. 두 전극(칼슘 또는 Ca/Ca 배터리)에 모두 추가하거나 음극(Sb/Ca 하이브리드 배터리)에만 추가할 수 있습니다. 이에 대한 자세한 내용은 별도의 기사에서 확인할 수 있습니다. 칼슘의 장점은 물의 전기분해 과정을 크게 줄이고 실제로 보충할 필요가 없다는 것입니다. 그리고 이러한 배터리의 가장 큰 단점은 완전 방전 중에 용량이 돌이킬 수 없이 손실된다는 것입니다.

전극판은 전해질에 담겨 있습니다. 전해질을 준비하기 위해 황산과 증류수가 사용됩니다. 일반 물에는 마그네슘과 칼슘염이 포함되어 있어 배터리 성능을 저하시키고 수명을 단축시키기 때문에 사용할 수 없습니다.

전해질의 황산 농도에 따라 전기 전도도가 달라집니다. 밀도 1.23g/cm3 및 실온에서 최대값을 갖습니다. 배터리의 내부 저항은 전해질의 전도성에 따라 달라집니다. 전도도가 높을수록 내부 저항은 낮아집니다. 내부 저항이 감소하면 손실도 감소합니다. 그러나 전해질 밀도는 대부분 더 높게 유지됩니다. 충전된 배터리의 이 값은 1.275g/cm3입니다. 북부 지역에서는 밀도를 1.29g/cm3으로 높이는 것이 좋습니다. 이는 전해질의 어는점을 낮추기 위해 수행됩니다. 전해질이 얼면 플레이트가 휘어지고 배터리 캔이 파열될 가능성이 높습니다.

배터리의 주요 특징

• 배터리 용량. 최소 허용 전압으로 방전할 때 방출되는 전기량을 특성화합니다. 용량 단위는 암페어시입니다.
• 콜드 크랭크 전류. 돌입 전류라고도 합니다. GOST에 따르면, 선언된 시동 전류에 대한 테스트는 배터리가 섭씨 -18도까지 냉각된 후에 수행됩니다. 자동차 배터리는 시동 전류에 의해 30초 동안 방전됩니다. 그 후에는 전압이 8.4V 이상이어야 합니다. 150초 동안 방전되는 경우 전압은 최소 6V여야 합니다.
• 배터리 기전력(EMF). 외부 부하가 없고 누출이 없는 배터리 단자의 전압을 나타내는 매개변수입니다. EMF는 전압계나 멀티미터를 사용하여 측정할 수 있습니다.
• 자동차 배터리의 내부 저항. 이 특성은 분리막, 전극, 전해질, 리드 및 기타 배터리 요소의 저항을 결합합니다.
• 충전 정도. 이 매개변수는 다양한 요인에 따라 달라지며 정확한 값을 찾기가 어렵습니다. 그러나 대략적인 충전 정도는 EMF와 전해질 밀도에 의해 추정됩니다.
• 디자인 특징(무게, 크기)
• 극성. 자세히 알아보기

  모든 자동차 배터리는 다음 유형으로 나눌 수 있습니다.

  • 안티몬. 이러한 배터리 모델은 과거의 일이며 오늘날 자동차에는 사용되지 않습니다. 이들 배터리의 전극에는 5% 이상의 안티몬이 함유되어 있습니다.
  • 낮은 안티몬. 안티몬 함량이 감소된 플레이트는 물이 산소와 수소로 분해되는 것을 줄이기 위해 강철로 만들어졌습니다. 그러나 유지 관리 문제는 여전히 관련이 있습니다. 오늘날 가장 일반적인 유형의 배터리 중 하나입니다.
  • 칼슘 배터리. 납 격자에는 물 소비 문제를 해결하고 자체 방전을 줄이기 위해 칼슘이 도핑되기 시작했습니다. 동시에, 완전 방전 시 용량 손실 문제도 추가되었습니다.
  • 하이브리드 배터리. 이것은 저안티몬 배터리와 칼슘 배터리 사이의 절충안을 찾으려는 시도가 된 현대 자동차 배터리입니다.
  • AGM 및 젤 배터리. 이것은 비교적 새로운 자동차 배터리입니다. 이는 자동차 배터리의 안전한 작동을 보장하는 다음 단계였습니다.
  • 알카라인 배터리. 이러한 배터리에서는 산 대신 알칼리가 전해질 역할을 합니다. 가장 일반적인 배터리는 니켈-철 및 니켈-카드뮴입니다.
  • 리튬 이온 배터리. 이 유형의 배터리 모델은 매우 유망하지만 현재는 해결되지 않은 여러 문제로 인해 자동차에 널리 사용되지 않습니다.

  아래 목록은 국가별로 분류된 자동차 배터리의 주요 브랜드를 보여줍니다.

  • 러시아(Beast, Akom, Titan, Tyumen, Istok);
  • 독일(Varta, Bosch, Moll, Tenax, Energizer);
  • 폴란드(Sznajder, Autopart, Centra, 1 Storm, Timberg);
  • 우크라이나(Westa, Vortex, Docker, Forse, Ista, Volta, Oberon);
  • 투르키예(Mutlu);
  • 일본(FB, GS 유아사, 파나소닉, 히타치, 알래스카);
  • 미국(Exide, Hagen, ACDelco, Afa, Duracell, American, Gigawatt, Space, Deka, Optima, Tudor);
  • 이탈리아(Fiamm);
  • 카자흐스탄(바);
  • 슬로베니아(타브, 토플라, 모라티);
  • 한국(메달리스트, 델코르, 솔라이트, 노르드, 로켓).

  
  다양한 제조업체의 배터리 라인에 대한 자세한 리뷰는 "선택" 섹션에서 읽을 수 있습니다. 이에 대한 자세한 내용은 링크를 따라가면 읽을 수 있습니다.

배터리에 관한 한 규칙은 "전부 아니면 전무"입니다. 차세대 에너지 저장 장치가 없으면 에너지 정책도, 전기차 시장도 전환점은 없을 것입니다.

IT 업계에서 가정하는 무어의 법칙은 2년마다 프로세서 성능이 향상된다는 것을 약속합니다. 배터리 개발은 뒤쳐져 있으며 효율은 연간 평균 7%씩 증가합니다. 최신 스마트폰의 리튬 이온 배터리는 점점 더 오래 지속되지만 이는 주로 칩의 최적화된 성능에 기인합니다.

리튬이온 배터리는 가벼운 무게와 높은 에너지 밀도로 인해 시장을 장악하고 있습니다.

매년 수십억 개의 배터리가 모바일 장치, 전기 자동차 및 재생 에너지원으로부터 전기를 저장하는 시스템에 설치됩니다. 그러나 현대 기술은 한계에 도달했습니다.

좋은 소식은 차세대 리튬이온 배터리이미 시장 요구 사항을 거의 충족하고 있습니다. 그들은 리튬을 저장 물질로 사용하는데, 이는 이론적으로 에너지 저장 밀도를 10배 증가시킵니다.

이와 함께 다른 자료에 대한 연구가 제공됩니다. 리튬은 허용 가능한 에너지 밀도를 제공하지만, 우리는 몇 배 더 최적이고 저렴한 개발에 대해 이야기하고 있습니다. 결국 자연은 고품질 배터리를 위한 더 나은 회로를 제공할 수 있습니다.

대학 연구실에서 첫 번째 샘플을 개발 중입니다. 유기 배터리. 그러나 그러한 바이오배터리가 시장에 출시되기까지는 수십 년이 걸릴 수 있습니다. 미래를 향한 다리는 에너지를 모아 충전하는 소형 배터리의 도움을 받습니다.

모바일 전원 공급 장치

Gartner에 따르면 올해 20억 대 이상의 모바일 장치가 판매될 것이며 각 장치에는 리튬 이온 배터리가 탑재될 것입니다. 이 배터리는 매우 가볍기 때문에 오늘날 표준으로 간주됩니다. 그러나 최대 에너지 밀도는 150~200Wh/kg에 불과합니다.

리튬 이온 배터리는 리튬 이온을 움직여 에너지를 충전하고 방출합니다. 충전 시 양전하를 띤 이온은 양극의 흑연층 사이의 전해질 용액을 통해 음극에서 이동하여 그곳에 축적되어 충전 전류에 전자를 부착합니다.

방전되면 전류 회로에 전자를 포기하고 리튬 이온은 음극으로 다시 이동하여 그 안에 포함된 금속(대부분의 경우 코발트) 및 산소와 다시 결합합니다.

리튬 이온 배터리의 용량은 흑연 층 사이에 얼마나 많은 리튬 이온이 위치할 수 있는지에 따라 달라집니다. 그러나 실리콘 덕분에 이제 배터리는 더욱 효율적으로 작동할 수 있습니다.

이에 비해 리튬 이온 하나를 결합하려면 탄소 원자 6개가 필요합니다. 반면에 하나의 실리콘 원자는 4개의 리튬 이온을 보유할 수 있습니다.

리튬 이온 배터리는 전기 에너지를 리튬에 저장합니다. 양극이 충전되면 흑연층 사이에 리튬 원자가 저장됩니다. 방전되면 전자를 포기하고 리튬 이온 형태로 음극(리튬 코발타이트)의 층상 구조로 이동합니다.

실리콘으로 용량 증가

흑연 층 사이에 실리콘을 포함하면 배터리 용량이 늘어납니다. 실리콘이 리튬과 결합하면 흑연층이 3~4배 증가하지만 여러 번 충전하면 흑연층이 부서집니다.

이 문제에 대한 해결책은 다음에서 찾을 수 있습니다. 스타트업 프로젝트 Amprius, 스탠포드 대학의 과학자들이 만들었습니다. Amprius 프로젝트는 Eric Schmidt(Google 이사회 의장)와 노벨상 수상자 Steven Chu(2013년까지 미국 에너지 장관)와 같은 사람들로부터 지원을 받았습니다.

양극의 다공성 실리콘은 리튬 이온 배터리의 효율을 최대 50%까지 증가시킵니다. Amprius 스타트업 프로젝트를 진행하는 동안 최초의 실리콘 배터리가 생산되었습니다.

이 프로젝트에서는 "흑연 문제"를 해결하기 위해 세 가지 방법을 사용할 수 있습니다. 첫 번째는 다공성 실리콘의 응용, 이는 "스펀지"로 생각할 수 있습니다. 리튬을 저장하면 부피가 거의 증가하지 않으므로 흑연 층은 그대로 유지됩니다. Amprius는 기존 배터리보다 최대 50% 더 많은 에너지를 저장하는 배터리를 만들 수 있습니다.

다공성 실리콘보다 에너지 저장 효율이 더 높습니다. 실리콘 나노튜브 층. 프로토타입에서는 충전 용량이 거의 2배 증가했습니다(최대 350Wh/kg).

실리콘이 전해질 용액과 반응하여 배터리 수명을 단축시키기 때문에 스폰지와 튜브는 여전히 흑연으로 코팅되어야 합니다.

하지만 세 번째 방법이 있습니다. 탄소 껍질에 도입된 Ampirus 프로젝트의 연구원 실리콘 입자 그룹, 직접 닿지는 않지만 입자의 부피가 증가할 수 있는 여유 공간을 제공합니다. 리튬은 이러한 입자에 축적될 수 있지만 껍질은 그대로 유지됩니다. 수천 번의 충전 주기 후에도 프로토타입의 용량은 3%만 감소했습니다.

실리콘은 여러 개의 리튬 원자와 결합하지만 그렇게 되면서 팽창합니다. 흑연이 분해되는 것을 방지하기 위해 연구진은 석류 식물의 구조를 사용합니다. 즉, 추가 리튬을 수용할 수 있을 만큼 충분히 큰 흑연 껍질에 실리콘을 주입합니다.

전기 자동차는 많은 환경 문제를 해결해야 합니다. 재생 가능 에너지원의 전류로 충전되면 실제로 대기에 무해합니다. 물론, 기술적으로 복잡한 생산을 고려하지 않는다면 말이죠. 엔진의 일반적인 웅웅거림 없이 전력으로 운전하는 것이 훨씬 더 즐겁습니다. 배터리 충전 상태에 대한 끊임없는 번거로움은 여전히 ​​번거로움으로 남아 있습니다. 결국, 0으로 떨어지고 근처에 충전소가 하나도 없다면 문제가 없을 것입니다.

배터리 구동 전기자동차의 성공에는 6가지 중요한 요소가 있습니다. 우선, 용량, 즉 배터리가 저장할 수 있는 전기량, 배터리의 주기적 사용량, 즉 배터리가 고장나기 전에 견딜 수 있는 "충전-방전" 및 재충전 시간에 대해 이야기하고 있습니다. - 즉, 운전자가 기다려야 하는 시간, 더 멀리 운전하기 위해 자동차를 충전하는 시간입니다.

마찬가지로 중요한 것은 배터리 자체의 신뢰성입니다. 그가 고지대 여행이나 더운 여름 여행을 견딜 수 있는지 말해보자. 물론 전기차 구입 여부를 결정할 때 충전소 수, 배터리 가격 등도 고려해야 한다.

배터리로 얼마나 멀리 갈 수 있나요?

현재 시중에 나와 있는 전기 승용차는 1회 충전으로 150km에서 200km 이상을 주행할 수 있습니다. 원칙적으로 이러한 거리는 배터리 수를 두 배 또는 세 배로 늘려서 늘릴 수 있습니다. 하지만 첫째, 이제는 가격이 너무 비싸서 전기 자동차를 구입하는 것이 불가능할 것이고, 둘째, 전기 자동차 자체가 훨씬 무거워질 것이기 때문에 무거운 하중을 견딜 수 있도록 설계해야 할 것입니다. 이는 전기차 제조사가 추구하는 목표, 즉 경량화 설계와도 배치된다.

예를 들어 다임러(Daimler)는 최근 1회 충전으로 최대 200km를 주행할 수 있는 전기 트럭을 출시했습니다. 그러나 배터리 자체의 무게는 최소 2톤입니다. 그러나 엔진은 디젤 트럭보다 훨씬 가볍습니다.

어떤 배터리가 시장을 지배하고 있습니까?

휴대폰, 노트북, 전기 자동차 등 최신 배터리는 거의 전적으로 소위 리튬 이온 배터리의 변형입니다. 우리는 알칼리 금속 리튬이 양극과 음극 모두와 액체(소위 전해질)에서 발견되는 다양한 유형의 배터리에 대해 이야기하고 있습니다. 일반적으로 음극은 흑연으로 구성됩니다. 양극에 사용되는 다른 재료에 따라 리튬코발트(LiCoO2), 리튬티타늄(Li4Ti5O12), 리튬인산철배터리(LiFePO4) 등이 있다.

리튬 폴리머 배터리는 특별한 역할을 합니다. 여기서 전해질은 젤 같은 플라스틱입니다. 오늘날 이 배터리는 시중에서 찾을 수 있는 배터리 중 가장 강력하며 에너지 용량은 킬로그램당 최대 260와트시입니다. 나머지 리튬 이온 배터리는 킬로그램당 최대 140~210와트시를 생산할 수 있습니다.

배터리 종류를 비교해 보면 어떨까요?

리튬 이온 배터리는 주로 리튬의 높은 시장 가치로 인해 매우 비쌉니다. 하지만 기존에 사용되던 납·니켈 배터리 종류에 비해 장점이 많다.

또한 리튬 이온 배터리는 상당히 빠르게 충전됩니다. 이는 주전원의 정상적인 전류로 전기 자동차를 2~3시간 안에 충전할 수 있음을 의미합니다. 특별 고속 충전소에서는 1시간이 걸릴 수 있습니다.

오래된 유형의 배터리에는 이러한 장점이 없으며 훨씬 적은 양의 에너지를 축적할 수 있습니다. 니켈 기반 배터리의 에너지 용량은 킬로그램당 40~60와트시입니다. 납 배터리의 특성은 훨씬 더 나쁩니다. 에너지 용량은 킬로그램당 약 30와트시입니다. 그러나 훨씬 저렴하고 문제없이 수년 동안 사용할 수 있습니다.

최신 배터리는 얼마나 오래 지속되나요?

많은 사람들이 오래된 배터리의 소위 배터리 메모리 효과를 기억합니다. 무엇보다도 니켈 배터리에서 나타났습니다. 그 당시에는 드라이버나 노트북의 배터리를 충전하려고 생각하면 배터리가 거의 절반 정도 충전되었음에도 불구하고 전기 에너지를 저장하는 능력이 놀라울 정도로 크게 감소했습니다. 따라서 매 충전 과정 이전에 에너지를 완전히 소모해야 했다. 전기 자동차의 경우 이는 재앙이 될 수 있습니다. 배터리가 방전되었을 때가 아니라 충전소에서 적절한 거리에 있을 때 재충전해야 하기 때문입니다.

그러나 리튬 이온 배터리에는 이러한 "메모리 효과"가 없습니다. 제조업체는 최대 10,000회 충전-방전 주기와 20년 동안 중단 없이 작동할 것을 약속합니다. 동시에, 소비자 경험은 종종 뭔가 다른 점을 나타냅니다. 노트북 배터리는 단 몇 년만 작동하면 "죽습니다". 또한 외부 요인으로 인해 배터리에 돌이킬 수 없는 손상이 발생할 수 있습니다. 예를 들어 극한의 온도, 부주의한 배터리 완전 방전 또는 과충전 등이 있습니다. 최신 배터리에서 매우 중요한 것은 재충전 프로세스를 제어하는 ​​전자 장치의 중단 없는 작동입니다.

슈퍼배터리는 그저 빈말일까요?

Jülich 연구센터의 전문가들이 실리콘-공기 배터리 개발을 위해 노력하고 있습니다. 공기 배터리에 대한 아이디어는 그다지 새로운 것이 아닙니다. 따라서 이전에는 양극이 나노결정 탄소 격자로 구성되는 리튬 공기 배터리를 개발하려고 시도했습니다. 이 경우 전극 자체는 전기화학적 과정에 참여하지 않고 산소가 환원되는 표면의 도체 역할만 한다.

실리콘 공기 배터리는 동일한 원리로 작동합니다. 그러나 자연에서 모래 형태로 거의 무제한으로 발견되는 매우 저렴한 실리콘으로 만들어졌다는 장점이 있습니다. 또한 실리콘은 반도체 기술에도 활발히 사용되고 있습니다.

잠재적으로 낮은 생산 비용 외에도 공기 배터리의 기술적 특성도 언뜻 보면 매우 매력적입니다. 결국, 그들은 오늘날의 수준보다 3배, 심지어 10배 더 높은 에너지 용량을 달성할 수 있습니다.

그러나 이러한 개발은 아직 시장에 진입하기에는 멀었습니다. 가장 큰 문제는 공기 배터리의 만족스럽지 못할 정도로 짧은 '기대 수명'입니다. 이는 1000회 충방전 주기보다 훨씬 낮습니다. Jülich Center 연구원들의 실험은 몇 가지 희망을 제시합니다. 그들은 배터리의 전해액을 정기적으로 재충전하면 배터리의 수명이 크게 늘어날 수 있다는 사실을 알아냈습니다. 그러나 이러한 기술 솔루션을 사용하더라도 이러한 배터리는 오늘날 리튬 이온 배터리의 수명보다 훨씬 짧습니다.

고객 충성도를 목표로 하는 프로모션은 여러 유형으로 나눌 수 있습니다. 고객 기반 확대, 판매량 증가, 제품군 확장을 위한 소매점 프로모션.

예를 들어, 클라이언트 기반이 75명이고 이번 달에 AKB(활성 클라이언트 기반이 1개월 동안 작동함, 이하 AKB라고 함)를 수행하는 경우 AKB 확장을 목표로 하는 캠페인은 효과적이지 않습니다. 이번 달에 추가 고객이 필요한 이유는 무엇입니까? 다음 달을 위해 남겨두고 싶습니다. 즉, 프로모션은 목표 고객 기반에 도달하지 못한 영업 담당자에게만 유효합니다. 클라이언트 기반에 대한 계획을 세운 사람들에게는 논리가 간단할 것입니다. 왜 이번 달에 클라이언트 기반에 대한 계획을 더 많이 만들어야 합니까? 다음 달에 이전 계획이 아닌 배터리 계획을 늘릴 것입니다. 이번 달 실제 배터리를 기준으로 하면 더 많을 것입니다.

배터리 확장 캠페인은 다음과 같습니다. 1000루블 주문에 대한 새로운 포인트마다 200루블 상당의 제품을 선물로 받습니다. 인기상품 중에서 선물을 선택하는 것이 진짜 선물이 되는 것 같아요. 주문 금액의 20%를 혜택 포인트로 드립니다. 프로모션에서 상품을 가져온 매장이 귀하와 협력할 것이라는 귀하의 기대는 약 80-90% 정도 정당화됩니다. 즉, 100개의 매장이 프로모션을 진행했다면 80-90개의 매장이 지속적으로 귀하와 협력할 것입니다. 나머지 10~20개 매장은 다음 프로모션에서 제품을 다시 가져갈 예정입니다. 해야 할 일, 모두가 혜택을 찾고 있습니다.

예를 들어 보겠습니다. 한 관리자가 겨울에 활성 고객 기반을 늘리기를 원했습니다. 그는 4일 동안 3+1 프로모션을 만들었습니다. 즉, 고객이 물 3팩을 가져가면 네 번째는 무료이지만 3팩 이상 가져갈 수는 없으며 판매 담당자에게 5,000의 보너스를 제공했습니다. 최고의 지표는 루블입니다. 단 4일 동안 일해서 5,000루블을 벌었다고 상상해 보세요. 그것은 월급에 더해 상당한 돈입니다.

나는 활동에 포함되지 않은 지역의 다른 지역에서 근무했기 때문에 1일 후에 활동에 참여했습니다. 3일간 여행을 다니면서 연속으로 모든 매장에 물을 제공했고, 주문 즉시 선물 포장을 해 고객들이 프로모션이 진짜임을 알 수 있도록 했습니다. 결국 선물을받은 후 주문을 거부하는 경우가 거의 없다는 것을 알았 기 때문에 약 30 명에 달하는 가장 많은 고객을 모집하고 5,000 루블을 얻었습니다. 그리고 관리자는 결국 모든 영업 담당자로부터 약 70명의 고객 기반을 확보하게 되었으며, 이는 물이 전혀 판매되지 않는 겨울에 이루어졌습니다. 관리자가 프로모션을 올바르게 사용한 방법은 다음과 같습니다.

동시에, 판매 계획을 이행하지 못할 경우 범위를 확대하고 판매량을 늘리는 조치가 필요합니다. 매출 증대를 위한 프로모션은 다음과 같습니다. 고객은 제품 5개 패키지를 가져가고, 6번째 패키지는 선물이며, 원하는 만큼 패키지를 가져갈 수 있습니다.

또 겨울에 우리는 맥주에 대한 5+1 프로모션을 진행했는데 한 고객이 내 계획의 25%를 나에게서 가져갔습니다. 그러한 행동의 효과는 분명합니다. 나는 계획을 수행했습니다. 가장 중요한 것은 그것이 회사 자체에 유익하다는 것입니다. 일반적으로 이러한 프로모션은 겨울에 진행됩니다. 왜냐하면 겨울에는 계획을 이행하기가 더 어렵기 때문입니다.

왜 납과 황산인가?

구매자는 종종 다음과 같은 질문을 합니다. 더 많은 최신 배터리를 판매하고 있습니까? 판매자는 왜 1859년에 발명된 "전통적인" 납산 배터리만 제공합니까? 그리고 왜 더 현대적인 니켈 카드뮴, 니켈 금속 수소화물, 리튬 이온 배터리로 교체되지 않았습니까? 그들은 더 용량이 크고 독성 산과 납을 포함하지 않습니다.

대답은 간단합니다. 자동차 배터리에는 허용되지 않는 단점이 있습니다. 니켈-카드뮴은 자가 방전 수준이 높고, '기억 효과'로 인해 재충전이 어렵고, 납보다 카드뮴 독성이 더 큽니다. 니켈-금속 수소화물 자체 방전 수준은 훨씬 더 높습니다. 리튬 이온 배터리는 폭발성이 있고 가격이 비싸며 저온에서 충전이 손실됩니다. 리튬 이온 배터리를 충전하는 것은 쉽지 않습니다. 특정 알고리즘에 따라 작동하는 특수 충전기가 필요합니다.

따라서 "지표의 합으로 볼 때" 오늘날 가능한 모든 배터리 중에서 최고의 선택으로 남아 있는 것은 납축 배터리입니다.

칼슘 또는 "하이브리드"?

구매자는 배터리 라벨에 표시된 "하이브리드"라는 단어를 두려워합니다. 그리고 판매자는 이 "혼성성"이 무엇인지 항상 설명할 수는 없습니다.

표준 배터리는 하나의 하우징에 직렬로 연결된 6개의 배터리 "캔"으로 구성됩니다. 각 병에는 양극판과 음극판이 번갈아 가며 활성 물질 층으로 덮여 있습니다. 양극판은 이산화납으로 만들어지고 음극판은 스폰지 납으로 만들어집니다. 전극(그리드 형태로 만들어짐)은 납 합금으로 만들어집니다. 그러나 순수 납은 깨지기 쉬운 물질이므로 합금됩니다. 합금에 소량의 안티몬이나 칼슘이 첨가됩니다.

오늘날에는 실제로 "순수한" 안티몬 배터리가 없습니다. 안티몬은 물 전기 분해의 촉매제이며 이러한 배터리는 종종 "끓습니다". 비등 문제를 해결하기 위해 안티몬을 칼슘으로 대체했습니다.

따라서 이제 시장에서는 "하이브리드" 배터리(안티몬이 첨가된 양극과 칼슘이 첨가된 음극) 또는 순수 "칼슘" 배터리(모든 전극이 납-칼슘 합금으로 만들어짐)를 판매합니다. "칼슘" 배터리는 자체 방전 수준이 낮고(18~20개월 내에 용량의 50% 손실) 증발로 인한 물 소비량이 최소화되는 등의 장점이 있습니다(1g/Ah). 그러나 두세 번의 완전 방전 후에는 이러한 배터리를 충전할 수 없다는 단점이 있습니다. "하이브리드" 배터리에는 이러한 문제가 없습니다. 그러나 물 소비량은 안티몬의 존재로 인해 "칼슘"물보다 1.5배에서 2배 더 많습니다. 그리고 자가 방전 수준도 더 높습니다(12개월 내에 용량이 절반으로 손실됨). 그러나 동시에 "하이브리드" 배터리에는 "유지 관리", 즉 전해질에 증류수를 추가하는 작업도 필요하지 않습니다.

액체인가 젤인가?

배터리 전극은 황산 용액인 전해질에 배치됩니다. 따라서 배터리에는 액체 전해질과 "비액체" 전해질의 두 가지 유형이 있습니다. 가장 일반적인 것은 액체 전해질을 사용하는 배터리로, 더 간단하고 따라서 저렴합니다. 또한 표준 자동차의 모든 소비자를 위한 충분한 에너지 보유량을 보유하고 있습니다.

"비액체" 전해질(때때로 모두 "젤"이라고 잘못 지칭함)이 포함된 배터리의 경우 문제는 더 복잡합니다. 실리카겔을 사용하여 전해질이 실제로 젤 상태가 되는 배터리는 이제 극히 드물게 사용됩니다. 오토바이에서만 사용되며 심지어 독점 배터리에서도 사용됩니다. "비액체" 전해질을 사용하는 배터리에서는 전극 사이의 모든 여유 공간이 전해질로 포화된 미세 다공성 물질로 채워져 있습니다. 이는 AGM(Absorbed Glass Material) 기술로, 산 흡수가 좋아져 활성물질의 효율을 높여 시동 전류가 높아지고 방전 저항이 심해지며 내구성이 높아집니다. Start&Stop 시스템과 제동 에너지 회수 시스템을 갖춘 자동차에 가장 적합한 배터리는 바로 이 배터리입니다. 하지만 그들은 "젤"이 아닙니다 ...

"중간" 기술이 적용된 배터리인 EFB(Enhanced Flooded Battery)는 오늘날 시장에서 수요가 많습니다. '습식전극기술'이라고도 합니다. 이러한 배터리에서는 전극이 극세사로 만들어진 일종의 "봉투"로 덮여 있습니다. 또한 전해질을 유지하여 주기적 방전에 대한 안정성을 보장합니다. 하지만 배터리 자체는 액체 전해질로 채워져 있습니다.

극성 - 아시아 또는 유럽?

구매자에게 배터리를 제공하기 전에 자동차가 어느 나라에서 조립되었는지 물어볼 가치가 있습니다. 아시아와 유럽 자동차는 배터리 단자의 위치가 다르기 때문에 설계되었습니다.

간단히 말해서 "유럽" 극성이라고도 알려진 "직선"은 배터리가 "사용자에게 가장 가까운 단자" 위치에 있을 때 양극 단자가 왼쪽에 있고 음극 단자가 오른쪽에 있는 것을 의미합니다. "역방향", 즉 "아시아" 극성이 있는 배터리의 경우 모든 것이 정반대입니다. 또한 "유럽"과 "아시아"에서는 접촉 단자의 직경이 다를 수 있습니다. 예를 들어, 유로 유형(유형 1)에서 "양극" 단자의 직경은 19.5mm이고 "음극" 단자의 직경은 17.9mm입니다. 아시아 유형(유형 3)의 경우 "플러스"의 직경은 12.7mm이고 "마이너스"는 11.1mm입니다. 따라서 유럽 자동차에 일본 배터리를 설치하는 것이 여전히 가능합니다. (그런데 여기에는 러시아에서 조립된 "한국인"도 포함됩니다.) 얇은 터미널에서 "두꺼운" 유럽 자동차까지 어댑터가 있습니다.

또한 여러 가지 배터리 크기가 있습니다. 그리고 "아시아인"은 자신이 더 작거나 크다는 사실 때문에 정규 자리를 차지하지 못할 수도 있습니다...

정말로 중요한 것은 무엇인가

판매자는 구매자가 실제로 필요한 것이 무엇인지 거의 항상 알지 못한다고 말합니다. 그래서 그는 "칼슘", "젤", "리튬 이온", "일본" 배터리에 대해 이러한 모든 질문을 가지고 있습니다. 따라서 판매자가 구매자에게 자신이 원하는 것과 정확히 이것을 원하는 이유를 설명하는 것이 중요합니다!

따라서 배터리에는 세 가지 매개변수가 가장 중요합니다.

1. 공칭 전기 용량(Ah)은 20시간 방전 동안 완전히 충전된 배터리의 에너지 출력에 의해 결정됩니다. 예를 들어, 6ST-60이라는 명칭은 배터리가 20시간 동안 3A의 전류를 공급하고 결국 단자의 전압이 10.8V 아래로 떨어지지 않는다는 것을 의미합니다. 그러나 이는 방전의 선형 의존성을 의미하지는 않습니다. 방전 전류에 대한 시간. 배터리는 한 시간 동안 안정적인 에너지를 공급할 수 없습니다.

"비공식" 매개변수인 "예비 용량"도 있습니다. 배터리가 자체적으로 그리고 발전기에서 작동할 수 있는 시간은 분 단위로 측정됩니다. 예를 들어, 25A의 부하와 10.5V의 전압 강하에서 승용차 배터리의 예비 용량은 최소 90분이어야 합니다.

2. 정격 전압 - 승용차 배터리의 경우 12V입니다. 배터리가 방전되고 높은 전류 부하가 있을 경우 정격 전압이 감소할 수 있습니다. 하지만 더 높은 전압의 배터리를 설치하여 실험해서는 안 됩니다...

3. 콜드 크랭킹 전류(CCA - 콜드 크랭킹 암페어). 이 매개변수는 러시아에서 특히 중요합니다. 이는 배터리가 최소 7.5V의 전압으로 -18oC의 온도에서 10초 동안 전달할 수 있는 전류량을 나타냅니다. 콜드 크랭킹 전류가 높을수록 겨울에는 엔진을 시동하는 것이 더 쉬울 것입니다.

이러한 모든 매개변수는 배터리 케이스에 표시되어 있습니다.

구매자와 무엇에 대해 이야기해야합니까?

우선 판매자는 고객의 조명이 약하고 회전이 약하고 오래 가지 않으며 모든 사람이 "조명"을 위한 전선을 갖고 있지 않다는 사실을 들어야 합니다. 그런 다음 물어보십시오.

a) 차는 몇 살이에요?

b) 제조국?

c) 구매자가 겨울에 운전합니까, 아니면 추운 날씨에 주차합니까?

d) 차량에 Start&Stop 및 브레이크 에너지 재생 기능이 장착되어 있습니까?

e) 차는 밤에 차고에 주차되어 있습니까, 아니면 마당의 "창문 아래"에 주차되어 있습니까?

f) 자동차가 조정되어 있습니까? 히터, 비표준 조명 장비 등 추가 전기 장비가 장착되어 있습니까?

g) 그리고 가장 중요한 질문은: 구매자가 기대하는 구매 금액은 얼마입니까?

구매자가 "오래된" 자동차 또는 튜닝된 자동차를 가지고 있는 경우 더 큰 용량의 배터리를 권장하는 것이 좋습니다. 예를 들어 50Ah 대신 55Ah를 ​​사용합니다. 그러나 "과도하게" 사용할 필요는 없습니다. 발전기는 전력이 엄격하게 정의되어 있으므로 과부하를 권장하지 않습니다. 또한 구매자에게 추가 비용을 지불하도록 강요할 가치도 없습니다.

자동차가 "SUV" 또는 "SUV"이고 시골 여행을 좋아하는 팬이 운전하는 경우 AGM 배터리를 권장해야 합니다. 이러한 배터리는 최대 135%의 상당히 높은 콜드 크랭킹 전류, 더 높은 사이클 저항 및 매우 높은 심방전 용량을 갖습니다.