축전지 자기방전

정의

축전지 자기방전은 외부 부하 없이 내부 화학반응으로 저장 에너지가 줄어드는 현상이다.

휴대폰을 충전해 두고 쓰지 않아도 배터리가 줄어드는 것과 같은 현상이다.

비상경보설비나 UPS처럼 평소 대기하다 정전 때 쓰는 설비에서 특히 중요하다.

원인

자기방전의 주된 원인은 온도와 불순물이다.

온도는 25℃까지 거의 직선으로 증가하고, 그 이상에서는 가속적으로 증가한다.

불순물은 은, 구리, 백금, 니켈 같은 금속 이온과 염산, 질산 같은 산 성분이다.

이 물질들이 극판 표면에 붙으면 국부 반응 경로가 생겨 자기방전이 크게 커진다.

종류 비교

전지 종류에 따라 자기방전량이 다르다. 표로 비교해 보자.

연축전지는 알칼리 축전지보다 자기방전량이 많다. 표에서 해당 칸을 확인한다.

연축전지는 전해액 비중이 클수록 자기방전량이 증가한다.

오래 사용해 노화된 축전지는 신품보다 자기방전이 많고, 충전 직후에 많다가 줄어든다.

대책

대책은 온도 관리, 불순물 차단, 보충전, 보정 용량 산정으로 나눠 본다.

온도는 실내 온도를 일정하게 유지하는 것이 가장 기본적인 대책이다.

극판과 전해액의 순도를 관리해 불순물이 붙지 않게 한다.

주기적인 보충전으로 자기방전 전류를 보상해 완전 충전 상태를 유지한다.

자기방전 보정 용량을 설계 여유에 반영하고, 보상충전과 자동과충전방지장치로 손상을 줄인다.

정리

핵심을 정리한다. 자기방전은 외부 방전 없이 내부에서 용량이 줄어드는 현상이다.

원인은 온도 상승과 전해액·극판의 불순물이다.

특성은 연축전지가 알칼리 축전지보다 크고, 노화되면 늘어난다.

대책은 온도 관리, 불순물 차단, 주기적 보충전이다.

자기방전량은 이 식으로 구하며, 계산 시 방치 기간 T의 단위를 통일한다.

축전지 자기방전은 설계 여유와 정기 관리로 대비한다.