84. 각국의 전원 전압

1.5V

양극에 이산화망간, 음극에 아연, 전해액으로 염화아연을 사용한 1차 전지입니다. 예전부터 사용되었던 가장 일반적인 1차 전지입니다. 방전 개시 전압은 1.6V, 방전 종지 전압은 0.85〜0.9V입니다. 손전등이나 장난감, 리모컨, 시계와 같이 소비 전류가 비교적 작은 기기에 적합합니다.

1.5V

양극에 이산화망간, 음극에 아연, 전해액으로 수산화칼륨 또는 수산화나트륨을 사용한 1차 전지입니다. 에너지 용량은 같은 크기의 망간 전지보다 약 2배 정도 큰 것이 장점입니다. 따라서 소비 전류가 비교적 큰 전자 기기에 적합합니다. 플래시 구동이나 모터 구동 외에 디지털카메라 등에 사용되고 있습니다. 방전 개시 전압은 1.6V, 방전 종지 전압은 0.8〜1.0V입니다.

1.5V

양극에 옥시수산화니켈과 이산화망간, 음극에 아연, 전해액으로 수산화칼륨을 사용한 1차 전지입니다. 파나소닉(당시에는 마쓰시타 전기산업)이 2004년에 ‘옥시라이드 건전지’라는 이름으로 발매하였습니다. 같은 크기의 알칼리 건전기와 비교하면 에너지 용량이 1.5〜2배 정도 큰 것이 장점입니다. 디지털카메라와 같은 소비 전류가 큰 기기에 적합합니다. 방전 개시 전압은 1.7V로 알칼리 건전기보다 약간 높고 방전 종지 전압은 약 1.0V입니다.

3.0V

양극에 이산화망간, 음극에 리튬, 전해액으로 유기 용액을 사용한 1차 전지입니다. 같은 크기의 망간 건전지와 비교하면 에너지 용량이 약 10배 정도로 큰 것이 장점입니다. 또한, 이온화 경향이 높은 리튬을 음극으로 사용했기 때문에 3.0V 정도로 높은 공칭 전압을 얻을 수 있습니다. 초기 전압과 종지 전압의 전압차가 작고 자기 방전율이 낮으므로 컴퓨터나 전자수첩, 시계 등의 백업용 전원으로 사용되고 있습니다.

1.5V

알칼리 건전지와 똑같은 전지 구성을 채용한 버튼 전지입니다. 1979년에 은 가격의 상승 때문에 산화은 전지의 대체품으로 보급되었습니다. 가격이 싸므로 전자 장난감이나 계산기 등의 전원으로 사용되고 있습니다.

1.55V

양극에 산화은, 음극에 아연, 전해액으로 수산화칼륨 또는 수산화나트륨을 사용한 1차 전지입니다. 방전 특성이 우수하고 방전 마지막까지 초기 전압에 가까운 값을 확보할 수 있다는 장점이 있습니다. 또한, 체적 에너지 밀도는 알칼리 건전지의 약 2배 정도로 높으나 은을 사용하므로 가격이 비교적 높다는 단점이 있습니다. 두께가 2mm 이하로 얇은 제품이 준비되어 있고 주로 손목시계 등에서 사용되고 있습니다.

1.4V

양극에 공기 중의 산소, 음극에 아연, 전해액으로 수산화칼륨을 사용한 1차 전지입니다. 환경에 끼치는 악영향에 대한 우려 때문에 제조가 중지된 수은 전지 대신에 보청기 등에 사용되고 있습니다. 산소의 침입을 막기 위해서 양극에 붙어있는 실을 떼어내고 사용합니다. 일단 실을 떼어내고 나면 화학 반응이 진행되므로 다시 실을 붙여도 보존할 수 없습니다.

1.2V

양극에 수산화니켈, 음극에 수산화카드뮴, 전해액으로 수산화칼륨 수용액을 사용한 2차 전지입니다. 방전 개시 전압은 약 1.4V, 방전 종지 전압은 약 1.0V입니다. 내부 저항이 비교적 낮으므로 대전류 출력이 가능합니다. 구체적으로는 연속 동작 시 3C, 순시 동작 시 10C 방전이 가능합니다. 따라서 무선 조종 자동차나 전동 공구와 같이 큰 전력이 필요한 기기에 적합합니다. 그러나 에너지 밀도는 같은 2차 전지인 니켈 수소 전지나 리튬 이온 전지와 비교하면 낮고 메모리 효과(완전히 방전하지 않고 계속 충전을 하면 에너지가 남아있음에도 방전 전압이 저하되는 현상)가 발생한다는 단점이 있습니다.

1.2V

양극에 수산화니켈, 음극에 수소 흡장 합금, 전해액으로 수산화칼륨 수용액을 사용한 2차 전지입니다. 같은 크기의 니켈 카드뮴 전지와 비교하면 약 2.5배 큰 에너지 용량을 얻을 수 있습니다. 방전 개시 전압은 약 1.4V, 방전 종지 전압은 약 0.9V로 니켈 카드뮴 전지와 거의 비슷한 방전 특성을 보유하고 있습니다. 따라서 니켈 카드뮴 전지를 대체하는 형태로 보급되었습니다. 예전에는 휴대 전화기 등에 사용되었지만, 현재는 리튬 이온 전지로 점점 대체되고 있는 추세입니다. 현재 니켈 수소 전지는 디지털카메라나 전동 공구, 무선 조종 자동차, 하이브리드 자동차 등에 사용되고 있습니다.

3.7V

양극에 코발트산리튬이나 망간산리튬과 같은 리튬 합금, 음극에 난흑연화 카폰이나 그래파이트와 같은 탄소 재료, 전해액으로 유기 용매와 6불화인산리튬염을 사용한 2차 전지입니다. 최근에는 양극으로 니켈산리튬이나 철 재료, 음극에 주석산화물을 사용한 전지 구성도 등장했습니다. 장점으로는 방전 전압과 에너지 밀도가 높다는 점이 있습니다. 방전 개시 전압은 4.1〜4.3V, 방전 종지 전압은 약 2.7V입니다. 같은 크기의 니켈 수소 전지와 비교하면 2〜3배 큰 에너지 용량을 얻을 수 있습니다. 게다가 자기 방전율이 낮고 메모리 효과가 없다는 장점도 겸비하고 있습니다. 따라서 휴대 전화기나 디지털카메라, 비디오카메라, 노트북 컴퓨터용 등에 널리 보급되었습니다. 최근에는 전기 자동차나 하이브리드 자동차에 적용하기 위한 개발이 적극 추진되고 있습니다.

3.7V

리튬 이온 전지의 전해액을 고분자 겔로 치환한 2차 전지입니다. 리튬 이온 전지의 한 종류입니다. 알루미늄박으로 봉지한 것으로 매우 얇은 전지를 만들 수 있습니다. 박형화가 필요한 노트북 컴퓨터나 휴대 전화기, 휴대형 미디어 플레이어 등에서 사용되고 있습니다.

2.0V

양극에 이산화납, 음극에 납, 전해액으로 묽은 황산을 사용한 2차 전지입니다. 주로 자동차에 탑재하는 ‘배터리(2차 전지)’로 사용되고 있습니다. 공칭 전압이 약 2.0V로 높고 저렴하다는 장점이 있습니다. 에너지 밀도는 니켈 카드뮴 전지나 니켈 수소 전지 등과 비교하면 떨어집니다.

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수소와 같은 연료와 산소와 같은 산화제를 외부에서 공급하는 것으로 양쪽을 반응시켜서 전력을 얻는 화학 전지입니다. 1차 전지나 2차 전지와는 기능이 다릅니다. 현재 휴대형 전자 기기나 자동차, 가정용 분산 발전기 등으로의 적용을 위한 개발이 진행되고 있습니다.

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광기전력 효과를 이용하여 빛 에너지를 직접 전력으로 변환하는 물리 전지입니다. 이것도 연료 전지와 마찬가지로 1차 전지나 2차 전지와는 기능이 다릅니다. 실리콘 재료가 주로 사용되고 실리콘 결정 상태의 차이에 따라 단결정 실리콘 태양 전지, 다결정 실리콘 태양 전지, 어모퍼스 실리콘 태양 전지 등이 있습니다. 그 외에 주택용 태양광 발전 시스템을 위한 CIGS(구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄) 태양 전지와 우주용 등 높은 변환 효율이 필요한 용도를 위한 갈륨비소 태양 전지 등이 있습니다.