니켈-아연 배터리 란?

니켈-아연 배터리는 충전식 전기 화학 전지로, 저장된 화학 에너지를 전기로 직접 변환하는 장치입니다. 배터리의 양극 또는 음극 단자는 아연으로 만들어지고 양극 또는 양극 단자는 니켈로 만들어집니다. 전자 흐름은 전해질 매질을 통해 양극에서 음극으로 흐르며, 이는 전류를 운반하는 하전 입자를 제공합니다. 비 산성 알칼리 전해질은 전형적으로 니켈-아연 배터리에 사용된다. 재충전은 전기 화학 반응을 역전시키고 전지의 원래 화학 구조를 재구성한다.

때때로 Nizn이라는 원소 약어로 언급되는 니켈-아연 배터리는 1901 년 Thomas Edison에 의해 특허를 받았습니다. 당시의 생산 능력은 다른 디자인을 선호했고 NiZn 배터리는 널리 구현되지 않았습니다. 그러나 상대적으로 높은 에너지 밀도, 주어진 부피에 저장된 에너지의 양 및 배터리 원료의 쉬운 가용성으로 인해 지속적인 연구가 필요했습니다.

초기 버전의 니켈-아연 배터리에서, 아연 전극은 시간이 지남에 따라 불안정한 것으로 판명되었다. 애노드에 의해 생성 된 산화 아연은 전해질 용액에서 덴 드라이트 또는 필라멘트를 형성 하였다. 덴 드라이트 (Dendrite) 형성으로 인해 셀이 단락되기 쉬워 져서 충전 / 충전 사이클 수가 제한되었다. 불안정성은 또한 재충전 될 때 전지의 완전한 복원을 방해하여 양극 단자의 변형을 초래했다.

중합체 내부 분리기와 함께 덴 드라이트 형성 및 말단 변형으로 인한 문제를 극복하는 아연 전극을 안정화시키는 알칼리성 전해질 용액이 개발되었다. 재료 과학의 발전으로 중금속 성분이없는 아연 및 니켈 터미널도 생산할 수있었습니다. 이전 기술보다 더 강력하고 오래 지속되는 배터리가 결과입니다. 재충전 능력은 사이클 수와 셀을 원래의 화학적 상태로 되돌릴 때 증가했습니다.

니켈-아연 배터리의 한 가지 장점은 가전 제품에서 1 차 또는 비 충전 배터리를 교체 할 수 있다는 것입니다. 이 장치는 일반적으로 1.5V 1 차 알카라인 배터리를 필요로하며 충전식 NiZn의 1.65V 공칭 정격과 잘 작동합니다. 니켈-카드뮴 배터리와 같은 다른 충전식 설계는 일반적으로 공칭 전압이 1.2V이므로 배터리가 완전히 방전되기 전에 장치 고장이 발생할 수 있습니다.

니켈-아연 배터리는보다 일반적인 디자인에 대한 환경 친화적 인 대안으로 여겨집니다. 니켈과 아연은 상대적으로 풍부하며 재활용을 통해 완전히 재활용 할 수 있습니다. 수은, 카드뮴, 납 또는 기타 독성 금속은 생산에 사용되지 않으며 가연성 또는 부식성 활성 물질이 없습니다.