리튬-이온 배터리의 작동 원리

휴대폰에는 항상 가장 최신 기술의 배터리가 사용된다. 무게가 가볍고 오래 사용하여야 하기 때문이다. ​
군용 무전기 같은 모토롤러​ 휴대 전화를 사용하던 휴대 전화의 초기 시절인 옛날에는 닉켈-카드늄 배터리가 사용되었지만 얼마 지나지 않아 리튬-이온 배터리가 개발되어 휴대 전화기의 배터리는 모두 리튬-이온(또는 폴리머) 배터리가 사용되었으며 오늘날은 전기 자동차에 까지 리튬-이온 배터리가 적용되는 상황이 되었다.
이러한 리튬-이온 배터리의 작동 원리를 알아 보자.

​아래의 내용은 인터넷 검색으로 찾은 사이트(아래의 링크)에서 가지고 온 내용의 일부를 내가 번역한 것이다.
http://www.explainthatstuff.com/how-lithium-ion-batteries-work.html​
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번역문 시작​
다른 배터리와 마찬가지로 재충전이 가능한​ 리튬-이온 배터리는 전기를 발생시키는 하나 또는 그 이상의 셀을 가지고 있다. 각 셀은 기본적으로 3가지의 부품인 양극 및 음극과 두 극의 사이에 존재하는 전해물질로 구성되어 있다. 양극은 보통 리튬-산화 코발트(LiCoO2) 또는 최근의 배터리는 리튬-철-인(LiFePO4)로 만들어 진다. 음극은 보통 탄소(Graphite)로 만들어 지고 전해액은 배터리의 종류에 따라 여러가지가 있다. 이 전해액은 배터리의 작동을 이해하는 데 그리 큰 요소는 아니다.
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모든 리튬-이온 배터리는 넓게 보면 모두 동일하다. 배터리가 충전이 되면 리튬으로 구성된 양극은 리튬 이온을 내 놓는다. 이 이온은 전해액을 거쳐서 음극에 달라 붙는다. 배터리는 이러한 과정을 통해 에너지를 ​저장한다. 배터리가 방전되면 리튬 이온은 전해액을 통해서 양극으로 돌아가면서 배터리가 가진 전기적인 에너지를 내 보낸다. 양쪽 방향의 경우 외부 회로의 전자의 움직임은 이온의 방향과는 반대 이다. 전자는 전해액을 통해 흐르지 않으며 전자에 관련하여 전해액은 하나의 절연 장벽으로 작용한다.
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전해액을 통한 이온의 흐름과 외부 회로에서 전자의 흐름 (이온과는 반대 방향)은 ​ 상호 작용하는 공정으로 어느 한쪽이 정지하면 다른쪽도 같이 정지한다. 만일 배터리가 완전히 방전되어 이온의 흐름이 없으면 외부 회로의 전자 또한 움직일 수 없게 되어 배터리는 힘을 잃게 된다. 마찬가지로 배터리가 동작 중이라도 스위치를 끄면 전자의 흐름이 정지하게되고 이온의 흐름도 끊기게 된다. 큰 전류로 방전되던 배터리는 방전이 중지된다(그러나 외부 회로에 연결이 되지않아도 아주 낮은 정도로 천천히 방전이 계속된다).
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다른 간단한 배터리와는 달리 리튬-이온 배터리에는 충전 및 방전 제어용 회로 기판이 달려있다.​ 이 회로는 과충전과 과방전이 되지않도록 하여 과열을 방지하여 리튬-이온 배터리가 어떤 상황에서 폭팔하는 것을 방지한다.
번역문 끝​​