■ 니켈 수소 전지(NI-MH)
니켈 수소 전지는 양극 활물질로 니켈, 음극 활물질로 수소 흡장 합금, 전해질로 알카리 수용액을 사용한 전지입니다.
단위 부피당 에너지 밀도는 니카드 전지에 비해 2배 가까운 에너지 밀도를 가지고 있어서 니카드 전지보다 고용량화가 가능하고 과방전,과충전에 잘 견디며 급속 충·방전, 소형·경량화와 충·방전사이클 수명이 길어 500회 이상 충·방전이 가능하다는 특성을 가지고 있는 2차 전지입니다.
니켈 수소 전지는 니카드 전지보다 자기 방전율이 1.5배 이상 높았으나 현재는 기술의 발전으로 니카드와 거의 동일한 단계까지 발전되었습니다.
그러나 급속 충전시 니카드 전지보다 높은 열을 발생하는 단점이 있습니다.
니켈 수소 전지는 완전방전 보다는 얕은 방전이 효율적이고 휴대폰,노트북,소형 카세트,핸디캠 등 수 많은 곳에 사용되고 있습니다.
■ 니카드(Ni-cd) 전지
양극 활물질로 니켈, 음극 활물질로 카드늄, 전해액은 알카리 수용액을 사용하고 있는 전지입니다.
니카드 전지는 내부 저항이 적고 고방전율, 저온, 과방전, 과충전 등 열악한 사용환경도 견디어 낼 수 있는 장점이 있습니다. 그러나 "메모리 효과"가 있어서 초기에 완전히 방전하지 않고 충전을 하게 되면 용량이 줄어드는 단점이 있어서 완전 방전후에 충전하여야 오래 사용할 수 있습니다.
이론적으로는 500회 이상 충·방전이 가능하나 일반적으로는 300∼400회 정도 충·방전 할 수 있습니다. 초기 전압은 약 1.2∼1.3V이며, 충전이 진행되면서 점진적으로 전압이 상승하여 충전 후 전압은 1.4∼1.45V이다.
충전 온도 범위는 0℃ 이하에서도 충전은 가능하지만, 저온에서의 충전은 음극의 충·방전 효율이 저하되어 산소가 발생하므로 충·방전 효율이 크게 저하되어 전지 수명에 영향을 주기 때문에 0℃이하에서의 충전은 바람직하지 않고, 15℃ 이상에서의 충전은 양극의 충·방전 효율이 크게 저하하여 전지 수명에 영향을 주기 때문에 0℃∼45℃가 니카드 전지 충전시 권장하는 온도 범위이며, 방전 온도 범위는 충전시보다 넓은 -20℃∼60℃의 온도 범위에서 방전이 가능하다.
충전시 주의할 점은 허용 전류 범위내에서 충전하지 않으면 안된다는 점이다.
■ 차이점
재료적인 측면에서 보자면 니켈-카드뮴전지(이하 니카드)는 (+)극에 수산화 니켈을, (-)극에 카드뮴을 사용한 전지입니다. 그리고 니켈메탈수소(이하 수소)는 (+)극에 수산화 니켈을, (-)극에 수소흡장합금을 사용한 전지입니다.
니카드전지의 경우 카드뮴이 유출될 경우 환경을 심각하게 오염시키는 등의 문제가 있습니다. 뭐..다른 전지들도 제대로 처리하지 않으면 환경오염이 되는건 마찬가지지만요..
아무튼 사용상의 차이점은..
니카드전지의 경우 용량이 수소전지보다 작습니다. 니카드는 대개 600~1000mAh정도인거 같더군요..반면 수소전지는 1600~2100mAh정도입니다. 더 큰것도 있다고 들었습니다만..
그리고 메모리 효과의 차이. 니카드전지의 경우 메모리 효과로 인해 완전방전시키지 않고 충전을 시킬경우 전해질이 결정화 되어 점차적으로 용량이 줄어들고 전체적인 수명이 짧아지게 됩니다. 반면 수소전지의 경우 메모리 효과가 어느정도 있긴 하지만, 니카드전지의 경우처럼 크지 않습니다. 일반적으로 그리 신경쓰지 않아도 되는 수준인 것으로 알고 있습니다.
수소전지가 니카드전지에 비해 용량이 크기 때문에 더 오랜시간 사용할 수 있지만, 추운곳에서는 니카드전지가 훨씬 좋은 성능을 발휘한다고 합니다. 그래서 겨울철 야외에서 사용하는 경우나 추운지역, 인공위성 등에서는 니카드전지를 주로 사용합니다. 수소전지의 경우 추운곳에서는 성능이 매우 떨어지게 됩니다. 이것은 온도에 따른 화학반응의 차이때문에 그렇습니다. 따라서 겨울철 실외에서 수소전지가 제대로 작동하지 않는 경우에 다시 실내로 들어오거나 전지를 조금 따뜻하게 해주면 다시 작동을 합니다. (그런다고 뜨겁게 달구면 안됩니다..;;)
충전기의 경우 이들의 전압이 거의 같기 때문에 혼용해도 상관없다고 들었습니다. 그러나 충전기의 충전용량에 제한이 있기 때문에 니카드용 충전기에서 수소전지를 충전할 경우 가득 충전할 수 없습니다. 예를들어 충전용량이 700mAh인 충전기에서 1600mAh인 수소전지를 충전할 경우 용량은 700mAh정도만 충전이 됩니다. 따라서 충전기를 고를때 전지에 따라서 충전용량을 확인할 필요가 있습니다.
