배터리 산업: 구리(Copper, Cu)와 아연(Zinc, Zn)에 예민한 이유

 

구리와 아연은 배터리 생산을 포함한 여러 산업용 애플리케이션에서 중요한 금속입니다. 그러나 배터리에 사용될 경우 특정한 도전과 한계를 안고 있습니다. 

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구리: 리튬이온 배터리에서 구리는 일반적으로 음극(Anode) 측의 전류 수집기로 사용됩니다. 그러나 이것이 양극(Cathode)과 같이 잘못된 배터리 부분에 사용되면 특정 조건 하에서 배터리의 전해질로 용해될 수 있습니다. 이 용해는 배터리의 성능과 수명에 해로운 영향을 미칠 수 있습니다.

 

아연: 아연은 아연 기반 배터리(예: 아연-공기 또는 아연-은 산화물)에서 주요 재료입니다. 그러나 다른 유형의 배터리에서는 덜 흔합니다. 아연은 충전과 방전 주기 동안 덴드라이트 형성(Dendrite Formation)과 같은 문제가 있으며, 이는 단락(Short)을 일으킬 수 있고 배터리의 효과적인 수명을 줄일 수 있습니다.

덴드라이트 형성(Dendrite Formation):덴드라이트 형성은 충전식 배터리에서 발생할 수 있는 현상으로, 전극 재료에서 금속 결정이 나뭇가지 형태로 비정상적으로 성장하는 것을 말합니다. 이는 주로 리튬 이온 배터리나 아연, 은, 리튬 금속 배터리 등에서 볼 수 있습니다. 덴드라이트는 충전과 방전 과정에서 전해질 내에서 금속 이온이 전극 표면에 다시 침착될 때 비정형적으로 성장하면서 형성됩니다.

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배터리 성능에서의 기술적 한계

 

구리: 일부 배터리 유형에서는 특정 운영 조건 하에서 화학적 불안정성을 초래할 수 있어 배터리의 효율성과 내구성에 영향을 미칠 수 있습니다.

아연: 충전식 배터리 시스템에서 아연은 사용 중 물리적 및 화학적으로 변화하는 방식 때문에 수명 주기와 효율성이 떨어질 수 있습니다.