충전 전류 - 계산 및 관련 지식과 FAQ

충전 전류란 무엇인가요?

기본부터 말씀드리자면 전류는 전자 또는 전하의 흐름입니다. 충전 전류는 배터리를 최적으로 충전하는 데 필요한 전류의 양을 말합니다. 충전 전류는 나중에 설명할 몇 가지 요인에 따라 달라지지만 기본적으로 충전 전류가 높을수록 배터리가 더 빨리 충전됩니다.

배터리 충전 전류의 전기 화학적 원리

배터리의 종류에 따라 재료가 다르기 때문에 화학 반응이 다르게 일어납니다. 하지만 충전과 방전에 대한 일반적인 개념은 모든 유형의 배터리에 동일하게 적용됩니다.

배터리를 충전하거나 방전할 때 전자는 전류를 통해 배터리 외부로 이동하고 이온은 한쪽에서 다른 쪽으로 이동합니다. 두 전극 모두 이온을 펌핑하여 안팎으로 운반하는 것처럼 보입니다. 배터리에서 전류가 생성되면 전자는 배터리 외부의 양극에서 음극으로 이동합니다. 전류를 역전시키면 리튬 이온이 음극에서 다시 결합하고 전자가 양극으로 다시 전달되어 배터리가 자체적으로 재충전될 수 있습니다. 이렇게 하면 배터리의 충전량이 보충됩니다.

배터리 용어 및 충전 전류 단위

용량: 배터리가 저장할 수 있는 총 충전/전류량입니다. 100암페어 배터리는 100암페어의 전류를 저장할 수 있습니다.
아: Ah는 시간당 암페어를 의미하며, 배터리 용량의 일반적인 단위로, 10Ah 배터리는 이론적으로 1시간 동안 최대 10암페어의 전류를 공급할 수 있다가 방전됩니다. 실제 시나리오에서는 예상치 못한 손실과 배터리 화학 물질의 특정 변화로 인해 배터리가 더 일찍 고갈될 수 있습니다.

전압: 는 양극과 음극 부분의 이온 농도 차이로 인해 발생하는 전위차를 설명하는 데 사용되는 용어입니다.

C 요금 청구: 배터리가 충전되는 속도입니다. C 비율이 1인 배터리는 1시간에 0%에서 100%로 충전할 수 있습니다.

최대 충전 전류: 안전 영역에 있는 동안 배터리를 충전할 수 있는 전류의 상한으로, 사양이 다른 배터리 셀의 종류와 제조업체에 따라 달라질 수 있습니다.

충전 과정 중 충전 전류의 변화

우리 생활에서 가장 많이 사용하는 리튬 이온 배터리는 CC-CV 방식으로 충전되며, 충전 전류는 충전 과정에 따라 다소 차이가 있으며, 배터리 전압이 최소값(방전 차단 전압 값) 이하로 떨어질 경우 일정한 전압 상승을 위해 0.1C와 같은 낮은 전류로 충전합니다.

배터리는 전압이 특정 임계값을 초과하면 정전류 충전 단계를 시작하며, 이 과정에서 배터리는 일정한 강전류로 빠르게 충전되고 전압이 빠르게 증가함에 따라 배터리 용량은 정격 값의 약 85%에 도달합니다. 전압이 최대 충전 차단 전압에 도달하면 회로는 정전압 충전 모드로 전환됩니다.

충전 차단 전압에서 전압이 유지되면 배터리의 충전 전류가 점차 낮아지고 충전 속도가 느려집니다. 배터리가 완전히 충전되면 충전 전류는 0.1C로 떨어집니다.

다양한 배터리 셀의 충전 전류 비교

납 산
납축 배터리는 이름에서 알 수 있듯이 전극이 납으로 만들어지고 전해질이 산성인 배터리의 일종입니다.

납축 배터리는 일종의 전통적인 배터리입니다. 따라서 비용이 저렴한 경우가 많습니다. 하지만 전해질은 유해합니다. 작동 전압과 에너지 밀도가 모두 부적절합니다. 모양이 제한되어 있고 무게가 무겁습니다.

배터리의 충전 전류는 세 가지 중 가장 낮은 약 0.1~0.25C로, 완전히 충전되는 데 보통 6~10시간이 걸립니다.
NiMH

NiMH 배터리는 니켈수소 배터리입니다.
카드뮴(Cd)을 대체하는 니켈 카드뮴 배터리(NiCd 배터리)의 업그레이드 버전으로, 작동 전압과 에너지 밀도가 납축 배터리보다 우수합니다. 그러나 메모리 효율이 높아지며 비용도 높아집니다.

충전 전류는 납축 배터리와 비슷하며 0.1C에서 0.2C 범위입니다. 충전 전류는 애플리케이션 시나리오에 따라 달라질 수 있습니다.
작동 전압과 에너지 밀도가 납축 배터리보다 우수합니다. 하지만 비용이 상대적으로 높습니다.

리튬 이온
리튬 이온 배터리는 주로 리튬 이온이 음극과 양극 사이를 이동하는 방식으로 작동하는 배터리입니다. 현재 리튬 이온 배터리에는 니켈 코발트 망간, 리튬 인산철이 가장 많이 사용되는 양극 소재입니다.

충전 전류는 납축 배터리보다 낫습니다. 일반적으로 일반적인 충전 전류는 0.2C에서 0.2C 사이입니다. 충전 전류에 대한 요구 사항이 높은 애플리케이션 시나리오에서 리튬 이온 배터리의 충전 전류는 0.5C~2C 사이에서 가장 높을 수 있습니다.

그리고  리튬 이온 배터리 전압 에너지 밀도가 다른 두 가지 유형의 배터리보다 훨씬 우수합니다. 가볍고, 메모리 효과가 없으며, 환경 친화적입니다. 자체 방전율이 낮기 때문에 배터리가 오래 지속됩니다. 또한 대부분의 배터리 중 가장 높은 충전 전류와 긴 사이클 수명을 자랑하며 형태가 유연하기 때문에 많은 응용 분야에 사용될 수 있습니다. 하지만 비용이 가장 큰 문제입니다.

리튬 배터리의 충전 전류에 영향을 미치는 요인

일반적으로 배터리 용량, 충전 속도, 내부 저항 및 기타 요인이 배터리 충전 전류에 영향을 미칩니다. 일반적으로 배터리 용량이 클수록 충전 전류가 더 높습니다. 마찬가지로 충전 비율이 높을수록 충전 전류가 높아지고 충전 시간이 짧아집니다. 내부 저항의 경우 내부 저항이 클수록 충전 전류가 낮아집니다. 또한 리튬 이온 배터리의 경우 충전 전류는 배터리가 충전되는 단계에 따라 달라집니다.

리튬 이온 배터리는 일반적으로 정전류-정전압 모드에서 충전됩니다. 충전을 시작하기 전에 배터리 전압을 확인하세요. 배터리가 거의 방전된 경우 충전 전류가 전압을 회복하는 데 사용되어 전압이 증가합니다.

정상 전압 수준에 도달하면 충전 전류가 크게 증가하여 용량의 85%에 도달할 때까지 충전됩니다. 목표 전압 수준에 도달하면 충전 전류가 감소하고 배터리는 점차적으로 100%까지 충전됩니다.

충전 전류가 배터리 성능에 미치는 영향

충전 전류의 양은 리튬 이온 배터리의 사이클 수명에 큰 영향을 미칩니다.

배터리를 더 빨리 충전하기 위해 충전 전류를 높이면 배터리가 과열되어 일부 배터리에 불이 붙어 폭발할 수 있습니다. 반대로 충전 전류가 너무 낮아도 배터리가 손상되지는 않지만, 너무 낮으면 배터리를 제대로 충전할 수 없습니다.

자신에게 적합한 배터리 충전 전류를 선택하는 방법

리튬 이온 배터리에 대한 투자는 장기적으로 보면 거의 항상 보상을 받을 수 있습니다. 리튬 이온 배터리는 납축 배터리보다 비싸지만 제대로 사용하면 경쟁 제품보다 약 2~3배 더 오래 사용할 수 있습니다.

일반적으로 배터리의 최대 충전 전류는 전체 용량의 약 10~20%입니다. 예를 들어 용량이 100Ah인 12V 리튬 배터리를 사용하는 경우 최대 충전 전류는 20A를 넘지 않아야 합니다. 배터리의 정확한 최대 암페어 속도를 확인하려면 공급업체에 문의하는 것이 좋습니다.

결국 배터리 제조업체 또는 공급업체에 문의하여 배터리에 가장 적합한 충전 전류의 정확한 암페어를 알아내는 것이 가장 좋습니다. 저희는 배터리 충전에 대한 경험이 풍부합니다. 관련 문서는 다음을 참조하세요. 오토바이 충전, 오토바이 배터리 충전기, 내 주변에서 이륜차 배터리 충전.

배터리 충전 전류에 대한 자주 묻는 질문