문서의 임의 삭제는 제재 대상으로, 문서를 삭제하려면 삭제 토론을 진행해야 합니다. 문서 보기문서 삭제토론 이차 전지 (문단 편집) === [[납]] 축전지 === ||[[파일:VARTA_PS_AGM-vs-GEL_Support.jpg|width=300]]|| || 바르타의 AGM 방식 납 축전지(모터사이클용) || 납 축전지는 세계 최초로 발명된 이차 전지이다. 1859년에 프랑스의 과학자 [[가스통 플란테]]에 의해 발명됐다. 구조는 6개의 셀로 분할된 비부식성(주로 플라스틱 재질) 케이스 내부에 과산화납으로 된 양극, 일반 납으로 된 음극, 그 사이에 비중 1.2 정도의 황산용액으로 된 전해액으로 매우 간단하다. 산업계에선 흔히 연축전지라고 불린다. 셀 하나의 전압은 2V로 배터리 팩의 전압은 6V 또는 12V이며, 건설기계나 상용차[* [[현대 마이티]] 이상]는 12V 배터리 두 개를 직렬 연결해 24V로 사용한다. 그만큼 가격이 저렴하며, '''비용 대비 에너지 저장량'''이 현재로서는 가장 우수하다.[* 1달러 당 평균 10~18Wh 정도다. 리튬 이온 배터리는 2020년 기준 1달러 당 평균 7.3Wh 수준] 주로 [[자동차]] 시동용 배터리와 소방용 비상용배터리, [[전기자동차]]용 보조전원 배터리,[* 차량에 내장된 강압 회로를 통해 메인 배터리로부터 충전된다. 메인 배터리 고장시 중요 시스템의 UPS 역할을 한다. 납 축전지가 없는 전기차도 있는데, 리튬 이온 배터리으로 대체했기 때문이다.] UPS용 배터리로 사용되고 있다. 교통사고 시 큰 충격을 받아 케이스가 파손돼도 전해액만 흘러나갈 뿐 터지거나 쇼트에 의한 화재가 발생하지 않아 안정적이기 때문이다. 그렇지만 단자 연결을 잘못하거나 과도한 충전을 할 경우엔 [[수소]] 가스가 발생하며, 이것이 내외부적 과열이나 스파크, 혹은 화기에 의해 점화되면 폭발 및 화재의 위험이 있다. 만일 폭발 또는 실수로 인해 납 축전지에서 황산이 유출되었을 경우에는 반드시 다량의 물로 씻어내거나 [[베이킹 소다]]나 암모니아수 등 약알칼리성 물질로 중화시켜야 한다. 참고로 [[수산화 나트륨]]이나 [[수산화 칼륨]]과 같은 강알칼리성 물질은 2차 피해를 입힐 수 있으므로 사용해서는 안된다. 사실 납은 지구 지각에서 리튬이나 코발트보다도 희귀한 원소이다. 그럼에도 불구하고 리튬과 코발트가 아닌 납이 사용되는 이유는 채산성 있는 납 광산은 리튬과 코발트와 달리 전 세계적으로 고르게 분포해 있고, 납의 재활용성이 좋기 때문이다. 폐기된 납 축전지의 납은 거의 대부분 재활용되어 새 납 축전지를 제조하는 데 사용된다. 만일 납 축전지의 재활용이 불가했다면 가격이 훨씬 비쌌을 것이라는 분석도 있을 정도이다. 납 축전지가 자동차 시동용 배터리로 많이 쓰이는 관계로 대부분의 납 축전지는 여기에 맞춰 순간적으로 전류를 많이 흘릴 수 있도록 고방전율 설계가 되어 있다. 그런 고로 완충 후 순간적으로 큰 전류를 짧게 사용, 이후 다시 완충하는 식으로 사용하도록 설계되어 있다. 그래서 방전된 채로 방치되면 쉽게 망가진다. 용량의 50%를 사용하고 한 일주일만 충전 안 해도 사용한 50%는 재충전이 어렵다. 이런 이유로 자동차 시동용 납 축전지를 보통의 충전지처럼 사용하면 몇 번 쓰지도 않은 채 못 쓰게 된다.[* 실내등을 켜놔 완전 방전된 자동차 배터리가 재충전을 하더라도 얼마 못 가는 이유가 이것이다. 완전 방전되자마자 바로 재충전했다면 그나마 나은데 방전 상태로 일주일 이상 방치했다면 그 배터리는 더 이상 시동용으로 쓰기 어렵다. 배터리의 수명을 가장 단축시키는 것이 시동이 걸려 있지 않은 상태에서 차량용 전기 제품을 다량 사용하는 것이다.] 이런 이유로 자동차용 배터리와 정 반대 성향의 딥사이클 배터리라는 제품이 있다. 이는 순간적으로 큰 전류를 흘리지는 못하지만 보통의 충전지처럼 가지고 있는 용량의 대부분을 사용하고 다시 충전할 수 있도록 만든 제품이다. 보통 전동 [[지게차]]나 각종 산업용 공사용 리프트, 장애인 휠체어 등의 전원으로도 쓰인다. 자동차용 배터리처럼 수요가 많지 않은 탓에 가격이 비싼 편인데 리튬 이온 배터리의 발전에 따라 이 분야는 빠르게 리튬 이온 배터리로 대체되고 있다. 여담으로 보통 어린이들이 타고 노는 장난감 전동차 또한 이 딥사이클 배터리를 사용해야 맞지만 가격을 낮추기 위해 오토바이 시동용으로 쓰이는 일반 납 축전지를 사용하는 경우가 많다. 당연 윗줄에 언급한 특성상 사용하자마자 바로 충전하지 않으면 배터리가 금방 망가진다. 시동용 납 축전지는 CCA(Cold Cranking Amp, 저온 시동 전류)라는 값도 있는데, 말 그대로 저온(약 -20℃)에서 시동 시 공급할 수 있는 전류를 의미한다. 이 수치는 수명과 함께 줄어들므로 수명이 얼마 남지 않은 배터리는 저온에서 시동을 걸지 못하는 일도 발생할 수 있다. 납 축전지가 자동차에 쓰이는 이유는 가격이 저렴하기도 하고, 큰 전류를 흘리는 것도 있겠지만, 자동차를 운전하는 특성도 있기 때문이다. 자동차는 엔진과 연결되어 있는 알터네이터에서 전력을 생산하기 때문에 오랫동안 운전할수록 납 배터리가 충전되기 때문이다. 가격이 매우 싸고, 쓸 곳이 시동 거는 것과 조명 켜는 것뿐이기도 하며, 충전 속도가 너무 빠른 축전지를 쓰는 경우 에너지를 쓸데없이 낭비하기 때문에 충전 속도도 느리고 순간적으로 많은 전류를 흘릴 수 있으면서, 가격이 싼 납 배터리를 채택한 것이다. 과거에는 리튬 이온 배터리가 납 배터리보다 수십~수백배 이상 비쌌다. 다만, 요즘에는 5~10배 이내까지 줄어서 자동차 시동용으로도 리튬 이온 배터리가 장착되고 있는 추세다. 미래에는 자동차에서 납 축전지를 보기 어려워질 것으로 전망된다. 리튬 이온 배터리가 더욱 저렴해질 전망이고,[* 2021~2022년에는 비싸졌으나, 장기적으로는 공급 병목 해소와 리튬 이온 배터리의 재활용 활성화 등으로 인해 가격이 떨어질 것으로 예상된다.] 납 배터리와 가격이 비슷하거나 저렴한 나트륨 배터리도 상용화되면 시동용으로도 납 배터리가 설 자리가 줄어들 것으로 예상되기 때문이다. 게다가 전세계적으로 내연기관 차량을 점차 금지하는 추세이며, 전기차의 보조 전원 납 축전지도 리튬 이온 배터리로 대체되고 있다. 단점은 중금속(납)과 강산(황산)을 사용해 인체와 환경에 해로우며, 무게가 무겁고, 충전 속도가 느리고,[* 소형 배터리조차 10~16시간이고, 대형 배터리는 36~48시간이 걸린다. 보통 암페어시 용량의 10% 전류(0.1C)가 적정 충전 전류이다. 예를 들어 10Ah 배터리는 1A로 충전해야 한다.] 충방전 효율이 낮다는 것이다.[* 충전에 사용된 전기 에너지의 70%만 방전에 사용될 수 있다. 리튬 이온 전지의 경우 90% 이상의 효율을 보인다.] 게다가 AGM 배터리를 제외하면 전해액이 샐 수 있으므로 기울여 설치할 수 없다는 단점도 있다. 폐 납 축전지는 심각한 환경 오염을 일으켜서 '''절대 그냥 버려서는 안 된다.''' 폐 납 축전지는 법적으로 지정 폐기물로 정해져 있으며, 함부로 버리면 과태료를 물 수 있다. 단, 일반 건전지나 보조배터리 크기의 소형 납 축전지는 폐건전지함에 폐기해도 된다. 보통은 새 배터리를 구매할 때 업자가 헌 배터리를 수거해가며, 이런 업자나 카센타에 갖다 주면 자신들의 부수입이 되니 좋다고 받아준다.[* 자가 수리를 위해 차량용 배터리를 인터넷 등지에서 구매할 경우 폐배터리 반납 조건이 걸려 있으면 훨씬 싸게 구매할 수 있다. 업자들이 부수입을 올릴 수 있으니 그만큼 배터리를 할인해서 파는 개념이고 소비자 입장에서도 비싼 배터리를 그나마 싸게 구입 가능하니 서로 좋다.] 배터리 수거 재생 업체에 직접 가져가면 적게나마 돈도 받을 수 있다. 자동차의 운동 성능 향상을 위해 고급차는 배터리를 트렁크에 장착해 무게 배분을 하는 경우가 많다. 최근에는 리튬인산철(LiFePO,,4,,) 전지나 [[슈퍼커패시터]]를 이용한 경량 시동용 배터리를 중소기업에서 소규모 제작해 고가에 판매하거나 개인이 자작하는 경우가 있다. 아직까지 완성차 업체들이 채용하고 있지 않는 이유는 가격 문제가 크다. 다만 [[포르쉐]]는 모터스포츠용 경량 리튬인산철 배터리를 3000$에 별도로 판매하고 있다. 지속적인 사용 시 전해액의 수분이 증발하거나 수소와 산소로 분해되어 줄어든다. 그래서 배터리 옆 부분에 가스를 배출시킬 수 있는 구멍이 있다. 비록 멤브레인 필터가 붙어 있긴 하지만 배터리를 뒤집으면 이곳으로 전해액이 새어 나올 우려가 있으니 웬만하면 뒤집지 말자. 또한 정상 사용 중에도 여기에서 부식성 전해액이 약간씩 새어나와 차체에 묻으면 차체가 부식되니 환기 호스를 꽂아 차량 외부로 배출하도록 되어있다. 배터리 교환 시 이 호스를 빼먹지 않도록 주의하자. 또한 사용하는 도중에 증류수를 보충해 줘야 한다. 반드시 증류수만 넣어야 한다. 수돗물이나 생수 같은 경수(硬水)를 넣었다간 미네랄이 반응해서 수명을 깎아먹는다. 황산 용액을 보충해서도 안 되는 게, 전해액의 비중이 달라지면 오히려 성능이 저하된다. 일선 군부대 수송부에서는 군용 차량용의 배터리를 전해액을 채운 완제품 상태가 아니라 진한 황산 말통과 빈 배터리를 보급받았다. 증류수를 구할 수 없어 커다란 통을 비 오는 날 연병장에 두고 빗물을 받아서 거기다가 비중계도 없이 황산을 말아서 배터리에 부어 넣는 주먹구구 운영으로 겨울철 시동성이 형편없는 경우가 잦았다. 요즘은 잘 갖춰진 수송부의 경우 전해액이 적정량으로 채워진 완제품으로 보급받으며 배터리 성능 저하가 의심될 경우 비중계를 사용해 상태를 체크한다. 군용 외에는 산업용 배터리(지게차, UPS 등)에서 보수형 납 축전지를 찾아볼 수 있다. 산업용 보수형 납 축전지는 셀 6개를 직렬해 하나의 12V 축전지를 구성하는 대신 개별 셀 단위(2V)로 판매되는 경우도 흔하다. 또한 같이 사용하는 비중계도 디지털 방식을 사용하는 경우가 늘고 있다. 그러나 뚜껑이 열린 상태에서 잘못 취급할 경우 유해 화학물질인 황산이 누출되어 피해를 입을 수 있으며, 전해액 상태 점검 및 재보충 또한 일반인이 하기에는 위험한 작업이므로 대부분 관련 사업자에게만 판매되고 있다. 증류수 보충 작업 뒤에는 반드시 뚜껑을 닫아야 한다. 다만 제대로 된 물건이 아닌 폐 배터리를 열악한 상황에서 어설프게 재활용해 쓰기 위해서 증류수가 아닌 수돗물을 부어넣는 짓을 하기도 한다. 'ZERO에서 시작하는 도시형 수렵채집생활'이라는 일본 [[노숙자]]의 [[노숙]] 기술을 다룬 책에서 이러한 것이 나오는데, 전기공작 기술이 있던 한 노숙자가 자기가 만든 방수천을 씌운 간이집에 [[아키하바라]]에서 사온 1만엔짜리 [[A4]] 사이즈의 12볼트짜리 [[태양 전지]]를 달고 카센터에서 폐기된 배터리를 얻어다 수돗물을 부어서 거기에 전기를 충전해 전구를 켜거나 간단한 가전제품을 켜는데 쓰는 이야기가 나온다. 수돗물을 부은 정도로도 충분히 움직인다고. 그런데 요즘 자동차용 납 축전지는 MF(Maintenance Free) 방식이라 해서 밀폐형 구조와 함께 전해액 증발을 억제하기 위해 전극에 칼슘을 첨가해 납 축전지의 수명 종료 시까지 증류수를 보충해 줄 필요가 없게 만들었다. MF 방식이라고 해서 전해액이 줄어들지 않는 게 아니다. 보통 납 축전지의 수명이 2~3년 남짓인데, 그 안에 전해액 보충을 안 해 줘도 성능이 현저하게 저하되지 않는다는 뜻이며, 수명이 다 되면 전해액을 채워도 용량이 회복되지 않기 때문에 그냥 버려야 한다. MF 방식도 오래 쓰고 싶으면 보충 플러그를 열어서 증류수를 보충하면서 쓰면 그나마 4년까지도 쓸 수 있다. 납 축전지의 수명은 보통 2~3년, 딥사이클 축전지의 경우 4~5년 수준이다. 수명이 다하는 이유는 극판에 황산납 피막이 형성되는데 이것들이 이온 교환을 방해하기 때문이다. 평소에 충전을 자주해 전류를 일정 수준 이하로 떨어지지 않게 유지하면 오래 쓸 수 있으나, 반대로 너무 오래 방전을 해서 한 번이라도 충전 한계 전압 이하로 떨어지게 되면(완전 방전 혹은 심방전이라 함) 그 땐 극판에 황산납 피막이 두껍게 형성된 상태라서 재충전이 거의 안 되며 대부분 버리는 수밖에 없다. 딥사이클 배터리는 예외.[* 언급한 대로 시동용 납 축전지는 순간 최대전류 방전을 위해 극판의 두께가 얇은 것이 많이 들어있다. 그런고로 피막이 쉽게 형성된다. 딥사이클 배터리는 극판의 두께가 두꺼운 것이 소량 들어간다. 그런고로 피막 형성이 천천히 이루어진다. 물론 순간 방전전류가 작아 자동차 시동용으로 사용은 어렵다.] 재생 배터리들은 케이스를 분리해 극판의 황산납 박리 후 케이스를 다시 닫고 전해액을 새로 부은 것들이다. 일부 납 축전지 전용 충전기들은 '재생 충전 기능(Reconditioning)'이 있는데, 전류를 그냥 일정하게 흘려넣는 게 아니라 고주파 펄스 형태로 넣어 극판에서 진동이 발생하게 해 황산납이 조금이나마 떨어져 나가도록 유도한다. 충전기와는 별개로 배터리에서 전력을 받은 뒤 인덕터와 커패시터로 승압해 펄스 형태로 되돌려보내는 황산염 제거기도 있다.[* 별도의 충전기와 같이 이용하지 않으면 방전될 위험이 있다.] 그렇지만 이미 완전 방전이 나서 심하게 망가진 배터리는 이걸 쓴다고 해서 살아나기는 매우 어렵다. 그냥 오래 써서 성능이 좀 시원찮은 배터리의 수명 연장용이라고 생각하면 된다. 태양광 발전, UPS 등 고정된 장소에서 사용되는 납 축전지에 저전력으로 충방전을 반복할 시 황산은 아래로, 물은 위로 층을 이루는 층화 현상이 발생해 용량이 저하될 수 있으며, 배터리를 약간 과충전시키거나[* 납 축전지를 과충전하면 전극판에서 기체가 발생해 용액이 섞이게 된다.] 직접 흔드는 방법으로 해소시킬 수 있다. 차량용 배터리의 경우 차량 운행 시의 진동으로 인해 황산 용액이 뒤섞이므로 이러한 현상이 일어나기 어려운 편이다. 최근에는 ISG(Idle Stop & Go) 기능을 적용하기 위해 충방전 속도 개선과 저온 시동성 개선[* CCA 증대를 의미함.]을 위해 전해액과 극판의 접촉률을 높이고자 유리 섬유 재질의 솜을 극판 사이에 끼워 전해액에 침지시킨 AGM 배터리의 장착이 늘고 있다. 이 유리 섬유 덕분에 배터리를 기울이거나 차량이 급가속 급제동을 해도 전해액이 새지 않을 뿐만 아니라 수준이 일정하게 유지되고 성능 변화가 적은 게 또 다른 장점인데, 가격이 일반 납 축전지 보다 비싼 게 단점이다.[* 다만 수명이 일반 배터리 대비 10배 가까이 더 길기 때문에 비용상 크게 차이는 나지 않는 편이다.] 또한 AGM 배터리의 경우 주기적으로 정제수나 증류수 등을 보충한다면 노화로 인한 성능 저하를 늦출 수 있다. AGM 배터리는 DIN형 단자로 일반 배터리와 모양이 달라서 서로 다른 형식의 배터리는 장착이 불가능하다. 즉 순정 상태에서 AGM 배터리가 달려있다면 계속 AGM 배터리만 사용해야 한다. 따라서 자가 수리를 생각하고 있다면 먼저 원래 차량에 장착된 배터리 모델명을 찾아본다든지 해 어떤 배터리를 사용해야 하는지 파악하는 것이 좋다. ISG 기능이 없는 차량이라도 최근엔 차량 내외부에 전자기기가 느는 추세라 AGM 배터리를 보통 채용하기에 주의해야 한다. 한국에서 납 축전지를 제조하는 회사(브랜드)는 크게 5개사로, 세방전지(로케트[* [[건전지]]를 만들던 로케트전기와는 관계없다. 로케트전기는 2015년 코스피 상장 폐지 후 알이배터리에서 인력, 자산을 인수했으며, 2020년 크린랲에서 알이배터리를 다시 인수했다.]), 존슨컨트롤즈(델코[* GM의 자동차 부품 계열사인 [[AC델코]]와는 관계 없다.]), [[한국타이어]](아트라스BX), 현대성우쏠라이트[* [[범현대가]] 배터리 제조사로 역시나 [[현대자동차그룹]]에 OE 공급](쏠라이트), DN 오토모티브[* 동아타이어 계열사](엑스프로[* [[GM 한국사업장]], [[에디슨모터스]]에 OE 공급])가 있으며 OE와 애프터마켓 모두 이들이 골고루 나눠 점유하고 있다. 해외에서는 독일 차량에 순정으로 들어가는 바르타(Varta), [[보쉬]],[* 단, 한국 시장의 보쉬 배터리는 세방전지가 생산한 로케트 배터리의 라벨갈이 제품으로, 한국 시판 중인 독일산 보쉬 배터리는 없다. 물론 여타 국산 배터리와 아무런 차이도 없다.] 이태리제 피암(Fiamm) 등의 제조사가 있으며, 오토바이 쪽에서는 일본의 유아사(Yuasa)가 유명하다. 단, [[보쉬]]의 한국 차량용 납 축전지는 모두 세방전지(로케트)에서 공급하는 OEM 제품이다. 과거 [[아이와]]의 카세트테이프 [[워크맨(음향기기)|워크맨]]의 전용 전지로도 2V의 납 축전지가 사용됐었다. 또한 충전식 [[전기파리채]]에서도 4V의 납 축전지가 사용된 적이 있다. 자동차나 산업기계([[지게차]] 등)에 쓰이는 납배터리는 보통 '40L', '100R' 같은 식으로 모델명이 나가는 경우가 많은데, 앞의 숫자는 배터리의 전류량을, 뒤의 L/R은 + 단자가 정면을 기준으로 했을 때 왼쪽에 있는지(L) 오른쪽에 있는지(R)를 말한다. 다만 배터리 용량의 경우 일반적인 기준과는 조금 다른데, 보통 20시간율이라 해 20시간 동안 방전했을 때 한계 전압까지 떨어지는 상황에서의 용량을 적는다. 전력 소비량이 많아 이보다 빠르게 방전되는 경우 실제적인 용량도 줄어드는 결과가 나타나기에 전력 소비량이 많은 경우 더욱 배터리 용량을 넉넉하게 잡아야 생각한 만큼 전기를 쓸 수 있다. 여러가지 이유로 배터리가 방전되어 시동이 안 걸릴 때는 충전을 하거나 [[점프스타터]]라는 기기로 시동을 걸어야 한다. 비교적 최근(2020년대 초반)에 상용화된 방식으로 [[그래핀]]을 적용시킨 납 축전지도 존재한다. 기존 납 축전지보다 성능이 향상됨은 물론 황산염 발생도 억제되어 수명도 더 길다. 그러나 상용화된 지 얼마 되지 않아 해외에서만 약간씩 판매되고 있으며, 한국에는 판매되는 제품이 아직 없다. 리튬 이온 배터리의 가격 상승으로 인해 중국의 전기 이륜차 제조 기업에서는 일부 제품에 이 배터리를 채택했다. 납 축전지도 잘못 다룰시 화재, 폭발, 황산 누출 등 위험성이 있지만, 의외로 KC 인증 대상이 아니다.저장 버튼을 클릭하면 당신이 기여한 내용을 CC-BY-NC-SA 2.0 KR으로 배포하고,기여한 문서에 대한 하이퍼링크나 URL을 이용하여 저작자 표시를 하는 것으로 충분하다는 데 동의하는 것입니다.이 동의는 철회할 수 없습니다.캡챠저장미리보기