2차 전지 개요

🔋 1. 2차 전지 개요

📌 1-1. 2차 전지란?

2차 전지(Secondary Battery)는 재사용이 가능한 충전식 전지를 의미합니다. 1차 전지(알카라인 전지 등)는 한 번 방전되면 폐기해야 하지만, 2차 전지는 반복적인 충전과 방전이 가능하여 스마트폰, 전기차, 에너지 저장장치(ESS) 등 광범위한 산업에 필수적인 부품으로 자리잡고 있습니다.

구분1차 전지2차 전지

사용 방식	1회용	충·방전 반복 가능
대표 예시	알카라인, 망간 전지	리튬이온전지, 납축전지
주요 용도	리모컨, 시계 등	스마트폰, EV, ESS 등

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⚙️ 1-2. 2차 전지의 기본 구조

2차 전지는 크게 네 가지 주요 구성 요소로 이루어져 있습니다.

1. 양극 (Cathode)
   • 리튬이온을 방출하는 역할
   • 주로 NCM(니켈·코발트·망간), LFP(리튬인산철) 소재 사용
2. 음극 (Anode)
   • 리튬이온을 저장하는 역할
   • 주로 흑연(graphite) 사용
3. 전해질 (Electrolyte)
   • 양극과 음극 사이의 리튬이온 이동 통로
   • 액체/겔/고체 형태 존재
4. 분리막 (Separator)
   • 양극과 음극의 물리적 접촉을 차단하면서도 리튬이온은 통과시킴
   • PE, PP 필름 사용

이미지: 양극/음극/전해질/분리막의 배치 구조 (예시 이미지 삽입)

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📦 1-3. 2차 전지의 셀(Cell) 타입

2차 전지는 셀(Cell) 형태에 따라 세 가지로 나뉩니다.
각 형태는 목적에 따라 장단점이 존재하며, 제조 공정도 달라집니다.

타입특징적용 분야

원통형 (Cylindrical)	구조적 강도 우수, 제조 용이	전동 공구, ESS
파우치형 (Pouch)	얇고 가벼움, 고에너지 밀도	스마트폰, EV
각형 (Prismatic)	공간 효율 우수, 단단한 케이스	전기차, 노트북

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🔁 1-4. 2차 전지 충·방전 원리

2차 전지는 **리튬이온(Li⁺)**의 이동을 기반으로 충전과 방전이 이루어집니다.

• 충전 시: 리튬이온이 양극 → 음극으로 이동하며 에너지를 저장
• 방전 시: 리튬이온이 음극 → 양극으로 이동하며 전류를 발생

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[충전] 양극 → 리튬이온 방출 → 전해질 통과 → 음극에 저장 [방전] 음극 → 리튬이온 방출 → 전해질 통과 → 양극 수용 → 전자 이동 → 전류 발생

💡 이 과정에서 전자는 외부 회로를 따라 이동하므로 전기를 공급받게 됩니다.

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🚘 1-5. 2차 전지의 활용 분야

2차 전지는 전 세계적인 탈탄소 흐름 속에서 **전기차 및 에너지 저장장치(ESS)**의 핵심 기술로 주목받고 있습니다.

주요 활용 분야

• 모바일 기기: 스마트폰, 태블릿, 노트북
• 전기차 (EV): Tesla, Hyundai, BYD 등에서 파우치·각형 셀 사용
• ESS (Energy Storage System): 태양광·풍력 등 재생에너지 저장
• 드론, 전동 툴, 웨어러블 등

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🔍 1-6. 2차 전지 제조 공정 개요

2차 전지의 생산은 정밀한 공정 기술이 요구되는 복합적인 프로세스입니다. 대표적으로 아래와 같은 단계가 있습니다.

1. Mixing: 양극/음극 활물질 혼합
2. Coating: 전극 시트에 활물질 코팅
3. Drying: 용매 제거 및 건조
4. Slitting: 전극 시트를 셀 크기에 맞게 절단
5. Stacking/Winding: 전극 및 분리막 적층 or 권취
6. Packaging: 파우치 씰링 또는 하우징 삽입
7. Formation & Aging: 초기 충전 및 성능 안정화

👉 이 중 Stacking 공정은 파우치형 배터리에서 핵심 기술로, 이후 강의에서 상세히 다룰 예정입니다.

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🌱 1-7. 2차 전지의 미래 전망

• 전기차 보급 확대 → 대용량, 고밀도 전지 수요 급증
• 고체 전지(Solid-State Battery) 개발 가속화
• 원재료 공급망 확보 및 리사이클링 기술 중요성 증가

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✅ 요약 정리

• 2차 전지는 충전과 방전이 가능한 재사용 전지
• 구성: 양극, 음극, 전해질, 분리막
• 셀 타입: 원통형, 파우치형, 각형
• 충방전은 리튬이온의 이동 원리 기반
• 활용: 모바일, EV, ESS 등 광범위
• 생산 공정: Mixing부터 Formation까지 복잡한 기술 포함