#11. 에너지밀도 (중량/체적) 정의

1) 에너지밀도

에너지 밀도란 단위 무게나 단위 부피당 저장되어 있는 에너지(전하)의 양을 의미한다. 소형전지와 같이 부피의 제약이 있는 경우에는 부피당 에너지 밀도가 중요한 역할을 하게 된다. 반면에 부피에 제약이 상대적으로 적은 전력 저장용 등과 같은 응용분야에서는 단위 무게당 에너지 밀도가 단위 부피당 에너지 밀도보다 더 중요하기 때문에 전력저장용 전지의 경우 고정된 위치에 사용하고 또 넓은 공간에 적용된다. 

2) 출력밀도

출력밀도는 단위시간당 방출되는 에너지를 의미한다. 이때 에너지는 전압에서의 전류에 해당한다. 휴대폰이나 노트북용 전원의 경우에는 최고 2.0C정도의 속도성능이 필요로 하지만 HEV 등에서는 이보다 훨씬 높은 속도 특성을 요구하고 있기 때문에 높은 출력밀도는 주어진 시간에 높은 전력을 방출하는 것이므로 높은 전압과 높은 전류밀도가 요구된다. 따라서 출력밀도를 높이기 위해서 전기적인 저항을 최소화 하여야 한다. 전지에서 저항은 여러가지 요소에 의해 영향을 받지만 아주 높은 속도특성에서는 전극두께의 영향이 가장 크다. 따라서 새로운 분야 HEV, PHEV, EV 등에 적용되는 전지는 기존의 설계 개념과 다르게 접근해야 한다. 즉 전극 내에서 발생할 수 있는 저항을 최소화하는 재료를 선정함과 동시에 에너지 양과 출력을 동시에 고려하여 설계해야 하는데, 만약 출력을 좋게 하기 위해서는 전극의 두께를 너무 얇게 할 경우 집전체, 분리막, 전해액등이 너무 많이 사용되기 때문에 제조비용이 증가할 수 있다. 또한 저장할 수 있는 에너지의 야이 너무 적으면 전지로써의 역할을 잘 수행할 수 없기에 최적화 된 두께의 전극의 두께를 고려하는것이 가장 중요하다. 

 

P=I2R

P : 출력 (power)

I : 전류 (current)

R : 저항 (resistance)