CC-CV 충전원리 / Constant Current-Constant Voltage

안녕하세요 아덜홍구리입니다.

오늘은 2차 전지를 충전하는 방법에 대해 설명해 보고자 포스팅을 적게 되었습니다.

 

리튬이차전지는 리튬이온의 이동을 통해 화학에너지를 전기에너지로 변환하여 저장하는 장치로 널리 알려져 있습니다. 하지만 이는 충전 및 방전 과정이 자발적이지 않아 외부에너지를 필요로 하는데요, 이때 사용되는 것은 전기에너지입니다.  충전 및 방전은 일상생활에 흔한 용어로 쓰이지만 어떻게 충전하는지에 혹은 방전하는지에 대해서는 상세히 알기 어렵기에 오늘 한번 소개해드리겠습니다.

 

정전류법 CC(Constant Current)

정전류법이란 충전하는 방법 중 하나로 일정한 전류를 흘려보내주어 충전하는 것을 뜻합니다.

 

정전압법 CV(Constant Voltage)

위에 설명하였듯이, 정전압법은 일정한 전압을 유지하여 충전하는 것을 뜻합니다.

 

위 두 가지 충전 방식을 같이 혼합하여 배터리를 충전하는 데 사용됩니다. 대게 혼합하여 사용한다면 CC-CV의 충전 방식을 채택하여 사용합니다. CC과정 동안 일정한 전류를 유지하지만 전지 내부의 전압은 점진적으로 증가하게 됩니다. 이때 이후의 과전압을 방지하기 위하여 CV과정을 통해 일정한 전압을 유지하여 충전을 마무리하는 원리입니다.

 

CC-CV의 장점으로는 CC로 활물질을 충전하였을 때 미처 충전되지 않은 활물질의 격자 내에 더 많은 이온이 들어갈 수 있도록 할 수 있으며, CC 과정에서의 생긴 과전압으로 인해 충전되지 않은 격자 내로의 이온이동에도 영향을 미쳐 결과적으로 용량이 증가한다는 장점이 있습니다. 아래의 그림은 CC-CV 과정을 그래프로 나타낸 것입니다. 

Ref. Hwang, Sang-Hoon, et al. "Reconfigurable hybrid resonant topology for constant current/voltage wireless power transfer of electric vehicles."  Electronics  9.8 (2020): 1323.

 

오늘은 전지를 충전하는 방법에 대해 공부하여 포스팅하였습니다. 부족한 글 항상 읽어주셔서 감사합니다. 더욱더 열심히 공부하여 다양한 것들을 공유하도록 노력하겠습니다.