C-rate(전류밀도)는 무엇인가?-배터리 용어

안녕하세요! 전기화학에 관심이 많은 아덜 홍구리입니다.

오늘은 배터리 용어 중 C-rate라는 개념을 설명하기 위해 포스팅을 적게 되었습니다.

 

현재 저의 대부분의 포스팅을 보면 알 수 있듯이, 저는 배터리 분양에 많은 관심을 가지고 있습니다. 또한 이와 관련된 실험도 현재 진행 중에 있습니다. 배터리의 기초 전기화학 실험에는 대표적으로 충/방전 실험과 율속특성 실험이 있습니다. 이러한 충/방전 실험과 율속특성 실험을 진행할 시에는 C-rate를 설정해 주어 충전 및 방전을 진행하게 됩니다. 아래의 rate performance 데이터는 LCO의 데이터입니다. 위의 적혀있는 숫자는 각 cycle의 c-rate를 나타내었습니다.

C-rate란 충전 및 방전하는 속도를 뜻합니다. 1 C는 1 A의 전류로 1시간 동안 충전 및 방전하는 것을 뜻합니다. 따라서 C-rate의 C는 전류인 current를 뜻하는 것이며, rate는 속도를 뜻합니다. 

따라서, 0.1 C는 10시간 동안, 0.2 C는 5시간, 0.5 C는 2시간, 1 C는 1시간, 2 C는 30분, 5 C는 12분, 10 C는 6분 동안 충전 및 방전하는 것을 뜻합니다. 

이러한 표기와 달리 mA/g의 표기로도 표현할 수 있습니다. 만약 어떠한 활물질의 질량당 이론 용량이 150 mAh/g이라고 하였을 때, 1시간동안 충전 또는 방전한다면 이에 시간을 곱하여 용량을 나타내기 때문에 150 mAh/g * 1h를 하여 150 mAh/g이라고 표현할 수 있습니다. 따라서 1C를 150 mA/g이라고 표현할 수 있으며, 이는 활물질의 그램당 혹은 부피당 용량에 따라 값이 바뀝니다. 

 

여기까지 배터리에 사용되는 C-rate라는 개념을 설명하였습니다. 제가 공부하면서 이해하는 내용을 올리는 것이기 때문에 오탈자 혹은 잘못된 내용의 흐름이 존재할 수 있습니다. 만약 그러한 점을 발견하신다면 댓글 혹은 쪽지 남겨주시면 다시 수정하도록 하겠습니다. 감사합니다.