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디지털 카메라는 예전에 사용하던 필름카메라보다는 많은 부분에서 전원을 사용합니다. 기존 필름 카메라는 셔트 개방시에만 전원을 사용하고( 뭐 필름 되감을때도 사용하겠죠. ) 나머지부분에서는 필름 자체가 디지털 카메라의 CCD(CMOS)및 저장 메모리의 역할을 하기 때문에 특별히 전원이 필요한 부분이 없었으나. 디지털 카메라는 대부분의 프로세스가 전원을 소비하는 프로세스로 필름카메라를 사용할 때 보다 더더욱 많은 전원을 소모합니다. 셔트 누를 때  그리고 CCD가 입력 받은 빛을 처리하는 이미지 프로세싱 그리고 프로세싱된 이미지를 메모리에 저장할 때 또 좀 전에 찍은 이미지를 LCD창에 보여주는 Preview 단계 등등 온통 전기를 소모하는 단계들입니다. 이 때문에 일반 필름카메라에서는 단순했던 전지들이 디지털 카메라로 가면서 상당히 고출력의 건전지를 요구하게 되었고 이에 따라 여러가지의 건전지가 사용되게 되었습니다. 이 때문에 많은 디지털 카메라 사용자분께써는 한번쯤은 여러가지 전지들에 대해서 정리를 한번 하는게 도움이 될 것으로 판단되어 이 글을 정리하게 되었습니다.

전지는 크게 두가지로 나뉘어집니다 첫번째는 1차전지. 두번째는 2차전지. 충전하여 사용할수 있는 용도로 만들어진것들은 2차입니다.

전지의 역사

최초의 전지는 약 2,000년 전 페르시안시대(BC 1~AD 1세기)의 유물인 ‘바그다드 전지’로 알려져 있습니다. 1932년 독일의 고고학자 코닉이 발견했다. 이 전지는 점토 항아리에 구리로 된 원통을 고정시킨 다음 톱밥과 황산 등으로 채워진 형태의 전지라고 합니다. 이 전지의 전기로 무엇을 했는지가 갑자기 궁금해 집니다. 이건 역사책속의 전지이구요.

실질적인 최초의 전지는 1794년 볼타에 의해서 아연판과 구리판을 묽은 황산에 담그고  도선으로 연결한 전지 구리와 아연으로 구성된 볼타전지가 최초입니다.

그 이후에 1836년에 다니엘에 의해 아연전극에 황산아연(ZnSO) 용액을 구리전극에 황산구리 수용액에 담그고 두 용액을 염다리(salt bridge)로 연결한  다니엘 전지가 개발되면서 보다 큰 전류를 얻을수 있는 등 성능향상이 이루어졌으나 액체형태의 전해액 때문에 움직이는 곳에 사용할수 없어서 사용이 제한되었습니다

그러다 최초의 건전지인 1868년 프랑스의 르클랑쉬가 만든 망간전지는 망간산화물과 아연 및 전해액을 굳혀서 만든 마른 전지(Dry Cell) 가 개발 되면서 본격적인 건전지가 시작이 되었습니다.

 1. 1차 전지 (primary cell)

한번 방전되면 다시 충전을하여 사용할수 없는 전지입니다. 한번 쓰고 버리는 전지죠. 본인도 아주아주 아까워 하는 자원낭비요소라고 생각을 하는 바입니다. 물론 많은 사람들은 충전을 하여서 사용하지 말라는 1차전지를 충전지에 넣고 충전하여 사용하는 분들도 상당수 있을것으로 보입니다. 본인도 가끔 충전해서 사용을 하면서 가끔 전지액이 흐르는 현상을 겪기도 합니다.

-. 망간건전지. (manganese drycell)  

일반적으로 말하는 건전지가 망간 건전지입니다. 시계나 장난감에서 널리 사용이 되며 중간중간 쉬어가면서 사용을 하면 전압이 회복되는 특징이 있어서 잘 사용하면 오래 사용이 가능한 건전지 입니다. 이산화망간을 양극작용물질, 아연을 음극 작용물질, 염화암모늄 또는 염화아연등 중성염 수용액을 전해액으로 하는 건전지, 참고로 건전지 양극은 탄소입니다. 건전지를 뜯어보신분들은 아시겠지만 굵은 연필심이 그 양극쪽에 연결되어있습니다.

-. 알카리 건전지(alkaline drycell)

알카리 건전지로 망간건전지에 보다 이산화망간과 아연을 다량으로 넣어서 고성능 및 전지 수명을 길게 만든 건전지입니다. 이는 연속적으로 큰 전류를 필요로 하는 카메라 스트로브에 적합한 건전지 입니다. 이산화망간을 양극작용물질, 아연을 음극작용물질, 수산화칼륨수용액을 전해액으로한 전지입니다. 양극 및 음극작용물질은 일반 망간 건전지와 동일합니다. 알카리 전지는 망간전지보다 2~3배의 전류용량을 가지고 있다고 합니다. 이온화 경향에서 가장 높은 순위에 있는 것이 바로 칼륨입니다. 그래서  수산화칼륨을 전해액으로 할 경우 높은 전압을 발생시킬 수가 있기 때문에 소모전류가 큰 전자제품에 많이 이용되고 있습니다. 알카라인이라는 말을 사용하는 이유는 칼륨이 주기율표상에서 1A족, 즉 alkali족에 속하기 때문이라고 생각됩니다. 알카리성의 건전지 대충 이런 말이죠. 전 맨처음에 에너자이저에서 나온 브랜드명인줄 알았습니다.

-. 리튬전지. ( Lithium Battery )

리튬전지는 지구상 금속중 가장 가볍고, 전기 화학적 산화력이 가장큰 리튬금속을 전극물질로 도입을 해서 만든 전지로 1960년 NASA를 중심으로 우주개발용 전원으로 연구시작을 했으며, 상대적으로 소형이지만 3V전압으로 종래의 망간,알카리 건전지 보다 2배의 고전압을 지니고, 전해질은 프로필렌탄산염등 유기비수용액이 쓰이는 전지로 에너지밀도도 5~10배입니다. 이밖에 고체전해질을 사용한 리튬전지가 심장 맥박 조정기등에 사용되고 있는 전지입니다. 고성능 긴 사용수명을 장점으로 하는 전지로, 용도에 따라 여러형상(각형,원통형, 핀형, 페이퍼형) 으로 만들수 있기 때문에 날로 범위가 확대되고 있다. 사용하는 양극 재료에 따라 Li/SOCl2,Li/SO2,Li/MnO2,Li/(CF)n전지 등으로 나뉘어지며, 이중 Li(리튬)/SOCl2(염화치오닐)은 양극작용물질로 리튬금속은 음극작용물질로, 양극작용물질인 염화치오닐에 LiAlCl4를 용해시킨 물질을 전해액으로 사용합니다. 이 Li(리튬)/SOCl2(염화치오닐)전지는 주로 군수용(거리측정기, 목표 포착장치, 암호 작성기 )으로 사용되고 있습니다. 1차전지로는 가장 좋은 성능을 발휘하며, 고전압, 고에너지밀도, 경량, 저온특성, 전압평탄성, 장기저장성, 안정적인 작동등 가장 경쟁력이 좋은 1차전지입니다.

2. 2차전지

방전후 충전에 의해 본래의 상태로 되돌릴 수 있는 전지

- 니카드( Ni-Cd) 전지

수산화니켈을 양극작용물질로, 카드뮴은 음극작용물질로, 수산화칼륨 수용액을 전해질로 사용하는 알칼리전지는 2차전지의 시작으로 탄생한 전지입니다.

 전압은 1.2v로 알카라인 전지보다 낮지만 수년 전까지만 해도 일반 건전지와 호환성이 있고 500회 이상 재충전이 가능해 소형 2차전지 시장 대부분을 차지하였으나 중금속인 카드뮴의 환경오염문제 등이 부각돼 리튬이온계 전지로 수요가 급속히 대체되고 있으며, 무선 전화기,전동 브러쉬, 면도기등 매일 사용하는 기기에서 많이 사용하고 있습니다.

니카드 전지는 내부 저항이 적고 고방전율, 저온, 과방전, 과충전 등 열악한 사용환경도 견디어 낼 수 있는 장점이 있습니다. 그러나 "메모리 효과"가 있어서 초기에 완전히 방전하지 않고 충전을 하게 되면 용량이 줄어드는 단점이 있어서 완전 방전후에 충전하여야 오래 사용할 수 있습니다.

이론적으로는 500회 이상 충·방전이 가능하나 일반적으로는 300∼400회 정도 충·방전 할 수 있습니다. 초기 전압은 약 1.2∼1.3V이며, 충전이 진행되면서 점진적으로 전압이 상승하여 충전 후 전압은 1.4∼1.45V입니다..

- 니켈 수소 전지 (Ni-MH)

니켈을 약극작용물질로 수소흡장합금(MH)을 음극작용물질로 알칼리 수용액을 전해질로 사용하는 전지입니다.

단위 부피당 에너지 밀도는 니카드 전지에 비해 2배 가까운 에너지 밀도를 가지고 있어서 니카드 전지보다 고용량화가 가능하고 과방전,과충전에 잘 견디며 급속 충·방전, 소형·경량화와 충·방전사이클 수명이 길어 500회 이상 충·방전이 가능하다는 특성을 가지고 있는 2차 전지입니다.

니카드 전지보다 자기 방전율이 1.5배 이상 높았으나 현재는 기술의 발전으로 니카드와 거의 동일한 단계까지 발전되었습니다.

그러나 급속 충전시 니카드 전지보다 높은 열을 발생하는 단점이 있습니다.

전압 역시 니켈 카드뮴 전지와 마찬가지로 1.2v이지만 에너지 밀도가 니켈 카드뮴의 2배 정도 높고 1시간 정도의 급속충전이 가능하며 전지 내부저항이 낮아 방전시 전압변동이 적은 것이 특징입니다. 특히 메모리 효과가 거의 없는 편이어서 휴대폰 및 노트북PC, 캠코더 등에서 상당히 많이 사용되고 있으며 디지털 카메라에서도 많이 사용되고 있는 추세입니다.
노트북,휴대용 전화등 비교적 고가의 휴대용 전자제품에 사용되어 왔으나 현재 리튬이온 2차전지에 의해 잠식당하고 있음. 니켈 수소 전지는 완전방전 보다는 얕은 방전이 효율적이고 휴대폰, 노트북, 소형 카세트, 핸디캠 등 수 많은 곳에 사용되고 있습니다.

- 리튬이온 2차전지 ( Lithium Ion )

리튬이온 전지는 일본의 소니사가 91년에 개발한 것으로 높은 에너지 밀도를 지니고 있고 무게가 가볍기 때문에 기존의 2차 전지인 니카드 전지와 니켈 수소 전지를 대체해 나가고 있는 추세입니다.니카드, 니켈수소전지보다  평균 방전전압이 약 3배, 에너지밀도는 1.5배이상 높습니다. 출력전압 역시 상당히 높아서 3.6볼트가 됩니다. 또 하나의 장점은 메모리 효과가 없어서 사용 중 언제든지 재충전을 해도 상관이 없습니다. 이런 이유로 최근에는 디지털 카메라를 비롯하여 노트북과 핸드폰 , PDA, 캠코더등의 이동형 전자 제품에서 리튬 이온 전지를 많이 채용하는 추세입니다.그러나 양극 재료인 코발트 화합물이 전세계적으로 부존량이 적어 제작단가가 비싸고 대형전지를 만들기 어렵다는 단점이 있다.

- 리튬포리머 2차전지 ( Lithium Polymer )

Gel상의 전해질을 사용하여 전해액의 누수염려가 없으며 이를 이용할 경우 쉽게 구부러지는 전지는 물론 대형화에도 유리합니다. 전지의 형상이 유연해져(plasic/flexible) 얇은 각형이나 시트형으로 전지 제조가 가능하며 아직은 제품개발이 완성되지 않은 전지임. 현재 리튬이온전지보다 얇고 가벼우면서 여러형태로 만들수 있고 고용량이 가능하기 때문에 휴대용 전자,통신기기,전기자동차등에 적용이 가능합니다.

아마 순서대로 좋은 전지라고 보시면 될것으로 보입니다..