본문/내용
1. 리튬전지의 기본 원리와 작동 방식을 설명해 주세요.
리튬전지는 양극, 음극, 전해질로 구성되어 있으며, 내부에서 리튬 이온이 이동하면서 전기를 생성합니다. 작동 원리는 충전 시 음극인 그래파이트에 리튬 이온이 저장되고, 방전 시에 리튬 이온이 양극인 리튬 산화물로 이동하면서 전류를 흐르게 하는 방식입니다. 충전 과정에서 외부 전원에 의해 전자가 음극에서 양극으로 이동하며 전기 에너지를 저장하고, 방전 시에는 이온과 전자가 각각의 경로를 따라 이동하여 전력을 공급합니다. 일반적인 리튬이온전지는 150∼250 Wh/kg의 에너지 밀도를 갖으며, 이는 2xxx년대 이후 스마트폰, 노트북, 전기차 등에 광범위하게 사용되어 왔습니다. 예를 들어, 2023년 기준 전기차인 테슬라 모델 3는 약 50 kWh 용량의 배터리팩을 탑재하여 최대 423 km의 주행거리를 기록하며, 이는 기존 니켈-수소전지보다 2배 이상 높은 에너지 밀도를 보여줍니다. 리튬전지는 높은 에너지 밀도, 긴 수명, 낮은 자체 방전율 등으로 산업 전반에서 지속적으로 발전해 왔으며, 특히 2020년대에 들어서면서 배터리 안정성 및 충전 속도 개선이 중요한 연구 과제로 부상하고 있습니다.
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