리튬이온전지 충전시 리튬이온이 양극에서 음극으로 다시 이동하여 제자리를 찾게 되나요?
리튬 이온 전지
리튬 이온 전지(-電池, Lithium-ion battery, Li-ion battery)는 이차 전지의 일종으로서, 방전 과정에서 리튬 이온이 음극에서 양극으로 이동하는 전지이다. 충전시에는 리튬 이온이 양극에서 음극으로 다시 이동하여 제자리를 찾게 된다. 리튬 이온 전지는 충전 및 재사용이 불가능한 일차 전지인 리튬 전지와는 다르며, 전해질로서 고체 폴리머를 이용하는 리튬 이온 폴리머 전지와도 다르다.
리튬 이온 전지는 에너지 밀도가 높고 기억 효과가 없으며, 사용하지 않을 때에도 자가방전이 일어나는 정도가 작기 때문에 시중의 휴대용 전자 기기들에 많이 사용되고 있다. 이 외에도 에너지밀도가 높은 특성을 이용하여 방산업이나 자동화시스템, 그리고 항공산업 분야에서도 점점 그 사용 빈도가 증가하는 추세이다. 그러나 일반적인 리튬 이온 전지는 잘못 사용하게 되면 폭발할 염려가 있으므로 주의해야 한다.
리튬 이온 전지는 크게 양극, 음극, 전해질의 세 부분으로 나눌 수 있는데, 다양한 종류의 물질들이 이용될 수 있다. 상업적으로 가장 많이 이용되는 음극 재질은 흑연이다. 양극에는 층상의 리튬코발트산화물(lithium cobalt oxide)과 같은 산화물, 인산철리튬(lithium iron phosphate, LiFePO)과 같은 폴리음이온, 리튬망간 산화물, 스피넬 등이 쓰이며, 초기에는 이황화티탄(TiS도 쓰였다. 음극, 양극과 전해질로 어떤 물질을 사용하느냐에 따라 전지의 전압과 수명, 용량, 안정성 등이 크게 바뀔 수 있다. 최근에는 나노기술을 응용한 제작으로 전지의 성능을 높이고 있다.
리튬 전지
리튬 전지는 음극이나 전해질에 이용하는 화학 물질에 따라 몇 가지 종류로 나뉜다. 이 중에서 염화티오닐(SOCl)를 음극으로, 리튬알루미늄클로라이드(LiAlCl)을 전해질로 하는 염화티오닐-리튬 전지(lithium-thionyl chloride cell)는 높은 에너지 밀도를 가지는 것으로 알려져 있다. 이 전지에서는 다공성의 탄소 물질이 외부 회로로부터 전자를 받아들이는 양극 집전 장치로 사용된다. 그러나 염화티오닐-리튬 전지는 일반적으로 시중에서 판매되지는 않으며 산업 현장에서 많이 쓰이고 있는데, 특히 장시간 낮은 전류로 작동시켜야 하는 경보 장치 등에 쓰인다.
전기 분해
하지만 환원전극에서는 전해질의 음이온이 환원되고 산화전극에서는 양이온이 산화되므로 대부분의 경우 환원전극 주위의 액성은 산성, 산화전극은 염기성 용액이 된다.
2HO("l") → 2H("g") + O("g")
활동전위
활동전위는 자극이 "V"을 증가시켜 충분히 강한 탈분극이 있을 때 축삭 언덕에서 시작한다. 세포에 나트륨 양이온이 유입되면 탈분극이 일어난다. 나트륨 양이온은 화학적 시냅스, 감각 뉴런, 박동조율기 전위 등 다양한 곳에서 온다.
리튬
Li는 리튬을 추출할 때부터 이미 핵융합용으로 따로 모으므로, 시중에서 구할 수 있는 리튬은 거의 순수한 Li이다. 두 동위 원소의 분리는 용해된 리튬 화합물(예로서 에탄올에 용해된 염화 리튬)과 리튬 아말감의 동위 원소 교환을 통해 이룰 수 있다. 이 분리를 통해 얻을 수 있는 Li의 양은 약 50% 정도이다.
쌓음 원리
양자역학 이전의 양자론에 의하면, 전자들은 타원궤도를 돌고 있어야 한다. 높은 각운동량을 가진 궤도들은 내부 전자들의 외부의 원형 궤도이지만, 낮은 각운동량을 가진 궤도들은 (s, p 오비탈) 큰 궤도 이심률을 가진다. 따라서 그들은 점점 핵에 가까워지고, 약한 가려진 핵전하를 느낀다.
낙뢰
둘째, 적란운 속에서 전장(電場)은 위쪽이 양전기를 띠고 있으므로 구름 속의 빗방울의 윗면은 유도에 의해 음전기, 아래쪽 면은 양전기를 띤다. 이 빗방울이 낙하할 때 음이온은 빗방울 밑면에 흡착되고 양이온은 반발한다. 그 결과 양이온은 상승 기류에 의해 위쪽으로 운반되고 음전기를 띤 빗방울은 아래로 떨어진다.
납 축전지
양극((+)극)으로 쓰이는 이산화 납판과 음극((-)극)으로 쓰이는 납판이 진한 황산에 잠겨 있는 구조를 한다.(*참고 : 음극은 산화전극을 일컫는 말이며, 양극은 환원전극을 일컫는 말이다.)
구형 납 축전지는 밀폐 상태가 안 좋아 주기적으로 진한 황산을 채워 넣어주어야 했지만 현재 시판중인 납 축전지는 내부가 완전히 밀폐되어 황산 누출의 위험이 없다.
LG 옵티머스 LTE II
무선 충전방식을 지원하며, 세계무선충전협회(WPC) 표준방식을 채택한 무선충전패드라면 제조사와 상관없이 충전할 수 있다.
2012년 12월 11일 KT모델부터 안드로이드 4.1.2 젤리빈으로의 업그레이드가 시작되었다.
연이어 하루 단위로 LG 유플러스, SK텔레콤 제품의 업데이트가 실시되었으며 LG 유플러스 VoLTE제품은 2달후 업데이트가 실시되었다.
새로운 잠금화면 효과,Q메모, Q보이스가 탑재되었고 성능이 향상되고 기존에 있던 버그 등이 많이 개선되었다. 이로써 옵티머스 LTE2는 LG전자의 첫 안드로이드 4.1.2 젤리빈 업그레이드 스마트폰으로 이름을 올렸다. 하지만 업그레이드 이후 많은 옵티머스 LTE2 사용자들이 갑자기 폰이 먹통되고 뜬금없이 '저장소 암호를 해독하려면 비밀번호를 입력하세요' 라는 문구가 뜨는 현상이 일어나기 시작했다. 이 오류는 흔히 저장소 오류라고 하는데 그 원인은 옵티머스 LTE2 메인보드에 사용된 도시바 eMMC 메모리 결함으로 나타나는 증세로 밝혀졌다. 수리 방법은 메인보드 교체 뿐이었다. 하지만 LG전자 측은 기기 결함을 인정하고도 리콜을 하는 등 아무런 대책을 마련하지 않았고 2013년까지 이 문제로 서비스센터를 방문하면 본사에서 별다른 지침을 전달받지 못했다면서 수리비만 25만원을 개인 부담 했어야했다.
리튬
Li을 이용한 핵반응도 가능하지만, 에너지 한도가 높은 탓으로 안전성 보장이 어려워지기 때문에 주로 쓰이지는 않는다.
납 축전지
이 전자들이 도선을 따라 흐르다가 양극에 만나면 다음과 같은 반응을 한다.
PbO + 2e + HSO → PbSO + 2OH
전자 포획
이 경우, 궤도 전자 중 하나, 대개는 K 및 L 전자껍질의 전자가 원자핵 내부의 양성자에 의해 포획되어서(K-포획 및 L-포획), 중성자 및 중성미자를 형성한다. 양성자가 중성자로 변하므로, 중성자의 수는 1이 증가하며, 양성자의 수는 1이 감소한다. 그러므로 전체 원자질량은 유지된다. 양성자 수가 변함으로써, 전자포획은 핵종을 새로운 원소로 바꾼다. 새로운 원자는 내부 껍질에 전자가 없는, 들뜬 상태에 놓이게 된다.
리튬
수소와 리튬은 수소화물을 이룬다. 가장 단순한 화합물인 수소화 리튬은 600~700 °C에서 만들어지며, 로켓 연료나 수소로 단시간에 부풀려야 하는 구명 조끼 등에 쓰인다. 수소화 알루미늄 리튬(LiAlH)은 유기 화학에서 카보닐기나 질소 화합물을 환원할 때 수소 제공 용도로 그 중요성이 높다.
배터리 그립
배터리 그립은 카메라 바디(body)에 장착되며, 전지가 들어갈 수 있는 추가적인 공간을 제공하여, 결국 카메라가 여분으로 사용할 수 있는 추가적인 전력을 카메라에 공급해준다. 배터리 그립에는 두 가지 형태가 있는데, 리튬 이온 전지가 들어가는 형태와 표준 AA 전지 혹은 CR-V3 전지 등이 들어가는 형태가 있다. 보통, 카메라 바디에는 재충전 가능한 리튬 이온 전지가 들어가는데, 특히 사용자가 표준 AA 전지 혹은 CR-V3 전지 등이 들어가는 형태의 배터리 그립을 사용하면 좀 더 유연성을 제고할 수 있다.
보어 모형
보어의 원자 모형은 두 개의 전하된 지점들이 빛 보다 훨씬 느린 속도로 궤도를 도는 시스템에서만 정확한 결과를 줄 수 있다.
이는 수소 원자모델, 헬륨이온, 리튬 이온과같이 하나의 전자 시스템을 포함할 뿐만 아니라 포지트로늄(양전자와 전자가 정전기력인력으로 인해 결합된 준안정화된 상태)과 어떤 원자의 Rydberg 상태(하나의 전자가 다른 모든 전자들로부터 멀리 떨어진 상태)를 포함한다.
연료전지
연료전지(燃料電池, Fuel Cell)란 연료와 산화제를 전기화학적으로 반응시켜 전기에너지를 발생시키는 장치이다. 이 화학 반응은 촉매층내에서 촉매에 의하여 이루어지며 일반적으로 연료가 계속적으로 공급되는 한 지속적으로 발전이 가능하다.
전지는 닫힌 계에 화학적으로 전기에너지를 저장하는 반면, 연료전지는 연료를 소모하여 전력을 생산한다. 또한 전지의 전극은 반응을 하여 충전/방전 상태에 따라 바뀌지만, 연료전지의 전극은 촉매작용을 하므로 상대적으로 안정하다.
싱크로트론복사
싱크로트론 방사는 가속기에서 입자 물리학 맥락에서 불필요한 에너지 손실을 일으키는 성가신 존재로써 여겨지기도 하고, 또는 많은 실험실에서 사용하기 위해 의도적으로 생산한 방사원으로 사용되기도 한다. 전자들은 GeV 구간에 속한 최종 에너지를 성취하기위해 몇몇의 단계를 거쳐 빠른 속력으로 가속된다. 또한 대형 강입자 충돌기에서, 양성자 다발은 광전자(7x10eV 까지 진동수와 밀도가 증가하는 파이프 벽에서부터 이차 전자들이 차례차례로 전파된다.)를 전파하면서 진공공간에서 가속되어 진폭과 진동수가 가속될 때 방사된다. 각각의 양성자들은 이러한 현상 때문에 한 회전마다 6.7 keV를 잃게 된다. 기하급수적으로 빛의 속도를 향해 입자를 가속시키는 더 많은 에너지가 소비되기 때문에, 이것은 에너지 보존 법칙에 의해 따르게 된다.
염다리
염다리의 전도도는 주로 전해액의 농도에 의존한다.
포화점 이하의 농도에서 전해액의 농도를 높이면 전도도가 증가하고, 과포화 상태의 전해질을 사용하거나 좁은 직경의 튜브를 사용하면 낮은 전도도를 보인다.
염다리의 농도가 반쪽 전지의 농도보다 매우 크기 때문에 이온의 이동은 염다리 밖으로의 이동이 염다리 안으로의 이동보다 훨씬 많다.
리튬 전지
리튬 전지는 재충전이나 재사용이 불가능한 일차 전지이며, 재충전하여 다시 사용할 수 있는 이차 전지인 리튬 이온 전지와는 다르다.
다이오드 브리지
마름모꼴의 왼쪽에 양전압이 인가되고 오른쪽에 음전압이 인가되면, 전류는 왼쪽에서 위로 출력되어 부하를 거쳐서 아래에서 오른쪽으로 되돌아온다.
전기자동차
축전지에 충전하여 전동기를 가동하는 타입. 예전부터 있었으며, 개량되어 왔다. 리튬 전기의 성능, 코스트는 현재 2~3배정도의 개선을 목표로 개발이 진행되고 있으며, 부품 수도 적게 들기 때문에 장래적으로는 보통 승용차라도 플러그 인 하이브리드 자동차보다 싸질 수도 있다. 단, 트럭이나 버스를 움직이는 단계에 도달하려면 가격이 1/50 이하로 하락해야 하는데, 사실상 불가능하므로 가선식과의 가격 경쟁은 힘들다.
기본은 하이브리드 자동차 이지만, 축전지 용량을 하이브리드 자동차와 전지 자동차의 중간 크기로 하고, 비상시에는 다시 충전해 두는 것으로 단거리는 전지 자동차로서 활용하는 형식이다. 가정 전원이 이용 가능하고 어디서도 충전 할 수 있다는 간편성을 염두에 둔 방식이다. 트럭에 비해 단거리 이용이 많은 승용차의 특성에 주목하여, 전동 주행을 단거리 이용으로 줄여서 전지 코스트를 줄인 가솔린 자동차와 전기 자동차의 하이브리드 방식이다.
수소 연료 전지로 발전하고 전동기를 구동하는 타입으로 수소를 직접 연소하여 이용하는 수소자동차와는 에너지를 내는 방법이 다르다.
알코올을 직접 연료전지에 공급하는 방식과, 연료 개질기를 사용하여 알코올에서 수소를 얻어, 수소 연료 전지에 공급하는 방식이 있다. 발전이후의 시스템은, 전동기를 구동하는 전기 자동차와 거의 같다. 알코올을 연료로 하여 직접 내연기관에서 연소시키는 자동차와는 다르다.
간선도로에서는 가선 집전으로 전동기를 돌리고, 지선에서는 내연기관과 변속기로 주행하는 방식이다. 일본의 트롤리 버스는 도시부의 교통기관으로 예전부터 실용화 되어 있었다. 그러나 가선이 있는 곳 이외에서는 주행 불가능하여 보급이 한정되어 있고, 디젤 엔진을 탑재한 버스의 성능 향상보다 떨어지는 나라도 많다. 최근에는 하이브리드 자동차에 집전 장치를 설치, 가선 없는 곳도 달릴 수 있는 트로리 버스가 개발되었다. 기술적으로는 고가에 무겁고 수명이 짧은 2차 전지가 불필요하고, 장시간에 걸쳐 대출력을 발휘할 수 있는 것이 장점으로, 변전소와 가선, 가선주의 설치나 그 보수 비용, 거리의 광경에 미치는 영향 등이 단점이다.
도로에 있는 유도 코일을 통해 주행중이나 정차중에 자체전지를 충전함으로써 전지 용량(중량과 코스트)를 낮추며, 장거리의 전지 주행을 가능하게 하고, 지선은 엔진으로 구동하는 타입이다. 일본에서는 시내 주행용 노선 버스의 전화에 최초 적용이 기대되고 있다. 충전 코일의 시내 설치가 진행되면 트럭의 시내 주행 전화에도 응용 가능할 것으로 보인다.
전기 모터와 내부 연소 엔진을 사용하는 전형적인 예가 하이브리드 전기 자동차이다. 이 차는 전기로만 작동하도록 고안되지는 않았다. 하이브리드 전기 자동차는 전기에너지를 배터리에 충전시켜 사용함으로써 자동차의 에너지사용에서 가솔린 연료사용 부분을 부분적으로 대체하고 있다. 이러한 기술이 하이브리드 자동차에 적용된 차량을 하이브리드 전기자동차라하고 만약 배터리가 외부로부터 충전할 수 없다면, 즉 전기 에너지를 저장할 매체가 없는 차량은 하이브리드 차로 분류된다.
리튬
Li는 원자로에서 중수소와의 융합에 필요한 삼중수소의 원료로 쓰인다. 삼중수소는 원자로용 블랭킷(blanket)에서나 또는 수소 폭탄 내에서 헬륨이나 Li이 중성자로 쏘여 만들어진다.
리튬
리튬 치료에서는 탄산 리튬 등의 리튬 염이 위에서 언급한 병들과 클러스터 두통에 대한 약물로 쓰이는데, 이때 리튬의 낮은 치료 지수를 참작해야 한다. 리튬 농도가 너무 높을 경우 진전(振顫), 오한(惡寒), 구역질, 구토, 부정맥(不整脈), 백혈구 증가증 등의 부작용을 낳을 수 있으며, 농도가 0,003 mol/l 이상이 되면 생명이 위험해진다. 리튬과 나트륨은 물질대사에서 비슷한 반응을 보이는데, 땀을 흘리거나 나트륨을 몸에서 걸러내는 약물의 복용에 의해 신체 내의 나트륨 농도가 낮아지면 몸이 이 부족함을 메우기 위해 신장의 비농축뇨(unconcentrated urine)에서 나트륨을 빼어내 혈액에 충당하고, 이때 원래 몸 밖으로 내보내져야 할 리튬도 같이 회수된다. 이 때문에 리튬 투여량를 조절하는 약물 모니터링이 필요해진다.
전고체 전지
충전하는데 몇 시간씩 걸리는 리튬 이온 전지에 비해 전고체 전지는 불과 5분이면 80% 충전이 가능하다. 주행거리도 리튬이온전지의 2배 이상에 달한다. 기존의 가솔린, 경유 차량의 주유소 급유시간이 5분이다.
황소자리 T형 항성
리튬이 많은 황소자리 T형 항성 53개를 연구한 결과 리튬이 남아 있는 정도는 항성의 질량에 따라 확연하게 차이가 나는 것을 발견했다. 이를 통해 전주계열성 단계(하야시 경로 후기 단계로, 별 전체가 대류 작용을 통해 에너지를 발산하며 불안정한 상태임)에서의 양성자-양성자 연쇄 반응을 통한 리튬 연소가 황소자리 T형 항성들의 주요한 에너지원 중 하나일 가능성이 있음을 알 수 있다. 빠른 자전으로 리튬은 내부에서 더욱 잘 섞이며, 리튬이 붕괴되는 깊숙한 곳까지 잘 전달된다. 황소자리 T형 항성들은 보통 나이를 먹으면서 자전 속도가 빨라진다. 압축되면서 자전 속도가 빨라지는데, 이는 각운동량이 보존되기 때문이다. 자전 속도가 빨라지면서 내부의 리튬은 나이를 먹어가면서 더욱 빠른 비율로 사라져 간다. 리튬 연소 속도는 항성의 유효 온도 및 질량이 클수록 빨라지며, 리튬 연소는 최대 약 1억 년 남짓한 기간 동안 계속된다.
리튬
유기 리튬 화합물은 대부분 2, 3, 6량체나 중합체적 구조를 유지하며, 반응력이 높다. 이 중 일부는 공기와 닿으면 당장 발화하고, 물과는 폭발적으로 반응한다. 높은 염기도로 인해 수소의 산성이 낮은 용매(예를 들어 테트라하이드로퓨란, CHO)와도 반응할 수 있으므로, 적합한 용매의 양은 아주 제한되어 있다. 이들의 반응은 보호 가스 내에서 건조한 용매를 사용해 이루어져야 하며, 경험과 주의가 필요하다.
연료전지
직접메탄올 연료전지(DMFC)는 고분자 전해질 막을 사이에 두고 양쪽에 각각 음극과 양극이 위치한다. 음극에서는 메탄올과 물이 반응하여 수소 이온과 전자를 생성한다. 생성된 수소이온은 전해질 막을 통해 양극 쪽으로 이동하고, 양극에서는 수소 이온과 전자가 산소와 결합하여 물을 생성시킨다. 이 때 전자가 외부 회로를 통과하면서 전류를 발생시키는 것이 작동원리이다.
러더퍼드 원자 모형
러더퍼드 원자 모형은 원자에서 양전하가 어디에 있는지 제시한 모형이다. 러더퍼드는 가이거-마스덴 실험을 바탕으로 양전하가 원자 내부의 한 점에 모여 있음을 추론하였다. 즉, 러더퍼드 원자모형은 양전하가 중심점에 밀집되어 고밀도의 핵을 이루고 전자는 핵에서 떨어진 공간에서 핵을 중심으로 원운동을 하고 있음을 가정한 핵 모형이다.
볼타 전지
표준상태에서 아연의 환원 전위는 -0.76V이고 구리의 환원전위는 0.34V가 맞으나 실제 반응에서는 구리이온이 존재하지 않으므로 수소이온과 아연금속이 반응한다.
활동전위
휴지기에 있는 뉴런의 세포외액에는 나트륨과 염소 이온 농도가 높고, 세포내액에는 칼륨 이온 농도가 높다. 막 안팎의 이온 농도 기울기와 막에 있는 칼륨 누출 채널은 칼륨 이온이 세포 밖으로 빠져나가게 하여 휴지 전위 "E"는 약 –75 mV를 유지한다. 막이 탈분극되면 나트륨과 칼륨 채널이 모두 열려 나트륨은 축삭 안으로, 칼륨은 바깥으로 이동한다. 탈분극 정도가 작으면(예: "V"가 -70 mV에서 -60 mV로 증가), 바깥으로 나가는 칼륨이 안으로 들어오는 나트륨보다 많아 막이 다시 정상적인 휴지 전위(-70 mV 근처)로 돌아온다(재분극). 탈분극이 충분히 크면 안으로 들어오는 나트륨이 바깥으로 나가는 칼륨보다 많아 양성 피드백이 일어난다. 즉, 안으로 들어오는 이온이 많을수록 "V"가 더욱 증가하고, 그 결과 안으로 들어오는 이온이 더 많아진다. 충분히 강한 탈분극("V" 증가)은 전압 민감성 나트륨 채널을 열고, 나트륨 이온의 투과성이 높아지면 "V"은 나트륨 평형 전압인 E≈ +55 mV에 근접한다. 전압이 증가하면 나트륨 채널을 더 많이 열어 "V"이 "E"에 가까워지도록 더 밀어붙이고, 모든 나트륨 채널이 열릴 때까지 계속된다. "V"과 나트륨 투과성이 가파르게 증가하는 이 시기가 활동전위의 상승기에 해당한다.
별난 원자
오늄(onium)은 한입자와 그 반입자의 바닥 상태이다. 가장 간단한 오늄은 포지트로늄으로, 전자와 양전자가 같이 돌고 있다. 포지트로늄은 1950년대에 양자 마당 이론연구를 위해 이미 연구되었다. 최근에는 비상대론적 양자색전기학 (NRQED) 연구에 쓰인다.
AA 전지
기존 망간전지나 알칼리전지에 비하여 순간고출력과 전압안정성이 우수하고 보다 고용량인 1회용 리튬 전지는 디지털 카메라와 같이 전력 소모가 많은 기기에 사용된다. 가격이 비싸나 그만큼 수명이 길어, 전지 교체 회수를 줄여준다.
라이덴병
라이덴병은 한 번 방전한 뒤에도 수 분 뒤에 다시 전하가 축적되어 방전을 일으킬 수 있다. 이러한 잔류 전하 방전은 서너차례 일어나기도 하는데 유전체인 유리가 전하를 축적하면서 극성을 지니게 되기 때문이다. 전자 부품에서 사용되는 축전기들 역시 극성이 형성되어 방전 뒤 잔류 전하를 가질 수 있다. 전자 제품에 사용된 축전기의 잔류 전하는 고장이나 안전 사고의 원인이 될 수 있으므로 방전 저항이나 방전 코일을 이용하여 제거한다.
리튬 이온 전지
전지가 다중 셀로 구성되어 있는 경우, 등전류 과정과 등전압 과정 사이에 각 셀이 모두 동일한 전압값을 갖도록 조정하는 과정이 추가된다.
리튬
리튬은 매우 반응하기 쉽고 대부분의 비금속과 화합물을 이룬다. 이들 화합물의 구조는 보통은 이온적이지만, 다른 알칼리 금속에 비해 공유 결합성이 상당히 높으며, 이는 리튬 염이 나트륨 염이나 칼륨 염과는 달리 아세톤이나 에탄올에 용해하기가 쉽다는 점에서도 엿볼 수 있다. 다수의 리튬 화합물은 마그네슘 화합물과 유사한 특징을 가지고 있다.
이차 전지
이차 전지(secondary cell), 축전지(storage battery)는 외부의 전기 에너지를 화학 에너지의 형태로 바꾸어 저장해 두었다가 필요할 때에 전기를 만들어 내는 장치를 말한다. 여러 번 충전할 수 있다는 뜻으로 "충전식 전지"(rechargeable battery)라는 명칭도 쓰인다. 흔히 쓰이는 이차 전지로는 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지(NiCd), 니켈 수소 축전지(NiMH), 리튬 이온 전지(Li-ion), 리튬 이온 폴리머 전지(Li-ion polymer)가 있다.
리튬
리튬 원소는 독자적으로 기체 형태로 변할 수 있고, 두 원자가 결합해 이중 리튬(Li) 형태의 기체를 이룰 수도 있다. 이중 리튬의 결합 길이는 267.3pm이며, 결합 에너지는 101 kJ/mol이다. 기체 상태의 리튬은 질량의 1% 정도가 이중 리튬을 형성한다.
소류급 잠수함
또한 당초에는 5번 함(SS-505)에서 주 축전지로 리튬이온 배터리를 탑재함으로써 함의 순항속도를 개선하고 고속항행 가능한 시간을 증대시킬 예정이었다. 리튬이온전지는 기존 납축전지에 비해 수소가스 발생 위험이 없고 2배 이상의 중량용적당 에너지 밀도와 1.5배 이상의 반복 충방전 횟수를 갖고 충전 시간이 짧으며 방전에 의한 전기 용량 저하를 막을 수 있는 등 뛰어난 특성을 갖고 있었다. 특히 충전 시간의 경우 납축전지는 발전기 출력에 여유가 있어도 그 이하의 전류 용량으로 충전할 수밖에 없고, 또 완전 충전에 가까워지면 조금씩밖에 충전하지 못하기 때문에 작전해역에서 전부 충전하는 것이 거의 불가능한 데에 비해 리튬이온 배터리는 이러한 제약을 받지 않기 때문에 잠수함용으로 매우 적합한 것이었다. 다만 재정상의 이유로 인해 실제 탑재는 2015년도 계획으로 개산 요구된 11번함 이후가 되었다. 탑재에 있어서는 납축전지를 단순히 리튬전지로 치환하는 방법과, AIP를 폐지하고 그것을 커버할 수 있도록 리튬전지를 탑재하는 방법이 검토되고 있다. 후자가 비용은 더 높지만, AIP보다 리튬 전지가 출력이 크므로 AIP처럼 저속으로 오랜 시간 잠행할 수 있는 것과 동시에 재래식 잠수함·AIP 잠수함에서는 불가능했던 고속 연속 항행도 가능하게 될 것으로 기대되고 있다.
러더퍼드 원자 모형
만약 원자가 양전하를 띤 젤리 방울 같다면 대부분의 알파입자들은 박편에 산재해 있는 양전하를 쉽게 통과하게 되고 가끔만 진행방향을 약간 휘게 될 것이다. 그러나 알파입자가 반사되는 이 현상은 러더퍼드의 말을 빌리자면
직접 메탄올 연료전지
고분자 전해질 막을 사이에 두고 양쪽에 각각 음극과 양극이 위치한다. 음극에서는 메탄올과 물이 반응하여 수소 이온과 전자를 생성한다. 생성된 수소이온은 전해질 막을 통해 양극 쪽으로 이동하고, 양극에서는 수소 이온과 전자가 산소와 결합하여 물을 생성시킨다. 이 때 전자가 외부 회로를 통과하면서 전류를 발생시키는 것이 작동원리이다.
활동전위
양성 피드백(또는 )이 일어나는 임계 역치 전압은 -45 mV 전후이지만, 축삭의 활성 상태에 따라 달라진다. 갓 발화한 막은 이온 채널이 불활성형으로 돌아올 때까지 다른 활동전위를 만들 수 없다. 이 시기가 절대적 불응기이다. 절대적 불응기가 지나고 몇몇 이온 채널은 불활성형으로 회복되면 축삭은 다른 활동전위를 생성할 수 있지만, 역치가 더 높아져 더욱 강력한 탈분극(예컨대 -30 mV)이 필요하다. 이례적으로 활동전위가 만들어지기 어려운 이 시기를 상대적 불응기라 한다.
수소화 포지트로늄
수소화 포지트로늄의 짧은 수명 때문에 그의 화학적 특성을 확고히 하기 힘들다. 이론적인 계산을 통해 무슨 일이 일어날 지 예측 할 수 있다. 형성의 한 방법은 수소화 알칼리 금속이 양전자와 반응 하는 것이다. 쌍극자 모멘트가 1.625디바이 보다 큰 분자들은 양전자를 끌어당기고 묶어놓을 수 있다. 크로포드 모델은 이와 같은 양전자 구속을 예측한다. 그러나 수소화 리튬, 나트륨 수소화물 및 수소화 칼륨 분자의 경우 이 첨가물은 분해되고 수소화 포지트로늄 과 알칼리 양이온이 형성된다.
기억 효과
기억 효과 또는 메모리 효과 (memory effect)는 어떠한 이차 전지에서 찾을 수 있는 효과로, 방전이 충분하지 않은 상태에서 다시 충전하면 전지의 실제 용량이 줄어드는 효과를 말한다. 원래의 뜻으로는 특정한 니켈카드뮴 전지에서 부분적으로 방전시킨 다음 반복적으로 재충전할 경우 최대 에너지 용량을 잃는 것을 말했다. 그러나 오늘날에 이 용어는 전지가 예측한 바보다 덜 충전되는 모습을 보이는 경우에까지 모두 해당한다.
이온화 경향
이를테면, 동과 아연을 쓰는 레몬 전지에서는, 아연이 음극이 되고, 동이 양극이 된다(전해액은 레몬의 과즙이다.).
전자충격기
전원은 다양한 크기,전압의 일회용 건전지,충전지 등을 사용하며, 입력전원이 높을수록 회로설계가 간단하고 입력전원이 낮을수록 고압승압에 대한 설계가 복잡해지고 까다로워져 제품의 외형이 많이 커지게 된다. 또한 고압의 특성상 항상 역전류가 발생될 수 있고 대부분 폭발위험이 있는 리튬배터리는 사용하지 않는것이 정석이다.
예전에는 충전지를 많이 사용하였으나 교체가 힘들고 수명 및 사용시간이 짧아 일회용 건전지로 많이 개발된다.
과산화 리튬
과산화리튬의 역반응은 프로토 타입 리튬-공기 배터리의 기초이다. 대기의 산소를 사용함으로써 이것의 반응에 필요한 산소를 제거하도록 해 배터리의 무게와 사이즈를 보존한다.
원자 궤도
로브는 2 개의 반대 회전하는 링 공진 진행파  xy 평면에 원주를 중심으로 공진하는 "m"파장을 갖는 궤도의 투영과 함께 "m"및 "-m"모드 사이의 정재파 간섭 패턴으로 볼 수 있으며 거의 드물지만 움직이는 웨이브 솔루션은 위상 정보를 나타내는 밴드와 함께 줄무늬 토리를 회전시키는 것으로 볼 수 있다. 각 m에 대해 두 개의 정상파 솔루션인 ⟨m⟩ + ⟨-m⟩과 ⟨m⟩-⟨-m⟩이 있다. m = 0 인 경우, 궤도는 수직이고, 역 회전 정보는 알려지지 않고, 궤도는 z 축 대칭이다. ℓ = 0 인 경우 반대 회전 모드가 없다. 반경 방향 모드 만 있고 모양은 구형 대칭입니다. 임의의 n에 대해, ℓ이 작을수록 더 많은 방사형 노드가 있다. 대략적으로 말하면 n은 에너지, ℓ은 이심률과 유사하며, m은 방향이다. 고전적인 경우에, 예를 들어 원형 전송선에서의 링 공진 진행파는 활발하게 힘이 가해지지 않는 한 자발적으로 링 공진 정재파로 붕괴 될 것이다. 왜냐하면 반사는 가장 작은 불완전 또는 불연속에서도 시간이 지남에 따라 축적 될 것이기 때문이다.
전기자동차
미래의 전기자동차 배터리는 그 가격을 낮추고 에너지 축전용량 및 사용가능기간을 연장시키는 것이 필요하다. 축전용량의 경우 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 공기 아연 전지를 통해 증가된 용량을 확보할 수 있을 것이다. 실제로 프랑스 볼로레(Bolloré)에서 개발한 리튬 폴리머 전지를 사용하는 자동차는, 한번 충전으로 250km를 주행할 수 있고 최고 시속 125km/h를 낼 수 있다.
수소화 알루미늄 리튬
수소화 알루미늄리튬은 LAH 또는 Lithium Aluminium Hydride라고 불리는 환원제이다. 주로 유기화학에서 자주 쓰이며, 에스터를 일차 알코올로 환원시키거나 케톤을 이차 알코올로 환원시키는데 사용된다.
리튬이온 중합체 전지
일반적인 리튬 이온 전지의 경우 리튬 이온이 자유롭게 전달될 수 있도록 전해액을 사용하였다. 이는 누액 가능성과 폭발 위험성이라는 단점을 가지고 있었는데 이를 해결하기 위해 나온 것이 리튬이온 중합체 전지이다. 리튬 고분자 전지의 경우 리튬 2차 전지에서 사용된 액체 전해질 대신 고분자 전해질을 사용해 이온 전도도와 안전성이 높다. 특히 이러한 특성은 리튬 고분자 전지의 유연성을 증가시켜 형상을 다양하게 설계할 수 있도록 만들어 주었다. 때문에 종이처럼 얇고 가벼운 것이 가장 큰 장점이다.
이중 전자 포획
이 붕괴방식에서, 두 개의 궤도 전자가 원자핵의 두 양성자에 포획되어, 두 개의 중성자로 변한다. 두 개의 중성미자가 이 과정에서 방출된다. 양성자가 중성자로 변하기 때문에, 중성자의 수는 2가 증가하며, 양성자의 수 "Z"는 2가 감소한다. 반면 원자질량 "A"는 유지된다. 양성자의 수가 바뀜으로서, 이중 전자 포획은 핵종을 새로운 원소로 바꾸게 된다. 크립톤-78이 이중 전자 포획을 통해 셀레늄-78로 변하는 과정은 다음과 같다.
초과산화 리튬
2016년 1월, 미국 아곤국립연구소에서 연구자들은 알맞은 그래핀 기반 음극을 사용함으로서 LiO2 결정을 Li-O2 배터리 안에서 안정시킬 수 있다고 주장했다.
다이오드
다이오드의 전류-전압 특성은 두 동작영역으로 나눠 설명할 수 있다.역방향 전류-전압 특성을 살펴보면, 역방향 바이어스 구역에서 다이오드를 통과하는 전류는 매우 적다. 하지만 PIV(역방향 한계 전압, peak-inverse-voltage)를 넘어서는 전압을 공급하면, 다이오드는 전자사태 항복(avalanche breakdown)을 일으켜 역방향으로 커다란 전류가 흘러 소자가 망가진다.
알칼리 전지
알칼리 전지의 음극은 내부에 아연 분말 전극이 연결되어 있고, 양극은 이산화망간 전극으로 이루어져 있다.
반쪽반응은 다음과 같다
전지를 기기에 연결하면 전지 내부에서 산화‧환원 반응이 진행된다. 아연 전극은 산화아연 전극으로 변하는 산화반응이 일어나며, 이산화망간 전극은 삼산화이망간 전극으로 변하는 환원반응이 일어난다.
용존산소량
시료를 가득 채운 300㎖ 용존산소측정범 (또는 BOD병)에 황산망간용액 1㎖와 알칼리성 요오드화 칼륨-아지드화나트륨 용액 1㎖를 넣고 기포가 남지 않게 조심하여 마개를 닫고 수회 병을 회전하면서 섞는다. 시료가 해이거나 알칼리성에서 산화되기 쉬운 유기물을 함유하는 폐수의 경우에는 2분간 병을 회전하여 섞는다. 2분간 이상 정지시키고 위의 맑은 액에 미세한 침전이 남아 있으면 다시 회전시켜 혼화한 다음 정치하여 침전시킨다. 100㎖ 이상의 맑은 층이 생기면 마개를 열고 황산 2.0㎖를 병목으로부터 넣는다. 마개를 다시 닫고 갈색의 침전물이 완전히 용해될 때까지 병을 회전시킨다. 용존산소측정병의 용액 200㎖를 정확히 취하여 황색이 될 때까지 0.025M의 싸이오황산나트륨용액으로 적정한 다음, 전분용액 1㎖를 넣고 청색이 무색이 될 때까지 적정한다.
산소 투과성의 플라스틱으로 피복된 음극과 양극의 사이를 전해질로 채운다. 그 양극을 시료액에 넣으면 시료 속의 산소 분자가 피막과 전해질로 확산되고 음극 표면에 도달하여 환원된다. 이때 흐르는 전류는 산소 분자의 확산에 비례하므로 용존 산소량을 구할 수 있다. 격막 전극에는 주로 정전위 전해법과 갈바니 전지법이 있다. 정전위 전해법은 외부 전원을 이용해 음극의 전압을 일정하게 하는데 반해, 갈바니 전지법은 비금속 전극을 음극과 조합하여 일정한 전압을 얻는다.
밀도범함수 이론
두 전자는 열심히 뛰어다녔음에도 불구하고, 두 전자가 정확히 자리를 바꾸기만 한 경우에는, 전자가 분명히 많이 움직여서 에너지를 갖고 있었다고는 하지만, 거국적으로 보았을 때는 아무런 변화가 없었던 것이고, 이것은 양자 역학에서는 전자가 움직이지 않았다는 말과 다를바 없게(!) 평가되어야 한다. 즉 이런 "자리만 바꾸기"가 많이 일어난다면, 움직였다고 한들 움직이지 않은 것이나 다를바 없는 것들이 많았으므로, 실제 에너지는 더 낮아져야만 한다. (양자 역학적으로, 그런 것은 움직인 것이 아니다.)
리튬-7
리튬-7(Li)은 리튬 동위 원소의 일종으로, 안정 동위 원소이다. 원자핵 안에 양성자 3개, 중성자 4개를 갖고 있다. 자연에서 발견되는 리튬의 약 92.5%가 리튬-7이며, 나머지 7.5%는 리튬-6이 차지하나, 자료에 따라 동위 원소의 수치에 약간의 차이가 있다. 빅뱅 핵합성의 결과로 생성된 핵종이다.
리튬 동위 원소
리튬-6은 리튬의 안정적인 동위 원소이다. 전체 리튬 중에서 약 7.5% 정도를 차지한다. 중성자를 쬐면 삼중수소를 방출하므로 핵물리학에서 상당히 중요한 동위 원소로 취급된다.
리튬이온 중합체 전지
현재 휴대기기용으로 사용되고 있는 폴리머 전지는 Polyethylene glycol이나 Polyvinylidene fluoride으로 구성된 폴리머에 전기분해액을 포함시켜 교질화(겔화)한 것으로, 본질적으로는 리튬 이온 전지와 큰 차이가 없다. 하지만 전해질이 준고체상태이기 때문에, 용액이 잘 새어나오지 않는다는 장점이 있다. 다른 방식의 2차 전지에 비해 상당히 가볍고, 메모리 효과도 매우 적다. 모양도 비교적 자유롭게 만들 수 있기 때문에 이용이 증가하고 있다. 애플의 노트북인 맥북, 맥북 프로에서 사용되기도 한다.
활동전위
막 일부에서 활동전위가 일어나면 다시 발화하기 전에 막이 회복되는 시간이 필요하다(불응기). 분자 수준에서 절대적 불응기는 전압 활성 나트륨 채널이 차단형에서 회복되어 닫힌형(불활성형)으로 돌아오는데 드는 시간에 해당한다. 뉴런에는 다양한 전압 활성 칼륨 채널이 존재한다. 몇몇은 빨리 차단형으로 전이되고, 몇몇은 천천히 차단형으로 전이되거나 아예 전이되지 않는다. 이런 다양성으로 인하여 칼륨 채널 일부가 탈분극이 진행되면서 차단형이 되어도 항상 막이 재분극될 수 있는 칼륨 이온 흐름이 존재한다. 반면에 뉴런에 있는 모든 전압 활성 나트륨 채널은 강한 탈분극이 일어나고 수 ms 이내에 차단형으로 전이된다. 나트륨 채널 상당수가 불활성형으로 돌아오기 전에는 다시 탈분극할 수 없다. 절대적 불응기는 발화 빈도를 제한하지만 축삭을 따라 활동전위가 한 방향으로만 전달되게 한다. 본래 활동전위에서 이온 흐름은 양방향으로 전파된다. 그러나 이미 발화되지 않은 축삭만이 활동전위에 반응할 수 있고, 갓 발화한 부분은 활동전위가 확실하게 그 범위를 벗어나서 그 부분을 다시 자극할 수 없을 때까지 반응하지 않는다. 활동전위가 축삭 언덕에서 축삭 말단의 시냅스 단추(, 종말단추)로 전파되는 순방향성 전도()가 일반적이며, 반대 방향으로 전파되는 역방향성 전도()는 매우 드물다. 실험실에서 인위적으로 축삭 가운데 지점을 자극하면 축삭의 양쪽 반이 모두 발화하지 않은 상태이므로 활동전위는 양방향으로 생성되어 하나는 축삭 언덕으로, 다른 하나는 시냅스 단추를 향하여 진행한다.
리튬
원자물리학에는 리튬이 곧잘 쓰인다. 알칼리 금속 중에서는 유일하게 안정된 페르미온인 Li는 극저온 상태인 페르미온적 양자 기체의 효과를 연구하는 데에 쓸모가 있다(BCS 이론 참조). 동시에 광범위한 페쉬베이크 공진(Feshbach resonance)을 일으키므로, 흩어놓는 원자의 거리를 마음대로 정할 수 있으며, 자기장이 완벽히 정밀해야 할 필요도 없어진다.
루이스 구조
원자는 안정된 전자 구조를 이루기 위해 금속은 양이온(양으로 하전된 이온)을 비금속은 음이온(음으로 하전된 이온)을 형성한다. 많은 원소들의 경우에서 이 안정된 원자가 준위는 8개의 전자(2개의 s궤도 함수 전자와 6개의 p궤도 함수 전자)를 지니며 이것은 18족 원소의 원자가 전자 배치와 동일하다. 원자들은 화학적 위치 에너지를 낮추기 위해(또는 더 안정된 상태로 되기 위해) 전자 구조를 재배치한다. 이러한 재배치는 전자를 다른 원자들 사이에서 잃고 얻음으로서 또는 공유함으로써 이루어진다.
납 축전지
납 축전지는 다음과 같은 반응으로 충전과 방전을 반복한다.
과염소산 리튬
과염소산 리튬은 무기 화합물의 하나이다. 산소 이온과 리튬 이온을 하나씩 가지고 있다. 그리고 중앙의 염소가 1개의 부족한 전자를 채우는 대신 최외각 전자껍질에 있는 전자 7개를 산소와 공유하는 특별한 분자구조를 가지고 있다.
원자로
모든 원자로가 연료를 교체할 때 운전을 정지해야 되는건 아니다; 예를 들어, 페블베드 원자로, RBMK형 원자로, 용융염 원자로, 마그녹스, AGR 그리고 CANDU는 원자로 가동 중에도 연료를 갈아끼울 수 있다. CANDU의 경우, 연료를 원자로 노심의 다른 방향에 끼울 수 있는데, 이것으로 인해서 U의 양이 적절하게 조절될 수 있다.
리튬 이온 전지
리튬 이온 전지의 충전 과정은 크게 두 단계로 이루어 진다.
매직 키보드
비교환식의 재충전 가능한 리튬 이온 배터리를 내장하고 있어서 키보드의 중앙 뒷면의 라이트닝 단자를 통해 충전된다. 이 재충전식 배터리는 한 번 충전하면 한 달을 지속한다.
오류 (잠수함)
2차대전이나 현대의 디젤 잠수함은 모두 납축전지를 배터리로 사용한다. 8시간 충전을 해야 한다. 반면에 아이폰 등에 사용되는 리튬이온 배터리는 1시간만 충전하면 된다. 잠수함의 스텔스 성능이 크게 떨어지는 배터리 충전시간만 비교해도, 8배 고성능이 된다.
원자 궤도
양자 이론에 따르면 상태 1은 의 고정 에너지를 가지고 있으며 상태 2는 고정 에너지 . & nbsp; 1의 전자가 & nbsp; 2의 상태로 이동하면 어떻게 되는가? 이 일이 일어나기 위해서는 전자가 정확히 의 에너지를 얻을 필요가 있다. 전자가 이 값보다 작거나 큰 에너지를 수신하면 & nbsp; 1 상태에서 2 상태로 이동할 수 없다. 자, 우리가 넓은 스펙트럼의 빛으로 원자를 조사한다고 가정해 보자. 정확히 의 에너지를 가진 원자에 도달하는 광자는 전자에 흡수 될 것이다 & nbsp; 1 상태에서 전자가 & nbsp; 2로 이동한다. 그러나 에너지가 크거나 작은 광자는 전자가 흡수 할 수 없고 전자는 오비탈 중 하나에 점프 할 수 있기 때문에 오비탈 사이의 상태로는 이동할 수 없다. 결과는 특정 주파수의 광자 만이 원자에 흡수된다는 것이다. 이것은 흡수 선 (absorption line)으로 알려진 스펙트럼을 생성하며, 이는 상태 1과 2 사이의 에너지 차이에 해당한다.
리튬
Li 이온의 높은 전하 밀도와 그에 비례해 역시 높은 질화 리튬의 격자 에너지에 의해 이 반응이 가능하다. 리튬은 표준 환원 전위는 −3,04 V이며, 이는 모든 원소 중의 최저치를 기록한다.
리튬
리튬 이온은 -520kJ/mol로 알칼리 메탈 중에서 가장 높은 수화 엔탈피를 가지고 있으며, 이로 인해 물 속에선 완전히 수화물이 되어 물 분자를 강하게 끌어들인다. 이때 리튬 이온은 주위에 두 개의 HO 분자층을 형성하는데, 가까운 층은 4개의 물 분자로 이루어지고, 이 분자층은 수소 결합을 통해 바깥쪽의 다른 분자들과 다시 연결된다. 이렇게 수소화한 리튬 이온의 지름은 질량은 더 높지만, 수소 분자를 이만큼 세게 끌어당기지 않는 루비듐이나 세슘의 수소화 이온보다도 더 커진다.
수산화리튬
수산화리튬은 탄산리튬과 함께 리튬이차전지의 필수 소재이다. 탄산리튬이 노트북과 휴대폰용 배터리에 자주 사용되는 반면, 수산화리튬은 고성능 전기차 배터리에 사용된다. 고용량 전기차 배터리용으로 주로 사용되는 이유는 배터리 용량을 키우는 니켈과 합성하기 쉽기 때문이다. 리튬광석에서 추출하거나 폐 이차전지에서 수거한 인산리튬을 전환농축해서 만든다.
SS-083 도산안창호
한국은 2018년 현재 세계 1위 리튬이온 배터리 대기업을 보유하고 있다. 부피는 납축전지와 비교해 4분의 1, 무게는 5분의 1밖에 되지 않는다. 기존 납축전지는 디젤엔진을 가동해 10시간을 충전해야 했는데, 리튬이온 배터리는 1시간만에 충전이 된다. 대신 가격이 3배 비싸다.
다이오드 브리지
반대로, 오른쪽에 양전압이 인가되고 왼쪽에 음전압이 인가되면, 전류는 오른쪽에서 위로 출력되어 부하를 거쳐서 아래에서 왼쪽으로 되돌아온다.
원자 궤도
하나의 전자 (수소와 같은 원자)를 가진 원자에서, 궤도의 에너지 (따라서, 궤도상의 임의의 전자)는 배타적으로 formula_2에 의해 결정된다. formula_9 궤도는 원자에서 가장 낮은 에너지를 가지고 있다. formula_2의 연속적으로 더 높은 값은 더 높은 에너지 레벨을 갖지만, 차이는 formula_2이 증가함에 따라 감소한다. 높은 formula_2의 경우 에너지 준위가 너무 높아져 전자가 원자에서 쉽게 벗어날 수 있다. 단일 전자 원자에서, 주어진 formula_2내의 다른 formula_4을 가진 모든 레벨은 (좋은 근사치로) 퇴화되고 동일한 에너지를 갖는다. 이 근사는 핵 자기장의 영향과 양자 전기 역학 효과에 의해 약간의 정도로 나뉜다. 후자는 특히 전자에 가까운 작은 전자의 결합 에너지 차이를 유도하는데, 이는 전자 하나의 원자에서도 매우 약간 다른 핵 전하를 느낄 수 있기 때문이다. 램 이동 참조.
축전기
축전기에 저장된 전기적 위치 에너지를 구하기 위해서 대전되지 않은 하나의 축전기를 생각해보자. 대전되지 않은 축전기의 한 극판에서 다른 극판으로 전자를 옮긴다고 할 때는 일이 필요하다. 그런데 전하를 옮길 때마다 축전기에는 전기장이 생겨 점점 더 많은 일이 필요하게 된다. 어느 한 순간에 한 극판에서 다른 극판으로 전하량 formula_50를 옮긴다고 하자. 이때 양 극판의 전압차는 formula_51 이고, 추가로 formula_52의 전하를 옮긴다고 하면 필요한 일은
이다. 그러므로 formula_54 부터 formula_55까지 이동시키는데 한 일의 양은
이다. 이 일이 전기적 위치 에너지 U로 축전기에 저장되므로
이다. 전하 대신 전압 formula_1로 쓰면
이 된다.
핵융합
핵융합을 겪고 있는 이온은 그 자체로만 핵융합을 하는 것이 아니라, 전자와 함께 하는데, 전자는 이온을 중화시키며 플라스마를 형성한다. 전자의 온도는 일반적으로 이온의 온도 이상이므로, 이온과 충돌할 경우 제동복사를 방출한다. 태양 및 항성은 제동복사에 대해 불투명체이지만, 지상에서 이루어지는 핵융합로는 연관된 파장에 대해 광학 깊이가 얕다. 제동복사의 경우 반사하기도 힘들뿐더러 전기로 바꾸기도 어렵다. 그러므로 핵융합시 제동복사 손실 비율은 중요한 이득의 척도가 된다. 이 비율은 일반적으로 전력을 최대화 하는 온도보다 훨씬 높은 온도에서 최대치를 가진다.
리튬 전지
고성능 전자기기에 있어서도 리튬 전지의 역할은 중요하다. 리튬 전지는 디지털 카메라의 플래시 등에 순간적이고 큰 필요 전류량을 공급할 수 있고, 알칼리 전지에 비해 고전압의 출력을 오랫동안 유지할 수 있다.
전하 밀도
양전하와 음전하가 혼재할 때에는 음전하의 전하 밀도를 다루는 것이 일반적이다. 일정한 부피에 존재하는 전하 운반자의 수를 뜻하는 전하 운반자 밀도와는 다른 개념이므로 혼동하지 않아야 한다. 전하 밀도는 화학에서 입자나 원자, 분자 등의 부피 당 전하량을 의미하기도 한다. 예를 들어, 알칼리 금속의 이온들에서는 원자 반지름이 가장 작은 리튬 이온이 가장 높은 전하 밀도를 갖는다.
활동전위
올라간 전압은 칼륨 채널을 평소보다 더 많이 열고, 칼륨 채널 중 일부는 막이 평소의 휴지 전압으로 돌아가도 곧바로 닫히지 않는다. 또한 활동전위 동안 유입된 칼슘 이온에 반응하여 SK 채널이 추가적으로 열린다. 칼륨의 투과성은 일시적으로 매우 높아지고 막 전위 V는 칼륨 평형 전위인 E에 더욱 가까워진다. 이로 인하여 과분극이 일어나고 이를 후기 과분극( 혹은 )이라 한다. 칼륨 투과성이 원래 값으로 회복되면 정상 휴지 전위값으로 돌아온다.
이온화
주로 물리학의 분야에서는 하전(荷電)이라고도 하며, 분자(원자 혹은 원자단)가 에너지(전자파나 열)을 받아서 전자를 방출하거나, 반대로 밖에서 얻는 것을 가리킨다. (플라스마 또는 전리층을 참조) 또한, 화학의 분야에서는 해리라고도 하며, 전해질(소금)이 용액 속이나 융해 시에 양이온과 음이온을로 나뉘는 것을 가리킨다.
전기 쌍극자 모멘트
예를 들어, 한 쌍의 전하량이 서로 반대인 두개의 전하 또는 전기적으로 중성인 도체가 균일한 전기장속에 있다 하자. 이런 계의 경우 알짜 전하가 0이므로 쉽게 쌍극자 모멘트를 구해 전기장을 구하거나, 라플라스 방정식을 풀어 쉽게 계를 이해할 수 있다. 하지만 양성자나 전자 따위의 전기 쌍극자 모멘트를 계산할 경우에는 질량 중심을 기준으로 잡아야 한다.
루미놀
루미놀이 수산화 이온과 반응하면, 2가 음이온이 형성된다. 과산화수소에서 산소가 발생하고 루미놀 이온과 반응하게 된다. 이 반응의 생성물인 유기 과산화물(organic peroxide)은 질소가 빠짐으로써 만들어지는데 매우 불안정한 상태에 있다. 전자가 이 때 들뜬 상태에 있다가 바닥 상태로 전이되며 에너지를 방출하게 된다. 이 에너지의 방출이 파란색으로 보인다.
리튬
전극전위가 더 높은 칼륨은 여기서 같이 분리되지 않으나, 미량의 나트륨이 섞이게 되며, 이는 리튬을 강한 반응제로 만든다. 이런 리튬은 유기화학용으로는 도움이 되나 리튬 전지용으로는 질이 떨어진다. 전해질의 표면에 모이는 액체 리튬은 전해전지에서 내보내기가 비교적 수월하다. 이외에도 염화 리튬을 피리딘 속에서 전기 분해하는 방법이 있으며, 실험실에서 시험하기에 적당하다.
전기적 연접
일반적으로, 이 시냅스에서는 양쪽 방향으로 이온들이 이동할 수 있다. 하지만, 가끔 어떤 시냅스에서는 전위에 민감한 채널을 가지고 있어 탈분극 시에 열리게 되고 양 쪽 방향 중에서 한 쪽 방향으로의 흐름을 차단할 수 있도록 해준다. 몇몇 채널에서는 칼슘이온이나 수소이온의 농도가 증가할 때 닫히기도 하는데, 이렇게 함으로써 한 뉴런에서의 피해가 다른 쪽 뉴론으로 전달되지 못하게 한다.
리튬
자연적으로는 안정된 원자인 Li(7.6%)와 Li(92.4%)가 존재하며, 반감기가 밀리초(ms) 범위에 드는 방사성의 다른 동위 원소는 인위적으로만 생산할 수 있다.
라이덴병
전형적인 라이덴병은 유리병의 안과 밖에 금속판을 두른 것이다. 병의 위쪽에 뚜껑을 달고 금속 막대가 안쪽으로 통과하여 유리병 안의 금속판과 닿게 한다. 정전 기전기를 이용하여 금속 막대를 통해 전하를 충전한다. 안쪽의 금속판은 접지가 되어 있지 않기 때문에 전하가 방전되지 않고 축적된다.
양공 (물리학)
양공은 자유전자와 비슷하게 전하를 옮기는 캐리어로 행동할 수 있다. 양공에 의한 전기 전도성을 P형이라고 한다. 반도체에 억셉터를 도핑하면 원자가띠가 열 에너지에 의해서 억셉터 준위에 천이되어서 양공의 농도가 높은 반도체를 P형 반도체라고 부른다.
전지
충전지는 방전되는 속도가 더욱 빠르고 하루에 3%까지 잃을 수 있다(온도에 따라 다르다). 그렇기 때문에 충전지는 옷장이나 창고에 보관하고 있다가 위급 시 랜턴이나 라디오에 사용하려고 하면 안 된다. 이런 이유로 인해 항상 일반 전지를 가지고 있는 것이 좋다. 니켈-카드뮴 전지는 살 때 항상 거의 방전되어 있기 때문에 사용하기 전에 꼭 충전을 하고 사용해야 한다.
핵융합
하지만 핵융합의 제동복사에 대한 실질적인 비율은 여러 이유로 인해 상당히 낮아진다. 이는 계산에서 사용된 가정과 실제가 차이를 보이기 때문이다. 첫 번째 이유는, 위 계산은 핵융합 생산물의 에너지가 우선 연료 이온으로 완전히 전달되고, 이후 전자와의 충돌로 인해 에너지를 손실 한 뒤, 제동복사를 통해 에너지를 손실한다는 것을 가정하고 있다. 하지만, 핵융합 생산물은 연료 이온보다 훨씬 빠르며, 많은 경우 직접 전자로 에너지를 전달한다. 둘째로, 플라스마는 단순히 연료 이온만으로 구성되어 있다고 가정되었다. 하지만 실제로, 상당한 비율이 불순 이온이며, 이 이유로 핵융합의 제동복사에 대한 비율은 보다 낮다. 또한 모든 제안된 가둠 방식에 있어, 핵융합 생산물은 에너지를 전달할 때까지 "반드시" 플라스마로 존재하야하며, 그 후에도 일정 시간 플라스마로 "유지된다는" 가정이 있다. 마지막으로, 제동복사를 제외한 에너지 손실의 모든 경로는 무시되어있다.
활동전위
활동전위에 관여하는 주요 이온은 나트륨과 칼륨 양이온이다. 나트륨 이온은 세포 안으로, 칼륨 이온은 세포 밖으로 이동하여 평형을 유지한다. 상대적으로 적은 이온 이동만으로도 막 전위를 극적으로 변화시킬 수 있다. 따라서 활동전위 동안 이온 교환으로 변하는 막 안팎의 이온 농도는 무시할 수 있다. 막을 건너는 이온 중 소수는 다른 이온 수송체와 함께 정상 이온 농도비를 유지하는 나트륨-칼륨 펌프에 의하여 다시 되돌아간다. 칼슘 양이온과 염소 음이온은 심장 활동전위와 단세포 조류 "Acetabularia"의 활동전위 등 소수의 활동전위 유형과 연관이 있다.
이온 교환
이온 교환(Ion 交換)은 어떤 물질이 전해질 수용액과 접촉할 때 그 물질 중의 이온이 방출되고 대신 용액 주의 이온이 물질에 흡착하는 현상이다.
사이클로트론
사이클로트론은 높은 진동수의 교류 전압을 사용하는 대전된 입자의 흐름을 가속시킨다. 이때 교류전압은 진공실 내부에서 "dees"라고 불리는 두개의 속이 빈 D모양의 금속 전극 사이에 흐른다. dees는 입자들이 움직이기 위해 서로의 사이에 원통형의 공간을 만들면서, 좁은 간격을 가지고 마주보게 된다. 그 입자들은 이 공간의 중심으로 투입된다. dees는 전극판과 수직인 정자기장이 형성된 큰 전자석의 양극 사이에 위치된다.
자기장은 입자들의 경로를 그들의 운동방향에 수직인 로런츠 힘에 의해 원형으로 휘게 한다.
만약 입자의 속도가 일정하다면 그것들은 dees안 자기장의 영향 아래에서 원형의 경로로 움직일 것이다. 그러나 수천 볼트의 교류 전압의 무선 주파수는 dees안에 걸려있다. 그 주파수는 그 입자들이 한번의 전압 주기 동안 하나의 회로를 만들게 하도록 설정되어있다. 입자들이 다른 dee 전극을 통과한 후 무선 주파수의 방향이 바뀐다. 따라서 입자들이 dee사이의 간격을 통과할 때 마다 전기장은 그것들을 가속시키기에 알맞은 방향으로 설정된다. 이러한 전기력에 의해 입자들의 증가된 속도는 그것들이 더 큰 반지름의 원형 경로를 따라 움직이게 한다. 그래서 입자들은 dee의 중심에서 가장자리로 향하는 나선의 경로로 움직인다. 그들이 dee의 가장자리에 도착했을 때 그 입자들은 dees사이에 있는 작은 간격을 통해 dees에서 빠져나온다. 그리고 그 빠져나온 지점에 있는 목표물을 치거나 목표물을 치기 위해 진공처리된 빔식 진공관을 통해 사이클로트론을 떠난다. 다양한 재료들이 목표물이 될 수 있다. 그리고 충돌에 의한 핵반응은 사이클로트론을 나와서 분석을 위한 장치 안으로 유도되는 2차적인 입자들을 생성한다. 사이클로트론에서 입자들은 나선형의 경로에서 여러번 가속전압의 영향을 받기 때문에 여러번 가속된다.
이런 현상이 발생하기 위해서는 전압의 진동수는 입자의 사이클로트론 공명진동수와 일치해야한다.
이 식에서 B는 자기장의 세기, q는 대전입자의 전하량, m은 대전입자의 상대적 질량이다. 이 식은 중심으로 향하는 힘(구심력)과 로런츠 힘이 같을 때 성립한다.
리튬
대부분의 리튬 염은 물에 잘 녹으므로 액체 내에 포함된 리튬의 양을 구명하는 것은 보통은 쉽지 않다. 여기에 사용할 수 있는 방법의 하나로 수산화 나트륨 등으로 리튬이 용해된 액체를 알칼리성으로 만들고, 인산 수소 나트륨(NaHPO)을 첨가한 후 가열하면 비용해성 물질인 인산 리튬이 고체 형태로 드러난다.
전극
전극(電極, electrode)은 회로 내의 도체로 전류를 흘러들어가게 하거나 나오게 하는 단자이다. 전원에서 전류를 내보내는(자유전자를 받아들이는) 쪽이 양극(양전극, +), 전류를 받아들이는(자유전자를 내보내는) 쪽이 음극(음전극, -)이다. 전지 따위의 직류 전원에서는 양극과 음극이 고정되어 있으나, 가정용 콘센트 따위에서 공급되는 교류 전원에서는 양극과 음극이 계속해서 바뀐다.
리튬
빅뱅 이후 수소와 헬륨 외에도 Li의 상당량이 만들어졌으나, 항성 내에서 리튬과 수소 사이에 일어난 양성자-양성자 연쇄 반응 PP II에 의해 더 무거운 원소로 변화하면서 현재까지 대부분이 사라졌다. 갈색 왜성의 경우는 수소의 핵융합을 불러일으키기에 필요한 75 목성 질량(1,8986·10)에 미달하고 온도도 충분히 높지 않은 까닭에 빅뱅으로 탄생한 리튬을 현재까지도 제대로 보존하고 있다. 따라서 리튬은 지구 외부에서는 흔하지 않은 축에 들고 갈색 왜성의 존재를 규명하는 데 쓰일 수 있다.
리튬-6
리튬-6(Li)은 리튬 동위 원소의 일종으로 안정 동위 원소이다. 원자핵 안에 양성자와 중성자가 각각 3개씩 들어 있다. 자연에서 발견되는 리튬의 약 7.5%가 Li이며, 나머지 92.5% 정도는 Li이 차지한다.
리튬
리튬 금속을 합성하려면 탄산 리튬을 염산과 섞는다. 이산화 탄소는 기체로 흩어지고 염화 리튬이 용해된 상태로 남는다. 이 용액을 진공 증발기 내에서 염화물이 결정체가 될 때까지 농축한다.
니켈-카드뮴 전지
니켈-카드뮴 전지는 수산화니켈로 된 양극, 수산화카드뮴으로 된 음극, 분리막, 알칼라인 전해질로 되어 있다. 니켈-카드뮴 전지에서 일어나는 화학 반응은 다음과 같다.
전지가 방전될 때 왼쪽에서 오른쪽으로 가는 반응이 일어나고, 전지를 충전하면 오른쪽에서 왼쪽으로 가는 반응이 일어난다. 알칼라인 전해질(보통 수산화칼륨)은 이 반응에서 소비되지 않는다.
리튬
리튬은 상온 상태에서는 가장 가벼운 고체(밀도: 0,534 g/cm)로 -260 °C에서 고체를 형성하는 수소만이 더 가볍다(밀도: 0,0763 g/cm). 리튬은 다른 알칼리 금속과 마찬가지로 결정체로는 입방정계 형식의 구슬 모양을 이룬다. 알칼리 금속 중에서는 녹는점과 끓는점이 가장 높고, 제일 단단하기도 하지만, 모스 경도 0.6으로 자르는 것이 여전히 용이하다. 전도율과 열전도율은 높다(전도율: 구리의 18% 정도).
리튬
이차 전지인 리튬 이온 전지는 휴대전화, 노트북 컴퓨터의 전원으로 사용된다.