RC용 배터리는 니켈카드뮴(Ni-CD), 니켈수소(Ni-MH), 리튬폴리머(Li-Po), 리튬인산철(Li-Fe), 납축전지(Pb)등이 있습니다...


각각의 배터리의 특성과 관리요령을 설명하겠습니다...




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◈ 니켈 카드뮴 배터리 (Ni-CD)


 


 
초창기 부터 RC유저들이 많이 사용하는 배터리 입니다...


니카드 배터리는 양극은 니켈, 음극은 카드뮴, 전해액은 알카리 수용액을 사용합니다...


최대전압은 1셀당 1.4~1.44v 기준전압은 1.2v 최저방전 전압은 0.8v 입니다... 


장점은 방전율이 높고 급속충전이 가능하고 셀당 생산 가격이 저렴 합니다...


단점은 대용량 배터리 생산이 어렵고 메모리 효과가 있습니다...


메모리 효과란 배터리를 만충해서 사용할때 전부 사용하지 않고 절반 정도만 사용하고 충전하는것을 


반복 할때 배터리가 전체 용량을 인식하지 못하고 중간에 충전한 용량만 인식하는것을 말합니다...


2000mAh 배터리를 1000mAh 정도만 사용하고 충전할 경우 메모리 효과로 인해서 배터리 용량이 1000mAh로 인식하는 것을 말합니다...


메모리 효과가 있을 경우 방전기등을 이용해서 배터리의 방전 종지 전압 0.8v 까지 방전한 다음 충전하면 메모리 효과가 사라 집니다...


니카드 배터리는 방전 종지 전압까지 방전후 충전하는 것이 좋습니다...
(저의 경우 일주일에 한번 정도는 방전후 충전을 합니다.)


방전율은 RC용으로 생산된 제품이 대략 10~15C정도의 방전율을 지원합니다...
(일반 AAA, AA 전지의 경우 2~3c의 방전율을 지원 합니다.)


6셀 7.2v 2000mAh 니카드 배터리의 경우 30A의 방전을 할수 있다는 것 입니다...
(각 제조사마다 방전율이 다름니다.)


충전해 놓은 상태로 오래 보관 할 경우 자가 방전을 하기 때문에 방전율이 떨어지는 경우가 있습니다...


보통 펀치 또는 힘이 떨어 진다고 하지요...


방전율이 떨어진 경우 충전기의 리사이클 충전 모드를 이용해서 2~3회 정도 충방전을 하시면 배터리 펀치가 살아 나기도 합니다...


충전기에서 Ni-CD를 선택후 충전전류는 기본 1c로 충전하시는게 좋습니다...
(6셀 7.2v 2000mAh 니카드 배터리의 경우 충전 전류를 2A 로 설정하시면 됩니다.)


최대 1.5c 2000mAh 배터리 기준으로 3A까지 충전하셔도 되는데 열이 많이 나고 배터리의 수명이 단축 될수 있습니다...
(6셀 7.2v 2000mAh 니카드 배터리를 급속 충전하실 경우 충전 전류를 3A 로 설정하시면 됩니다.)


시간적 여유가 있다면 0.1~0.5c로 충전하시는게 배터리에 무리도 덜가고 충전도 잘됩니다...
((6셀 7.2v 2000mAh 니카드 배터리를 완속 충전 할경우 충전 전류를 0.2~1A 로 설정하시면 됩니다.)


델타피크(mV)란 배터리를 충전하다 보면 만충전이 되면 배터리의 전압이 떨어지는 특성을 말합니다...
(저는 충전기에서 제공하는 기본값으로 사용합니다.)


델타 피크 값을 높게 설정하면 과충전이 되므로 조심하셔야 합니다...
(과충전시 배터리 온도가 상승하는데 최대 50도가 넘어 가지 않도록 하셔야 합니다.)


일반적으로 1셀당 3mV 에서 시작해서 만충전이 안되면 5mV로 올리고 그래도 안되면 8mV로 올려서 충전 하시면 됩니다...
(6셀일 경우 델타피크값은 6 x 3= 18mV, 6 x 5 = 30mV, 6 x 8 = 48mV 이런식으로 설정 합니다.)


1셀당 최대 10mV가 안넘어 가는것이 좋습니다...
(낱셀 충전의 경우 최대 15mV를 안넘어 가는것이 좋습니다.)


델타피크값을 올려도 배터리가 자신의 용량이 충전이 안될 경우에는 배터리 내부 저항이 많이 올라가서 배터리 수명이 다된것 입니다...




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◈ 니켈 수소 배터리 (Ni-MH)


 


 
아직까지 RC유저들이 많이 사용하고 있는 배터리 입니다...


니켈수소 배터리는 양극은 니켈, 음극은 수소흡장합금, 전해액은 알카리 수용액을 사용합니다...


최대전압은 1셀당 1.4~1.44v 기준전압은 1.2v 최저방전 전압은 0.9v 입니다...


장점은 대용량 배터리 생산이 가능하고 메모리 효과가 적고 과충전 과방전에 강합니다...


단점은 니카드보다 방전율이 낮고, 생산 단가도 비싸고 급속충전시 열이 많이 발생 합니다...


또한 자가 방전율이 높기 때문에 충전하고 빠른 시일내에 사용 하셔야 합니다...


메모리 효과가 전혀 없는 것은 아니기 때문에 어느 정도 사용을 했을 경우 방전종지전압까지 방전후 충전하시는 것이 좋습니다...
(대략 1~2개월에 한번 정도 해주시면 됩니다.)


방전율은 RC용으로 생산된 제품이 대략 10c 정도의 방전율을 지원 합니다...



6셀 7.2v 4000mAh 니켈수소 배터리의 경우 40A의 방전을 할수 있다는 것 입니다...
(각 제조사마다 방전율이 다름니다.)




충전기에서 Ni-MH를 선택후 충전전류는 기본 1c로 충전하시는게 좋습니다...
(6셀 7.2v 4000mAh 니켈수소 배터리의 경우 충전 전류를 4A 로 설정하시면 됩니다.)


시간적 여유가 있다면 0.1~0.5c로 충전하시는게 배터리에 무리도 덜가고 충전도 잘됩니다...
(6셀 7.2v 4000mAh 니켈수소 배터리를 완속 충전 할경우 충전 전류를 0.4~2A 로 설정하시면 됩니다.)



배터리 온도가 50도가 넘어가지 않도록 델타피크 값과 충전 전류를 조절하셔야 합니다...
(저의 경우 0.5c로 충전을 많이 합니다.)


델타피크 설정하는 방법이나 나머지 사용법은 니카드 배터리 사용 요령과 같습니다...


※ 에네루프 배터리는 RC용이 아니라서 용량도 작고 방전율이 아주 낮습니다...


    송신기나 수신기용으로 사용하시는게 좋습니다...


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◈ 리튬 폴리머 배터리 (Li-Po)
 




요즘 들어서 RC유저들이 가장 많이 사용하는 배터리 입니다...


리폴 배터리는 양극은 리튬코발트 산화물, 음극은 흑연, 전해질에 젤리 타입의 고체 폴리머를 사용 합니다...


최대전압은 1셀당 4.2v 기준전압 3.7v 최저방전 전압은 2.7v 입니다...


장점은 무게가 가볍고 용량이 크고 자가 방전율이 거의 없고 메모리 효과도 없으며 방전율이 높아서 펀치가 좋습니다...


단점은 충격에 약하고 최대 전압과 최저 전압 이상이나 이하로 떨어 지면 배터리가 제 성능을 발휘 못하거나 사망 합니다...



방전율은 RC용으로 생산된 제품이 대략 20~45c 정도의 방전율을 지원 하고 최대 100c의 고방전을 지원하는 배터리도 있습니다...



2셀 7.4v 5000mAh 20c 리튬폴리머 배터리의 경우 100A의 방전을 할수 있다는 것 입니다...
(각 제조사마다 방전율이 다름니다.)




충전기에서 Li-Po를 선택후 충전전류는 기본 1c로 충전하시는게 좋습니다...
(2셀 7.4v 5000mAh 리튬폴리머 배터리의 경우 충전 전류를 5A 로 설정하시면 됩니다.)


시간적 여유가 있다면 0.5c로 충전하시는게 배터리에 무리도 덜가고 좋습니다...
(2셀 7.4v 5000mAh 리튬폴리머 배터리를 완속 충전 할경우 충전 전류를 2.5A 로 설정하시면 됩니다.)




지금은 기술이 많이 발달되어서 최대 5c 이상 충전 가능한 제품도 출시 되고 있습니다...
(2셀 7.4v 5000mAh 5c 충전 가능한 리튬폴리머 배터리를 급속 충전 할경우 충전 전류를 25A 로 설정하시면 됩니다.)


리폴의 경우 사용을 하다 보면 각각의 셀의 전압이 달라지는 경우가 있습니다...


주로 대방전의 변속기를 사용하는 몬스터트럭이나 1/8버기, 트러기에서 자주 일어 납니다...


셀의 내구성이나 방전율이 약간이라도 다를 경우 셀간의 전압차이는 크게 벌어 집니다...


그런데 충전기는 리폴은 셀당 기준전압으로 충전하기 때문에 전체 셀을 인식해서 전압을 인가 합니다...


차량을 굴린후 2셀용 7.4v 기준 1번셀은 3.8v 이고 2번셀은 3.6v 일 경우 두셀의 전압은 7.4v가 됩니다...


충전을 시작하면 각각의 셀을 3.7v 로 인식해서 충전을 합니다...


만충전이 될때 1번셀은 4.3v 가 되고 2번셀은 4.1v가 됩니다...


그러므로 1번셀은 최대 충전 전압인 4.2v가 넘어 가면서 배터리가 망가지는 것입니다...


그래서 발란스 충전을 해서 두 셀의 셀간 전압 차이를 없애 줘야 합니다...


사용을 하시면서 셀간의 전압의 차이가 많이 벌어진 경우 발란스 충전을 해서 배터리 충전시 배터리가 망가지지 않도록 하셔야 합니다...


셀간 전압 차이가 극히 미미 하게 벌어져 있다면 굳이 발란스 충전을 안하셔도 됩니다...


요즘 충전기는 Li-Po 충전모드가 4가지로 되어 있습니다...


Charge(일반충전), Fast Charge(빠른충전), Balancing Charge(밸런싱 충전), Storage Mode(보관충전)이 있습니다...


* Charge(일반충전) : 리폴 배터리의 최대용량까지 완전 충전합니다.
* Fast Charge(빠른충전) : 리폴 배터리 충전시 마지막 부분의 미세한 전압 차이를 잡아주는 충전을 생략하고 충전합니다.
* Balancing Charge(밸런싱 충전) : 리폴 배터리의 셀간 전압차이를 맞추면서 최대 용량까지 충전합니다.
* Storage Mode(보관모드) : 리폴 배터리의 기준전압인 1셀당 3.7v로 충전합니다.


리폴 배터리를 장기간 사용하지 않을시에는 꼭 보관모드로 충전하셔서 보관하셔야 배터리가 망가지지 않습니다...


리폴 배터리가 배가 불러오는 현상이 나타나면 셀이 망가지기 시작했다는 것입니다...


원인은 최대전압을 넘어가거나 최저전압 아래로 떨어 지거나 최대 방전율 이상으로 사용했을 경우 3가지 입니다...


최대 전압을 넘어 가는 것은 충전기가 안좋거나 충전기 사용상 부주의로 니카드나 수소 모드로 충전할 경우 입니다...
(충전기 사용시 리폴 충전을 지원하는 충전기에서 꼭 Li-Po를 확인하고 충전 전류와 셀수를 입력후 충전하셔야 합니다.)


최저 전압 아래로 떨어지는것은 너무 많이 사용해서 입니다...
(리폴 알람 이라는 셀당 전압이 세팅값(2.7~3.3v) 이하로 떨어 지면 비프음으로 알려주는 장치가 있습니다.)


최저 전압 아래로 떨어진 배터리를 니카드나 수소 모드로 셀당 전압을 2.7v 이상을 올린후 리폴모드로 충전하면 살아 나기도 합니다...
(니카드, 수소 모드에서 충전시 10~30초 정도만 하세요. 너무 오래 충전시 폭발 위험 있습니다.)
 
최대 방전율 이상으로 과방전시 리폴에서 열이 발생 하면서 리폴이 망가 집니다...


배터리 구입시 표기 되어 있는 방전율이 기본 방전율 입니다...
(2셀 7.4v 5000mAh 20c 의 경우 기본 방전율은 100A 입니다.)


그런데 또다른 방전율이 있는데 최대 방전율 입니다...


5000mAh 20c(100A) 배터리 기준으로 대략 10초 동안은 최대 30c(150A)의 방전을 할수 있다고 합니다...


이 시간을 넘어 갈 경우나 허용 방전율 이상(150A)으로 방전할 경우 배터리에서 열이 발생하면서 배터리가 부풀어 오릅니다...


이럴 경우 빨리 열을 식혀주면 어느 정도 재 사용이 가능하기는 한데 이미 배터리에는 데미지가 먹었기 때문에 원래 성능은 안나옵니다...
(저의 경우 열이 난 리폴 배터리를 단자 부분을 제외하고 물에 담가서 열을 식혀서 사용합니다.) 
 
배터리가 망가져서 폐기를 해야 할 경우에 이런 저런 폐기 방법이 많이 나와 있는데 제가 사용하는 방법을 설명해 드리겠습니다...


저는 먼저 망가진 셀을 배터리에서 분리하는 작업을 합니다...


충전을 해도 전압이 안올라 가거나 만충이 되어도 전압이 떨어지는 셀을 찾아서 인두를 가지고 납땜을 제거해서 분리 합니다...
(셀분리 작업을 하실때 쇼트가 나지 않도록 조심하세요.)


그 다음 넓은 공터로 가지고 가서 장갑을 끼고 셀에 송곳으로 구멍을 몇개 뚫어서 인화 물질이 없는 곳에 던져 놓습니다...
(충전이 되어 있다면 방전을 시킨다음 송곳으로 구멍을 뚫으시면 됩니다. 구멍을 뚫을때 가스가 나올수 있으니 주의 하세요.) 


일정 시간이 지나서 테스터기로 전압을 체크해서 0v가 나오고 냄새가 안나면 수거해서 고철 버리는 곳에 버립니다...
(리폴의 +극과 -극을 합선시키면 열이 발생하면서 폭발 할수 있으니 주의 하세요.)


소금물에 담가서 폐기하시는 분들도 계시는데 내부 물질이 소금물과 반응해서 안좋은 화합물이 나올수 있다고 하니 조심 하세요...


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◈ 리튬인산철(A123) 배터리 (Li-FePO4)


 



 
얼마전에 RC에 접목을 시켜서 사용하는 리튬계열 배터리 입니다...


리페 배터리는 양극은 인산철 리튬(폴리음이온), 음극은 흑연, 전해질에 젤리 타입의 고체 폴리머를 사용 합니다...


최대전압은 1셀당 3.7v 기준전압 3.3v 최저방전 전압은 2.2v 입니다...
(최대, 기준, 최저 전압은 제조 회사마다 약간씩 다름니다.)


장점은 메모리 효과가 없고 표준 25~30c(최대50c)방전 1000회 이상 충방전 가능, 5c 이상의 급속충전 가능, 


과충전과 열에 강하고 화재 위험이 없습니다... 


단점은 무게가 무겁고 용량이 작고 전압 강하가 많고 사용 전압이 리폴보다 낮고 2.2v 이하로 방전시 배터리가 사망할수도 있습니다...


초창기에 나온 리페 배터리는 원통형(철 케이스)으로 만들어져서 생산이 되었습니다...


A123시스템 이라는 회사에서 만들어서 국내에서는 한동안 A123배터리로 많이 알려졌답니다...


지금은 리폴과 같은 팩 배터리 형태로 제작을 하고 있어서 무게도 가벼워 지고 용량도 많이 늘어 났습니다...


그러나 아직까지 리폴의 펀치와 용량을 따라 가지 못하기 때문에 RC용으로 사용하시려는 분들은 신중하게 생각 하시길 바람니다...


충전 하는 방법은 위 리폴의 충전 및 보관 방법과 동일 합니다...


단 충전을 하시기 전에 리페 배터리의 셀당 기준 전압(3.3v)을 맞춰 주셔야 합니다...


충전기의 프로그램 메뉴로 들어 가셔서 Li-Po(3.7v), Li-ion(3.6v), Li-Fe(3.3v)중 3.3v 로 설정 하시면 됩니다...


3.3v로 설정후 배터리 선택 메뉴로 나오시면 Li-Po => Li-Fe로 바뀌어 있고 기준 전압도 3.3v 로 바뀌어 있는 것을 확인 할수 있습니다...


충전전류(표준 1c, 급속 5c)를 맞춰 주시고 전압(셀수)를 맞추신 다음 충전을 시작 하시면 됩니다...


2셀 6.6v 2300mAh Li-Fe 배터리의 경우 완속 충전하시려면 충전 전류를 2.3A로 하시면 됩니다...
(저는 반탐BC-6로 충전하는데 최대 충전 전류가 5A까지 지원해서 리페 충전시 5A로 충전 합니다.)


급속 충전 하시려면 11.5A(5c) 정도로 충전 하시면 됩니다...


폐기방법은 완전방전을 시키신 다음 그냥 폐기 하시면 됩니다...



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◈ 납축전지(연축전지) (Pb)
 






시동 장비나 오프에서 리폴배터리 등을 충전할때 사용합니다...


납축전지는 양극은 이산화납, 음극은 납, 전해질에 황산을 증류수에 희석(비중1.25)해서 사용 합니다...


최대전압은 1셀당 2.4v 기준전압 2.0v 최저방전 전압은 1.0v 입니다...


장점은 메모리 효과가 없고 저렴하고 대용량이며 수명이 깁니다...


단점은 방전 효율이 낮고 무겁고 자연방전율이 높습니다...


기본 충전전류는 0.1c 로 용량의 1/10 전류로 충전 하시면 됩니다...


12v 10Ah 납축전지의 경우 충전 전류를 1.0A 로 설정 하시고 충전 하시면 됩니다...


최대 충전 전류는 1/3c 이하로 충전하시는게 좋습니다...


급속 충전시 12v 10Ah 납축전지의 경우 3A 이하로 충전 하시는게 좋습니다...


급속 충전을 할 경우 배터리에서 열이 나면서 황산액이 기화되서 나오기 때문에 실내에서 충전 하시면 안됩니다...


실내에서 충전 하실 경우 열이 나지 않는 정도 까지 전류(권장0.1c)를 낮춰 주셔야 합니다...


납축전지의 경우 메모리 효과가 없기 때문에 사용하신후 수시로 충전을 하셔야 배터리를 오래 사용하실수 있습니다...