한파와 배터리 관리
한파와 배터리 관리
  • 김종렬
  • 승인 2014.01.14 11:02
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주위 온도 낮으면 화학작용 안 일어나

배터리 주위에 수건 등으로 덮어둬야
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최근 지구 온난화로 인한 이상기온 현상으로 우리나라에도 예년과 다르게 겨울철에 온도가 급격하게 낮아지는 한파가 많이 발생한다. 이러한 한파로 자동차는 평소와 다르게 고장 발생으로 운행할 수 없게 되기도 한다.

특히 시동불능이 문제로 원인은 대부분 배터리의 성능저하이다. 왜냐하면 겨울철 배터리는 외부 온도변화에 따라 배터리 전해액의 상태가 변해 화학작용이 일어나지 않기 때문이다.

자동차의 배터리는 보통 납산 배터리를 많이 사용하며, 구조는 양극판의 과산화납과 음극판의 해면상납이 작용 물질인 묽은 황산과 증류수의 혼합물인 전해액과 접촉해 화학 작용을 일으켜 전기에너지를 생성하도록 돼 있다.

배터리는 기동장치 등에 전기를 공급하면 방전이 되고 발전기나 외부에서 전압을 가하면 충전이 되는 화학작용을 반복한다. 배터리가 방전되면 양쪽 극판이 황산납이 되고 전해액은 물로 바뀌어 전압이 낮아지며, 반대로 충전이 되면 극판에 부착돼 있는 황산납이 분해돼 황산이 전해액 속에 방출되게 돼 양극 사이의 전압을 높이게 된다.

이러한 황산의 농도에 따라 전해액의 비중은 차이가 나는데 물을 1.000으로 보았을 때 비중이 높을수록 충전이 됐다고 볼 수 있다. 그래서 배터리가 완전 충전됐을 때 표준 온도 20℃에서 열대지방에서는 1.240, 온대지방에서는 1.260을 주로 사용하며, 한랭지에서는 1.280의 비중을 사용한다.

우리나라는 온대지방에 속하므로 1.260의 비중인 전해액을 사용하고 있으며 비중이 낮을수록 방전상태라고 볼 수 있다. 하지만 이러한 비중은 항상 일정한 것이 아니라 충전과 방전 상태 및 전해액의 온도 등에 따라 수시로 변화한다.

그래서 겨울철 한파로 인해 배터리 주위 온도가 낮으면 전해액의 온도가 낮아져 황산과 극판 작용물질의 화학작용이 활발하지 못하므로 배터리가 방전됨에 따라 전해액 속의 황산이 양쪽 극판에 흡수돼 전해액은 물만 남게 돼 비중이 낮아져 용량이 저하되고 시동이 불가능하게 되는 것이다.

이러한 비중의 변화로 인해 완전 충전된 배터리는 ?60℃까지 얼지 않지만 완전 방전된 배터리는 ?10℃에서 어는 경우가 있어 비중이 낮아진 배터리를 그대로 방치하면 파손되는 경우가 발생하므로 한파 시에는 배터리 주위에 수건 등으로 덮어두면 방전과 동파를 방지할 수 있다.


<제공: 김연수 교수 한국폴리텍대학 달성캠퍼스 자동차학과(자동차정비기능장)>
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