배터리 충전/방전할 때 전자는 어떻게 움직일까?

위 그림의 왼쪽은 배터리가 완전히 방전되었을 때이고 오른쪽은 충전되었을 때의 상태이다. 파랑색이 전자이다.

왼쪽 그림과 같이 완전 방전 상태에서 외부에서 전선으로 전원을 연결하면 양극의 전자가 음극으로 이동하여 음극에 쌓인다. 양전하와 전자는 서로 당기고 있기 때문에 두 전하를 떼어 놓기 위해서는 외부 에너지가 필요하다.

완전 충전되었을 때는 오른쪽 그림과 같이 배터리의 양극에 플러스 전하가 있고 음극에 전자가 모여 있다. 이 때 외부에 전선으로 연결하면 음극의 전자가 전선을 통해 양극으로 이동하며 음극의 모든 전자가 양극으로 이동하면 왼쪽 그림과 같은 상태가 된다. 양전하와 전자는 서로 당기기 때문에 이러한 인력에 의해 외부로 에너지가 방출한다.

배터리가 충전되고 방전되는 과정은 2개의 공기 탱크에서 한 탱크의 공기를 다른 탱크로 이동 시키는 과정과 비슷하다. 충전 시에는 에어 콤프레셔를 이용하여 한쪽 탱크의 공기를 다른 탱크로 이동킨다. 한쪽의 공기 탱크의 압력은 줄어들고 다른 공기 탱크의 압력은 증가한다. 방전 시에는 2개의 탱크 사이에 파이프로 연결하여 공기를 빠르게 이동 시키고 이 공기 흐름으로 일을 할 수 있다.

# 배터리 효율