리튬 배터리, 수명 연장의 꿈 이루려면…

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스마트폰이나 노트북, 디지털 카메라 등에 쓰이는 리튬 배터리는 쓰다보면 용량이 줄어든다. 리튬 배터리의 성능 감소 속도는 배터리 사용 방법에 따라 달라진다. 배터리 분석기를 판매하는 카덱스일렉트로닉스(Cadex Electronics)가 분석한 결과를 이해하면 배터리 수명을 크게 늘릴 수 있다.

리튬 배터리, 수명 연장의 꿈 이루려면…

리튬 배터리 수명을 저하시키는 첫 번째 요소는 사이클. 스마트폰에서 보통 쓰이는 1,500mAh짜리 리튬 배터리의 충방전을 반복해가며 전지 용량 감소를 측정하면 배터리 셀당 충전 전류와 방전 전류값을 변화시킨 어떤 조건에서도 충방전을 반복하면 배터리 용량은 줄어든다. 다시 말해 충방전을 반복하면 배터리는 자연스럽게 용량이 줄어든다는 것이다.

리튬 배터리, 수명 연장의 꿈 이루려면…

다음은 충전 심도다. 리튬 배터리의 열화 상태에 큰 영향을 주는 것 가운데 하나는 방전 심도(Depth of Discharge)다. 예를 들어 1,000mAh짜리 배터리 중 700mAh를 방전하면, 그러니까 충전 상태에서 배터리 잔량을 30% 남길 때까지 쓰면 방전 심도 70%라고 말한다. 보통 방전 심도의 비율이 높으면 배터리 열화도 앞당겨진다.

리튬 배터리, 수명 연장의 꿈 이루려면…

배터리 방전 심도 100%가 되면 300∼500회 정도 밖에 방전을 견딜 수 없다. 충전 시점에서 배터리 잔량이 많을수록 배터리가 떨어질 때까지 충전 횟수가 늘어난다.

다음은 온도. 리튬 배터리가 열에 약하다는 건 잘 알려져 있다. 온도 조건에 따라 리튬 배터리를 1년 동안 방치하면 얼마나 충전 상태를 유지할 수 있는지를 조사해보면 0도 조건에선 40% 충전을 한다면 98%, 100%를 충전하면 94%다. 반면 60도 조건에선 40% 충전을 하면 75%, 100% 충전을 한 경우에도 3개월 뒤에는 60% 밖에 남지 않는다.

4번째는 충전 전압이다. 리튬 배터리의 내구성에 영향을 미치는 요소 가운데 하나는 충전 전압이다. 안전상으로 보면 보통 충전 전압은 4.2V 이하로 억제되어 있다. 이 이상 전압으로 충전하면 충방전 횟수가 늘어나 배터리 용량도 줄어든다.

그렇다면 이런 결과를 봤을 때 리튬 배터리 생명을 유지하는 방법은 뭘까. 리튬 배터리의 성능 자체가 떨어지는 건 어쩔 수 없다. 하지만 배터리를 너무 자주 충전하거나 아예 방전될 때까지 쓴다든지 고온에서 사용하는 건 피하는 게 좋다. 배터리를 보관할 때에도 되도록 저온인 장소를 택하는 게 좋은 건 물론이다. 또 무리한 전압으로 충전을 하는 것도 피하는 게 좋다.

구체적으로 보면 고온이 되기 쉬운 자동차 안에 방치해두는 건 피하고 장기간 보관할 때에는 40% 가량 충전해두는 게 좋다. 시원하고 건조한 장소에서 이용하고 효과적인 충전 전압 관리도 필요하다는 얘기다. 급속 충전기를 쓰더라도 1.5A 이상 전류를 거는 건 피하는 게 좋고 가장 적당한 건 1A 정도 전류값이라고 한다.

또 스마트폰을 무선 충전할 경우 전체 배터리 용량 중 20∼30%가 열로 환원되는데 이 열 탓에 전지가 과열되는 경우가 많다. 냉각에도 신경을 쓸 필요가 있다는 얘기다. 노트북이라면 충전을 끝내면 바로 충전기를 콘센트에서 뺄 필요가 있다는 말도 있지만 충전이 끝나면 자동으로 충전을 멈추기 때문에 어댑터를 뽑을 필요는 없다고 한다.

전자신문인터넷 테크홀릭팀

이원영IT칼럼니스트 techholic@etnews.com