리튬이온 배터리 방전 - lityum-ion baeteoli bangjeon

[전기신문 윤병효 기자] 일상생활에서 배터리가 들어간 전자제품이 늘어나고 있다. 스마트폰부터 청소기, 노트북, 파워뱅크, 자전거, 자동차까지 기존에 코드롤 꽂아 사용하던 전자제품들이 이제는 배터리를 장착하고 코드리스 형태로 출시되고 있다.

배터리 오랫동안 안전하게 사용하기 위해서는 배터리 특성을 잘 이해할 필요가 있다. 국내 리튬이온배터리 제조업체인 삼성SDI가 알려주는 배터리의 기본상식을 통해 특성을 이해해보자.

1. 배터리 0%까지 방전해야 오래 사용한다? 잘못된 상식

배터리를 0%까지 완전히 방전시켜야 오래 사용할 수 있다는 얘기는 완전히 잘못된 상식이다.

리튬이온배터리는 굳이 완전 방전 후 충전을 하지 않아도 오래 사용할 수 있다. 과거에 사용하던 납축전지나 니켈-카드뮴(Ni-Cd)전지의 경우에는 완전 방전되지 않은 채 충전을 하면 배터리의 실제 용량이 줄어드는 ‘메모리효과’가 발생했다. 그 사용경험이 남아있어 배터리에 대한 잘못된 상식으로 자리잡게 된 것으로 보인다.

리튬이온배터리는 메모리효과가 없어 자유롭게 수시로 충전을 해도 아무런 문제가 없다. 오히려 리튬이온배터리는 100% 완전 충전과 0% 완전 방전 시 내부 소재가 열악해지는 특성이 있어 10~90%, 20~80% 등의 안전마진(SOC)을 두고 사용하는 것이 더 효과적이다.

2. 전원을 끄거나 비행모드, 절전모드로 하면 충전이 더 빨라진다!

휴대폰의 경우 통신과 디스플레이에 가장 많은 전력을 사용한다. 그렇기 때문에 비행기 탑승 모드로 통신을 차단하거나, 초절전 모드를 실행하거나 전원을 끄면 디스플레이에 소요되는 전력이 차단돼 충전 속도가 빨리질 수 있다.

3. USB보다 어댑터 충전이 더 빠르다!

USB 충전 방식보다 어댑터를 이용하는 것이 더 빨리 충전할 수 있다. USB보다 어댑터에 흐르는 전류의 양이 많게는 4배 정도 많아 충전이 더 빨라지는 원리이다.

배터리는 양극, 음극, 분리막, 전해질과 같은 4대 요소로 구성돼 있다. 이들은 대부분 화학물질로 만들어 진다.

리튬이온이 전해질을 통해 양극, 음극을 이동하며 충전, 방전되는 원리로 배터리의 충방전이 이뤄진다. 화학물질은 온도가 낮아질 수록 반응 속도가 느려지는 특성이 있다. 리튬이온배터리도 온도가 낮아지면 내부 리튬이온의 이동속도가 감소해 충전이 다소 느려질 수 있다. 온도가 일정 수준까지 오르면 배터리 안에 있는 리튬이온의 움직임이 많아져 충전에 속도가 붙는다. 겨울철 전기차 배터리 성능이 떨어지는 것도 비슷한 이유이다. 배터리 성능 저하를 막기 위해 배터리팩에 히팅이 되는데 이로 인해 배터리가 더 빨리 닳게 되는 것이다.

5. 충전 케이블의 굵기가 굵을수록 충전이 빠르다!

충전 케이블 굵기가 얇으면 전류의 저항이 커져 전류 손실이 상대적으로 많아진다. 충전 케이블이 굵으면 전류 저항이 적어 충전 속도를 조금이나마 높일 수 있다.

6. 스마트폰 배터리 오래 사용하는 법!

스마트폰에서 배터리 사용량을 가장 크게 차지하는 분야가 디스플레이이다. 디스플레이의 밝기를 어둡게 할 수록 배터리 소모가 줄어든다. 화면의 밝기를 ‘자동밝기’로 하지 말고 수동으로 어둡게 조절하면 배터리를 조금이라도 오래 사용할 수 있다.

사용하지 않는 기능이나 앱은 꺼두는 게 좋다. 스마트폰에 GPS, 와이파이, 블루투스 등의 기능은 잘 사용하지 않으면서도 나도 모르게 켜두는 경우가 많은데 이로 인해 지속적으로 배터리 소모가 발생한다. 또한 스마트폰을 사용하다 보면 여러 앱들을 설치하게 되는데 이 중에서 실제로 사용하는 앱은 몇 개 되지 않는다. 불필요한 앱을 삭제하면 배터리 절약에 도움이 된다.

나도 모르는 사이 자동 업데이트가 실행되면 배터리 소모를 촉진할 수 있기 때문에 수동으로 전환하는 것이 낫다.