Goolge_adsense_default_ad




리튬이온 배터리를 오래 쓰려면? Mac과 iPhone


최근 4년간 아내와 비슷한 시기에 2년 마다 아이폰을 교체 했었는데, 이상하게 두 번 연속 아내의 아이폰은 배터리에 문제가 없었는데 저의 아이폰은 1년 반쯤 지나면 배터리가 부풀어 올라 중간에 배터리를 교환해야 했습니다. 연속으로 이런 일을 겪고나니 제품 뽑기가 잘 못 되었다기 보다는 저의 배터리 사용 습관에 문제가 있는게 아닌가 싶어 자료를 찾아보다 간단히 글을 남깁니다.

결론부터 말씀드리면, 저의 경우 아이폰을 사용하지 않을 때면 항상 충전기에 꽂아두어 왠만한 경우 90% 이상의 충전 상태를 유지했고 아내의 경우는 아이폰을 한 번 충전한 다음 배터리 잔량이 30~40%정도가 될 때 까지는 다시 충전기에 꽂지 않았는데 이 습관의 차이가 배터리의 수명차이를 만들어 낸 것으로 보입니다. 

아래는 일정한 전류로 리튬이온 배터리를 방전시킬 때의 방전커브인데 세로축은 배터리셀의 전압, 가로축은 방전 상태를 나타냅니다. 배터리의 충전 용량이 100%에 가까울 때는 (아래 그래프의 붉은색 부분) 셀 전압이 4V 이상인 구간이 존재하며 잔량이 대략 80%~20% 정도일 때는 셀 전압이 3.7V 근처에서 상당히 오랫동안 일정하게 유지되는 것을 보실 수 있습니다. (그래프의 파란색 부분) 

리튬이온 배터리의 방전 커브 
원본 출처 - ibt-power.com (첨삭 추가)

리튬이온 배터리에 관련된 글을 몇 개 찾아 읽어본 결과 배터리의 수명을 늘리기 위해서는 배터리를 위의 그래프에서 파란색으로 표시된 영역에서 되도록 오래 사용하는 것이 좋다고 합니다. 충/방전시에 리튬이온이 배터리의 음극을 드나들 때 마다 이온의 이동을 방해하는 얇은 막이 조금씩 생성되면서 배터리의 수명이 줄어들게 되는데, 배터리가 위 그래프의 파란색 영역에서 동작할 때 이러한 막의 생성속도가 느리다고 합니다. 또한 Battery University 사이트의 링크에 따르면 셀전압이 4.1V가 넘는 상태에서는 배터리의 양극에서 전해액의 산화(Electrolyte Oxidation)가 일어날 확률이 증가해서 배터리의 수명이 줄어 든다고 합니다. 저의 경우는 되도록이면 완충상태를 유지했는데 리튬이온 배터리의 특성을 몰라 본의 아니게 배터리를 가혹조건에서 사용했던 것이지요 ㅜ.ㅠ 

아래는 Battery University 사이트의 또 다른 글에서 가져온 표인데, 배터리셀을 몇 볼트까지 충전하는지에 따라 배터리 수명이 어떻게 변하는지를 비교한 표를 보여주고 있습니다. 셀 전압이 4.2V가 될 때까지 100% 용량으로 충전하여 사용하면(두번째 줄) 원래 용량의 70%가 될때 까지 300~500회 충/방전을 할 수 있지만, 셀 전압이 4.1V가 될 때 까지 충전하여 약 86%의 용량만 충전하여 사용한다면 (세번째 줄) 600~100회 까지 충/방전을 하여도 배터리의 수명이 유지되는 것을 볼 수 있습니다. 반대로 배터리를 과충전 하면 (맨 윗줄) 정상 충전보다 14% 정도 많은 용량을 얻을 수 있지만 배터리 수명은 반으로 줄어드는 것도 보입니다. 리튬이온 배터리에 대해 공부를 많이 해보지는 않았지만 고전압이 리튬이온 배터리의 적인 것 같은 느낌은 확실히 드는군요. 

배터리 충전량에 따른 배터리 수명
원본 출처 - batteryuniversity.com

이 밖에도 리튬이온 배터리의 수명에 영향을 미치는 요소로 온도나 방전 속도도 중요한 것으로 보입니다만, 이런 요소들의 경우 맘대로 조절하기가 힘들다고 보기 때문에 이 번 글에서는 언급하지 않겠습니다. 충전 속도도 배터리 수명에 영향을 미치는데 급하지 않다면 충전도 천천히 하는게 배터리 수명에 좋다고 합니다. 저의 경우 이번 글을 계기로 배터리 충전 습관을 바꿔서 왠만한 경우 90% 이상은 충전해 두지 않을 생각입니다. 한가지 깜빡 할 뻔 했는데, 배터리에 과방전이 일어나면 음극에서 비가역적 화학변화가 일어나서 과충전보다 더 안 좋다고 하니 함께 조심해야 겠습니다. 배터리 사용 습관을 바꾸고 나서 정말로 오래 썼는지는 지금 쓰는 아이폰7의 약정 기간이 끝나고나면 이 글의 본문에 추가할 생각입니다. 부족한 글 읽어 주셔서 감사합니다.









덧글

  • 은이 2016/12/26 14:02 # 답글

    대충 쉽게 적으면 출퇴근 지하철과 상당히 비슷합니다.
    기본적으로는 천천히 타고 내리는게 좋은데,
    텅 비어있을땐 고속으로 빠르게 넣어도 잘 들어가는데, 꽉 찰 수록 그게 힘들어지고 천천히 넣는게 좋죠.

    실제로 대량의 셀을 쓰는 전동 기기의 충전기 같은경우
    마지막에 꽉 채울때 천천히 셀 밸런싱 하며 집어 넣는게 시간이 많이 걸리기도 하구요

    거기에 추워지면 타고 내리는(?)게 힘들어지고.... 이래저래 보면 참 비슷하죠~_~;;
  • 골수공돌이 2016/12/26 15:36 #

    출퇴근 지하철 비유 적절하네요 ^^
  • 명륜동금수저 2016/12/26 18:54 # 답글

    즉 과식하지 말고 적당히 먹으라는 거군요.
  • 골수공돌이 2016/12/27 08:40 #

    네~ 사실 저 같은 경우는 출퇴근길 한시간 정도만 배터리가 버티면 되서 앞으로는 완충을 자제 해볼까 합니다. ^^
  • 개발부장 2016/12/27 00:55 # 답글

    오, 완충도 안 좋았군요...! 밤새 충전하는 버릇이 있었는데 수정해야겠습니다.
    ...그보다 컴에 거의 늘 연결해두는데 이걸 어쩐다;;
  • 골수공돌이 2016/12/27 08:40 #

    저도 비슷하게 충전하고 있었는데 이제는 자기전에 충전기를 빼 두려고 합니다.
댓글 입력 영역