휴대폰-노트북 '배터리 수명' 확 늘리는 충전법

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휴대폰에서 전기차까지 현대인은 배터리와 분리된 삶은 단 한순간도 상상할 수 없다. 거의 매일 각종 배터리를 충전하는 일상화됐지만 제대로 된 충전법을 제대로 알지 못하는 사람들이 여전히 많다.

잘못된 충전 습관만 바꿔도 휴대폰이나 스마트워치, 노트북 등의 배터리 수명을 훨씬 더 연장할 수 있다.

가장 많은 사람들이 범하는 잘못된 충전 습관 중 하나가 충전량이다. 배터리를 충전할 때 대부분 충전량을 100%까지 꽉 채우는 경우가 많다. 하지만 이는 배터리 성능을 급격히 떨어트리는 원인이 된다. 100%에 가까워질수록 내부 전압이 최고 상태로 높아져 배터리 내부의 양극과 음극, 그리고 전해질의 화학구조를 변형시키게 된다. 이런 상태가 반복될수록 전기를 저장할 수 있는 용량은 반비례 해서 줄어든다.

또한, 충전기를 꽂은 채 방치하게 되면 배터리는 100% 상태를 유지하기 위해 미세한 충전을 반복적으로 실시하게 된다. 즉 배터리가 자연방전으로 99%로 떨어지면 충전기가 다시 100%로 채우는 충전 사이클이 반복되면서 내부에 열이 발생하고, 그만큼 수명은 짧아진다.

뿐만아니라 배터리 충전이 80%를 넘어가면 저항이 커져서 충전 속도가 느려지고 열이 많이 발생한다. 열은 배터리의 성능을 떨어트리는 가장 큰 적이다. 고전압상태에서 열까지 더해지면 부품 노화가 급속히 빨라진다.

배터리 성능을 오래 유지하려면 배터리 잔량을 20%~80% 사이로 유지하는 것이 좋다. 갤럭시나 아이폰, 일부 노트북 등은 ‘배터리 보호’나 ‘성능 최적화’ 기능을 내장하고 있어 기능이 작동하도록 설정하면 배터리 성능을 최적 상태에서 유지되도록 기기가 알아서 작동한다.

온도가 높은 환경에서 배터리를 충전하는 것은 피해야 한다. 고온은 배터리 내부의 액체 전해액을 기화시키거나 분해하고 이 과정에서 가스가 발생해 배터리가 부풀어 오르는 현상이 일어나는데 전해액이 감소하면 이온의 이동이 방해받기 때문에 그만큼 성능이 떨어진다.

고온은 배터리에서 전기를 저장하고 내보내는 핵심 재료인 리튬 산화물의 결정 구조를 변화시켜 전기를 저장할 수 있는 공간이 파괴된다. 또한 온도가 높으면 배터리를 사용하지 않아도 내부에서 스스로 에너지를 소비하는 자가방전 현상이 훨씬 촉진되면서 전기가 급격히 소모된다.

이상적인 충전 온도는 사람이 편하게 느끼는 온도와 비슷한 섭씨 20도~25도 사이다. 주차된 차 안이나 직사광선이 비치는 더운 환경에서 기기를 충전하는 것은 꼭 피해야 한다.

너무 낮은 온도에서도 배터리 성능이 떨어진다. 0도일 때는 25도와 비교해 10~20%의 성능이 저하되고 영하 10도 이하에서는 30%, 20도 이하에서는 50%까지 떨어지고, 영하 30도 아래로 낮아지면 제대로 작동하지 않거나 아예 방전된다. 저온에서 배터리 성능이 떨어지는 정확한 이유에 대해서는 아직 과학적으로 완전히 해명되지 않았다.

고속 충전 배터리의 경우 일반 배터리보다 성능이 빨리 열화될 수 있다. 급속 충전은 리튬 이온이 빠르게 이동하기 때문에 양극 내부에 제대로 자리 잡을 시간이 부족해질 가능성이 높다. 이 때문에 일부 리튬이 전극 표면에 금속 침전물 형태로 축적될 수 있는데 침전물이 쌓이게 되면 에너지 저장을 위해 사용할 수 있는 리튬의 양이 그만큼 줄게 돼 배터리 용량이 저하되는 것이다.

고속 충전은 더 많은 열을 발생시킬 수도 있고, 이는 배터리 소재를 열화시키는 화학반응을 가속화시키게 된다. 심할 경우 과열로 인해 배터리가 부풀어 오르거나, ‘열폭주’로 불리는 화재-폭발 등으로 이어질 수 있다.

이런 이유로 최신 스마트폰이나 노트북, 전기차의 경우 충전 중 전압과 전류, 온도를 모니터링하는 정교한 배터리 관리 시스템이 탑재돼 있다.

편리하다는 이유로 고속 충전을 선호하지만 완성도가 떨어지는 제품은 성능이나 수명이 일반 배터리에 비해 훨씬 짧을 수 있어 선택에 유념해야 한다.