"배터리 충전, 계속 꽂아둬도 좋아요"

[이데일리 김현아 기자] “스마트폰 배터리를 완전 방전한 다음 충전하는 것이 좋을까요, 수시로 충전하는 것이 더 좋을까요?”

“스마트폰이 100% 충전됐을 때, 얼른 빼는 것이 좋을까요, 좀 더 꽂아두는 것이 좋을까요?”

배터리에 관한 속설과 궁금증을 한방에 해소해주는 책이 나왔다.

미래창조과학부 국가과학기술연구회(이사장 이상천) 산하 전기전문 출연연구기관 한국전기연구원(원장 박경엽, 이하 ‘KERI’)은 최근 배터리에 관한 국민들의 궁금증을 해소하고 속설 등에 관해 올바른 정보를 제공하기 위해 ‘올바른 배터리 이용을 위한 KERI 배터리 가이드북’을 발간했다.

KERI 배터리 가이드북은 KERI 홈페이지에서 다운로드 받을 수 있다. KERI는 2013년 여름에도 낙뢰사고로 인한 국민들의 궁금증과 불안이 증가했을 때, ‘낙뢰 안전 가이드북’을 펴내 낙뢰 피해를 예방하는 방법을 홍보했다.

◇다음은 주요 질문에 대한 일문일답

Q. 날씨가 추울 때 휴대폰 배터리가 더 빨리 닳는다는 분들이 있는데, 온도와 배터리에 상관관계가 있는건가요?

A. 예, 날씨가 추워지면 전지 속의 양이온과 음이온의 움직임이 느려집니다. 특히 리튬전지의 리튬 이온은 전해질과 양극 및 음극에서 움직이는데, 온도가 낮아질수록 전지 내부 리튬이온의 이동속도가 저하하여 전지의 내부저항이 증가하게 되고 배터리의 성능이 현저히 저하하는 것입니다. 즉, 배터리의 저항이 증가하여 전압이 낮아지고, 배터리 속의 전기를 일부만 사용할 수 있다는 두 가지 원인이 동시 작용하기 때문에 배터리가 더 빨리 닳게 됩니다.

영하 10도로 추운 날에는 에너지가 30% 정도 감소하고, 영하 30도에서는 거의 작동을 하지 않습니다. 따라서 산이나 스키장 같은 추운 곳을 갈 때는 배터리 여분을 챙겨 가거나, 따뜻하게 보관하는 것이 좋습니다.

Q. 그럼 온도가 낮아지는 정도에 따라 배터리가 닳아지는 양도 점점 더 커지나요?

A. 네 맞아요. 제가 알기 쉽게 시간으로 설명을 해 드릴게요. 25도에 완전히 충전된 새 배터리를 방전시키는데 걸리는 시간을 5시간으로 잡는다면, 실험 결과 0도에서는 4시간40분, -10도는 4시간 16분, -20도는 3시간 40분, -30도에서는 2시간 14분까지 줄어들었습니다.

Q. 빨간색 그래프 오른쪽에 적힌 사용전지는 흔히 말하는 중고 배터리 인가요?

A. 네 맞아요. 실험에서는 사용한지 1년이 된 배터리를 사용했습니다. 새 전지보다 성능이 확실히 떨어지는게 보이죠? -30도에서는 방전시간이 1시간 21분까지 줄어들었구요.

Q. 보통 우리가 휴대폰이나 다른 기기의 배터리를 다 사용한 다음에 충전을 해야 오래 사용할 수 있는 걸로 알고 있는데요. 맞는 말인가요?

A. 예, ‘니카드’라는 전지가 그렇습니다만, 요즘은 거의 사용하지 않습니다. 다만, 요즘 주로 사용하는 리튬이차전지는 그렇지 않습니다. 부가적으로 리튬이온전지는 정상 작동 범위가 있는데, 하한 전압 이하로 유지되면, 전지의 구성 재료가 부식되어 기능을 하지 못하게 됩니다.

이것은 우리가 통상 사용하게 되는 알카리 전지의 경우 다 사용한 전지가 바깥으로 가끔 액체가 나오게 되는데 그것과 동일한 결과로 이해할 수 있습니다. 따라서 보통의 일상생활에서는, 늘 충전한 상태로 사용하는 것이 좋다고 할 수 있습니다.

Q. 디지털 카메라의 경우에는 사진을 찍을 때 켜고 안 찍을 때는 꺼두는 게 더 오래 사용을 하는 건가요? 아니면 계속 켜 두는 게 좋은 건가요?

A. 네. 디지털 카메라의 스탠바이(standby) 상태, 즉, 대기에 필요한 전력량과 On/Off, 즉 껏다켰을 때 필요한 전력량의 관계인데요! On/Off 전력량은 정해진 양이고, 대기 전력량은 시간에 비례하여 증가합니다. 그러므로, 연속해서 찍을 의사가 없을 때는 꺼두는 것이 효과적입니다.

한마디로, 대기시간이 좀 길 경우에는 꺼 놓는 것이 좋겠습니다.

Q. 휴대폰이나 각종 IT 기기의 배터리 수명, 궁금한데요?

A. 네. 연구개발 단계와 소비자들이 사용할 때, 2가지 경우로 나누어서 봐야 하는데요, 연구개발에서는 초기에너지의 80%까지를 수명으로 정의하고 그때의 값으로 수명을 정의합니다. 이 경우 우리가 흔히 사용하는 휴대폰 배터리는 300회~500회 정도로 볼 수 있습니다. 일년 365일을 기준으로 하면, 1년~2년 정도의 수명에 해당한다고 볼 수 있습니다. 물론, 실제 사용하실 때는 2년 이상 사용하셔도 됩니다. 다만, 사용시간은 점차 짧아지게 되죠.

요즘 다른 예를 보시면, 보조배터리를 많이 사용하시는데요, 성능이 낮아진 전지에 신형의 보조 배터리를 사용하면, 고출력, 고전압의 고성능 전지를 이용하여, 저출력, 저전압으로 성능이 낮아진 전기에 저장하여 사용하는 형태이므로, 좋은 사용방법이 아닙니다. 보조 배터리를 연결하여 사용하기보다는 전지를 교체하여 사용하는 것이 보다 효과적입니다.

Q. 그렇다면, 배터리를 오래 쓰기 위한 방법이 있다면?

A. 충전 상한과 방전 하한 전압 범위 내에서 사용하는 것이 포인트입니다. 상한 전압은 충전기의 전자 회로가 안전하게 지켜주므로, 충전기에 계속 꽂아두면 됩니다. 아무리 오래 꽂아 두어도 문제가 발생하지 않습니다.

문제는, 하한 전압 이하로 내려가는 것이 문제인데요, 완전 방전하지 않도록 하고, 완전 방전 하게 되면 곧 바로 충전하는 것이 배터리를 오래 사용하는 비결입니다.

Q. 배터리가 폭발하는 경우 종종 뉴스를 통해서 보곤 하는데요. 실제로 가능한 일인가요?

A. 네. 전지가 충전되는 것은, 전지 내에 산소를 발생할 수 있는 과산화물을 생성시키는 과정입니다. 또한 전지 속에는 휘발유와 같이 가연성인 유기물질을 포함하고 있어, 착화원으로 발화 할 수 있는 조건을 갖추고 있습니다.

여기서 말하는 폭발은 발화하는 것과 같은데, 발화가 매우 빠르게 이뤄지는 것이라 할 수 있으며, 그래서 전지는 늘 폭발할 수 있는 요소를 내재하고 있습니다.

Q. 그럼 추워서 방전된 배터리를 따뜻하게 놔두면 다시 사용할 수 있나요?

A. 전지의 사용하지 못한 전기량은 내부에 잠재적으로 사용 가능한 형태로 남아 있습니다. 따라서 전지의 온도를 높인다면 다시 남아있는 에너지를 사용할 수 있습니다. 이제곧 봄이 찾아올테니 겨울철에 전지의 잠재된 능력도 제 성능을 다시 발현하겠죠?

Q. 우와 신기하네요. 지금 제 배터리가 방전되었는데 꼬꼬마 케리 품속에 꼬옥 어미닭처럼 품어야겠어요

A. 배터리를 따뜻하게 해도 바로 잘 작동하지는 않아요(웃음). 표면은 따뜻해도 내부는 아직 차갑기 때문이죠. 그렇기 때문에 전지를 약 30분 정도 예열을 한 후 사용을 하는 것이 좋아요. 평소에 배터리를 주머니에 넣어서 따뜻하게 두거나 케이스, 헝겊으로 덮어서 보관하는 것도 도움이 되겠습니다.