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휴대폰 배터리 관리 요령 인쇄
김태환 [cornhead] 1998-10-28 ㅣ No.10 일반 사용자들이 가장 민감하게 생각하는 배터리 관리요령에 대하여 조금 더 참고가 되었으면.. 하는 부분이 있어 그동안 모아온 자료를 올립니다. 우선 요점부터 말씀드리자면.. 메뉴얼에 나와 있듯 배터리를 사용하는데 있어 완전방전,완전충전을 고집하실 필요는 없다.. 라는 것입니다. 현재 대부분의 이동통신기기에 사용되는 충전지인 리튬이온 방식의 전지는 이전의 니켈-카드뮴 방식의 전지와는 특성이 달라 메모리 효과가 없다는 사실은 익히 알고 계시겠지만.. 얼마전 일간지에 "리튬이온 배터리는 완방,완충 보다는 조금씩 충전해서 쓰는 것이 수명이 오래 간다."라는 연구결과가 발표된 적이 있습니다. 즉, 충전방법은 단순히 메모리 효과만이 아닌 전지의 수명에도 크게 영향을 미친다는 것이지요. 자세한 내용은 아래에 올리는 글을 참고하시기 바랍니다. 아래의 글은 천리안 이동통신사용자 동호회 회원중 과학기술부 산하에 있는 한국전기연구소에 근무하시는 분이 올려 놓은 글을 갈무리한 것이기 때문에 약간만 편집하여 장문의 글을 그냥 올리는 점.. 양해하여 주시기 바랍니다. ==================================================================== 전지공부 -------------------------------------------------------------------- 시작하기전에 -------------------------------------------------------------------- 저는 과학기술부 산하 한국전기연구소에 근무하는 서정일이라고 합니다. 이동통신동호회에 배터리에 대한 잘못된 정보등이 계속 올라오고 이것이 계속 구전되어 인식되는 것을 보고 제대로 된 배터리정보를 알리기 위해 우리 연구소내에 전지기술연구팀에 직접 물어봐서 저와 같은 비 전문가 입장에서 이해하여 쉽게 풀어서 쓸려고 합니다. --------------------------------------------------------------------------- 리튬이온 배터리란? --------------------------------------------------------------------------- 기존에 충전이 않되는 전지를 1차전지라고 하죠. 충전이 가능한 전지는 2차 전지라고 부릅니다. 2차전지에는 흔히들 많이 사용되는 것이 니카드전지 입니다. Ni-Cd(니카드=니켈카드뮴), Ni-Mh(니켈메탈하이드라이드)전지등은 공통적으로 니켈이 포함됩니다. 이러한 전지는 메모리 효과를 가집니다. 메모리 효과는 다음에 설명하고 리튬이온 전지는 리튬산화물질로 + 극을 만들고, 탄소로 - 극을 만든다고 합니다. 휴대폰을 사용하기 시작하면 + 극의 리튬이온이 중간의 물질을 지나서 - 극의 탄소격자 속으로 들어 간다고 합니다. 이때, 극판에 손실이 거의 없기 때문에 장수명 특성을 가진다고 합니다. -------------------------------------------------------------------------- 메모리효과란? -------------------------------------------------------------------------- 니켈로 만든 전지에서는 활물질로 사용된 NiOH에서 OH가 떨어졌다 붙었다 하면서 전하를 전달하는 현상이 바로 충전과 방전이라는 전기적 흐름으로 나타납니다. 여기서 shallow charge-discharge를 반복을 하면, 즉 조금 사용하고 다시 충전하고, 조금 쓰고 또 충전하고 하면 NiOH는 고용체를 형성하게 되는데 이 고용체의 형성은 비 가역적인 반응이므로 한번 고용체가 생성이 되면 다시는 되돌아 가지 못하게 되어 남아있는 용량을 사용하지 못하게 됩니다. 이와같이 전지가 마치 사용할수 있는 용량의 한계를 기억하는 것과 같은 이러한 현상을 메모리효과라고 합니다. 따라서 Ni(니켈)을 포함하고 있는 전지는 만충전(100%충전)하였다가 완전히 바닥이 날때까지 사용(단, 전지가 허용하는 방전하한선 까지만)하는 것을 반복하는 것이 가장 잘 사용하는 방법입니다. 그러나 리튬이온배터리는 메모리 현상이 없으므로 사용자가 임의대로, 주변환경에 따라 수시로 충전하여 사용하여도 거의 수명에 영향을 미치지 않습니다. 오히려 조금쓰고 충전하고 조금쓰고 또 충전하고 하면 Ni-계 전지와는 정반대로 수명이 길어지는 효과(표현이 정확하지 못할지도 몰라요)가 있습니다. 이러한 이유때문에 리튬이온전지가 Ni-계 전지보다 훨씬 비싼데도 더 수요가 늘어나 고 사용자가 찾게되는 것 입니다. --------------------------------------------------------------------------- 리튬이온전지의 모양 --------------------------------------------------------------------------- 기본적인 모양은 원통형입니다. 이전 퀄컴기종에 보면 이게 보이죠. 이 원통하나 를 셀이라고 부르는 데, 3.6 볼트 전압을 냅니다. 또 다른 모양으로 각형이 있읍니다. 현재 대부분 사용되는 모양이죠. 각형은 대량생산이 곤란하기 때문에 원통형이 비해서 비싸고, 무게도 무겁다고 합니다. 리튬이온전지를 보면 단자가 4개 보이죠. 2개는 정말 충전을 위하여 있는 단자 입니다.(B+, B-) 나머지 2개는 무었일까요? 이것은 모니터링 단자입니다. 내부에는 조그만 저항이 연결되어 있어서 휴대폰이나 충전기에서 이 배터리는 리튬인지 아닌지, 대용량인지 소용량인지를 구별해 낸다고 합니다. 특히, 똑똑한 충전기의 경우 용량을 판단해서 '2시간내에 충전하려면 얼마나 큰 전류를 흘려야 되는지 계산하여 충전한다고 합니다. ------------------------------------------------------------------------- 충전기의 충전방식 ------------------------------------------------------------------------- 전지가 충전된 후 배터리를 계속 두려면 불안하죠. 제대로 된 충전기라면 그냥 두어도 상관없으나 잘못된 충전기라면 문제가 될 수도 있습니다. 리튬이온배터리는 특성상 충전시작때 정전류방식을 사용한다고 합니다. 따라서, 충전전류를 일정하게 계속 가해주면서 단자전압을 계속 검사합니다. 단자전압이 4.2 볼트까지 상승하면 이때부터 정전압 회로를 구동하여 4.2볼트로 유지합니다. 그렇게 되면 충전전류가 점점 감소하여 0이 되는 것입니다. 따라서, 제대로 된 충전기라면 며칠을 그냥 꽂아 두어도 실제 만충전 이후에는 충전되지 않습니다. 그러나, 문제는 4.2볼트를 정확히 측정하지 못하는 충전기인 경우 (특히 비품 충전기), 과충전 또는 부족충전될 가능성이 있습니다. 또, 일부 충전기의 경우 정확히 4.2볼트를 측정할 자신이 없는 경우 4볼트정도 에서 정전압으로 바뀌어 만충전되지 못하는 상황이 벌어지기도 합니다. 특히, 과충전의 경우 리튬이온전지 특성상 급격히 수명이 짧아진다고 합니다. (4.2볼트는 1셀일때고, 2셀 즉, 1셀 2개 직렬연결인 경우 2배가 됨) ---------------------------------------------------------------------- 리튬배터리의 수명 ---------------------------------------------------------------------- 세상에 무한한 것은 없다고 합니다. 하물며, 전지는... 앞서 언급한 바와 같이 리튬이온은 장수명을 가질 수 있도록 설계되어 있지만 하늘이 주신(?) 수명은 기껏해서 수천회 충방전입니다. 그런데, 이것도 무엇으로 리튬이온전지를 만들었나에 따라, 아니면 제작업체의 기술력에 따라 달라진다고 합니다. 세계에서 가장 좋다는 일본 소니의 경우 4000회의 충방전에도 원래 용량을 유지한다고 합니다. 첫번째의 경우 전지의 활물질 성분에 따라 달라진다고 하더군요. 활물질 TYPE 1 특징 : 3칸에서 2칸까지는 서서히, 2칸에서 전원OFF까지는 급격한 타입 대강 아시겠죠. 주로 소용량 배터리의 경우입니다. 보통 500회 정도 : 그래서 소용량을 오래 못 씁니다. 활물질 TYPE 2 특징 : 3칸에서 2칸은 빨리, 2칸에서 전원 OFF 까지는 천천히 타입 주로 대용량 배터리입니다. 보통 1000회 : 삼성것은 보니 대용량은 원통형이 많습니다. 원통형은 같은 용량일때 각형보다 가볍습니다. ----------------------------------------------------------------------- 리튬이온 전지를 오래 쓰려면 ----------------------------------------------------------------------- 이 부분이 오류가 가장 많은 부분입니다. 또, 전문적인 재료, 화학 지식이 많이 필요한 부분입니다. 하여튼 결론은 되도록 완충/완방을 하지 않고, 조금 사용하고 충전하고 하는 것 이 더 좋다 입니다. 이유는 너무 어려워서 생략하겠습니다. 그런데, 보통 전지를 사용하다 보면 용량이 적어진 것을 느낄 수 있습니다. 이때 다시 완충전/방전을 하면 용량이 다시 살아나는 것을 알 수 있습니다. 이것하고 수명을 혼돈하는 것입니다. 즉, 용량과 수명은 선형적인 관계가 아니다라는 것입니다. 용량이 다시 살아나는 이유는 복잡하던데, 하여튼 이온이 흘러가는 통로에서 여러가지 이유로 이온중 여러개가 극판까지 도달하지 못하게 되는 것이 많아 지게 되는 것입니다. 이때 완충/완방전을 해주면 다시 잘 흐르게 된다는 것 입니다. 이것은 용량 문제이지 수명문제가 아닙니다. 결론적으로 장수의 비결은 "조금만 사용하고 충전하며, 용량이 떨어졌다 판단되면 이때 완충/완방 한번 해주는 것" 입니다. = "소식하고 욕심을 버리고 살다가 한번씩 기분전환하라" ---------------------------------------------------------------------- 휴대폰용 리튬이온전지 ---------------------------------------------------------------------- 참, 이거 공개해도 될런지 모르겠지만 대강 흐릇하게 쓸께요. 리튬이온전지 = 전지자체 (베어셀) + 보호회로 + 케이스 국내에 사용되는 리튬이온전지의 베어셀은 대부분 일제입니다. 일본에서는 Sony, Sanyo, A&TB(도시바합작) 입니다. 전번 삼성A/S에서 삼성은 산요것을 쓴다고 하던데 맞는지는 모르겠습니다. 이 베어셀은 수만개단위로 유통시 1000엔 이하라고 합니다. (와 싸다 하는 생각이 조금 드실꺼예요) 이걸 수입하여 보호회로 달고, 케이스 속에 넣어서 뒷면에 Cell Made in Japan을 붙입니다. 지금 국산화 개발이 한창 진행중이니까 곧 국내제품을 사용할 수 있을 것입니다. 지금 우리연구소와 한참 공동연구중이더군요. 리튬이온은 휴대폰용 말고도 전기자동차(EV)등에서도 사용됩니다. Expo때 전기차 생각나시죠. 우리 연구소에서 제작한 것이죠. ----------------------------------------------------------------------- 리튬 폴리머 전지 ----------------------------------------------------------------------- 드디어 앞서 말한 경로이야기를 할 때 입니다. + 극과 - 극사이에 뭐가 있을 까요. 리튬이온전지는 액체로 된 전해액이 들어 있습니다. 문제는 이 전해액은 유기성인데 휘발유보다 더 잘타는 물질입니다. 그래서, 폭발의 위험이 있습니다.(우- 이것을 가슴에 품고 다니고 있어요) 전지뒤에 딱지에 보면 잔뜩 겁주는 이야기가 바로 그것입니다. 리튬폴리머는 바로 이점을 개선한 것입니다. 전해액대신에 고분자물질로 채워서 안정성(Safety)를 높인 것입니다. 단점은 - 리튬이온보다 용량이 작다 - 리튬이온보다 수명도 짧다 장점은 - 리튬이온보다 안전하다. - 리튬이온보다 가볍다. 단점은 기술개발로 좋아질 수도 있는 것이죠. ------------------------------------------------------------------------ 더 알고 싶으시면 ------------------------------------------------------------------------ 공부 많이 하셨죠. 제가 공부하는 과학기술부 산하 한국전기연구소는 창원에 위치하여 전기/전자/제어/재료/자동화/통신등 관련 각 부분에 연구를 수행하고 있습니다. 전지에 관련하여는 전기재료연구부 산하 전지기술연구팀(팀장 문성인)이 연구하고 있습니다. 국내외 전지메이커와 공동연구를 수행하고 있습니다. 그중 리튬이온 전지를 담당하는 형유업 선임연구원은 경남 진주출신으로 여러 방면에 뛰어난 실력이 있는 것으로 높이 평가받고 있습니다. 그분이 만드신 홈페이지가 있습니다. http://lily.keri.re.kr 여기에 배터리보드가 보이실 겁니다. 이곳에 질문을 남기시면 친절히 답변해 주기로 하였습니다. 만약 인터넷을 사용하기 곤란하신분은 하이텔/천리안 kerics1으로 메일 주시면 물어서 답변드리겠습니다. 첨부파일: 0 70 0 추천 반대(0)

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