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날씨가 추울 때 휴대폰 배터리가 더 빨리 닳는다!? 목록

조회 : 5802 | 2016-12-06

- 겨울철 휴대폰 배터리가 더 빨리 닳는다고?

배터리

날씨가 추워지는 겨울철이면 휴대폰 배터리가 더 빨리 닳는 것 같다고 느끼는 이들이 많다. 정말 그럴까? 궁금증을 풀기위해 한국전기연구원(KERI)이 지난 겨울에 내놓은 『올바른 배터리 이용을 위한 KERI 배터리 가이드북』의 내용을 발췌해 정리해 본다.


[리튬이온전지]

리튬이온전지

리튬전지에서 일어나는 화학반응. / 이미지 출처 : 한국전기연구원(KERI) 보도자료


현재 휴대폰 배터리로 쓰이는 것은 리튬이온전지이다. 휴대폰 배터리 뿐 아니라 현재 2차 전지* 시장의 대부분을 차지하고 있다고 해도 과언이 아니다. 리튬이온전지는 크게 양극, 음극, 전해액, 분리막으로 구성되어 있다. 리튬산화물로 양(+)극을, 탄소화합물로 음(-)극을 만든다. 양(+)극은 배터리의 용량과 전압을 결정하고, 음극(-)은 리튬이온을 흡수/방출하면서 전류를 흐르게 하는 역할을 한다. 양극과 음극에서 리튬이온이 이동할 수 있는 매개체 역할을 할 수 있도록 전해액을 넣는다. 전해액은 리튬이온의 이동통로가 되는 것이다. 분리막은 양극과 음극이 직접적으로 접촉하는 것을 막아주는 역할이다.

* 충전이 불가능했던 전지를 1차 전지, 충전이 가능한 전지를 2차 전지라고 부른다.

 

[추워지면 배터리가 빨리 닳는 이유!]

겨울철에는 주변 온도가 낮아져 배터리의 전반적인 화학반응이 느려진다. 온도가 낮아질수록 전지 내부에서 리튬이온의 이동속도가 느려지고 전지의 내부 저항이 증가하게 되면서 배터리의 성능이 눈에 띄게 낮아진다. 다시 말하면 배터리의 저항이 증가하여 전압은 낮아지고 배터리 속의 전기를 일부만 사용할 수 있게 되는 두 가지 원인이 동시에 작용하기 때문에 추운 겨울에는 배터리가 더 빨리 닳게 되는 것이다.


 

- 온도가 더 낮아지면 배터리는 더 빨리 닳는다!

그렇다면 또 궁금한 것이 온도가 낮아지면 낮아질수록 배터리가 빨리 닳을까? 결론부터 말하면 온도가 낮아질수록 전지가 닳는 시간 즉, 전지가 방전되는 시간이 훨씬 짧아진다.

리튬전지 수명그래프

온도에 따른 리튬이온전지의 방전에 걸리는 시간. 신규전지와 1년 정도 사용된 전지를 이용해 비교실험을 했다. / 이미지 출처 : 한국전기연구원(KERI) 보도자료


25℃에서 완전히 충전된 새 배터리를 방전시키는데 5시간이 걸린다고 기준을 잡고 실험한 결과 다음 표와 같은 결과가 얻어졌다. 0℃에서는 4시간 40분, -10℃에서는 4시간 16분, -20℃에서는 3시간 40분, -30℃에서는 2시간 14분까지 줄어들었다. 사용한지 1년 된 배터리로 한 실험 결과에서는 새 전지보다 성능이 확실히 떨어져 방전시간이 현저히 줄어드는 걸 그래프로 확인할 수 있다.

전문가들은 배터리는 20~25℃가 최고의 성능을 나타내는 온도이며, 온도가 낮아질수록 성능이 떨어지므로 추운 곳에 갈 때는 배터리 여분을 챙기고, 배터리를 헝겊이나 옷 등으로 감싸 따뜻하게 보관하는 것이 좋다고 한다.


- 추워서 방전된 배터리를 따뜻한 곳에 두면 다시 사용가능할까?

결론부터 말하면 그렇다. 전지의 사용하지 못한 전기량은 내부에 잠재적으로 사용가능한 형태로 남아 있기 때문에 가능한 것인데, 전지의 온도를 높인다면 다시 남아있던 에너지만큼은 사용할 수 있게 되는 것이다.

그렇다고 배터리를 급하게 따뜻하게 한다고 성능이 좋아지는 것은 아닌데, 배터리 겉면은 따뜻해져도 내부는 여전히 차가우면 성능이 좋아지지 않기 때문이다. 점퍼의 속 호주머니나 따뜻한 방 등에 30분 이상 충분히 따뜻한 곳에 두어야 내부 온도까지 올라간다고 하니 참고하자.


[더 살펴보기]

- 『올바른 배터리 이용을 위한 KERI 배터리 가이드북』

http://www.keri.re.kr/images/kr/sub03/guide.pdf

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