배터리 어디까지 알고 있니? 2화 ― 스마트 디바이스 시대 & 리튬이온, 리튬폴리머 배터리 그리고 메모리효과

이전 포스팅을 통해서 ¹배터리의 종류에 대해서 알아보았다. 이번 시간에는 1차 포스팅에서 다루지 않았던 지금 가장 많이 사용하고 있는 배터리 2종에 대해서 알아보는 시간을 가지려고 한다. 그리고 약간의 추가 내용도 다룰 예정이다. 그럼 바로 본론으로!

포스팅 링크 : https://goo.gl/5o8tNe

— 리튬이온 배터리

아마 지금의 스마트폰 중 가장 많이 사용하는 배터리 종류가 아닐까 싶다. 리튬이온은 고성능 배터리(3.6V)로 가장 주목할 만한 점은 충전과 방전의 사이클이 상당히 진보(?)했다. 또한 과거의 배터리들과 다르게 완전방전 후 완전충전을 하지 않아도 배터리의 성능 저하 문제가 거의 발생하지 않는다. 때문에 최근 많은 스마트폰 및 태블리PC, 노트북 등 다양한 제품 군에서 사용이 된다.

다만 온도에 민감하며 폭발의 위험이 있다. 과거 갤럭시 시리즈의 폭발사건이나 온도차에 의하여 스마트폰의 배터리 성능이 저하된다는 이야기들은 바로 이 리튬이온전지를 사용 했을 경우 발생하는 현상이다. 때문에 보호회로를 장착한 팩 형태로 제품에 들어가며 DSLR 과 같은 카메라에는 강력한 플라스틱으로 폭발과 온도변화로부터 보호받게 된다.

— 리튬폴리머 배터리

지금의 리튬이온이 스마트폰에 대중적으로 탑재가 되기 이전에 폴리머 배터리를 사용한 스마트폰들도 많았다. 그 이유는 폭발의 위험이 적고 비교적 가공(?)과 형태 변환이 쉬워서 다양한 스마트폰에 얇게 또는 스마트폰의 크기에 맞게 적용하기가 용이해서이다. 다만 단점이라고 한다면 용량이 상대적으로 리튬이온 배터리보다 작고 수명도 짧은 편. 

그래서 교체형 배터리로 스마트폰이 생산되던 시절에 주로 이용이 되었다. 

아 참고로 리튬폴리머 배터리는 전해질이 젤 타입이며 리튬이온 배터리는 전해질이 액체타입. 따라서 그 안전성은 폴리머가 더 우수하다.

— 왜 요즘 스마트폰은 리튬이온 배터리를 사용하는가?

앞서 설명한 리튬이온과 리튬폴리머 배터리 중 최근 스마트폰에 혹은 스마트 디바이스에 주로 사용되는 배터리는 어떤 배터리일까? 바로 리튬이온 배터리이다. 폭발의 위험성이 낮고, 가공 및 형태변환이 더 쉬운 리튬폴리머 배터리가 아닌 리튬이온 배터리를 쓰는 이유는 무엇일까? 그 이유는 크게 2가지가 있다.

(1) 용량이 더 빵빵하다. 리튬이온 배터리는 폴리머배터리보다 더 많은 용량을 배터리를 만들어 낸다. 스마트폰의 큰 이슈 중 하나가 바로 배터리를 얼마나 더 오래 사용할 수 있냐? 는 것인데 리튬이온 배터리를 사용하면 이러한 이슈에서 조금 더 벗어날 수 있다.

(2) 다른 이유는 기술의 발전이다. 리튬폴리머 배터리가 가지는 형태변환의 용이성과 안전성은 지금의 리튬이온 배터리가 거의다 극복했다고 볼 수 있다. 특히 형태변환의 경우에는 얇은 스마트폰이 대세인 지금의 상황에 적용해도 큰 문제가 되지 않을 정도로 발전했고, 안전성 역시 과거에 비하여 비약저으로 발전했다. 강력한 물리적 보호장치가 없어도 폭발의 위험이 적도록 설계하고 있으며 그 결과 지금 대부분 스마트폰에는 리튬 이온 배터리가 사용된다.

— 리튬폴리머, 이온배터리는 왜 완전방전 완전충전을 하지 않아도 되는가?

이 두가지 배터리는 사실 과거 차세대 배터리로 각광을 받았다. 그 이유는 대용량 고성능의 배터리라는 점도 있지만 기존 배터리가 가지고 있던 고질적인 문제, 완전방전, 완전충전이라는 불편함이 없기 때문이다. 이 두가지 종류의 배터리에는 메모리 효과가 없기 때문이다.

메모리 효과란 과거의 충전량을 배터리가 기억해 다음번 충전에도 그와 비슷한 혹은 같은 수준으로만 충전되는 현상을 말한다.

그러니까 예를 들면 배터리의 충전용량 100% 중 70%를 소모하면 잔여량은 30%. 그 후 80% 정도만 다시 충전한 뒤 20% 까지 사용한 뒤에 다시 충전을 하더라도 그 전에 충전했던 80% 까지의 용량만 충전이 되는 현상이다. 100% 중 남은 20% 배터리 용량 공간에는 HDD의 불량섹터처럼 사용할 수 없는 상태가 되어버리는 것이다. 즉, 과거의 충전용량을 기억하는 현상이 바로 메모리효과이다.

때문에 이러한 현상을 예방하고 배터리의 수명을 늘리기 위해서는 완전히 방전한 이후 다시 100% 까지 완충하는 과정이 과거 배터리에는 필요했다. 하지만 앞서 소개한 리튬폴리머, 리튬이온 배터리에는 이러한 불편한 과정을 겪지 않아도 된다.