전기차부터 전기자전거와 전동킥보드, 스마트폰, 디지털 카메라, 태블릿PC, 노트북컴퓨터 등 IT제품 등에 널리 탑재되는 2차전지(리튬전지) 특징과 관리법에 대해 쿠키뉴스가 알기 쉽게 문답식으로 구성해봤다.
스마트폰의 방수방진 수준은?
먼저 현대의 배터리는 제조 과정에서부터 원천적으로 수분을 제거하고, 완벽히 밀폐하기 때문에 요즘 같은 장마철에도 걱정하지 않아도 된다. 또 요즘 대부분의 제품들은 방수·방진에 대한 대비도 잘 된 편이다.
예컨대 최근 출시된 삼성전자의 갤럭시 노트20의 경우 방수 및 방진 등급이 ‘IP68’ 이라고 명시됐다. 이는 방수방진의 국제표준 규격인 IP(Ingress Protection) 등급에서 갤럭시 노트20이 68등급을 갖췄다는 의미다.
이 등급은 물체, 물, 분진 또는 우발적인 접촉에 대한 전기 외함의 보호 정도, 혹은 밀폐 효과의 등급을 평가하는 국제 표준(IEC 60529)이다. 한국산업표준 KS C IEC 60529도 내용과 규격이 동일하다.
IP 다음 첫 번째 숫자는 방진의 보호 등급을 의미하며 두 번째 숫자는 방수의 보호 등급을 나타낸다. 갤럭시 노트20의 경우, IP68로 최고 등급의 방진·방수 수준을 갖췄다는 의미다.
굳이 최신 스마트폰인 갤럭시노트20이 아니더라도 국내 출시된 대부분 스마트폰은 최상급의 방수, 방진 등급을 갖췄기에 강제로 물에 담그는 수준이 아니라면 폭우에도 메뉴얼대로 사용한다면 무리없이 사용이 가능하다.
장마철 전동 모빌리티 괜찮을까?
최근 유행을 끌고 있는 전동킥보드의 경우 IP54~IP66 수준의 방수 능력을 통상적으로 갖췄지만, 비가 많이 오는 날에는 침수의 가능성이 있기 때문에 사용을 자제하는 편이 좋다.이는 전동킥보드의 경우 배터리가 지면과 가까이 있기 때문에, 킥보드가 침수될 경우 배터리가 아닌 다른 요인에 의해 문제가 발생할 수 있기 때문이다.
전기차 역시 마찬가지다. 한국자동차환경협회에 공지되어 있는 ‘전기자동차 침수 시 대처 요령’을 살펴보면 “전기차 배터리 팩은 방수, 방진 설계가 되어 배터리 내부로 물이 들어갈 경우 자동으로 배터리와 차량 간 모든 전력이 차단되어 감전 위험은 없다”고 적시됐다.
하지만 부득이하게 침수가 된 경우는 즉시 시동을 끄고 서비스 센터에 연락하여 점검 및 조치를 취하게끔 하고 있다.
다만 침수된 기기를 계속 사용할 경우, 금속 부분이 부식되거나 충전 단자나 전자 회로 등에 문제가 생겨 배터리에 영향을 줄 수도 있다. 이럴 경우 배터리가 부풀어 오르는 스웰링 현상이 일어나거나 내부 단락에 따른 쇼트로 발열이나 발화가 일어날 수도 있다.
따라서 요즘 기기들이 방수가 잘 된다 하더라도 ‘물과의 거리두기’는 필요하다. 원칙적으로 제품들의 안전 인증 규격 등을 잘 살피고, 매뉴얼대로 잘 사용하면 된다는 게 업계 중론이다.
리튬이온배터리는 온도에 영향을 많이 받는다?
기본적으로 온도가 낮아지면 배터리의 전반적인 화학반응이 느려진다. 온도가 낮아질수록 배터리의 내부 저항이 증가하고, 리튬이온의 이동 속도가 저하되며 배터리 전압도 낮아진다. 따라서 충분한 전기를 만들지 못하게 된다.
고온에서는 저온과 같은 성능 저하는 없다. 다만 무더운 여름철 한낮에 35도 이상에 뜨거운 태양열까지 내리쬔다면 배터리의 온도가 100도에 육박할 수 있다.
실생활 온도를 벗어난 고온에 IT기기들을 방치하면 내부 과열로 인해 배터리 수명이 줄어들고, 부품 손상이 발생할 수 있다. 특히 휴가지에서는 햇볕에 IT기기들이 직접 노출되지 않도록 주의하는 것이 좋다.
여름철 배터리 사용에 있어 특히 주의할 점은?
배터리의 내부 물질들은 온도에 따라 반응을 일으킬 수 있다. 온도가 60℃가 넘어가면 배터리 내부 성분들이 반응을 일으켜 가스가 발생할 수도 있다. 고온에서 보관하지 않는 편이 좋다.
부풀어 오르는 배터리, 그 이유는?
배터리를 충전할 경우 리튬이온이 양극에서 음극으로 이동하고, 반대로 배터리가 방전될 때는 리튬이온이 음극에서 양극으로 이동한다. 이동한 리튬이온은 양극이나 음극에 흡수되는데, 흡수될 때 재료의 부피가 늘어나게 된다.
지속적인 충·방전을 하더라도 리튬이온이 빠져나가면 원래의 초기 부피로 복원이 돼야 하는데 그러한 소재 성능이 저하돼 점차 전극이 불어나 배터리가 부풀게 된다. 결국 일종의 부작용이다. 이에 국내 배터리 사들은 배터리 개발 시 이러한 부작용들이 발생하지 않도록 다양한 안전성 테스트를 진행하고 있다.
배터리를 냉장고 안에 넣어두면 오래 사용할 수 있나?
냉장고 안에 배터리를 넣어두는 시간만큼 배터리가 구동하지 않아 잠깐 에너지를 버는 것일 뿐이다. 그렇게 발생하는 에너지의 양도 미미하기 때문에 사용 시간과는 크게 연관이 없다.배터리 사용 시간이 얼마 안 남았을 때, 따뜻하게 해주면 더 오래 쓸 수 있을까?
온도가 적당히 높아지면 배터리 내부 화학반응이 활발해지므로 조금 더 에너지를 사용할 수는 있다. 하지만 에너지를 생성하는 비율이 미미한 수준이다.
배터리 자주 충전해도 괜찮을까?
리튬이온배터리는 과거에 사용되던 전지처럼 완전 방전되지 않은 채 충전을 하면 실제 용량이 줄어드는 ‘메모리 효과'가 없기 때문에 자주 충전을 해도 문제가 없다.
급속 충전을 하면 배터리에 악영향을 주나?
최근에 개발된 배터리들은 정상적인 급속 충전기를 함께 사용한다면 문제가 없다. 초기 리튬이온배터리의 경우 급속 충전을 하면 내부 소재들이 쉽게 열화돼 배터리의 성능이 저하되는 문제가 발생하기도 했다. 그러나 최근에는 소재기술이 개선되면서 급속 충전이 기본이라 할 만큼 우수한 성능의 배터리들이 출시되고 있다.
충전기를 꽂은 상태에서 IT 기기를 사용하면 배터리 수명이 줄어들까?
전원을 꽂는 것은 외부에서 전기를 받아들이는 과정이다. 그 전기의 일부가 IT 기기를 사용하는 데 직접 쓰이고, 일부는 배터리 충전에 사용된다. 이에 따라 충전속도가 다소 느려질 뿐 배터리 자체에는 아무 문제가 없다.
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