Apple에서 설명하는 리튬 이온 배터리의 사이클

전자기기의 수명을 만드는 가장 큰 요인 중 하나는 배터리일 것이다. 앞서 디스플레이 코팅같은 것도 언급했지만 이건 악세서리로 쉽게 해결이 된다. OLED 패널을 탑재한 경우 배터리보다 단가도 비싸고 교체도 힘드니 배터리보다 더 큰 문제지만, 이 글에서는 넘어간다.

현재 Li-Ion Battery의 경우 어떻게 사용하더라도 사이클이 쌓여가며 수명 저하를 피해갈 수 없으며, 그렇게 비싸지 않으니 가능하다면 효율이 낮아졌을 경우 교환하는 것을 추천하는 바이다. 삼성의 경우 스마트폰은 80% 이하의 효율을 가지게 되면 교체해주는 것으로 알고 있다.

하지만 문제는 교체하는 것은 꽤 귀찮고, 40Wh, 10000mAh 정도의 배터리도 현재 보니 10만원 아래로 형성되어있지만 여타 부품에 비해 저렴하다곤 하나 결국 비용이 드는 일이다. 그래서, 배터리를 거의 쓰지 않는 환경에 있다면 고려할 수 있는 몇가지 옵션이 있다.

기본적인 것

완전 방전과 완전 충전이 위험하다고는 익히 알려져 있지만, 요즘 전자기기에는 모두 완전 방전과 완전 충전을 방지하는 회로가 들어있어 심각한 문제는 발생하지 않는다. 다만 완전 충전과 완전 방전에 가까울수록 수명에 영향을 주는 것은 사실인 것 같고, 때문에 다양한 제조사에서 노트북이나 태블릿에 85% 정도로 완충을 제한하는 옵션을 제공하는 것이라 생각된다.

온도는 당연히 전자기기에 큰 영향을 주는 사실이니 다루지 않도록 한다. 특히나 완충시에 온도가 높아진 경우 Swelling, 배터리 팽창 문제가 많이 언급되고 있다. 물론 설계대로라면 정상은 아니니 걱정할 사례는 아니라고 보여진다.

급속 충전이 배터리에 영향을 주는 것도 당연한 사실이지만, 이게 어느정도 영향을 미치는지는 알려져 있지 않고 배터리 수명의 감소보다 충전 속도의 향상에서 오는 체감이 훨씬 크므로 큰 문제가 되고 있지 않다. 실제로 완충에 가까워 질 수록 충전속도를 낮춤으로서 수명을 보호한다. 때문에 실질적으로 수명 감소는 거의 체감하기 힘들다.

완전 충전량 제한

스마트폰은 적은 배터리량이나마 제대로 이용하기 위해 없는 옵션이지만, 노트북은 물론이고 태블릿도 80~85% 정도로 최대 충전량을 제한해주는 옵션을 제공하고 있다. 이건 전적으로 충전기에 연결하고 사용하는 사람을 위한 옵션인데, 배터리 용량을 희생해서까지 사용시간을 줄일 메리트가 없기 때문이다.

다만 앞서 말했듯 중간 정도의 충전을 유지할 수록 그 수명이 조금이나마 길어지는 것은 사실으로 보여지며 그래서 충전기를 연결해 사용하는 유저를 대상으로 이러한 옵션을 제공하고 있다.

예외적으로, 완충 상태에서 고온은 스웰링을 일으키는 주 문제점 중 하나이기에 이를 경계한 옵션이지, 메모리 이펙트가 없다고 알려진 리튬 이온 배터리에서 큰 의미가 없다고 이야기 되기도 한다.

Samsung 측에서 설명한 완전 충전 수명과 보호 기능 설명

충전기 상시 연결

충전기를 연결해놓으면 배터리 대신 외부 전원을 사용할 테니 배터리는 사용되지 않아서 좋은 것이 아닌가 생각할 수 있다. 실제로 맞는 말이지만, 이로서 문제는 이로 인해 충전상태를 유지하게 된다는 점이다. 이 문제는 앞서 언급한 완전 충전량 제한으로 해결할 수 있다.

충전기 상시 연결을 하더라도 배터리는 조금씩 소모되고 있으며 실제로 보면 100%에서 95%까지 내려가다가 다시 충전되고, 방전을 반복하는 모습을 볼 수 있다. 완전히 외부전원만을 사용하는 게 아니므로, 결국 이 또한 드라마틱한 수명 상승으론 이어지지 않는다.

커뮤니티를 보면 어댑터 꽂고 사용했더니 배터리가 망가졌다는 글이 많이 보이긴 하지만, 개인적인 경험으론 배터리 매니지먼트가 부실한 제품이거나 꽤 오래된 옛날 제품이 아닌 이상 어댑터 꽂고 쓴다고 고장나는 건 경험하기 힘들었다. 사이클 수가 줄어 오히려 수명이 늘었다는게 더 체감된 부분.

생활습관과 배터리

사실, 무슨 짓들을 해도 결국 최종적으로 수명은 큰 차이가 없는 경우가 많다. OLED처럼 그냥 수명을 인정하고 적절히 수리와 교체를 이용하는게 어쩔 수 없는 배터리 디바이스의 한계라고 생각한다. 배터리에 맞는 생활습관은 존재하지만, 별 차이도 없는데 굳이 나를 배터리에 맞추기보다 배터리를 나에게 맞추는게 올바르다.

그래도 어느정도 수명에 관해 이야기하고 있으니, 적절한 판단은 다음과 같을 것이다.

  1. 휴대하기보다는 충전하면서 사용하는 일이 많은 경우

나의 경우, 노트북을 이렇게 사용하고 있는데 85% 충전량 제한을 두고 항상 충전기를 꽂은 채 사용하고 있다. 그리고 외출이 필요한 경우에는 충전 제한을 꺼서 100% 충전한 뒤 가지고 나간다. 2년썼는데 효율 90% 정도면 나쁘지 않다고 생각한다.

  1. 충전하면서 쓰기보다는 가지고 다니는 일이 많은 경우

사실 이 경우가 좀 애매한데, 휴대할때야 그냥 풀로 채우고 나가면 그만이지만 책상 위 등 충전기가 항상 있을 땐, 완전 충전량 제한 옵션이 없는 경우 완충에 가까운 상태를 유지하더라도 충전기를 연결해 외부 전원을 쓰는 것이 나은지, 아니면 이상적으로 50% 근처에서 충방전을 반복하는게 좋은지 판단해보아야 한다.

이 경우 옛날이었다면 후자겠지만, 현재 대부분의 디바이스를 사용해본 경험으로는 전자가 훨씬 낫다. 개인적인 체감으로는 앞서 말했듯 완전 충전과 완전 방전은 기기 단에서 심각한 영향을 주지 않게 설계되고 있고, 배터리 수명에 있어 사이클 수가 완전 충전 유지보다 훨씬 큰 영향을 준다고 느껴지기 때문이다.

Apple의 경우도 완충 제한에 대한 언급은 없고 80%가 넘어가면 완속충전을 통해 보호한다는 언급이 있으며, 오히려 사이클 수가 배터리 수명에 큰 영향을 준다고 언급하고 있다. 다만 6개월 이상 전자기기를 사용하지 않을 때 100%로 보관할 시 향후 용량이 줄어있을 수 있다고만 언급하고 있으니, 결국 휴대용 기기에선 필히 배터리를 쓸 상황이 자주 나오므로 전자가 나은 선택이라고 생각된다. 위에서 삼성 엔지니어가 언급한 사실도 이 의견을 뒷받침한다.

전과 마찬가지로 Apple은 이러한 수명 문제에 대해 좋은 설명을 하고 있기에 인용해둔다. 리튬 이온 배터리에 대해 전문적으로 서술한 사이트와 인용한 것도 적어두도록 한다.

Apple 리튬 이온 배터리

Battery University

Samsung 배터리 보호 기능 소개