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왜 배터리는 추운 환경에서 빨리 닳을까요?
겨울이 되거나 추운 곳에 휴대전화를 갖고 있으면 별로 사용하지 않았는데 배터리가 금방 닳아있습니다. 꽤 난감한 상황이 벌어지기도 하고 휴대전화에 이상이 있나 의문이 들기도 하는데 왜 배터리는 추운 환경에서 빨리 닳게 되는지 궁금합니다.
5개의 답변이 있어요!
날씨가 추우면 배터리 내부 저항이 커지는데요.
배터리는 리튬 이온이 양극과 음극을 왔다갔다 해야 하는데 추우면 배터리 내부의 전해액이 굳습니다.
그럼 저항이 커지겠죠.
저항이 커진다는 건 리튬 이온이 왔다 갔다 하기 힘들어진다는 것입니다.
그래서 평소보다 더 큰 힘을 써서 전해액 사이를 왔다 갔다 하는 거라 여기서 에너지 낭비가 됩니다.
날씨가 추우면 배터리가 빨리 닳게 되는 건 이런 원리입니다.
스마트폰에 주로 사용되는 리튬 이온 배터리는 내부의 액체 전해질을 통해 이온이 이동하며 전기를 만들어내는데 기온이 낮아지면 이 전해질이 끈적해지고 이온의 움직임이 둔해지면서 내부 저항이 커지고 전압이 낮아집니다
이건 휴대폰 고장이 아니라 배터리(리튬이온)의 화학적 특성 때문에 생기는 정상적인 현상이에요. 원인을 정리해드릴게요.
1. 화학 반응 속도가 느려져요 리튬이온 배터리는 내부에서 리튬 이온이 전해질을 통해 양극과 음극 사이를 오가면서 전기를 만들어내요. 그런데 온도가 낮아지면 전해질의 점성이 높아지고, 이온이 이동하는 화학 반응 속도가 느려져요. 그 결과 같은 양의 에너지가 저장되어 있어도 꺼내 쓰는 속도(출력)가 떨어지고, 기기가 요구하는 전력을 충분히 공급하지 못해요.
2. 실제로 닳은 게 아니라 "꺼내 쓰지 못하는" 상태인 경우가 많아요 추운 곳에서 갑자기 배터리가 0%로 꺼졌다가, 따뜻한 곳으로 옮기면 다시 30~40%로 표시되는 경험 해보셨을 거예요. 이게 핵심이에요. 배터리 안에 에너지는 그대로 남아있는데, 차가운 온도 때문에 전류를 제대로 뽑아내지 못해서 기기가 "배터리 없음"으로 오인하는 거예요. 즉 실제 소모가 아니라 일시적인 출력 저하 현상인 경우가 많아요.
3. 배터리 관리 시스템(BMS)의 보호 작동 스마트폰은 배터리 전압이 급격히 떨어지는 걸 감지하면 기기 손상을 막기 위해 자동으로 전원을 차단하기도 해요. 추운 환경에서는 전압 저하가 더 급격하게 나타나서 이런 보호 작동이 더 자주 발생해요.
4. 장기적으로는 실제 손상도 가능 한 번씩 추운 데 노출되는 건 큰 문제가 없지만, 영하의 환경에 장시간 노출되거나 충전을 하면 배터리 내부에 영구적인 손상(리튬 도금 현상 등)이 생길 수도 있어요. 그래서 너무 추운 곳에서 충전하는 건 피하는 게 좋아요.
실생활 팁
겨울에는 휴대폰을 코트 안쪽 주머니처럼 체온이 닿는 곳에 보관하면 도움이 돼요.
배터리가 갑자기 꺼졌을 때는 따뜻한 곳에 잠시 두면 다시 켜지는 경우가 많아요.
보조배터리도 마찬가지로 추운 곳에서는 출력이 떨어지니 주머니에 넣어 보관하는 게 좋아요.
대부분의 스마트폰과 노트북에 사용되는 리튬 이온 배터리는 내부의 액체 전해질을 통해 이온이 이동하며 전기를 만들어냅니다. 근데 기온이 낮아지면 전해질이 끈적해지거나 이온의 움직임이 둔해집니다. 이로 인해 내부 저항이 커지면서 전압이 낮아지고 기기는 배터리가 부족하다고 판단하여 전원을 차단하거나 배터리 잔량을 빠르게 소진하게 됩니다.