배터리가 쓸수록 수명이 줄어드는 원리가 뭘까요?
리튬이온배터리 같은걸 쓰게되면 수명이 줄어들고, 이를 방지하기위해 20~80퍼센트 사이를 유지하라고 하는데
수명이 줄어드는 이유와 특정 구역의 배터리잔량을 유지하는게 좋아지는 원인이 따로 있을까요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.
리튬이온 배터리는 충전과 방전을 반복하면서 수명이 점차 감소합니다.
이는 배터리 내부의 화학적 구조 변화와 전극 손상 때문입니다.
0% 또는 100%에 가까운 극단적인 충전 상태는 배터리 수명 감소를 더욱 가속화합니다.
0% 방전:
전극 표면에 덴드라이트(dendrite)라는 결정 구조가 형성됩니다. 덴드라이트는 전극을 손상시키고 배터리 내부 저항을 증가시켜 수명 감소를 초래합니다.
전극 활물질 분해가 일어나 리튬 이온의 이동성이 저하됩니다.
100% 충전:
전극 활물질이 과도하게 분해되어 전극 표면에 침전물이 생성됩니다. 침전물은 전극 활성 면적 감소와 전극 손상을 유발합니다.
전극 내부 응력이 증가하여 전극 구조 변형과 손상을 일으킬 수 있습니다.
극단적인 충전 상태를 피함으로써 덴드라이트 형성과 침전물 생성 가능성을 낮출 수 있습니다.
과도한 충전 및 방전을 방지하여 전극 활물질 분해를 최소화하고 리튬 이온 이동성을 유지합니다.
극단적인 충전 상태를 피함으로써 전극 손상과 내부 응력 발생 가능성을 낮출 수 있습니다.
20~80% 범위 내 충전을 유지하면 배터리 용량 감소 속도를 늦추고 수명을 연장할 수 있습니다.
리튬이온 배터리는 고온 환경에서 수명 감소 속도가 빨라집니다. 과도한 열을 피하고 시원한 곳에 보관하는 것이 좋습니다.
급속 충전 및 방전은 배터리에 부담을 줄 수 있습니다. 가능한 경우, 일반 충전 방식을 사용하는 것이 좋습니다.
장기간 사용하지 않는 리튬이온 배터리는 정기적으로 방전하여 깊은 방전을 방지해야 합니다.
리튬이온 배터리 수명을 연장하기 위해서는 20~80% 충전 범위를 유지하는 것이 중요합니다.
고온 환경 사용, 급속 충전 및 방전, 장기간 방치 등 배터리 수명에 악영향을 미치는 요소들을 피하는 것이 좋습니다.
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