본문 바로가기
냉수한잔

리튬 이온, 리튬 폴리머 배터리의 배부름 현상

by irmus 2011. 9. 14.






요즘 하나같이 배터리 전원으로 동작하는 과제들만 해온것 같습니다. 다양한 배터리들을 만져보고 있는데요... 
배터리의 에이즈라불리우는 배부름 현상에 대해 몇가지 이야기 하려 합니다.


배부름 현상, 영어로는 swelling 이라 부릅니다. 배터리가 빵빵해 지는 것을 말하는데요, 리튬이온 배터리보다 리튬 폴리머 배터리에서 더 강하게 관찰됩니다. 사실 배부름 현상 자체는 리튬이온과 리튬폴리머 양쪽에서 모두 발생합니다만, 리튬이온 전지는 단단한 금속캔으로 포장되어있다보니 내부 압력이 커져도 캔이 어느정도 버텨주는 것일 뿐입니다. 반면 리튬폴리머는 알루미늄 포일 같은 재질로 포장되어있어 내부압력이 조금만 증가해도 금방 빵빵해지죠.
제 휴대폰 배터리는 리튬이온입니다. 눈으로 보일 정도는 아니지만 충전기에 들어가기를 거부하고 있습니다;;;

일단 한번 빵빵해진 배터리는 복구 불가능입니다. 성능도 많이 떨어지구요. 화제나 폭발의 위험도 증가한다고 하는데, 제가 직접 경험해 보지는 못했습니다. 배터리의 에이즈라 불리는 이유죠. 불치병입니다.
고로 예방만이 방법인데요, 인터넷에 나오는 여러가지 방법들을 정리해보자면...
- 절대 과충전/과방전 시키지 않는다.
- 외부 충격을 주지 않는다. 특히 모서리 찍힘 등
이 두가지 정도로 요약됩니다. 그런데 제 경험상 둘 다 예방책은 아니더군요. 여전히 배는 불러오는데 뭔가 다른 이유가 있을것 같았습니다. 그래서 실험을 했습니다!!

신상 LiPo 배터리 5개를 실험에 투입.
1 - 처음 구입한 상태 그대로
2 - 완전 충전한 상태로
3 - 모서리 찌그러트려서 그대로
4 - 모서리 찌그러트리고 완전 충전한 상태로
5 - 완전 충전/완전 방전을 계속 반복(보호회로가 있어서 2.3V에서 cut)

충전은 TTA인증 휴대폰 충전기를 사용했습니다. 과충전은 안되도록 잘 차단되는 것은 장비로 확인했습니다. 충전전류는 약 0.5C 정도 됩니다. 이렇게 실험을 시작하고 두달이 흘렀군요. 결과는.... 그전에 한달 넘도록 배부름 현상이 안나타나길래 실험 때려칠뻔했습니다. 자, 다시 결과는...





두둥!
2번, 4번선수 배가 불러옵니다. 가장 의심했었던 5번은 쌩쌩하군요. 배부름현상의 원인은 바로 완전충전 상태로 내버려두는것. 오래동안 사용하지 않을 배터리는 적당히 힘빼놓은 상태로 보관해야 할듯 합니다.


실험에서 아쉬운 점이 몇가지 있는데요, 특히 5번 선수 방전 전류를 0.5C 정도로 했었는데, 이를 1C 정도로 끌어올렸을 경우 어떤 현상이 일어나는지, 과방전 보호회로가 없는 날쌜로 과방전 했을 때 어떤 현상이 일어나는 지는 확인하지 못했습니다. 더불어 자금과 시간 관계상 5개만 가지고 실험이 진행 된 점도 큰 문제점이죠. 다 떠나서 저가 중국산 배터리로 실험한것 자체가 신뢰도를 많이 까먹습니다^^
과학적으로 신뢰할 만한 실험 결과라고는 할 수 없지만 뭔가 심증을 가져볼 만한 결과일듯 해서 블로그에 정리해 봤습니다. 그냥 참고만 하시길 바랍니다.