아이폰, 2년밖에 못쓰는 이유는?

아이폰, 2년밖에 못쓰는 이유는?

[이과 출신 기자의 IT 다시 배우기]<19>스마트폰 '리튬이온 배터리'의 진실

 

#최근 국내 아이폰 사용자가 음악을 듣던 중 아이폰 배터리가 부풀어 올라 케이스가 열리는 사고를 경험했다. 애플 고객지원센터를 찾았더니 "리튬이온 배터리는 수명이 다하면 부풀어 오르게 돼 있다"는 답을 들었다.

#지난달 인천 부평구에서는 갤럭시노트 배터리가 폭발해 50대 남성이 화상을 입는 사고가 벌어졌다. 삼성전자측은 "스마트폰 배터리는 외부 압력이나 갑작스러운 온도 변화 등에 따라 발화할 가능성이 있다"고 밝혔다.

스마트폰 배터리 사고가 끊이지 않고 있다. 제조상 또는 사용상의 문제일 수 있으나 스마트폰 배터리만의 특징이기도 하다. 특히 아이폰을 2년 이상 사용하면 쓰기 어려운 것도 스마트폰 배터리만의 특징 때문이다.

현재 스마트폰 배터리는 거의 대부분 리튬이온 배터리를 사용한다. 리튬이온 배터리는 충전이 가능한 2차 전지 중 가장 작고 가볍게 만들 수 있어서 스마트폰 등 모바일 기기에 적당하다. 리튬이온 배터리의 에너지 밀도는 150Wh/㎏로 가정에서 많이 쓰는 니켈카드뮴 배터리의 2배 이상이다.

게다가 리튬이온 배터리는 니켈카드뮴 배터리와 달리 메모리 효과가 없다. 메모리 효과란 전에 충전된 또는 전에 방전된 상태를 기억하는 성질이다. 예컨대 90% 충전해서 사용하면 이 상태를 100%로 기억하고, 반대로 10% 남은 상태에서 충전하면 그 상태를 최저 상태로 인식한다.

자연히 배터리 총용량을 100% 활용하지 못하는 경우가 잦아 인터넷에는 완전히 충전하고 완전히 방전해야 오래 쓴다는 사용 팁이 유행했다. 반면 리튬이온 배터리는 메모리효과가 없기 때문에 반드시 완전 충전이나 완전 방전해 사용할 필요가 없다.

스마트폰에 적당한 리튬이온 배터리의 단점은 우선 가격이 비싸다는 점이다. 하지만 제조사들이 더 중요하게 생각하는 단점은 외부 충격에 약하는 등 안전성이 취약하다는 점이다.

배터리를 구성하는 리튬이 반응성이 강해 폭발 위험성이 있어서다. 스마트폰 설명서에 강한 충격을 가하거나 고온, 고압에 스마트폰을 두지 말라고 경고하는 것도 배터리의 폭발 위험성 때문이다.

2차 전지는 충전하면 여러번 사용할 수 있지만 무제한으로 사용할 수 있는 것은 아니다. 리튬이온 배터리는 충방전 최대횟수가 수백번으로 다른 2차 전지에 비해 적은 편이다. 이에 따라 스마트폰 배터리 수명은 2년 내지 3년밖에 안된다. 아이폰처럼 일체형 배터리를 사용하는 스마트폰은 2~3년밖에 사용할 수 없는 셈이다.

최장욱 카이스트 EEWS 대학원 교수는 "스마트폰 배터리 수명은 300~500회 정도"라며 "리튬이온 배터리 수명을 늘리는 기술에 대한 연구가 꾸준히 진행중"이라고 설명했다.

배터리 수명이 다할 정도로 오래 사용하면 부풀어 오를 가능성도 배제할 수 없다. 충방전이 진행되면 배터리 내부 화학과정으로 열과 기체가 발생한다. 특히 오래 사용하면 할수록 과충전과 과방전이 발생할 가능성이 높아 열과 기체가 많이 발생한다. 오래 사용한 아이폰 배터리가 부풀어 오르는 것도 열과 기체가 많이 발생해서다.

배터리 업계 관계자는 "애플은 일체형 배터리를 채택하기 때문에 배터리를 알루미늄 포일로 마감하는 파우치 타입을 쓴다"며 "열과 기체가 과하게 방출할 때 외형이 단단하지 않은 파우치 타입은 부풀어 오르는 사고가 날 수 있다"고 밝혔다.

ⓒ자료 : 한국전지산업협회.