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스마트폰을 바꾸는 가장 큰 이유는 배터리 수명 때문입니다
물론 배터리 문제뿐 아니라 오류나 최신 스마트폰이 나오면서
기능면에서 업그레이드 된건 사실이지만
게임이든 검색이든 동영상 시청이든간에
배터리가 급속도로 줄어들기 때문에
일상생활에서 불편함을 많이 느껴 변경하는 경우가 많습니다

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​배터리 회사가 알려주는 ‘스마트폰 배터리 오래 쓰는 법’ | 아주 …

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스마트폰 배터리, 추위 타는 이유…오래 쓰려면? – 케미컬뉴스

쉽게 말해서 리튬 이온이 양극과 음극 사이를 오가면서 전기를 발생시키는데, 충전을 할 경우 리튬 이온들이 음극으로 들어가 있다가 방전되는 과정에서는 …

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휴대폰 배터리 수명 늘리는 십계명 – IT조선 > 뉴스 > 외신

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주제에 대한 기사 평가 스마트 폰 배터리

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  • Date Published: 2022. 2. 4.
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스마트폰 배터리, 추위 타는 이유…오래 쓰려면?

리튬이온전지, 기온 낮아지면 화학반응 느려져

추위와 스마트폰 /사진=픽사베이 ⓒ케미컬뉴스CG

한겨울 추위에 움츠려들면서도 손 한쪽에는 꼭 쥐게 되는 스마트폰. 그런데 생각보다 유독 겨울에 스마트폰 배터리가 빠르게 닳는다는 느낌이 든다. 단지 기분 탓일까?

우리가 사용하는 스마트폰이나 노트북, 디지털카메라 등은 대부분 리튬이온전지를 쓴다. 휴대용품에 사용되는 만큼 가벼우면서도 고용량을 낼 수 있는 장점이 있는 대표적인 이차전지이기 때문이다.

리튬이온전지는 리튬코발트산화물로 이루어진 양극(+)과 흑연으로 이루어진 음극(-)으로 구분되어 두 극을 분리시키는 분리막과 내부를 채우는 전해질로 구성되어 있다. 양극과 음극의 산화환원 반응으로 화학에너지를 전기에너지로 변환시키는 방식이다.

리튬이온배터리 구조 /삼성SDI

쉽게 말해서 리튬 이온이 양극과 음극 사이를 오가면서 전기를 발생시키는데, 충전을 할 경우 리튬 이온들이 음극으로 들어가 있다가 방전되는 과정에서는 양극으로 이동하는 원리다. 이때 전해질은 리튬 이온의 움직임이 원활하도록 돕는 역할을 한다.

그런데 기온이 낮을 경우에는 화학반응이 느려지는데, 특히 전해질의 역할이 급격히 둔해져 리튬 이온의 이동속도 역시 느려지게 된다. 결국 전압이 낮아지고 발생하는 에너지의 양도 낮아져 배터리의 성능이 저하되고 빨리 닳게 되는 것이다. 결과적으로 겨울에 스마트폰 배터리 표시가 빨리 줄어든다는 느낌은 결코 기분 탓이 아니라는 것.

리튬이온배터리 온도 조건 /Huawei

문제는 너무 높은 온도 역시 리튬이온전지에는 좋지 않다. 온도가 55℃ 이상 올라가면 방전 속도도 빨라지고 열화 현상이 나타날 수 있기 때문이다. 기온으로 떠올리면 55℃가 쉽게 이해가 안 되겠지만 여름철 직사광선이나 차량 내부라는 조건 등이 더해져 스마트폰 기기 내부의 온도와 압력에 영향을 미치면 충분히 발생할 수 있는 온도다.

한편, 스마트폰 배터리를 오래 사용하고 싶다면 완전히 방전되기 전에 충전을 하고 충전 이후에는 케이블을 분리해 주는 것이 좋다. 보통 40~80% 정도의 배터리 상태가 가장 안정적이라고. 또한, 보관 장소의 온도를 적당히 유지해 주고 사용하지 않는 기능이나 앱은 꺼놓는 것이 바람직하다. 겨울 배터리 소모를 고려하면 화면 밝기와 소리크기 조절도 도움이 된다.

케미컬뉴스 김민철 기자

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휴대폰 배터리 수명 늘리는 십계명

배터리는 소모품이다. 스마트폰을 구입한 지 6개월이 지나면 배터리 사용 시간이 현저히 떨어진다. 하지만 스마트폰 사용 방법과 충전 방법에 따라 배터리 수명이 달라질 수 있다.

테크 전문지 가젯스노우(gadgetsnow)가 최근 소개한 배터리 수명을 늘리는 방법 10가지를 살펴봤다.

◇ 배터리 잔량, 0%로 떨어뜨리지 말 것

배터리 잔량이 20% 미만으로 떨어질 때 휴대폰을 충전해야 한다. 과거 초창기 휴대폰은 한 번은 완전 방전 후 충전하라는 지침이 있기도 했다. 하지만, 최신 휴대폰 배터리는 완전히 방전시키지 않아도 된다.

‘2년 후 성능 뚝↓’ 스마트폰 배터리…韓, 세계 최초 원인 규명

한국전기연구원, 충·방전 속도가 리튬이온 전지 수명-안전성 미치는 영향 분석

화재 예방-수명 연장 등 안정적·효율적 사용 방안 찾아내 주는 프로그램 개발

[아시아경제 김봉수 기자] 한국 연구진이 세계 최초로 2년 이상 사용한 스마트폰의 배터리가 충전이 잘 안 되고 사용 시간이 짧아 지는 지 이유를 밝혀냈다. 리튬 이차 배터리의 충·방전 속도가 발열과 수명에 미치는 영향을 체계적으로 분석해 내 화재 예방, 수명 연장 등 보다 안정·효율적으로 사용할 수 있는 기술을 개발한 것이다.

한국전기연구원(KERI)은 하윤철 차세대전지연구센터 박사가 이용민 대구경북과학기술원(DGIST) 교수와 함께 ‘리튬이차전지 수명 및 발열 특성 분석 기술’을 개발했다고 9일 밝혔다.

리튬이차전지는 스마트폰, 전기자동차, 전력저장장치(ESS) 등 4차 산업혁명을 대표하는 다양한 산업에 쓰이고 있다. 하지만 최근 아파트에서 충전 중이던 전기 자전거와 전동 킥보드 배터리가 폭발하여 큰 이슈가 됐고, 최근 주목을 받는 ESS의 경우만 해도 국내에서만 35차례 넘게 대형 화재 사고가 발생하는 등 리튬이차전지의 사용 증가에 비례해 화재나 폭발 위험성도 높아져 국내외 다수의 전문가들이 사고 예방을 위한 기술 개발에 많은 노력을 기울이고 있다.

리튬이차전지의 안전한 사용을 위해 가장 중요한 기술 중 하나는 ‘열 관리’다. 온도가 지나치게 높아지거나 낮아지게 되면 전지의 성능이 더 빠르게 저하되기 때문이다. 그러나 현행 ‘열 관리 시스템’은 전지의 초기 특성에 따라 설계되고 있어 장기간 사용하면서 성능이 저하된 전지의 특성은 반영하지 못하고 있다.

연구팀은 리튬이차전지의 장기 충ㆍ방전 과정이 수명과 발열 문제에 미치는 영향을 분석하고, 이를 통해 배터리 화재까지 예측할 수 있는 기술을 개발했다. 충격 등 외부 요인이나 제조사 결함이 없는 정상적인 전지라도 체계적인 열 관리 없이 장기간 사용하면 사고에 이를 수 있다는 것을 과학적으로 밝혀낸 것이다.

연구팀은 리튬이차전지 중 가장 많이 생산되는 원통형 전지(2.85Ah)를 대상으로 이뤄졌다. 다양한 충ㆍ방전 조건에서 1,000회 이상 실험해 얻은 170만여 건의 시계열(time-series) 데이터를 분석한 결과다. 전지의 사용 횟수에 따른 저장 용량 변화를 단순한 수치로만 제시했던 기존 연구들과는 달리 충·방전 속도가 배터리 수명과 발열 특성에 미치는 영향을 통계학적으로 정확하게 분석한 것은 세계 최초다.

연구팀은 더 나아가 이러한 데이터를 시각화하고 통계 처리할 수 있는 ‘파이선(python)’ 프로그램을 자체 개발해 배터리의 장기 성능을 분석하는 데도 성공했다. 상용 소프트웨어 프로그램과 연계해 시뮬레이션까지 할 수 있는 기반까지 마련했다. 스마트폰은 물론, 밀폐된 환경에서 수백~수천 개의 전지를 밀집해 사용하는 전기차와 ESS까지 안전성을 크게 높일 수 있다.

하 박사는 “그동안 ‘2년 이상 사용한 기기는 신형 스마트폰보다 발열이 더 많이 발생할 것’이라고 경험적인 추측에만 머물렀다”면서 “이번 연구 결과는 통계 분석 및 전산 해석 기법을 통해 문제 원인을 과학적으로 밝혀냈다는 것에 의의가 있다”고 설명했다.

이번 연구 결과는 국제학술지 ‘저널 오브 파워소스(Journal of Power Sources)’ 5월호에 게재됐다.

한편, KERI는 과학기술정보통신부 국가과학기술연구회 산하 정부출연연구기관이다. 이번 연구는 KERI 기본사업, 과학기술정보통신부 미래소재디스커버리사업 및 산업통상자원부 PCS 경쟁력 강화 핵심기술개발사업으로 진행됐다.

김봉수 기자 [email protected]

스마트폰 배터리 수명 늘리는 꿀팁

참으로 이상한 일이다. 분명 오늘 아침 현관문을 나설 때만 해도, 배터리 충전율이 100%였는데… 버스와 지하철에서 인터넷 뉴스 기사 좀 보고, 음악 좀 듣고, 웃긴 동영상 1~2개 정도 봤을 뿐인데 30%도 채 남아있지 않다. 이게 무슨 일이란 말 인가. 스마트폰에 배터리를 잡아먹는 괴물 한 마리가 살고 있는 것 같다. 스마트폰 배터리를 관리하는 효율적인 방법, 어디 없을까?

완전 방전을 피한다.

완전 방전은 스마트폰 배터리에 손상을 주며, 그 횟수가 500회가 넘어가면 배터리 사용 시간이 약 80%로 줄어든다고 한다. 때문에 가급적 적정 잔량이 남았을 때, 배터리를 충전하는 것이 좋다. 일반 스마트폰 충전기로 배터리를 충전할 경우, 보통 배터리 잔량이 40%가 되었을 때 충전하는 것이 좋다.

배터리 캘리브레이션을 한다.

가끔 스마트폰 배터리가 갑자기 줄어드는 황당한 경우가 있는데, 원인은 배터리에서 전체 용량을 제어하는 제어칩에 오류가 발생해서 생기는 현상이다. 전원이 완전히 꺼질 때까지 스마트폰을 완전 방전 시킨 후, 전원을 끈 상태에서 100% 완전히 충전하는 배터리 캘리브레이션 작업을 통해 배터리 용량을 복원시킨다.

디스플레이 사용 전력을 줄인다.

고화질의 선명도를 제공하는 스마트폰의 디스플레이에 움직임이 많고 화려할수록 배터리 소모도 커진다. 때문에 디스플레이 설정을 잘 조절하면 배터리 사용 시간을 늘릴 수 있다. 화면의 밝기를 줄이거나 배경화면을 단조로운 색으로 변경한다. 안드로이드 스마트폰의 경우, 화면에 표시되는 불필요한 위젯을 삭제하도록 한다.

사용하지 않는 기능은 꺼놓는다.

스마트폰은 사용하지 않는 상태에서도 수많은 작업을 수행한다. 그 예로 인터넷 연결 유지, 데이터 통신 정보 송수신 등을 들 수 있다. 때문에 기본 작업 중 블루투스, GPS, 와이파이, 핫스팟 등 데이터 통신 방식 중 사용하지 않는 기능은 꺼두도록 한다. 사용하지 않는 기능을 비활성화하는 것만으로도 배터리 사용 시간을 늘릴 수 있다.

비행기 모드를 이용한다.

비행기 모드는 항공기 탑승 시를 대비한 기능으로 모든 전파 신호를 차단시키는 것을 뜻한다. 그렇기 때문에 비행기 모드를 이용하면 인터넷은 물론 문자와 전화 기능을 사용할 수 없다. 하지만 외부와의 통신이 모두 끊어지기 때문에 배터리의 소모량을 감소시킬 수 있다. 다만, 여러 필수 기능을 사용할 수 없으므로 신중하게 이용하는 것이 좋다.

절전 모드를 이용한다.

절전 모드를 이용하면 스마트폰 제조사가 정해 놓은 절전 세팅이 적용되면서 배터리 소모량을 줄일 수 있다. 특히 절전 모드는 스마트폰 CPU의 구동을 줄이거나 화면 밝기를 줄이고, 무선 인터넷을 끊거나 UI가 변환되는 애니메이션을 없애는 방법 등으로 배터리 소모량을 줄인다. 배터리 잔량이 일정 수준 이하로 내려가면 자동 절전 모드가 실행되도록 설정하는 것도 좋다.

멀티 태스킹을 하지 않는다.

애플리케이션이 동작하면 스마트폰의 CPU를 사용하게 되고, CPU 사용량에 맞춰 배터리가 소모된다. 때문에 CPU 소모를 최소화하는 것이 중요하다. 요즘 스마트폰의 경우 멀티태스킹이 가능한데, 그러다 보니 백그라운드에서 사용자 모르게 돌아가는 애플리케이션들이 다수 존재한다. 멀티태스킹을 최소화하여 배터리 사용 시간을 늘리도록 한다.

충전하면서 사용하지 않는다.

많은 사용자들이 스마트폰을 충전하면서 사용하곤 한다. 충전기를 꽂은 상태에서 스마트폰을 사용하게 되면, 배터리의 충전과 방전이 동시에 일어나기 때문에 배터리 상태에 악영향을 끼칠 수 있다. 가급적 스마트폰 충전 중에는 사용하지 말고, 충전 중 사용할 일이 있으면 충전기 혹은 충전 케이블을 분리한 후에 사용하는 것이 좋다.

운영체제를 최신 버전으로 업데이트한다.

스마트폰의 운영체제를 최신 버전으로 업데이트하는 것만으로도 조금이나마 배터리 소모 문제를 해결할 수 있다. 스마트폰 제조업체에서 주기적으로 배터리 소모량을 줄일 수 있는 패치를 내놓기 때문이다. 또한 운영체제의 버전이 업그레이드 될수록 스마트폰의 소프트웨어가 최적화되기 때문에 자연스럽게 배터리 소모량이 줄어든다.

자동 동기화 기능을 사용하지 않는다.

자동 동기화 기능을 사용하게 되면, 지금 사용하고 있는 애플리케이션과 동기화 되고 있는 애플리케이션, 두 개가 동시에 동작하는 것과 같다. 멀티태스킹과 동일하게 CPU 사용량이 늘어나 스마트폰의 배터리 소모량이 증가한다. 때문에 스마트폰의 자동 동기화 기능을 꺼두면 배터리를 좀 더 오래 사용할 수 있다.

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[5G 생활] 이렇게 충전하면 배터리 수명이 늘어난다

배터리는 수시로 충전하되

최대 용량의 80%까지만 충전한다.

완전 방전이나 완전 충전은 수명을 단축시킨다.

스마트폰의 전지(battery; 이하 “배터리”라 적는다)는 소모품이라 비누가 닳아 없어지듯이 성능이 떨어진다. 스마트폰 사용시간이 길어질수록, 그리고 배터리를 충전하는 횟수가 많아질수록 배터리의 노화는 가속되고 수명은 감소한다. 보통의 경우에 배터리를 500회 충전한 이후에는 내부저항이 빠르게 증가한다. 이로 인해 화학 반응이 일어나 충전 속도가 늦어진다. 그 결과로 배터리는 빠른 속도로 닳고 전화기 성능은 현저하게 떨어진다고 한다. 그래서 2년 정도 사용한 전화기는 제대로 작동되지 않는 경우도 생긴다. 그러면 전화기를 교체할까 고심한다. 이러한 배터리의 속성을 이해하고 평소에 철저하게 관리하면 그 노화를 지연시켜 배터리의 수명을 늘릴 수 있다.

스마트폰 배터리의 성능이 저하되는 것을 막기 위하여 사용자가 취할 수 있는 조치는 세 가지로 구분할 수 있다. 가장 기본적인 것은 배터리의 현재 상태를 파악하는 것이다. 그다음으로 배터리를 방전하거나 충전하는 방법이다. 끝으로 배터리가 가급적 적게 소모되도록 설정하고 응용프로그램의 배터리 사용을 최적화하는 방법이다.

이전 기사에서 배터리의 상태를 확인하는 방법을 살펴보았으니, 이번에는 배터리를 효율적으로 방전하거나 충전하는 방법을 알아본다.

첫째, 배터리는 완전히 방전되기 전에 수시로 충전한다. 배터리의 완전 방전은 배터리의 수명에 치명적인 악영향을 미친다. 한국전기연구원(KERI) 누리집에서 무료로 제공하고 있는 “KERI 배터리 가이드북”에 따르면 리튬전지에는 정상 작동 범위가 있는데, 하한 전압 이하로 유지되면 전지의 구성 재료가 부식되어 제 기능을 못하게 된다는 것이다. 즉 완전 방전하게 되면 배터리 내부에서 전자를 주고받는 ‘집전체’라는 구성회로의 손상이 가속화된다. 집전체에 손상이 이루어지면 배터리의 노화는 가속되고 성능은 저하되기 마련이다. 이 사실은 배터리가 설계 용량(이하 “최대 용량”이라 적는다)의 70%로 저하될 때까지 가능한 완전 충전횟수로 확인할 수 있다. 완전 방전된 배터리는 600회 정도만 충전이 가능하다. 잔량이 20% 남은 배터리는 900회 정도 충전할 수 있다. 잔량이 40% 남은 배터리는 1,500회 정도 충전할 수 있다. 잔량이 60% 남은 배터리는 3,000회까지 충전이 가능하다. 스마트폰을 이용하면서 배터리 잔량이 60%나 남았는데 충전할 필요까지는 없다. 그렇지만 잔량이 20% 전후로 남았으면 바로 충전하는 것이 효율적이라는 사실을 이해할 수 있다.

그러므로 배터리를 0%까지 완전 방전시키지 말고 수시로 충전하는 것이 가장 좋은 방법이다. 배터리를 수시로 충전하는 것은 배터리의 수명에 전혀 영향을 미치지 않는다. 일상적인 사용환경에서는 배터리의 잔량이 20% 이하로 떨어지면 바로 충전하는 것이 좋다. 일부 전화기에서는 배터리 잔량이 15%로 떨어지면 충전하라는 안내문이 나온다. 충전하지 못할 환경에 있으면 전화기를 절전상태로 전환하고 가능하면 사용을 자제한다. 배터리가 방전되는 정도를 파악하기 쉽도록 전화기의 상태 표시줄에 배터리의 잔량이 표시되도록 설정해두는 것도 좋은 방법이다. 설정 방법은 이전의 기사에 설명되어 있다.

배터리 잔량이 15%이니 충전하라는 안내

둘째, 배터리는 최대 용량의 80% 이하로 충전하는 것이 수명을 늘리는 데 효과적이다. 배터리를 충전할 경우에 내부의 저항이 있는데 이 내부 저항이 점점 증가되다가 80%이상 충전되면 내부저항이 심하여 배터리의 화학작용에 손상이 온다. 그래서 배터리 보호를 위하여 최대 용량의 80% 이하로 충전하기를 권장한다.

배터리 관리 앱인 AccuBattery에 의하면 배터리를 최대 용량의 100%까지 충전할 경우에 1주기만큼의 배터리가 소모된다고 본다. 그러나 배터리를 최대 용량의 90%까지만 충전할 경우에는 0.48주기만큼 소모되며, 100%까지 충전하였을 경우보다 수명이 88%만큼 늘어난다고 한다. 최대 용량의 80%까지만 충전할 경우에는 0.26주기만큼 배터리가 소모되고 수명은 211%만큼 늘어난다. 최대 용량의 70%까지만 충전할 경우에는 0.14주기만큼 배터리가 소모되고 수명은 391% 늘어난다. 최대 용량의 60%까지만 충전할 경우에는 0.10주기만큼 배터리가 소모되고 수명은 490% 늘어난다. 최대 용량의 50%까지만 충전할 경우에는 0.08주기만큼 배터리가 소모되고 수명은 501%까지 늘어난다. 배터리의 수명을 늘리기 위하여서는 배터리를 최대 용량의 100%까지 완전 충전하는 것보다는 80% 전후로 충전하는 것이 훨씬 효율적이라는 것을 이해할 수 있다.

배터리를 90% 또는 80%까지 충전할 경우의 수명 연장

배터리를 70% 또는 60%까지만 충전할 경우의 수명 연장

기자가 이에 대하여 삼성전자에 문의하였다. 배터리를 최대 용량의 80% 이하로 충전하는 경우에는 배터리 내부의 저항 증가가 감소되어 배터리 사용 기간이 연장될 수 있다는 답변을 받았다. 이 답변은 배터리는 가능하면 최대 용량의 80% 이하로 충전하는 것이 효과적이라고 해석된다.

배터리를 충전할 때 최대 용량의 80%까지만 충전이 되도록 설정할 수 있는지도 삼성전자에 질의하였다. 갤럭시 태블릿 모델에는 충전을 85%로 제한하는 “배터리 보호” 기능이 있다고 한다. 삼성전자의 2018년 노트북PC(laptop pc)에도 최대 용량의 80%까지 충전되면 자동으로 충전이 중지되는 기능이 있다. 그렇지만, 스마트폰에는 아직 배터리 보호 기능이 없는데 앞으로 지원할 계획은 있다는 답변을 받았다.

갤럭시탭 S6 배터리 보호 기능

셋째, 혹시라도 배터리를 최대 용량의 100%까지 충전한 이후에는 바로 충전기와 분리하는 것이 좋다. 완전 충전이 이루어졌는데도 전화기가 전원에 연결되어 있으면 배터리 내부의 전기 저항이 증가하고, 배터리에 열이 날 수도 있다. 그러므로 잠을 잘 때를 비롯하여 오랜 시간 동안 전화기를 충전기에 연결해두는 것은 자제하는 것이 좋다.

넷째, 충전 중에는 될 수 있으면 전화기 사용을 자제한다. 와이파이, GPS, 블루투스 등을 끄고, 배터리 절약 모드나 비행기 탑승 모드로 설정해두면 충전이 더욱 빨리 이루어진다. 아예 전원을 꺼버리면 충전 속도는 더욱 빨라진다.

다섯째, 스마트폰을 충전할 때는 혹시라도 있을지 모르는 전화기의 과열을 방지하기 위하여 전화기의 보호 덮개를 벗기는 것이 좋다.

여섯째, 섭씨 20도~30도 정도의 따뜻한 곳에서 충전하면 충전 속도가 4배~8배 빨라진다.

스마트폰 및 스마트 시계 무선 충전기

스마트폰 성능은 배터리 성능에 크게 영향을 받는다. 그러므로 배터리의 성능을 유지하고 수명을 늘리기 위한 방전 및 충전 요령을 실행하는 습관을 가져보자. 완전 방전보다는 부분 방전이, 완전 충전보다는 부분 충전이 배터리에 가해지는 스트레스를 줄이고 배터리의 수명을 늘리는 방법이다. 가장 중요한 충전 요령은 배터리 잔량 20% 전후에서 충전을 시작하고, 최대 용량의 80% 전후에서 충전을 멈추는 것이다. 결론적으로 배터리 잔량을 최대 용량의 20%~80% 구간에 유지시키는 것이 가장 효과적인 방법이다.

다음 기사에서는 배터리의 소모를 줄이는 방법에 대해서 다룬다.

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