포스코퓨처엠

AI는 단순히 새로운 기술을 넘어, 산업의 지형을 바꾸고

우리의 일하는 방식과 소통하는 방법도 재정의하고 있습니다.

이러한 변화의 물결 속에서, ‘정확하고 핵심적인 정보’를 얻는 능력은

그 어느 때보다 중요해졌는데요.

‘Q&AI’에서는 복잡하고 어려운 배터리, 전기차 관련 기술이나 트렌드에 대해

강력한 정보 분석과 정리 능력을 가진 AI에게 질문해

누구나 이해하기 쉽게 핵심만 짚어드리고자 합니다.

열네번째 주제로, ‘일상 속 기기들의 배터리 관리와 폐기법’에 대해 알아보겠습니다.

배터리🔋, 소재를 알면 관리법이 보인다!

스마트폰부터 전기차까지 우리가 일상적으로 사용하는 기기들의 배터리는 대부분 ‘리튬 이온 배터리’입니다. 배터리 안에서 리튬 이온이 양극재와 음극재를 오가면서 전류가 흐르게 되는 것이 배터리의 기본 원리인데요.

이 배터리 안에 있는 다섯 가지 소재가 어떻게 움직이는지 알면 오래, 안전하게 쓰는 법도 자연스럽게 보이게 됩니다.

- 양극재 : 배터리 에너지를 저장하는 핵심 소재로, 온도가 높아지면 성능이 빠르게 떨어집니다.

- 음극재 : 주로 흑연으로 만들어지며 충전할 때 리튬 이온을 받아들이는 곳입니다. 급속충전을 반복하면 표면이 손상되기 쉽습니다.

- 전해질 : 리튬 이온이 양극과 음극 사이를 오가는 통로로 액체 상태라 고온에 취약합니다.

- 분리막 : 양극과 음극이 서로 닿지 않도록 막아주는 아주 얇은 막으로 눌리거나 찢어지면 위험합니다.

- SEI(Solid Electrolyte Interphase)막 : 충방전에 따라 음극재 표면에 생기는 얇은 보호막으로 완충 상태로 오래 두면 점점 두꺼워지면서 배터리 용량이 줄어듭니다. 피막이 형성되면 충방전 시 리튬이온을 제외한 성분들은 SEI 피막을 통과할 수 없기 때문에 흑연의 구조적 안전성을 유지하는 데 도움이 됩니다.

기기별로 다르게 관리해야 한다!

같은 리튬 이온 배터리라도 기기마다 쓰는 방식이 달라서 신경 써야할 부분도 조금씩 다른데요. 기기별로 일상 사용과 장기 미사용 시 배터리 관리법을 소개해 드리겠습니다.

📱스마트폰

<일상사용>

ㆍ배터리는 20-80% 사이로 유지하는게 좋습니다. 완충 상태를 오래 유지하면 SEI막이 두꺼워져 용량이 줄어들게 됩니다.

ㆍ케이스를 낀 채 충전하면 열이 갇히게 됩니다. 전해질은 고온에 약하니 충전할 땐 케이스를 벗겨보세요!

ㆍ인증받지 않은 저가 충전기는 전압이 불안정해 배터리에 부담을 줄 수 있습니다. 정품이나 인증받은 충전기와 케이블을 사용해 충전해주세요.

<장기 미사용 시>

ㆍ40-60% 충전 상태로 서늘하고 건조한 곳에 보관하세요. 완전 방전 상태로 오래 두면 SEI막이 붕괴되고, 음극 구조 내부에 리튬 이온이 비워진 상태가 오랜 시간 지속되면 음극 구조가 손상될 수 있습니다.

ㆍ한 달에 한 번은 전원을 켜서 배터리 상태를 확인해주세요.

📲태블릿

<일상 사용>

ㆍ태블릿은 화면이 크고 발열이 많은 편입니다. 케이스를 끼운 채 충전하면 열이 갇혀 전해질에 부담을 주게 되어 가스가 발생하고, 이에 따라 배터리가 부풀어 오르는 스웰링 현상이 발생할 수 있습니다.

ㆍ스마트폰과 마찬가지로 20-80% 구간 사용을 권장합니다.

<장기 미사용 시>

ㆍ40-60% 충전 후 직사광선을 피해 보관하세요.

ㆍ두 달 이상 방치할 계획이라면, 중간에 한 번 충전 상태를 점검하세요.

💻노트북

<일상 사용>

ㆍ전원에 항상 연결해두고 쓰면 배터리가 계속 완충 상태를 유지해 SEI막이 두꺼워지기 쉽습니다. 시스템 설정의 배터리 관리 모드(충전 제한 기능)을 활용해보세요.

ㆍ통풍이 잘 안되는 곳에서 오래 쓰면 내부 온도가 올라가 전해질 온도 상승으로 스웰링이 발생할 수 있습니다. 쿨링을 위한 구멍이 막히지 않도록 거치해서 사용해주세요.

<장기 미사용 시>

ㆍ50% 안팎으로 충전한 뒤 서늘한 곳에 보관하세요.

ㆍ배터리 분리가 가능한 모델은 본체에서 분리해 따로 보관하는 것도 방법입니다.

🚗전기차

<일상 사용>

ㆍ급속충전을 반복하면 특히 추운 날씨엔 음극재 표면에 리튬이 얇은 금속처럼 쌓이는 ‘리튬 도금’현상이 생길 수 있습니다. 이로 인해 배터리 수명 감소, 성능 저하는 물론 최악의 경우 화재/폭발 위험이라는 심각한 문제가 발생할 수 있습니다. 가능하다면 완속 충전 위주로 사용해주세요.

ㆍ완충 후 차를 오래 세워두면 배터리에 부담이 가니 충전 후 바로 운행하는 습관이 좋습니다.

<장기 미사용 시>

ㆍ50% 안팎 충전 상태로 온도 변화가 크지 않은 곳에 주차해주세요.

ㆍ배터리 관리 시스템(BMS)이 정상 작동하도록 설명서의 장기 주차 모드를 확인해주세요.

수명이 다 된 배터리, 그냥 버리면 안됩니다!

배터리는 우리가 쓸 땐 에너지를 저장하는 소재지만, 버릴 땐 안전과 자원 순환을 함께 생각해야 합니다. 특히, 압력이나 충격을 받으면 분리막이 손상되면서 화재나 폭발로 이어질 수 있기 때문에 일반쓰레기ㆍ재활용쓰레기로 버리면 안됩니다.

✔️ 스마트폰ㆍ태블릿ㆍ보조배터리 같은 소형 기기는 주민센터나 아파트 단지에 있는 폐배터리 수거함, 또는 가전 매장의 무상 수거 서비스를 이용하세요.

✔️ 전기차 배터리처럼 큰 배터리는 폐차 시 정해진 절차에 따라 회수됩니다. 완전히 못 쓰게 된 게 아니라 남은 용량으로 ESS 등에서 다시 쓰이는 경우도 많습니다.

✔️ 더 이상 재사용이 어려운 배터리는 분해 과정을 거쳐 리튬, 니켈, 코발트 같은 금속을 뽑아냅니다. 이렇게 회수된 금속은 다시 양극재를 만드는 원료로 쓰이면서 자원이 순환됩니다.