리튬폴리머 (Lipo) 배터리 용량 전압 수명에 대해서

우리가 흔히 쓰는 리튬폴리머 배터리에 대해 충방전에 의한 용량 및 수명에 대해 알아보겠습니다.

변변치 못한 지식으로 여러 지식을 배우고 조합한 점 양해 바랍니다.

 

우선 우리가 잘 못 알고 있는 점

1. 충전시 충전용량 : 충전기 디스플레이 데이타는 충전시간과 충전전류에 따른 식을 대입한 것으로 정확하지 않습니다.

2. 충전기에 달려있는 측정기 또는 소형 측정기에 의한 잔량표시 : 정밀한 측정기가 아니고서는 배터리의 잔량을 측정하기 어렵습니다. 정밀성을 가진 측정기가 아니고서는 정확한 데이타를 읽어 들일 수 없습니다. 단 1V에 얼마만큼의 전류가 분포하는지 예측이 어렵다 보겠습니다. 

 

리튬폴리머 꼭 알아야 할 상식

1. 아래 그림에서 보면 3.7V가 우리가 흔히 쓰는 스토리지 모드(배터리의 50% 잔량)입니다. 보관 모드죠.

    배터리 구입시 대부분 배터리는 3.7~3.8V로 충전되어 판매됩니다. 이유는 이 전압대에서는 환원, 산화 반응이 거의 일어나지 

    않기 때문입니다.(3.8V로 충된 상태가 대부분임)

 

2. 배터리가 충전이나 방전을 일으킬 경우 환원, 산화 반응으로 전해액 성분변화가 일어납니다 . 이런 반응에 의해 점차 내부저항도 증가하고, 용량도 감소하게 됩니다. 그림을 유심히 살펴보면 이해가 가실 겁니다.

이 그림은 구글링해서 퍼왔습니다.

3. 충전용량에 따른 배터리 수명을 나타낸 그래프입니다.

우리가 배터리를 충전할 때 4.2V로 만충을 합니다. 빨간선을 보시면 수명이 급격히 줄고 있음을 보여줍니다.

하지만 그 이하인 4.1V에서는 수명곡선이 완만한 것을 확인할 수 있습니다.

즉, 충방전에 따른 용량 저하가 4.1V일 때와 4.2V 일때 확연히 차이나는 것을 볼 수 있습니다.

 

그래서 대부분 충전기는 4.2V  완전 완충되지 않습니다. 실제 테스터기로 전압을 측정해 보면 4.15V로 충전되어 있는 것을 확인 할 수 있습니다. 이것은 배터리를 위해서도 아주 좋은 방법입니다. 0.5V 더 충전해 봐야 크게 달라질게 없기 때문입니다.

비슷한 그림입니다. 그림에서 보듯이 Cycles 회수가 얼마나 차이가 나는지 보여주고 있습니다.

전기차를 예를 들면 하이브리드 리튬폴리머 배터리가 10년 보증으로 되어 있습니다.

이는 전체 배터리 충전을 80%이상 하지 않게 되어 있기에 가능한 말입니다.  

4. 아래 그림은 정말 중요합니다.

    1C 충전시와 2C, 3C 충전시 배터리 수명이 얼마나 변하는지 보여주는 그래프입니다.

    대부분의 공장에서는 1C 이상 권장하지 않습니다. 충전이 가능하다는 것 뿐이죠.

5. 정말 정말 중요한 데이타입니다.

   바로 우리가 사용하면서 방전되는 용량을 말하는 부분입니다.

   스토리지모드(안전모드)가 3.7~3.8V라 하였습니다. 아래 0~100은 총 배터리 용량입니다.

   안전모드인 곳에 눈으로 선을 함 그어 보시죠. 파란색 선이 1C 충전된 상태임으로 약 3.7V 좀 넘습니다.

   그리고 0.2C인 선을 보시죠. 3.8V입니다. 그리고 간과하지 말아야 할 것은 배터리 안전용량은 50%를 넘지 않습니다.

   50%인 기준에서 배터리를 측정하면 배터리 실제 용량과 비슷한 절반의 용량이 충전됨을 확인 할 수 있을 것입니다.

   80% 그래프를 자세히 보세요. 전압 몇 V에서 급격히 떨어지는지 확인하시고, 필히 안전전압을 지키시기 바랍니다.

 

   오래전에 어느분이 테소닉 배터리를 정확한 근거없이 배터리 용량이 안들어 간다고 한 적이 있습니다.

   지금생각해 보니... 저도 얼마나 무지했는지... 결국 이노무 배터리는 헬셀이 총판권을 가지게 된 역사적 계기가 되었네요.

   깐 것도 전헬사 카페고 이를 운영했던 곳도 헬셀이고.... 상도가 어쩌고 저쩌고 할 때는 언제고 이렇게 야비하게 뒤통수

   쳐대가며 총판권을 빼앗아 간 그분께 부디 까세요. 라고 한마디 던집니다.

삼천포로 빠졌네요. 다시 돌아와서 이번엔 SANYOU 데이타를 함 보시죠.

상단 우측걸 보시면 배터리는 2700mAh이고 충전에 따른 효율감소를 확인할 수 있을 것입니다.

좌측 하단 그래프를 보시면 충전 C에 따른 수명감소도 확인하실 수 있습니다.

이쯤 되면 대충은 아시리라 생각합니다.

중요한 점 세 가지만 알면 좋을 것 같습니다.

1. 방전율은 속여도 용량은 속이기 어렵습니다.

2. 몇 C 충전을 할 수 있느냐는 결국 고가의 배터리 빨리 쓰고 빨리 보내겠다는 것.

3. 새 배터리 2200mAh 인데 1300mAh만 들어가요??? 이러지 말자는 것. 

[출처] 리튬폴리머 배터리 용량 VS 전압 VS 수명 ([NFRC]Night Flying 야간비행) |작성자 SKY 현석무