올바른 디지털카메라 배터리 관리방법

 요즘 계절은 여름지나 바로 겨울인것 같습니다. 아침에 잠깐 나가보니 콧끝이 찡~ 할만큼 추워졌네요.

오늘은 인간 만큼이나 겨울을 싫어하는 물건! 배터리에 대해서 알아보고 그 관리 방법까지 알아 보겠습니다.

이 부분은 전문적인 분야라 저의 주관적인 의견을 쓰기에는 오류가 많을것 같아 한국 전기연구원(KERI) 자료를 참고하여 작성하였습니다.

그만큼 신뢰도가 높은 글인 만큼 좋은 정보가 될듯합니다.

물론 카메라 배터리에 맞게 글을 재구성 하였습니다. 혹 오류가 있다면 따끔하게 지적해주세요. 환영합니다.

우리는 카메라 배터리에 대해서만 깊이 알아 보겠습니다.

1. 추운 겨울철에는 평소보다 배터리가 빨리 닳아지나요?

2. 배터리는 왜 시간이 지나면 성능이 떨어지나요?

3. 배터리 잔량을 0% 완전 방전한 다음 충전하는 것이 좋나요? 

4. 충전이 100% 완료될 경우 계속 꽂아 두는 것이 좋나요?

5. 스트로보 건전지에 누액이 나오는 이유가 뭔가요?

바쁘신분들은 빨간글자만 보셔도 됩니다.

사전지식이 있으면 이해하기 쉬울거 같아서 준비했습니다.

■ 배터리 분류

 배터리의 종류도 여러가지가 있겠지만 카메라에 대한 배터리는 크게 일차전지, 이차전지로 나누게 됩니다.

물론 단어만 보셔도 아시겠죠?

▶ 일차전지: 한번사용하면 다시는 사용할수 없는 전지

    (망간전지, 수은전지, 아연공기전지, 리튬일차전지 등)

▶ 이차전지: 방전 후에도 충전하여 재 사용이 가능한 전지

    (리튬이차전지, 니켈카드뮴전지, 니켈수소전지, 금속공기전지 등)

카메라 배터리는 이차전지를 많이 사용하겠죠? 플래쉬나 악세사리 제품은 일차전지나, 이차전지 모두 사용이 가능합니다. 그럼 카메라 배터리는 어떤 이차전지 종류일까요? 바로 리튬이차전지 입니다. 리튬이차전지에 대해서 자세히 알아 보겠습니다.

■ 리튬이차전지

 리튬이차전지는 전지 속에서 이동하는 이온이 리튬양이온인 배터리를 말합니다. 

리튬이온전지, 리튬고분자전지 등 리튬양이온의 이동 현상을 이용하는 배터리의 통칭이라고 할 수 있습니다.

■ 어떠한 원리로 충전과 방전이 되며 전기에너지를 낼 수 있을까요?

 배터리는 크게 양극, 음극, 두 극을 분리시키는 분리막, 내부를 채우는 전해질로 구성이 됩니다. 리튬이차전지의 경우 대표적으로 음극은 흑연을, 양극은 리튬코발트산화물을 전극물 질로 사용하게 됩니다.

양쪽 전극으로 전자가 이동하기 위해서는“스펀지가 물을 빨아들이고, 내뱉듯이”리튬이온 이 흑연으로 구성된 음극에서 나와, 코발트산화물로 구성된 양극으로 흡수되는 인터컬레이션 (intercalation)이 일어나야 합니다. 한 전극에서 다른 전극으로 리튬이온이 이동하기 위해서는 움직임을 도와주기 위한 전해질이 필요하게 되고요, 전해질로는 물보다는 유기용매를 주로 사용하는데 유기용매를 이용하면 물 보다 더 큰 3.7 V의 전압을 형성할 수 있습니다. 이렇게 스펀지가 물을 빨아들이고 내뱉듯, 양극과 음극의 재료가 각기 다른 전위에서 결정구조의 심각한 변화 없이 리튬이온과 전자를 수용 할 수 있는 원리와, 전해질이 리튬이온을 전달할 수 있는 원리를 이용하는 것이 리튬이온배터리입니다.

■ 왜? 리튬이차전지 일까요? 카드뮴, 수소전지도 있는데 말이죠.

 리튬이차전지는 충전과 방전을 반복하는 싸이클의 수명이 길고, 휴대성이 우수하며, 에너지 저장 밀도가 높기 때문에 휴대정보기기용의 전원으로 가장 적합하다고 할 수 있습니다. 에너지 저장 밀도가 높다는 것은 쉽게 말해서, 주어진 공간 내에 에너지를 많이 저장할 수 있다는 것을 의미합니다. 이렇게 전지 성능의 향상으로 드론(무인항공시스템) 등 새로운 분야에 적용하 는 경우가 증가하고 있는 추세입니다.

아 어렵네요. 꼭 이해를 안하셔도 됩니다. 이보다 더 중요한것이 효율적인 사용방법이 아닐까요?

 카메라 배터리에 대해서는 이정도만 하면 되겠죠? 이제부터가 중요합니다.

왜냐면 우리의 소중한 배터리를 보호할 정보입니다. 꼭! 읽어보세요.

1. 추운 겨울철에는 평소보다 배터리가  빨리 닳아지나요?

 겨울철에는 온도가 낮아지기 때문에 배터리의 전반적인 화학반응이 느려집니다. 리튬이온은 전해질과 양극 및 음극에서 움직이는데, 온도가 낮아질수록 전지 내부 리튬이온의 이동 속도가 저하하여 전지의 내부저항이 증가하게 되고 배터리의 전압이 낮아집니다. 또한 전기량도 충분히 방전하지 못하는 원인이 됩니다. 에너지는 전기량과 전압의 곱인데, 전반적으로 에너지가 줄어들고 결국 겨울철에 배터리가 빨리 닳게 됩니다.

따라서 겨울철 배터리를 온도가 낮은 외부에 보관하기 보다는 평소에 주머니에 넣거나 케이스, 헝겊으로 덮어서 따뜻하게 보관해 사용하는 것이 좋습니다. 또한 추위로 인해 이미 방전된 배터리의 경우라도 사용하지 못한 전기량은 내부에 잠재적으로 사용 가능한 형태로 남아 있기 때문에 배터리의 온도를 높인다면 다시 남아있는 에너지를 사용할 수 있습니다.

물론 따뜻한 장소에 두자마자 배터리가 바로 잘 작동하는 것은 아니겠죠? 표면은 따뜻할 지라도 내부는 아직 차갑기 때문에 배터리를 약 30분 정도 충분히 예열을 한 후 사용하는 것이 좋습니다.

2. 배터리는 왜 시간이 지나면 성능이 떨어지나요?

 배터리의 구조는 여러 가지 화학물질이 가루(분말) 형태로 존재하고 있고, 이것을 고정하기 위해 결합제로 붙여놓은 모양으로 존재합니다. 배터리를 뜯어보면 가루 형태로 되어 있고 이러한 가루를 접착제로 붙여놓은 것과 같은 구조를 가지고 있습니다.

하지만 충/방전을 계속하게 되면 가루로 된 화학물질의 일부가 조금씩 떨어져 나가게 됩니다. 결국 떨어져 나간만큼 전자를 줄 수 없어 용량이 떨어지고 수명도 줄어들죠. 그 결과 저항도 증가하고 배터리가 낼 수 있는 전압도 감소하게 됩니다. 에너지는 전기량 X 전압으로 결정되는데, 전압이 감소하게 되니 배터리가 힘을 낼 수 없는 상황이 벌어지고 수명도 점 차 짧아지게 되는 결과를 초래합니다.

이러한 원리를 감안할 때, 배터리의 성능은 좋은 화학물질의 사용과, 이러한 화학물질이 잘 떨어지지 않게 도와주는 좋은 결합제의 역할에 따라 결정된다고 볼 수 있습니다.

3. 배터리 잔량을 0% 완전 방전한 다음 충전하는 것이 좋나요? 

 예전 가정에서 주로 사용하던 900MHz 무선전화기나 면도기에는 일명‘니카드전지’가 사용됐습니다. 이 전지는 사용 패턴을 기억해 충전된 만큼만 소비하는 ‘메모리이펙트(Mem- ory Effect)’를 가지고 있어서 완전히 전지를 0%로 방전한 후 충전하는 것이 더 좋았죠.

 하지만 요즘 일상생활에서 주로 사용되는 휴대전화, 디지털카메라, 노트북 등 주요 제품에 쓰이는 배터리는 모두 리튬이차전지가 사용되고 있습니다. 리튬이차전지의 경우에는 니카드전지의 메모리이펙트를 가지고 있지 않기 때문에 완전 방전한 다음 사용하면 수명이 짧아집니다. 리튬이차전지에는 정상 작동 범위가 있는데, 하한 전압 이하로 유지되면 전지의 구성 재료가 부식되어 제 기능을 못하게 됩니다. 즉 완전 방전하게 되면 내부에서 전자를 주고받는 ‘집전체’라는 구성회로의 손상이 가속화되기 때문에 문제가 생기고 배터리의 성능을 저하시키게 됩니다.

따라서 리튬이차전지를 사용하는 전자기기의 경우, 0%가 아니더라도 늘 충전기에 꽂아놓 는 것이 좋으며, 이미 방전된 상태라면 즉시 충전하는 것이 바람직합니다.

4. 충전이 100% 완료될 경우 계속 꽂아 두는 것이 좋나요?

 100% 충전됐다는 초록색 불이 나온 상태라도, 계속 꽂아 두면 더 충전이 됩니다! 충전율은 전압을 재어 표시해주는데, 배터리 안에 무수히 많은 리튬이온이 있기 때문에 하나 하나 다 연결해서 확인할 수는 없습니다. 표면은 충전된 상태라고 볼 수 있어도 내부까지 완전히 충전됐다고는 말할 수 없는 거죠. 따라서 초록색 불이 들어와도 완전히 충전되지 않은 상태이기 때문에 계속 꽂아두는 것이  좋습니다.

보통 내부까지 충분히 충전을 다하기 위해서는 적어도 2시간 이상 꽂아 두어야 합니다. 그 이유는 전지안 리튬이온의 농도 편차가 심해서 전압이 충분히 확산할 때까지 기다려야하기 때문이죠. 특히 1년 이상 지난 배터리는 성능이 더 떨어지기 때문에 반드시 충분한 시간을 주어야 더 많이 충전할 수 있습니다

5. 스트로보 건전지에 누액이 나오는 이유가 뭔가요?

 정상적인 배터리 사용에서는 누액이 나오지 않도록 설계되어 있습니다. 하지만 배터리 양이 다른 제품들을 함께 사용하게 되면 먼저 완전히 방전된 배터리에 역전압이 걸리게 되고 용량이 적은 쪽의 전지는 과방전이 됩니다. 이로 인해 발열이나 전해액의 전기 분해가 일어나 가스 발생에 의해 전지가 팽창하게 됩니다. 이러한 상황이 계속되다 보면 배터리 껍질 재질의 아연이 녹는 부식이 발생하여 배터리 내부의 전해액이 외부로 유출되는 현상이 발생하게 됩니다. 결국 이 누액은 기기의 단자까지 부식시켜 고장을 일으키는 원인이 됩니다.

참고로 똑같은 새 배터리의 경우라도, 제조사가 다르면 제조과정과 상황에 따라 배터리의 성능이 각각 다르기 때문에 누액을 발생시킬 수 있습니다. 따라서 용량이 동일한 같은 제 조사의 제품을 사용하는 것이 좋습니다.

마지막으로 일반건전지(일차전지)를 충전할 경우에도 누액이 발생합니다. 일차 전지에는 충전이 불가능한 물질을 가지고 있기 때문에 충전하게 되면 팽창, 누액은 물론 발화까지 일 으킬 수 있으니 각별히 주의해야 합니다.

도움 많이 되셨나요?

요약한번 해보겠습니다.

1) 가능한 그때그때 충전합니다. 카메라에 사용되는 리튬이온전지는 방전상태에서 음극집 전체의 부식 손상으로 고장을 일으키기 때문에, 0%까지 방전시키는 것 보다는 그때그때 충전 하는 것이 좋습니다. 

하지만, 배터리가 0%까지 방전되지 않도록 하는 기능이 내장되어 있기 때문에 특별히 걱정하지 않아도 됩니다.

2) 만약 2~3달에 한번정도 촬영하시는 분이라면 매일 충전을 시키는건 아닌 방법 같습니다. 매일 사용하는 분들에 한해서 매일 충전을 추천하는것이지 일년에 몇번 사용안하는 유저들에게는 맞지 않는 이야기 같아서요. 그런 분들은 매일 충전보다는 가끔 관리정도 해주는게 좋을거 같습니다. 가령 한달에 한번 충전의 시간을 주는건 어떨까요?

[자료출처 : 한국전기연구원(KERI)]