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고속 충전은 휴대폰 배터리를 망가뜨리지 않을까?

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고속 충전 기능은 의심할 여지없이 최신 스마트폰의 인기 있는 기능 중 하나이다. 낮에도 오래 기다리지 않고 완전 충전을 할 수 있기 때문에 실용적이다. 다양한 스마트폰 업체들은 고속 충전 기술을 개발하여 경쟁하고 있다. 샤오미는 2월 MWC에서 300와트 충전 기술을 선보였는데, 단 5분 만에 4,300mAh 용량의 홍미 스마트폰을 완전 충전할 수 있었다. 300와트는 아직 현재로서는 희소한 기능이지만 중국 제조업체의 스마트폰은 상대적으로 빠른 충전 속도를 지니고 있다. 원플러스의 10t는 150와트 충전으로 20분 만에 배터리를 완전 충전하는 인상적인 속도를 보여주고 있다. 그러나 삼성과 애플은 각각 최대 45와트, 약 30와트로 고속 충전을 어느정도 다르게 정의하고 있다. 그렇지만 고속 충전이 빨라지는 만큼 스마트폰 사용자들은 배터리의 상태에 대해 걱정하고 있다. 이에 대한 해답을 알아보고자 하며, 고속 충전이 배터리에 미치는 영향과 실제로 배터리를 손상시킬 수 있는지 알아보고자 한다. 충전 과정에서 일어나는 일
모든 최신 스마트폰은 리튬 이온 배터리 또는 리튬 폴리머 배터리를 사용한다. 동작 방식은 둘 다 동일한데, 기본적으로 음극과 양극, 전해질로 구성된다. 휴대폰에 전력을 공급하는 에너지는 음극에서 양극으로 흐를 때 생성된다. 배터리가 방전되면 이 흐름이 멈춘다. 충전 과정에서 리튬 이온은 다시 음극으로 이동하여 사이클이 다시 시작될 수 있도록 한다.

배터리는 일종의 스펀지처럼 작동하기 때문에 충전 과정이 선형적이지 않다. 배터리가 비어있을 때 가장 많은 에너지를 흡수하고 거의 가득 차면 덜 흡수하는 식이다. 따라서 포화 상태에 가까울수록 충전 효율이 떨어지고 충전 곡선이 더 평평해집니다. 반면에 충전 전압은 최대 전력에서 시작해 상대적으로 빠르게 떨어진다.

충전 과정에서 일어나는 일에 대해 자세히 알아야만 스마트폰 배터리의 동작 원리를 이해할 수 있습니다. 리튬 이온 배터리와 리튬 폴리머 배터리는 모든 최신 스마트폰에서 사용되며, 이들은 음극과 양극, 전해질로 구성되어 있습니다. 에너지는 음의 리튬 이온이 전해질을 통해 양극으로 흐를 때 생성되며, 배터리가 방전되면 이 흐름이 멈춥니다. 충전 과정에서는 리튬 이온이 다시 음극으로 이동하여 계속해서 에너지를 공급할 수 있도록 합니다. 또한, 배터리는 스펀지처럼 작동하여 충전이 선형적이지 않습니다. 충전이 진행될수록 충전 효율은 낮아지며, 충전 곡선은 더 평평해집니다. 그런데, 충전 전압은 최대 전력에서 시작해 상대적으로 빠르게 감소합니다. 이러한 특성을 이해하면 스마트폰 충전에 대한 이해도가 증가할 것입니다. 휴대폰 배터리 성능 저하 문제는 고속 충전 여부와 관련이 있다. 모든 배터리는 시간이 지남에 따라 마모되며, 이는 리튬 이온의 흐름에 의해 약간의 열이 방출되고 화학 공정에 영향을 받기 때문이다. 따라서 배터리가 가득 차 있을 때는 휴대폰에 연결하지 말아야 한다. 아이폰에서는 배터리 상태 설정에서 최대 배터리 용량을 확인할 수 있다. 열은 배터리 성능 저하의 주된 원인이며, 고속 충전은 더 많은 열을 발생시키므로 많은 사용자가 이 문제를 우려한다. 열로 인해 전해질이 결정화되어 전류 차단이 발생할 수도 있다. 이러한 사실을 알고 있는 제조업체는 고속 충전 중에 더 많은 열 발생을 방지하기 위해 예방 조치를 적용한다.

새로운 기술이 필요한 고속 충전

새로운 기술이 필요한 고속 충전

최근 몇 년 동안, 파워 서플라이의 전송 전력을 높이기 위해 다양한 고속 충전 표준이 개발되었습니다. 이러한 표준들 중 대표적인 것은 퀄컴의 퀵차지 프로토콜인데, 버전 5는 약 100와트 충전을 지원합니다. 원플러스의 기술인 워프차지(WarpCharge)는 65와트 충전을 지원하며, 같은 그룹에 속해 있는 오포(Oppo)의 VOOC 플래시 차지(Flash Charge)도 해당합니다. 또한, 원플러스 10T에는 160와트 SUPERVOOC 파워 서플라이가 함께 제공됩니다. 추가로 USB 파워 딜리버리, 어댑티브 차지 (삼성), 터보파워(TurboPower, 모토로라) 등도 다양한 표준으로 사용되고 있습니다.

고속 충전 기능이 있는 많은 스마트폰에는 집적 회로가 있는 파워 서플라이가 함께 제공됩니다. 이를 통해 열 에너지가 휴대폰에 닿기 전에 방출되어 배터리를 보호할 수 있습니다. 다만, 이러한 솔루션의 단점은 어댑터가 크기가 커질 수 있다는 점입니다. 또 다른 충전 방법으로는 병렬 충전이 있는데, 전체 전류를 하나의 배터리 셀로 보내는 대신 두 개의 병렬 셀로 나눠 충전합니다. 이 방법은 통합 전원 관리 기능과 함께 사용되어 최상의 충전 성능을 제공할 수 있습니다. 다만, 이 방법의 단점은 총용량이 다소 낮아지는데, 배터리 셀 2개가 차지하는 공간 때문입니다.

냉각 하드웨어는 열 축적을 조절하여 과열 없이 더 많은 전력을 장치에 공급할 수 있는 솔루션입니다. 열 차폐, 증기 챔버, 심지어 전체 팬도 이러한 냉각 시스템에 사용되어 배터리를 보호합니다.

따라서, 고속 충전 기능이 있는 많은 스마트폰에는 통합 전원 관리 기능이 있는 파워 서플라이가 제공됩니다. 또한, 병렬 충전과 추가 냉각 하드웨어도 사용됩니다. 이러한 기술들은 배터리의 수명을 보호하고 충전 성능을 향상시키는 역할을 합니다. 그러나 배터리의 성능 저하 정도는 각 제조업체마다 다르며 최근에는 80% 배터리 용량이 제공된다는 공식적인 업계 표준이 있습니다. 예를 들면 샤오미의 홍미 11T Pro는 800회 완전 충전 후에도 원래 배터리 용량의 80%가 남아 있음이 보장되고, 애플은 500회 충전 후에도 80% 용량을 유지한다고 약속하고 있습니다. 또한, 오포는 2023년 2월 초에 150W SuperVOOC와 1,600회 이상 충전 후에도 80%의 배터리 용량을 제공하는 240W SuperVOOC 기술을 도입할 예정입니다.

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결론 : 고속 충전이 휴대폰 배터리에 해롭지 않은 이유

결론: 고속 충전이 휴대폰 배터리에 해롭지 않은 이유와 휴대폰 배터리 수명을 연장하기 위한 조언

장기적인 연구 없이는 이 질문에 명확하게 답할 수 없지만, 지금까지 밝혀진 사실은 모두 고속 충전이 배터리의 정상적인 마모를 가속화하지 않는다는 사실을 보여준다. 결론적으로, 고속 충전이 휴대폰 배터리에 해롭지 않다는 것을 알 수 있다.

그러나 고속 충전은 더 높은 와트로 더 많은 열을 발생시키기 때문에 스마트폰을 보호하기 위한 장치가 필요하다는 것도 사실이다. 이를 위해 제조업체는 최적화된 파워 서플라이, 병렬 충전 또는 온도 변동을 조절하는 스마트 하드웨어 및 센서를 통해 에너지 관리를 개선하기 위한 다양한 조치를 하고 있다.

또한, 배터리 수명에 가장 큰 영향을 미치는 것은 사용자 자신이다. 이를 위해 휴대폰 배터리를 더 오래 사용할 수 있는 팁을 소개한다. 가능하면 항상 케이블로 충전해야 하고, 완전 방전을 피해야 한다. 최적의 배터리 잔량은 20~80% 범위이며, 배터리가 비교적 많이 충전된 상태에서는 충전하지 않아야 한다. 더위나 추위 등 극심한 온도 변화를 피하고, 항상 제조업체에서 제공한 충전 액세서리(전원 어댑터, 충전 케이블)를 사용해야 한다. 성능 집약적인 앱이나 게임이 실행 중일 때는 충전하지 않아야 하고, 배터리가 완전히 충전된 상태에서 필요 이상으로 오래 꽂아 두지 않아야 한다.

이 외의 질문이나 의문 사항은 [email protected]로 문의해주시기 바랍니다.

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