[테크월드뉴스=이광재 기자] 다음 Q&A는 ZEUS 배터리 파워(Battery Power) 팟캐스트에서 공유됐으며 해당 기업의 애플리케이션 엔지니어인 에런 커닝햄(Aaron Cunningham)이 답변한 내용이다.
Q: 엔지니어 또는 설계 팀 구성원이 배터리의 각 화학 성분별 보관 특성을 이해하는 것이 왜 그렇게 중요하나?
A: 배터리는 화학 성분별로 보관 조건을 포함해 각기 다른 고유한 특성을 지닌다. 이 중 특히 보관 조건과 온도는 배터리 성능에 지속적으로 영향을 미치는 가장 중요한 요인 중 하나다. 제대로 보관 및 관리되지 않은 배터리는 적절히 보관·관리된 배터리만큼의 성능을 결코 낼 수 없다.
일반적으로 지불한 비용에 상응하는 최대 성능을 기대하기 마련이다. ZEUS는 고객의 이러한 기대를 충족시키기 위해 최선을 다하고 있으며 배터리를 올바르게 보관하고 관리하는 것은 고객이 투자한 금액으로부터 최대치를 이끌어낼 수 있도록 보장하는 핵심 요소다.
실제 사례로 리튬 폴리머 배터리를 장기간 부적절하게 보관하면 팽창하거나 부풀어 올라 사실상 사용할 수 없게 되는 경우가 있다.
Q: 제품 또는 장치의 전체 사용 주기에 충전 방식과 주기를 통합하면 어떤 이점이 있나?
A: 화학 성분에 따라 배터리의 성능과 수명을 유지하기 위해서는 정기적인 충전이 매우 중요하다. 배터리를 몇 개월, 혹은 수년 동안 보관만 하고 관리하지 않으면 배터리가 점차 노화된다. 이는 성능 저하를 초래하거나 심한 경우 배터리를 손상시킬 수도 있다.
그렇다면 충전이나 관리가 제대로 이뤄지지 않았을 때 상대적으로 영향을 덜 받는 배터리 화학 성분은 무엇이며 그 이유는 무엇일까?
보관 조건과 초기 수령 상태에 따라 다르지만 리튬 이온 배터리는 충전이나 관리가 이뤄지지 않은 상태로 1년 정도 보관하더라도 비교적 적은 용량 손실만 발생할 수 있다. 일반적으로 약 60%의 SOC(State of Charge, 충전 상태)로 보관하는 것이 권장되며 이보다 높거나 낮은 상태로 장기간 보관하는 것은 권장되지 않는다.
Q; 제조업체나 최종 사용자가 배터리를 올바르게 보관하거나 충전하지 않았을 때 어떤 결과가 발생하나?
A: 배터리를 올바르게 보관 및 관리하지 않았을 때 가장 흔히 나타나는 결과는 배터리의 성능과 수명이 영구적으로 저하되는 것이다. 특히 리튬 폴리머 배터리의 경우 제대로 보관·관리되지 않으면 배터리가 팽창해 해당 장치에 장착할 수 없을 정도로 부풀어 오를 수 있다.
Q: ZEUS는 고객이 이러한 내용을 더 잘 이해하고 숙지할 수 있도록 어떻게 지원할 수 있나?
A: ZEUS는 모든 사양서에 권장 보관 온도를 명확히 표기하고자 노력하고 있다. 또 엔지니어링 및 영업팀은 고객의 제품 요구사항을 논의하는 초기 단계에서 이러한 정보가 충분히 전달될 수 있도록 독립 판매 대리점과 전자 유통 파트너사를 대상으로 교육을 진행하고 있다.
그럼에도 불구하고 배터리 보관과 그로 인한 사례가 여전히 발생하고 있으며 이 경우 장치나 배터리에 문제를 진단하고 ZEUS와 협의하는 과정에서 추가적인 시간이 필요하게 된다. 결국 이는 제품에 대한 기본적인 이해가 있었다면 충분히 절약할 수 있었던 시간이다.
Q: 배터리 기술에서 가장 핵심적인 요소는 무엇인가? 배터리 관리(예: 열 관리 및 모니터링)인지, 아니면 저장 용량과 에너지 밀도인지?
A: 모든 배터리에 배터리 관리·모니터링 기능이 탑재된 것은 아니다. 이는 일반적으로 리튬 이온 배터리에만 적용된다. 에너지 밀도는 사용자의 요구사항과 적용 분야에 따라 선택된다.
ZEUS는 일반적으로 고객이 요청하는 전압, 용량 및 기타 요구사항을 기반으로 솔루션을 제공한다. 예를 들어 고객의 제품이 12V, 10Ah, 그리고 5A 연속 방전 전류를 요구한다면 ZEUS는 이러한 매개변수들을 중심으로 솔루션을 설계한다.
Q: 배터리가 언제나 다른 에너지 저장 방식보다 더 우월한 성능을 보일 수 있나? 예를 들어 화석 연료나 수소 연료전지와 비교한다면 어떻나?
A: 꼭 그렇다고는 할 수 없다. 결국 적용 분야에 따라 달라진다.
Q: 가까운 미래에 배터리의 에너지 저장 용량과 충전 능력에는 한계가 있나?
A: 기술이 발전하는 한 배터리 기술은 적어도 가까운 미래까지는 계속해서 개선될 여지가 있다.
Q: 배터리의 취급 및 보관과 관련해 최근 가장 중요한 기술 발전은 무엇이 있나?
A: 아는 바로는 없는 것 같다.
Q: 배터리의 취급 및 보관과 관련해 종종 간과되는 중요한 주의사항에는 어떤 것들이 있나?
A: 고객들은 종종 배터리를 수령한 후 몇 개월 동안 창고에 그대로 보관하는 경우가 많다. 특히 리튬이온 배터리는 약 30%의 충전 상태로 출고되므로 과방전을 방지하려면 45일 이내에 반드시 충전해야 한다. 이를 지키지 않으면 배터리가 영구적으로 손상돼 사용이 어려워질 수 있다.
Q: 주변 온도는 배터리 보관 권장 사항 및 성능에 어떤 영향을 미치나?
A: 주변 환경은 가능한 한 실온(약 25°C, 상대 습도 약 50%)에 최대한 가깝게 유지하는 것이 좋다. 약 6개월 정도는 ±20°C 범위 내의 온도에서도 보관이 가능하지만 이보다 훨씬 높거나 낮은 온도에 장기간 노출되면 배터리 손상 및 용량·성능 저하로 이어질 수 있다.
ZEUS 배터리 제품의 애플리케이션 엔지니어인 에런 커닝햄과 그의 엔지니어링팀은 고객 및 전략적 파트너와 긴밀히 협력하며 각 고객에게 최적화된 배터리 솔루션을 발굴하고 개발해 제공한다.
이들은 리튬이온, 리튬 인산철, NiMH, NiCd, SLA 등 여러 종류의 배터리 화학 성분에 대해 풍부한 경험을 지니고 있다.
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