안녕하세요. 김찬우 과학전문가입니다.
스마트폰을 오래 쓰면 처음 구입했을 때보다 배터리 소모가 빨라집니다. 배터리의 충·방전이 반복되면 성능이 저하되는 탓입니다. 충·방전의 반복으로 배터리 성능이 저하되는 이유는 배터리의 4대 구성요소인 양극, 음극, 분리막, 전해질 중 음극에 있습니다. 배터리를 반복적으로 사용하면서 음극 소재의 구조가 변해 배터리의 에너지밀도가 감소하기 때문입니다.
리튬이온배터리의 음극은 층상 구조를 갖는 흑연으로 만들어집니다. 층상 구조란 아파트나 책장처럼 분리된 공간을 가진 형태라고 생각하면 됩니다. 흑연의 층상구조 사이에 박혀 있는 리튬이온이 전해질을 타고 분리막을 거쳐 양극으로 이동하면 충전이 되고, 반대로 양극에서 음극으로 리튬이온이 이동하면 전기 에너지를 발생시키며 방전이 된다.
문제는 리튬이온이 흑연의 틈에 박히면서 흑연의 부피가 커진다는 점입니다. 이 과정이 반복되면 흑연 구조에 미세한 변화를 일으키면서 배터리의 수명이 감소합니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드리며 도움이 되셨다면 추천과 좋아요 부탁드리겠습니다:)
