기온이 낮을 때 배터리가 순간적으로 감소하는 이유는 뭔가요?

Question

요즘에도 그런지 모르겠지만 예전에는 스마트폰을 사용하다보면 추운 겨울에 갑자기 배터리가 줄어들곤 했습니다. 어떤 이유때문에 추운 날에 배터리가 순간적으로 줄어드나요?

Answer 1

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

기온이 떨어지면 액체의 성질을 가진 전해질이 굳어지며 전해액의 활동은 둔해지게 됩니다.

결국 전해질에 녹은 리튬이온 또한 이동속도가 줄어들면서 배터리의 내부에는 저항이 증가해 배터리 성능이 평소보다 20~30% 감소하게 되는 것입니다.

Answer 2

안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.

추우면 방전이 자주 되는 것이 아니라 배터리가 제 출력을 못 내는 것입니다.

배터리가 정상적인 성능이고 충분한 충전상태 이더라도

온도가 낮아지면 낼 수 있는 출력이 감소하는데

상태도 좋지 않고(내부저항 증가 등) 충전상태도 충분하지 않을 때

온도가 높으면 그나마 내 줄 수 있는 출력이 시동을 걸 수 있는 정도이기도 하겠지만

온도가 낮으면 그나마도 갖고있는 전기 에너지를 충분히 출력 해 줄 수 없어

시동에 문제가 생기게 되는 것입니다.

아래는 세방전지(로케트)에서 퍼 온 내용입니다. 참고가 되었으면 합니다.

0℃이하에서 특히 -10℃를 넘는 경우에 엔진의 시동은 어렵게 된다.

즉, 온도가 내려감에 따라 엔진을 돌려야 할 힘은 증가하고 축전지의 출력은 감소된다.

*외기 온도와 축전지 용량 온도 25℃ 때를 100%로 하였을 때의 비교표임

축전지의 방전상태가 문제되는 것은 역시 저온상태에 있어서이다. 상온(常溫)에 있어서는 90%부근까지 방전된 축전지라도, 다른 이상이 없는 한 시동은 가능한 것이다. 보통 사용상태에서는 90%부근까지 축전지가 방전되는 경우는 극히 드물어 상온에서 축전지 수명이 다 된 때를 제외하고는 축전지로 말미암아 시동이 안되는 경우는 거의 없다고 말할 수 있다. 그러나 0℃이하에서는 방전상태가 엔진의 시동 곤란에 미치는 영향은 대수적으로 커진다. -10℃ 이하에서 축전지가 50%이하로 방전이 되었다면 엔진의 시동은 어려우므로 축전지는 항상 70~80%이상 충전상태를 유지할 수 있도록 하여야 한다.

Answer 3

안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.

추운날 배터리 성능이 저하되는 이유는 기온에 의해서 배터리 내부의 저항이 증가되기 때문입니다.

Answer 4

안녕하세요. 형성민 과학전문가입니다.

배터리는 화학 반응을 통해 전기를 생성합니다. 이 때, 화학 반응 속도는 온도에 따라 변화합니다. 일반적으로 낮은 온도에서는 화학 반응 속도가 감소하기 때문에 배터리 내부에서 생성되는 전기의 양이 줄어들게 됩니다. 따라서 배터리 용량이 줄어들어 순간적으로 배터리가 감소하는 현상이 나타납니다.

Answer 5

안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.

날씨가 추워지면 대표적인 휴대폰 전지인 리튬 이온 배터리 속의 양이온과 음이온이 느려지게 됩니다. 온도가 내려갈수록 전지 내부 리튬 이온의 이동속도가 저하되기 때문에 전지의 내부 저항이 증가하고 성능이 떨어집니다.이러한 현상은 날씨가 추워지면 더 심해집니다. 영하 10도에서는 배터리의 충전율이 30%나 감소하고, 영하 30도에서는 거의 작동을 하지 않기도 한다고 합니다.

Answer 6

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

기온이 낮을 때 배터리 용량이 감소하는 것은 배터리 내부의 화학 반응 속도가 느려지기 때문입니다. 배터리는 화학 반응을 이용하여 전기 에너지를 저장하는데, 이 화학 반응은 일정한 온도 범위에서 최적의 성능을 발휘합니다.

기온이 낮아지면 배터리 내부의 화학 반응 속도가 느려지면서, 배터리 용량이 감소하게 됩니다. 이는 배터리의 전압이 낮아져서 사용할 수 있는 용량이 감소하거나, 배터리의 충전이 불가능한 경우도 있습니다.