배터리는 왜 충전을 자주 할수록 수명이 줄어드나요?

Question

휴대폰 배터리를 교체하려고 하니 의문점이 생깁니다. 보통 배터리를 기기가 꺼질때까지 사용하면 수명이 짧아진다는 말도 의문이 들구요, 왜 사용하면 사용할 수록 수명이 줄어드는 지 그 원리를 간단하게 설명해주실수는 없나요?

조인철 전문가 · Accepted Answer

안녕하세요. 조인철 과학전문가입니다.휴대폰 배터리가 충전할수록 수명이 짧아지는 이유는, 배터리 내부에서 발생하는 화학 반응과 이온 이동 등의 과정에서 일어나는 부식과 손상, 그리고 충전-방전 반복에 따른 물리적인 손상이 누적되기 때문입니다.배터리는 충전되면서 에너지를 저장하고, 방전되면서 에너지를 공급합니다. 이때, 배터리 내부에서는 전하가 이동하면서 화학 반응이 일어나고, 이온이 이동하면서 전기 에너지를 저장하거나 방출합니다. 이러한 과정에서 배터리 내부의 화학 물질이 부식되고, 배터리 내부 구조의 물리적 손상이 발생합니다.또한, 충전-방전 반복에 따라 배터리 내부 구조의 변화가 일어나게 됩니다. 배터리의 충전 상태가 낮아지면, 충전을 하게 되면서 배터리 내부에서 일어나는 화학 반응과 이온 이동 등의 과정에서 손상이 발생합니다. 이러한 손상이 누적되면, 배터리의 용량이 감소하고, 수명이 짧아지게 됩니다.

검붉은코뿔소 34 · Answer

안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.배터리 자체가 영구적인 장치가 아니기 때문입니다.모든 기기가 그렇듯 사용하면 할 수록 노후화가 진행 됩니다.배터리는 용량 및 발열 부분이 취약해지고, 보통 2~3년 주기로 교체를 권장 합니다.

박재민 전문가 · Answer

안녕하세요. 박재민 과학전문가입니다.배터리가 충전될수록 수명이 줄어드는 이유는 내부 화학 반응, 내부 손실, 과충전 및 과방전 등 여러 가지 요인이 작용하기 때문입니다. 배터리는 충전 및 방전 과정에서 내부 손실이 발생하고, 반복적인 충전 및 방전 작업은 배터리의 화학적 구성을 변화시키고 화학 반응을 느려지게 합니다. 또한, 과도한 충전이나 방전은 배터리의 수명을 감소시키는 원인이 됩니다. 이러한 이유들로 인해 배터리는 충전할수록 수명이 줄어들게 되며, 정기적인 배터리 교체 또는 재충전이 필요합니다. 배터리를 올바르게 사용하고, 과도한 충전 및 방전을 피하며, 권장되는 충전 방법과 시기를 따르는 것이 배터리 수명을 최대한 확보하는 데 도움이 됩니다.

흰검은꼬리63 · Answer

안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.배터리 수명이 줄어드는 이유는 충전할때의 환원 반응과 방전할때의 산화 반응 때문이네요. 환원 또는 산화 할때 배터리의 전해액 성분 변화가 일어나는데,이 반응에 의해서 내부 저항이 증가하고, 용량이 감소한다고 하네요...내부저항이 증가하고, 용량이 감소하게 되면  결국 충전을 다 했다고 생각했는데배터리가 바로 방전되어 거의 사용할 수 없게 될 것이고 이 때 배터리의 수명이 다 했다고 말하게 되는 거네요...메모리효과의 배터리는 예전의 배터리인 니켈-카드뮴 배터리의 경우이고,이 경우는 완전히 방전 된 이후 충전하는 것이 배터리의 수명을 늘리는 방법이고요...메모리효과가 없는 현재의 리튬이온 배터리 또는 리튬폴리머 배터리의 경우는완전히 방전이 된 이후 충전하는 것은 배터리의 수명에 아주 않좋은 효과를 보인다고 하네요...

매끈한참고래15 · Answer

안녕하세요. 이만우 과학전문가입니다.결국 배터리라는 것도 전기를 만들기 위해 충.방전을 하는 도구입니다.리튬이온배터리는 충전시 리튬이온이 음극으로 이동하여 음극속으로 삽입되고, 방전할때는 정반대의 반응이 일어나는데..충.방전을 반복한다는 것은 전기의 흐름을 넣었다가 뻇었다가 하는데...완전도전체(초전도체, 저항 0)가 아닌 이상..모든 전기는저항을 가지게 되고..이 전기흐름에 대한 저항은 열로 나타나게 되고...이 열 즉, 온도가 오르면 배터리 수명을 단축시킨다고 합니다.학계에서는 정확하게 배터리이 온도에 대한 영향을 밝히거나 규명하지는 않고 있지만..실험실적 토대로 설명을 하고 있습니다.일례로...한 여름 차안에서 차량 충전 거치대에 올려놓고 충전하고자 할때..."폰이 너무 뜨거우니 충전을 할 수가 없습니다"라는 팝업이 뜨는데...이 또한 폰 내부 배터리의 온도 영향이 아닌가 싶습니다.국내 유명 과학 교수님들은...여러 실험과 경험을 통해 에너지 장치에 대한 열적 영향성을 연구하였는데...결론은..성능과 수명을 저하시키는 중요 인자인것은 사실"이다라고 말씀하시네요..도움 되셨기를...

초록가젤281 · Answer

안녕하세요. 이성현 과학전문가입니다.모든 물건들은 사실상 소모품으로 반영구적일순 있더라도 영구적인 물건은 없습니다.배터리도 내부의 에너지를 사용하고 충전함에 따라 내구도가 떨어지기 때문입니다.

김지윤 전문가 · Answer

배터리의 수명은 충전과 방전의 반복에 따라 점점 감소합니다. 이것은 주로 배터리 내부의 화학 반응과 관련이 있습니다.

배터리는 에너지를 저장하기 위해 화학 반응을 이용합니다. 충전 시, 화학 반응으로 전해지는 전자가 양극으로 이동하여 전하를 축적하고, 방전 시에는 축적된 전하를 이용하여 전자가 다시 양극으로 이동합니다. 이 반복적인 충전과 방전으로 인해 배터리 내부의 화학 물질이 변화하고, 배터리가 충전되거나 방전될 때마다 일부 전자가 이동하면서 배터리 내부의 물질들이 부식됩니다.

따라서, 배터리를 자주 충전하고 방전할수록, 이러한 화학 반응이 더 많이 일어나기 때문에 배터리 내부의 화학 물질이 빨리 변화하고 배터리의 수명이 줄어들게 됩니다. 또한, 배터리를 너무 과충전하거나 방전시키는 경우에도 배터리의 수명이 단축될 수 있습니다.

따라서, 배터리를 오래 사용하기 위해서는 적절한 충전과 방전을 유지하고, 배터리의 사용 후에는 적절한 보관방법을 사용하여 배터리 내부의 화학 물질의 변화를 최소화하는 것이 중요합니다.

작은말벌290 · Answer

안녕하세요. 형성민 과학전문가입니다.휴대폰 배터리는 전기를 축적하여 저장하는 축전지입니다. 축전지의 수명은 축전지의 화학적 특성에 의해 결정됩니다. 축전지는 충전과 방전을 반복하면서 자연스럽게 용량이 저하되는데, 이는 축전지 내부에서 화학 반응이 일어나며 전자와 이온이 이동하면서 발생합니다.또한 충전한 상태에서 사용하지 않고 방치하면 축전지 내부에서 화학 반응이 일어나면서 충전량이 저하됩니다. 이와 같은 이유로 충전과 방전을 반복하면 축전지의 수명이 줄어들게 됩니다.기기를 꺼둔 상태로 오랫동안 방치해둔다면 축전지 내부에서 발생하는 화학 반응으로 축전지에 손상이 생길 수 있습니다. 따라서 충전량이 일정 이하로 떨어지기 전에 충전을 해주는 것이 축전지 수명을 유지하는 데에 중요합니다.배터리 교체를 할 경우에는 이러한 축전지의 수명이 짧아져서 교체를 하는 것이 좋습니다

아테나 · Answer

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.배터리는 소모품이기에 수명이 줄어 들수 밖에 없는데요방전을 시키는게 보통은 배터리의 수명이 더 빨리 줄어 들게하는 요인이 되는것 같아요

느긋한칼새269 · Answer

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.배터리가 충전을 자주하면 수명이 줄어드는 이유는 두 가지 요인이 있습니다.

첫째, 배터리가 충전되고 방전됨에 따라 내부 구조에서 화학 반응이 일어나는데, 이 과정에서 배터리 내부의 화학 물질이 변화합니다. 이 변화는 배터리의 성능에 영향을 미치며, 반복적으로 충전을 하면 이 변화가 누적되어 배터리의 수명을 저하시킵니다.

둘째, 충전을 자주 하게 되면 배터리 내부에서 열이 발생하는데, 이는 배터리의 온도를 증가시키게 됩니다. 배터리가 더운 상태에서 사용되면 성능이 저하될 뿐만 아니라, 배터리 자체의 수명도 줄어들게 됩니다. 이는 충전을 자주 하게 되면 배터리가 더 빨리 고장할 가능성이 높아지는 이유가 됩니다.

따라서, 배터리의 수명을 높이려면 충전을 자주하지 않고, 한 번 충전한 배터리를 최대한 오랫동안 사용하는 것이 좋습니다. 또한, 배터리를 충전할 때는 충전 시간을 최소한으로 하여 열의 발생을 줄이는 것도 중요합니다

화목한다람쥐109 · Answer

안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.배터리 충전을 자주 할수록 쓰면 쓸수록충전과 방전이 되면서 배터리 가 소모가 됩니다이때 니켈 부반응이 표면 위주로 집중되어 불균일하게 일어나서 수명이 줄어드는 것입니다