보조배터리 실제 용량과 표기방법(mAh와 Wh)에 관하여

 보조배터리의 실제 사용 전류량(mAh) 혹은 용량은 승압과 강압 과정에서 낮아지고(자체적으로 전력을 소비하기 때문에), 이것은 부품의 성능에 따라 그 수치가 달라지므로 정확하게 알 수는 없다. 즉 보조배터리마다 승압과 강압 과정의 효율이 다르므로, 각 보조배터리마다 용량이 똑같이 10,000mAh으로 나와있더라도 실제 용량은 각각 다를 수 있다. 배터리에 표시된 mAh수치의 60%~90%의 수준이라고 보면 된다. 

 

 

 

보조배터리의 특징

● 보조배터리는 리튬이온이나 리튬이온을 고체화시킨 리튬폴리머 형식으로 되어 있다. 

● 리튬 배터리는 공칭 전압 3.7V, 완충 전압(4.24V)(스마트폰에서 고용량의 경우 4.35V), 최대 방전 전압 2.8V이다. 방전 한계 수치인 2.6V이하로 떨어지면 대미지가 커서 영구적인 용량 감소와 성능 저하가 오므로 보통 그전에 2.7V~3V 정도에서 보호회로가 작동 해 전력을 끊어 배터리를 잠근다. (대략 15% 정도의 사용할 수 없는 보존용량이 존재한다.)

● 보조배터리로 다른 기기를 충전시에 USB포트로 보내게 되면 3.7V에서 5V로 승압해야 한다.

● 승압 과정은 보조배터리의 회로 내에서 일어나게 되고, 강압 과정은 충전을 받는 기기 내에서 일어난다.

● 승압 과정에서 전력소비, 케이블의 저항과 접촉 저항 등으로 전력을 소비, 강압 과정에서 전력을 또 소비하게 된다.

(승압 과정(3.7V->5V), 강압 과정(5V->4.2V)

● 부품의 성능이 좋아서 아주 좋을 효율의 회로를 썼을 때 표시된 용량의 90% 이상을 활용할 수 있다.

● 정품 배터리 셀(삼성/LG/파나소닉)은 표기된 용량의 90 ~ 95% 정도의 효율을 내고 중국산은 40~70%의 효율을 낸다.

● 3.7V를 5.0V로 승압하는 과정에서 전류가 3.7/5.0=74%의 비율로 전력 손실이 일어난다는 것은 잘못된 상식이다.  

● 보조배터리에 나와 있는 mAh수치는 배터리의 전압인 3.7V기준이므로 5.0V기준에서는 74%의 전류가 나오는 것은 맞지만 전압이 상승되기 때문에 에너지의 총량은 같다. 즉 전력 손실이 일어나는 것은 아니다.

 - 보조배터리의 정격전압이 3.7V이기 때문에 10,000mAh로 표시되고 있고, 만약에 정격전압이 5V였다면 7,400mAh로 표시될 것이다. 

● 리튬이온 배터리들은 3년 정도 쓰면 50% 정도나 그 이하로 성능이 떨어진다.(300~400회 이상 충방전을 하면 배터리 성능이 서서히 저하됨.) 구매 후 5년쯤이면 바꾸는 게 좋다.

● 추운 날씨에는 배터리 효율이 떨어지므로 가급적이면 따뜻하게 보관해야 한다.

 

보조배터리의 실제 용량

● lg, 삼성 등의 정품 배터리셀에 좋은 회로를 가진 10,000mAh의 보조배터리를 쓰고 있다면 90% 수준인 9,000mAh를 사용할 수 있을 것이고, 좋지 않은 배터리셀에 안 좋은 회로를 쓴다면 60~80% 수준인 6,000 ~ 8000mAh를 사용할 수 있을 것이다. 

 

 

 

 

보조배터리의 용량의 표기 방법(mAh, WH)

● 시중에 나와 있는 대부분의 보조 배터리 용량이 mAh로 표기되어 있는 것(보조배터리의 전압도 3.7V)은 모바일 충전 기기의 대부분이 공칭전압 3.7V의 리튬 배터리가 압도적으로 사용되고 있기 때문이다.(이 말은 같은 전압(3.7V)을 가진 배터리와 기기끼리 충전을 하면 10,000mAh의 용량을 가진 보조배터리로 10,000mAh의 용량을 가진 기기를 수치 그대로 충전할 수 있다는 얘기이기 때문에 mAh로 표기해도 편하다는 것이다.)

● 배터리 용량이란 배터리가 저장할 수 있는 전기의 양, 즉 전자의 양을 말한다. 단위는 Ah(암페어아워)이다.(1Ah = 1,000mAh)

● 배터리 용량이라는 것은 문맥에 따라 방전 용량(mAh)이 될 수도 있고, 전력량(Wh)이 될 수도 있다. 

● Wh(전력량)= (mAh/1000) * V

 - 정격전압 3.7V, 10,000mAh인 배터리의 전력량(Wh)은 37Wh(10000mAh/1000 * 3.7V = 37Wh)

 - 정격전압 3.7V, 20,000mAh인 배터리는 전력량(Wh)은 74Wh(20000mAh/1000 * 3.7V = 74Wh)

 - 정격전압 3.7V, 30,000mAh인 배터리는 전력량(Wh)는 111Wh(30000mAh/1000 * 3.7V = 111Wh)

● 3.7V/ 5000mAh 배터리와 7.4V/5000mAh 배터리가 있다면 방전 용량(mAh)이 같아서 전력량이(Wh)이 똑같다고 착각할 수 있지만 7.4V/5000mAh를 3.7V로 환산하면 10000mAh가 되는 것이다. 즉 방전 용량(mAh)이 같더라도, 전압(V)이 다르면 전력량(Wh)은 다르게 나온다. 전력량이 많다는 건 일을 더 많이 할 수 있다는 것이다.

 - 3.7V/5000mAh의 전력량(Wh)은 5000mAh/1000 * 3.7V = 18.5Wh

 - 7.4V/5000mAh의 전력량(Wh)은 5000mAh/1000 * 7.4V = 37 Wh

● 10Wh는 10W의 작업 속도로 1시간, 5W 작업 속도로 2시간, 1W의 작업 속도로 10시간 일을 할 수 있는 것이다.

● 5W의 출력을 내는 기기를 사용했을 때 정격전압 3.7V, 10,000mAh인 배터리는 37Wh의 전력량을 사용할 수 있으므로 약 6~7시간의 사용시간을 가질 수 있다는 것이다.

 

※ 태블릿의 배터리 전압은 3.7V(통상적인 리튬 배터리), 3.8V(리튬 하이볼트HV배터리), 7.4V(리튬배터리 2개 직렬), 7.6V(리튬 하이볼트HV배터리 2개 직렬) 4가지 중 하나로 되어있고, 만약에 7.4V 10,000mAh의 배터리를 가진 태블릿을 3.7V 10,000mAh의 보조배터리로 충전을 한다고 했을 때 완충이 되지 않는다고 이상한 것이 아니다. 태블릿 7.4V 10,000mAh의 전력량은 7.4V * 10,000mAh/1000 = 74.4Wh이고, 보조배터리 3.7V 10,000mAh 전력량은 37Wh이기 때문이다. 

기타 용어 정리와 필요한 지식

● Wh(와트시)는 1시간 동안 1W의 전력을 공급했을 때 발생하는 에너지를 표기하는 단위다.

● AH(암페어아워)는 1A(암페어)가 1시간 동안 흘렀을 때의 전기 양이다. 

● 용량(capacity): 배터리 용량은 특정 전압에서 다른 기기로 전달할 수 있는 전하(Electric Charge)의 총량이다.

● 용량의 단위: 암페어시(Ah) 혹은 암페어아워(Ah), 밀리암페어시(mAh) 혹은 밀리암페어아워(mAh)

● mAh(밀리암페어아워)는 mA(전류)와 H(시간)의 곱을 나타낸 것(특정 전압일 때 특정 전류가 한 시간 동안 흐를 수 있는 용량)으로 1시간 사용량을 말한다. 1mAh라면 1시간 동안 1mA를 뽑아주면 방전된다는 뜻이다.

● 전력(power)(W): 보조배터리의 전력은 단위 시간당 기기로 전달할 수 있는 전기에너지(전압(V) X 전류(A))

 * 5V * 2.4A의 전기를 공급한다면 12W의 전력을 출력하는 것이다. (대부분의 기기의 충전 전압은 5V)

● 전압(V)은 물의 높이라고 생각하면 쉽다. 물의 높이가 높을수록 힘이 세지므로 전압이 높으면 전력이 높아진다. 전류(A)는 물의 양이라고 생각하면 된다. 물의 높이(전압)가 높고, 물의 양(전류)이 많을수록 에너지(전력)의 양(전력량)이 높아진다. 

● 전압(V)은 높은데 전류량(A)이 낮은 경우가 정전기이다. 전압은 높지만 전류량이 낮아서 곱해서 전력(W)을 봤을 때 에너지 양이 매우 적어서 인체에 큰 영향을 끼치지 않는다. 

● W(와트), KW(킬로와트)는 전력의 단위이고, Wh(와트시), kWH(킬로와트시)는 전력소비량의 단위이다.

● W는 Ws(J)를 말하고 1초당 전력량이다. J=Ws, 3600J= Wh이다.

● 전기에너지(Electrical Energy)또는 전력소비량의 단위: 와트시(Wh) 또는 줄(J)(가정의 전기에너지는 kWH로 표현하고, 보조배터리는 Wh단위로 표시한다.)

● 정격용량: 일반적으로 공칭전압(3.7V)에서 배터리셀이 가지고 있는 전하의 총용량이다.

● 공칭전압: 선로의 이상적인 전압값을 말한다. 실제 선로 전압은 부하 조건에 따라 변하므로 공칭전압값과는 일치하지 않는다.

● 정격전압: 전기기기 제조업자가 제품의 특성에 따라 임의적으로 지정하는 전압이다. 

● 고속 충전 기술이 없는 대부분의 스마트폰의 정격전압은 5V(볼트)이다.

● 승압 회로(Step-up, Boost):입력 전압보다 높은 전압이 출력되는 회로이다. 

● 강압 회로(Step-Down, Buck): 입력 전압보다 낮은 전압이 출력되는 회로이다.

 

보조배터리 구매할 때 고려사항

1. 배터리셀은 삼성, LG, 파나소닉 정품으로 구입한다.

2. 입출력 전류는 2.0A 이상으로 구입한다.

3. 케이블은 고속 케이블, 어댑터도이상이 있어야 정상적인 충전이 가능하다. 싸구려 케이블은 구리선이 적게 들어가 충전이 느리다. 케이블과 어댑터가 저속이면 보조배터리가 고속이라도 소용이 없다.

 

글쓴이가 추천하는 보조배터리 ->> APEX 보조배터리 20000mAh

 

 

 

 

 

* 파트너스 활동으로 일정액의 수수료를 받을 수 있습니다 *