보조 배터리 충전 시간 계산하고 가실께요.ㅎ

휴대폰용 보조 배터리를 구매하고자 할 때 가장 큰 선택 요소 중의 하나는 배터리 용량입니다.

아래는 오늘 기준으로 네이버에서 가장 많이 팔리는 보조 배터리 Top 10 제품들입니다.

배터리 용량이 10,000mAh ~ 40,000mAh로 다양한데, 일반적으로는 10,000mAh가 대세인 듯합니다.

용량이 더 커지면 무게도 무거워지고 당연히 가격도 올라가므로, 10,000mAh 정도면 스마트폰을 2~3번 정도 완충할 수 있으므로 적당한 용량이지 않을까 싶습니다.

이렇게 용량을 결정하고 나면, 이 배터리를 충전하는데 어느 정도 시간이 걸리는지가 궁금해집니다.

그런데 어떤 배터리 제품을 찾아봐도 배터리 충전 시간에 대한 스펙을 표기해 주는 경우는 거의 없습니다.

그래서 오늘은 100% 정확하지는 않지만 충전 시간을 가늠해 볼 수 있는 방법을 설명드리고자 합니다.

배터리 용량 계산하기

배터리 충전 시간을 계산하기 위해서는 배터리 용량을 정확하게 알아야 합니다.

배터리 용량이 10,000mAh라고 하면, 단위가 애매하게 표시되어 있어서 용량을 계산하는데 헷갈리게 됩니다.

일반적으로 배터리 용량은 Wh의 단위로 표시하고 W(전력)은 A(전류)와 V(전압)의 곱으로 표현됩니다.

그러므로, 10,000mAh를 Wh 단위로 표시하기 위해서는 V(전압)의 단위가 들어가야 합니다.

일반적으로 보조배터리로 사용되는 리튬 이온 배터리의 경우에 정격 전압은 3.7V입니다.

참고로 아래 캡처 화면은 위의 네이버 쇼핑에서 No 1으로 올라와 있는 제품의 스펙 부분을 캡처한 것입니다.

그래서 수식은 아래와 같이 표현됩니다.

Wh = V x Ah = 3.7V x 10,000mAh = 3.7V x 10Ah = 37Wh

즉, 10,000mAh의 보조 배터리의 용량은 37Wh인 것입니다.

그런데, 왜 10,000mAh로 표시를 했을까요?

아마 용량 값을 크게 보이도록 해서 소비자를 현혹시키기 위한 일종의 상술이 아닐까 싶네요.

배터리 충전 시간 계산하기

배터리 충전 시간을 계산해 보기 위해서는 스펙에서 정격 입력을 확인해야 합니다.

정격 입력이 2개로 표시되어 있습니다.

DC 5V/3A = 15W, DC 9V/2A = 18W입니다.

아마 일반 USB 포트로는 최대 15W로 충전이 되고, Type-C의 USB-PD로는 18W로 충천이 가능한 것 같습니다.

USB-PD로 충전을 한다고 가정을 하면,

배터리 용량을 이 정격 입력값 (충전 용량)으로 나누면, 37Wh / 18W = 2.05h, 즉 약 2시간이 나옵니다.

그런데, 리튬이온 배터리는 아래와 같은 충전 특성을 갖고 있습니다.

CC (Constant Current) -> CV (Constant Voltage)로 충전 방식이 바뀌면서 비선형적인 특성을 나타내고, 이 같은 전체적인 특성 내에서 배터리 제조사나 제품에 따라 충전 곡선의 기울기 등의 제반 특성이 모두 다르게 나타납니다.

그러므로 사용되고 있는 배터리의 정확한 특성 값을 알지 않고는 정확한 충전 시간을 알 수가 없습니다.

그래서, 일반적으로는 위에서 계산한 약 2시간에 1.5 정도를 약식으로 곱해서 약 3시간 정도를 100% 완충하는데 필요한 시간으로 보면 됩니다.

이 시간은 말 그대로 정말 방전된 상태(0%)에서 완전 충전 상태 (100%)까지 걸리는 시간입니다.

하지만 실생활에서는 이런 경우는 드물고, 특히 위의 그래프에서 보는 것과 같이 초기의 CC 영역 ( 0~약 80%)은 비교적 빨리 충전되고 그 이후에 CV 영역으로 진행하면서 속도가 느려지므로, 80% 영역까지만 충전해서 사용한다면 1~2시간 정도면 충분할 것으로 생각됩니다.