18650 리튬이온 충전식 베터리의 경우 1990년대 후반부터 다양한 분야에 사용된 글로벌 표준 전지 타입으로
직경 18mm, 높이 65mm 크기를 갖고 있습니다 (18650 이름은 사이즈인 18mm 65mm 을 의미 합니다)
표준 크기는 위와 같지만 리튬이온 특성상 필요한 보호회로를 포함하는 경우 높이는 2~4mm 정도 증가하고 직경이 미세하게 증가 될 수 있습니다
보호 회로의 역할은 리튬이온 베터리의 고유특성으로 인하여 베터리 안정성을 위해 보통 장착됩니다
우선 18650 리튬이온 베터리는 다음의 특성을 갖고 있습니다
- 최대 충전 전압은 4.2V 이며 이 이상 전압으로 충전되면 안정성을 잃는다
- 방전종지전압인 2.5V ~ 2.75V 이하로 전압이 떨어지면 전지 성능을 읽게 되며 충전이 되지 않는 현상 발생
- 정격을 초과하는 전류로 충전되거나 방전되는 경우 안정성을 잃는다
위와 같은 특성으로 인하여 보호 회로(PCM : Protection Circuit Module)는 다음의 기능을 갖고 있습니다
- 과충전 보호 : 특정 전압을 넘는 경우 충전 중단
- 과방전 보호 : 특정 전압 이하로 떨어지는 경우 방전 중단
- 과전류 보호 : 허용된 전류 이상이 흐름이 있는 경우 방전 중단, 퓨즈의 기능
- 단락 보호 : 두 도선이 접촉하여 높은 전류 흐름이 발생되는 경우 보호
때문에 국내의 경우 2019년 말부터 단전지(18650, 20700, 21700 등)를 소비자에게 판매하는 것을 금지하고 소비자는 이를 구매하여 사용하지 말 것을 권고하고 있습니다
이는 전자담배등에 보호회로 없는 18650 베터리가 사용되는 와중에 베터리를 주머니에서 넣고 이동 중 주머니에 있는 열쇠등 금속체와 접촉이 발생되어 베터리가 폭발하는 사건들이 발생되는등 안정상의 문제가 있다보니 정부에서 보호회로가 없는 단전지의 경우 판매자체를 제한하게 되었습니다
다만 보호회로가 포함되는 경우 위에서도 언급되었지만 표준 18650의 사이즈에서 높이 부분이 다소 늘어나게 되어 기존에 18650 표준사이즈로 만들어진 제품의 경우는 보호회로가 적용된 전지를 사용 할 수 없게되는 경우도 발생 될 수 있습니다
또한 베터리가 사용되는 제품에는 보호회로의 기능을 포함하고 있고
충전기에는 과충전 제한과 온도제한등의 보호기능이 포함되어 있다면 보호회로가 없는 베터리를 사용더라도 어느정도 안전하게 사용 할 수가 있게 됩니다
보호회로 없는 베터리 경우 제품에서 베터리를 분리하여 주머니나 금속류와 함께 보관하는 경우는 단락이나 과전류문제로 베터리가 폭발하거나 안정성을 저해할 소지가 있으니 특히 주의해야 합니다
리튬이온의 경우는 니켈카드뮴 베터리 처럼 충분히 방전하지 않고 충전하는 경우 실제 충전 용량이 감소하는 메모리 효과가 없기 때문에 가능하면 어느정도 사용 후 바로 충천하여 두는 것이 효과적 일 수 있습니다
장시간 보관하는 경우는 25도 정도 상온에서 1개월에 5% 정도의 자가방전이 이루어지기 때문에 12~16개월 사이 한번씩 충전하여 관리하면 됩니다
특징적으로는 온도에 따른 자가방전 진행속도가 상이한데 5도 정도에서 보관하는 경우는 1개월에 1.25% 정도로 자가방전 속도가 떨어지게 됩니다 그래서 경우에 따라서 장기 보관시에는 냉장고의 냉장실에 보관하는 방법도 있을 수 있습니다
18650 리튬이온 베터리의 경우 초기 테슬라 차량의 메인 베터리로 사용되었던 경우 부터 최근에는 전자담배나 LED랜턴과 라디오등 많은 전자제품들에서 사용되는 베터리인 만큼 특성을 잘 이해하고 가능하다면 보호회로가 있는 제품으로 사용한다면 여러 방면에서 좋은 효율의 베터리로써 활용 될 수 있을 것 입니다
