리튬 이온 배터리 열 분해 연구와 안전성 논란

에어버드의 리튬 이온 배터리를 300F / 150C 이상으로 가열하여 새것처럼 충전하게 만들겠습니까? 연구에 따르면 이를 통해 얻을 수 있는 이점이 있을 수도 있다고 제안하고 있습니다. 하지만 절대 그렇게 하지 마세요.

왜 스스로 문제를 해결하려고 하거나 성능이 떨어진 에어버드를 오븐에 넣지 말아야 할까요? 새로운 연구는 극심한 열이 기술의 탑재된 (결코 친환경적이지 않은) 리튬 이온 배터리를 완전히 복원할 수 있다고 제안하지만, 동시에 이를 열 분해 현상이라 불리는 상태에서 불꽃을 일으킬 수 있기 때문입니다.

중국의 닝보 소재 기술 및 공학 연구소의 연구원들은 리튬 이온 배터리(LIB)의 에너지 밀도를 복원할 수 있는 방법을 발견했으며, 이는 300F / 150C 이상으로 가열하는 것입니다.

저는 TechRadar의 오디오 편집자로서 매일같이 에어버드를 시험합니다. 저를 거쳐간 모든 제품에는 작고 재활용하기 매우 어려운 배터리가 내장되어 있습니다. 이는 지속 가능성이 있다고 보기는 어렵습니다. 그래서 이러한 연구 혁신이 중요합니다.

저는 아이폰 장치를 위한 제거 가능한 배터리를 연구하는 애플에 찬사를 보낸 적이 있습니다. 이는 우리가 아끼고 아직 오래되지 않은 에어팟과 아이폰을 되살릴 수 있는 가능성을 제시하고, 수천 개의 제품이 매립지로 가는 것을 막아줍니다. 하지만 교체 가능한 배터리는 여전히 애플 제품에 등장하지 않았으며, 저는 그것이 결코 오지 않을까 걱정하고 있습니다.

그리고 나서 쿠퍼티노의 거대 기업이 ‘수리가 쉬운’ 것보다 ‘절대 고장 나지 않는’ 아이폰에 집중하는 것으로 보이는 미션 변경에 실망했습니다 – 예고 경고: 확실한 것은, 사용량에 따라 3년 후에 휴대용 기술의 배터리는 고장 나리라는 것입니다.

중국의 연구팀으로 돌아가서, 그들은 Nature에 ‘부정적 열 팽창 및 산소-레독스 전기화학’이라는 제목의 논문을 발표했습니다. 이 보고서는 배터리를 300과 480F / 150과 250C 사이로 가열하면 늘어나는 대신 수축할 수 있다는 것을 설명합니다(열 팽창은 배터리의 용량이 손실되었다는 지표로, 맨눈으로도 보입니다). 이로 인해 과거 사용의 용량 감소 효과를 역전시킬 수 있습니다.

Register 지에 따르면, 2025년에 충전할 수 있는 LIB는 에어버드부터 스마트폰, Bluetooth 스피커, 전기차까지 모든 것을 작동시키는 데에 중요한 역할을 합니다. 하지만 모든 이러한 배터리(크고 작은, 저가와 고급 제품 불문)는 시간이 지남에 따라 용량을 잃습니다.

이에 대해 이미 언급했지만, 지금으로서는 시간의 흐름을 되돌릴 수 없는 것처럼 에어버드의 궁극적인 소멸을 억제할 수 없습니다. 결정질 구조가 LIB의 내부 벽에 서서히 쌓이게 되며, 그 결과 배터리가 최대 용량에 도달해도 보유할 수 있는 충전량이 줄어듭니다. 여러분의 전화기가 완전 충전 상태에서도 하루 종일 지속되지 않는 시점을 느끼게 될 것입니다.

우리는 불 시작하지 않았습니다…

이 최신 연구의 (겉보기에) 광기에는 방법이 있습니다. 실제로 불을 시작하려는 것이 아닙니다.

연구팀의 가설은 LIB 내부의 구조적 혼란이 “조정 가능한 매개변수”가 되어, 정확한 전압으로 배터리 구성을 변경하는 충전기를 사용하여 이를 조정하면 불을 내지 않고 기술의 배터리를 재생할 수 있다는 것입니다.

그리고 이는 좋은 소식입니다. 첫째로 헤드폰과 에어버드 내부의 배터리는 교체하기 쉽지 않습니다. 하지만 Cambridge Audio는 Melomania P100 헤드폰의 배터리가 교체 가능하다고 말하며, Fairphone은 이 분야의 선두 주자입니다 – 더 지속 가능하고 친환경적인 브랜드에 관심이 있다면 그 회사를 확인해 보세요.

둘째로, 지난해 성탄절 전후로 배터리 과열로 인해 화재 위험이 있는 오디오 기술 제품의 리콜이 그 어느 때보다 많았습니다. 여기에는 어린이용 Bluetooth 스피커, 저렴한 에어버드 ‘연기를 생산하는’ 제품, Belkin의 전원 은행들이 포함되었습니다. 따라서 우리 전자제품에서 강렬한 열을 최대한 멀리하는 것이 좋습니다.

논문의 연구원들은 그들의 발견이 상업적으로 구현에 얼마나 가까운지에 대해 말하지 않지만, 이 연구는 수리 가능하고 되살릴 수 있는 휴대용 오디오 장치의 가능성을 제기합니다. 당신의 휴대전화 배터리를 교체할 필요조차 없을 수도 있다고 상상해 보세요 – 왜냐하면 그것이 되살아날 수 있기 때문입니다.

2025년의 에어버드 제조 규모를 본다면(개방형 에어버드 생산이 600% 증가했는지 아셨나요? 네, 그렇습니다), 이것이 더 지속 가능한 기술을 위한 경주에서 지금까지 가장 큰 혁신 중 하나가 될 가능성이 있습니다.