수중 사진을 찍기 시작하면서, 배터리를 많이 사용하게 되었는데, 국내에서 구입을 하니 비용이 만만치가 않습니다. 그래서 알리발을 고려해 보고 있는데, 알리발 뻥용량이라는 용어를 접하게 됩니다. 그러다 방전 테스트에 관심을 같게 되었고, 방전기를 구매한 김에 기존에 가지고 있던 NiMh 2차 전지를 테스트 해 보았는데, AAA 기준 800mAh 짜리가 200mAh 가 좀 못되게 충방전이 이루어 지고 있더군요. 어쩐지 하이패스 단말기에 넣어둔 충전지가 2~3주일이면 밥달라고 난리를 쳐서 왜 이런가 했는데, 아마 메모리 현상 때문이었나 봅니다.
이제 방전 테스트도 준비가 되었고, 전류 전압 측정기에 넣을 9V 배터리를 구매 하려다가, 9V 는 몇 번 사용 안하고 버리게 되는 경우가 다반사라, 알리에서 9V Li-ion 2차 전지를 구매해서 사용해 보려고 구매를 시도를 했습니다. IEEE 문서에 따르면 9V 전지의 경우 180mAh ~ 600mAh 정도의 capacity로 생산을 한다고 되어 있는데, 알리발 9V Li-ion 충전지들을 보면 6800mAh ~ 12800mAh 까지 끝도 없이 대용량이라고 자랑을 하고 있습니다. 12800mAh 정도가 되려면 저정도 크기에 담기가 쉽지가 않을텐데 말이죠. 휴대용 배터리의 크기와 용량을 생각해 보시면 6800mAh 나 12800mAh 라는 용량은 불가능 한 용량이라는 것을 알 수 있습니다.
28,000 mAh 짜리도 있군요 --
그래서 일단 좀 현실적으로 2000mAh 이하라면 그래도 그럭저럭 뻥카는 아니지 않을까.. 그리고 기술 발전도 좀 있어서 용량이 늘어나지 않았을까 그런 기대를 가지고 찾아보기 시작했으며, 가성비 충전기로 유명한 Liitokala 의 9V 6F22 1100mAh 제품을 구매를 했습니다.
개당 4,900 정도에 구매했어요
구매한 Liitokala 제품의 스펙은 이렇습니다.
| 공칭전압 | 9V |
| 종지전압 | 6V |
| 용량 | 1,100mAh |
| 소재 | Li-ion |
| 충전방식 | USB-C, 충전 효율 60 ~ 65% |
일단 Liitokala 는 중국 가성비 제품 답게 datasheet 같은 건 없습니다. 그냥 홈페이지에 있는 정보가 다인데, 일단 홈페이지에 9V 라고 되어 있어 공칭 전압을 9V 라고 해 놓은 것이며, 그래서 다시 검색을 해 보니, 9V Li-ion 2차 전지의 공칭 전압은 7.4V ~ 9V 사이에서 형성이 된다고 합니다.
종지전압(Cut-off voltage)는 최대 방전시의 전압이라고 하는데, 이 보다 더 방전이 되면 battery 의 성능 감소 또는 fault 가 발생하게 되므로, 방전 마지노선이라고 생각하면 됩니다만, 역시 따로 정보가 없습니다. 아예 방전 관련된 정보는 전무 합니다. 이 종지전압이 방전 테스트에서 가장 중요한 요소 중에 하나인데, 정보가 없어, 일단, 구글에서 검색해 보니, "9V battery cut-off voltage" 로 검색을 하면, "around 6.0 volts" 라고 나옵니다. 그런데 보통 2차 전지들은 1차 전지보다 종지전압(cut-off voltage)가 더 낮습니다. 그래서 datasheet 를 찾아봐야 하는데, LiitoKala 는 18650 제품의 종지 전압만 알려주고 나머지는 그냥 씹어 버리네요.
그래서, 9 V 1차 전지의 종지 전압을 기준으로 해야 할지, 아니면 Li-ion 3.7 V 의 종지 전압으로 테스트를 해야 할지 전기적 이론 지식이 전혀 없는 저로서는 조금 암담합니다. 그래서 막 검색을 해 보았는데, 2.5 ~ 6 V 까지 너무 다양하게 잡고 있고, Li-ion 2차전지 종지 전압 정보가 있는 것들의 경우에도 4.5 ~ 5.8 V 까지 너무 다양 했습니다.
그 수많은 정보 중에서, Energizer Eveready Silver 9V (6F22) 의 datasheet 를 찾게 되었고, 종지 전압을 보여주지는 않지만, 5 mA 의 전류량으로 4.8 V 까지의 테스트 결과를 보여주고 있어, 일단 저도 이 정도를 기준으로 테스트를 해 보려 했는데, 마침 제조사에 문의한 것에 대하여 "around 6V" 라고 답변이 왔습니다.
Liitokala 는 과거에는 정직하게 용량을 표기한다고 알려져 있었는데, 요즘은 좀 뻥용량이 있다고 얘기들이 돌아 다닙니다. 그래서 이래저래 알아보던 중, Li-ion 전지들은 3.7V 로 동작을 하기 때문에, 9V 나 1.5V 로 사용을 하기 위해서는 승/하압 모듈이 필요 합니다. 즉, 기존 3.7V 를 9V(6F22) 또는 1.5V(AAA, AA) 로 변압을 해서 사용을 한다는 것이죠. 그래서 가만히 생각해 보니, 1,100mAh 라는 용량이 혹시 3.7V Li-ion Cell 의 용량이 아닐까 하는 생각이 들더군요. 그래서 대략적으로 계산을 해 보았습니다.
(Li-ion 용량 * 3.7V * 변환효율) / 9V
정도의 공식을 만들 수 있을 것 같은데요. 일단 Li-ion Cell의 실용량을 구하면
1,100mAh * 3.7V = 4.07Wh
4070mWh 가 나오고, 보통 3.7V 를 9V 로 변환해 주는 저가 모듈의 효율이 90% 정도 된다고 하니, 9V 로 승압을 했을 경우의 용량은
4.070mWh * 0.9 = 3.663mWh
정도로 계산이 될 것이고, 이제 9V 로 나누어 보면, 9V 로 동작할 때는 407mAh 정도의 capacity 를 가지지 않을까 예상해 보고, 테스트를 해 보았습니다. 물론 전류량에 따라 동작 V가 달라질테니 저 값을 기준으로 근사값이 나오지 않을까 예상해 봅니다.
일단 방전 테스트를 위해서, DL24/P 라는 제품을 이용하였습니다. 이 제품은 방전 데이트를 다운로드 받을 수 있어 실제 방전 결과와 데이터를 이용하여 계산한 결과의 차이가 얼마나 나는지 알 수 있습니다.
1. 1A CC(정전류) 방전 테스트, Cut-off 4.8V
슬프게도, 1A 로 동작 시키니, 바로 전압이 4.8V 이하로 떨어져 버립니다. 테스트 자체가 불가능 했습니다. 나중에, FX35 방전기로 테스트를 해 보니, 5.83V 로 동작을 하며 606mAh 정도 방전이 되었습니다. 기대한 것 보다는 많이 나옵니다. 다만 DL24/P 로 1A 방전을 하면, 4.8V 이하의 전압으로 떨어지는 것으로 보아 Li-ion Cell 의 보호 회로가 안정적으로 동작하지는 않는 듯 싶습니다. 1A 방전시 5.83V로 동작 Cut-off 4.8V 에 도달시, 606mAh
cut-off 를 4.8V 로 한 이유는, 이 당시 제조사가 제 문의를 묵묵부답으로 씹고 있던 때인지라, Energizer Eveready Silver 9V 의 datasheet 에 있는 정보를 이용하여, Cut-off 전압을 4.8V 로 잡았었습니다.
일반적으로 9V 전지의 경우, 6V 를 cut-off 로 보기 때문에, 보통 회로에서 6V 정도 되면 동작을 정지하게 프로그래밍을 할 것 같습니다. 그러므로, 이 제품은 6V 이하로 동작하는 것으로 봐서는 고방전/고출력 용도로는 적합하지 않을 듯 싶습니다.
2. 500mA CC(정전류) 방전 테스트, Cut-off 4.8V
이제 DL24/P 로 테스트가 제대로 되기 시작했는데요. 일단 만충 되었을 때의 대기 전압은 9.2 ~ 9.3V 정도 입니다. 500mA 로 동작시킬 경우에는 열이 60도 정도까지 발생을 하더군요.
500mA 의 전류량으로 방전을 하니, 바로 전압이 7V 근처로 떨어 집니다. Wikipedia 의 9V 전지 문서에서 9V Li-ion 은 7.4V 정도로 동작한다고 되어 있는데, 비슷한 양상으로 흐릅니다. 전압이 6V 정도까지 떨어지면 그 이후로는 급격하게 전압이 떨어집니다. 제조사 말대로 6V를 종지전압으로 봐야 할 것 같네요.
0.4A 방전 테스트 예측 테이블
DL24/P 0.5A 방전 테스트 결과
DL24 500mA CC test 결과
첫번째 표는, 0.5A 로 방전을 할 때의 예측값 입니다. 두번째 표는 DL24/P 의 결과값이고, 마지막 표는 DL24/P의 data를 다운로드 받아서 평균값을 구해 비교한 값입니다. 일단 측정 값은 모두 근사치 값으로 나오며, 예측 기대치의 값과도 거의 비슷한 값이 나옵니다. 유의미한 값 인듯 싶습니다. 수행 시간도 거의 예측대로 수행이 되었네요. 하지만, StepUp 모듈을 사용하여 전압을 승압한 제품임에도 불구하고 전압이 유지를 되지 못합니다. 1.5V li-ion 배터리를 사용하는 가장 큰 이유 중의 하나가 높은 전압 유지인데, 1A 또는 0.5A 방전 테스트의 결과는 좀 실망 스럽습니다. 일단 고출력/고방전용으로는 사용하기에는 효율이 많이 떨어질 것으로 보입니다.
3. 400mA CC(정전류) 방전 테스트, Cut-off 5.6V
0.4A 방전 테스트 예측 테이블 DL24/P 0.4A 방전 테스트 결과
4. 100mA CC(정전류) 방전 테스트, Cut-off 5.8V
100mA 정전류 방전 테스트는 대략 10번 정도를 했는데요. 보시는 그래프 처럼 어느 순간 갑자기 0V 로 떨어지는 결과를 보여 줍니다. 왜 그럴까 가만히 생각해 보니, 보호회로가 동작해서 차단을 시킨것으로 판단됩니다. 저상태에서는 충전 전원을 연결해 줘야 다시 살아나는 것으로 보아, 보호회로 동작으로 인한 차단으로 봐야 할 것 같습니다. 처음에 이걸 인지하지 못해서 cut-off 를 너무 낮게 잡아서 battery 가 손상을 입은 건가 판단도 했었고, 제조사에서 cut-off 전압을 받고나서, 너무 낮게 잡았나 하고 높여 보았지만 결과는 동일했습니다. 뻘짓을 한거였죠.
0.1A 방전 테스트 예측 테이블
DL24/P 0.1A 방전 테스트 결과
어찌 되었든 데이터를 가지고 결과를 내보니, 350mAh 정도가 나오네요. 기대치 보다는 조금 못 나왔고 수행 시간도 30분정도 부족하네요.
5. 충전 테스트
1351mAh 충전이 되었네요
충전 전하량을 기준 예측 테이블
충전 효율이 60~65% 정도라고 했으니, 9V 기준으로환산하면 405mAh 정도가 됩니다. 방전 예측량과 거의 99% 정도 일치가 하며, 수행 시간도 아주 많이 차이가 나지는 않습니다.
결론적으로, Liitokala 9V 6F22 rechargeable 제품은 9V 기준 용량이 아닌, 3.7V Li-ion Cell 의 용량을 표기하고 있음을 확인할 수 있었습니다. 이렇게 보면 표기 용량이 완전 뻥은 아니라고 보입니다. 하지만, 보통 대부분의 일반인들은 9V 1차 전지의 용량과 비교를 할 것이므로, 3.7V 정보를 표기하는 것은 어떻게 보면 눈속임일 수도 있는 것입니다. 즉, 이 제품은 대략 400mAh 정도의 용량을 가진 제품으로 봐야할 것 같습니다. 듀라셀 9V 560mAh 1차전지 제품 1개에 4,500원 정도 하니, 400mAh 충전지 가격으로는 상당히 가성비 제품으로 봐야 할 것 같습니다. 더군다나 제가 구매한 목적은 어쩌다 한번 잠시 사용하는 용도의 전지이므로 고출력, 고방전일 필요도 없어서 이정도 가격이면 아주 만족 스럽네요.
어찌되었든, 중국발 AAA, AA, 6F22(9V) 등의 충전식 Li-ion 배터리들의 표기 용량은 이런식으로 눈속임이 있다는 것 정도 알아 두시는 것이 좋을 것 같아요. 600mAh 이하의 표기라면 9V 기준으로 표기를 했을 것 같으며, 600 ~ 2000mAh 정도의 용량은 3.7V Li-ion Cell 의 실용량을 표기해 놓은 것이라 보면 될 것 같습니다. 2000mAh 이상은 뻥용량으로 보시면 될 것 같고요. 다른 제품들 후기들을 보면 2000mAh 이상의 제품들 대부분 실제 400~600mAh (9V 기준) 정도로 동작을 하는 것 같습니다. 그러니 가격 보시고 적당히 구매를 하시면 될 것 같습니다.
다만, 너무 가격만 보시다 보면.. 속에 모래만 들어있는 짝퉁 전지를 구매하실 수도 있습니다. 적당히 이름 알려져있고 적당한 가격으로 구매를 하세요.
표기용량 * 3.7 * 0.9 / 9 로 계산 했을 때, 값이 180~600mAh 근처라면, 3.7V 기준으로 표기를 했다고 보면 될 것 같습니다.
liitokala-9V-6F22-1100mAh.zipliitokala 9V(6F22) 1,100mAh 테스트 raw data sheet
