들어가며
오늘날 우리는 수많은 전자 기기에 둘러싸여 있는 것도 모자라 이제 어딜 가든지 스마트폰과 모바일 기기를 대동하고 있습니다. 남들은 다 아는 정보를 나만 모르고 있는 것은 아닌지, 집 밖을 나갈 때마다 배터리 충전은 잘 되어 있는지, 또 장소를 이동할 때마다 기기를 흘리지는 않는지.. 인간을 편하게 해준다는 이런 기기들을 마치 족쇄처럼 손에 쥐고 다니는 것을 보면서 과연 인간이 올바른 방향으로 진화하고 있는가, 우리는 모바일 기기의 노예가 되어가고 있지 않은가 하는 냉소적인 생각에 사로잡히기도 합니다. 이런 생각을 하는 사람은 비단 저 혼자만이 아니겠지만요. 사설은 여기까지 하도록 하고요, 바로 본론으로 넘어가 보도록 하겠습니다.
맥북을 포함해 애플이 판매하고 있는 거의 모든 모바일 기기에 공통으로 들어가 있는 것이 한 가지 있습니다. 휴대 시 기기에 전원을 공급하는 배터리가 그것입니다. 맥북을 사용하는데 있어 땔래야 땔 수 없는 요소 '배터리', 오늘은 맥북(맥북프로/맥북에어)에 탑재되는 배터리의 관리 요령에 대해 함께 알아보는 시간을 가져볼까 합니다. 글을 작성하는데 있어 상당히 다양히 다양한 출처의 자료를 인용했으며, 특히 애플에서 제공하는 자료를 중점적으로 참조했습니다.
배터리(축전지)에도 종류가 있다
배터리 관리 요령을 터득하기에 앞서 배터리의 종류와 그 역사에 대해 간단히 알아보도록 하겠습니다.
현재 애플 휴대용 기기는 대부분 리튬 이온 폴리머(Li-ion polymer) 방식의 배터리를 채택하고 있습니다. (참조) 이 말은 즉 맥의 배터리를 잘 관리하는 것은 리튬 이온 폴리머 배터리를 잘 관리하는 것과 일맥상통하며, 아이폰이나 아이패드 등 애플에서 만든 다른 휴대용 기기에도 같은 배터리 관리 방식을 적용할 수 있다는 것을 의미합니다. 리튬 이온 폴리머 전지처럼 충전을 계속 반복하면서 쓸 수 있는 배터리를 소위 ’2차 전지’라고 부릅니다. (그럼 ‘1차 전지’는 무엇일까요? 마트에서 파는 일회용 건전지처럼 충전이 원천적으로 불가능한 전지가 1차 전지입니다.)
애플이 처음부터 휴대용 제품에 리튬 이온 폴리머 배터리를 사용한 것은 아니었습니다. 배터리 역시 다른 과학/기술 분야처럼 일련의 발달 과정을 거치며 용량과 수명을 개선하고, 전 세대 배터리 기술의 단점을 보완하면서 꾸준히 발전해 왔습니다. 2차 전지는 니켈 카드뮴(NiCd) 배터리와 니켈 수소(NiMH) 배터리, 리튬 이온(Li-ion) 배터리, 리튬 이온 폴리머(Li-ion Polymer) 배터리가 순서대로 개발됐으며, 뒤로 갈수록 같은 용적 대비 배터리 용량이 크고 수명이 긴 편입니다.
오늘날 애플에서 판매하고 있는 휴대 제품은 대부분 리튬 이온 폴리머 배터리를 사용하고 있다고 말씀드렸는데, 애플 최초의 노트북 ‘Macintosh Portable’ 은 당시 ‘최신 기술’인 니켈 카드뮴 방식의 배터리가 사용되었고 그 후로 니켈 수소 배터리도 상당시간 채용되는 등 당대 최신 배터리 기술들이 애플 휴대용 기기에 꾸준히 적용되어 왔습니다.
니켈 카드뮴 및 니켈 수소 전지는 비교적 생산이 수월하고 안정성이 우수한 편이지만, 수명이 짧고 용량이 적다는 단점을 가지고 있습니다. 또, 메모리 효과(Memory Effect) 때문에 매 사용 시마다 완전 방전과 완전 충전을 하지 않으면 전지 축전 용량이 줄어들어 수시로 충전이 요구되는 모바일 기기 시장에서 점차 외면받고 있습니다.
최근 애플 기기에서 사용되는 리튬 계열의 배터리는 니켈 계열보다 용량이 크고, 수명이 길며, 자연 방전 효과가 작고, 메모리 효과가 없는 등 배터리 자체의 퍼포먼스가 탁월하다는 장점을 가지고 있습니다. 하지만 안전성이 떨어지는 문제가 치명적인 단점으로 지적되고 있습니다. 작게는 배불뚝이처럼 배터리 외형이 부풀어 오르는 것에서부터 크게는 폭발을 일으키며 인명에 피해를 입히기도 합니다. 최근 언론 매체에서 심심찮게 볼 수 있는 스마트폰 배터리 폭발 사건도 거의 백이면 백 리튬 계열 배터리가 그 원인이며, 최근엔 유럽 항공기 제작업체 에어버스가 안정성 논란이 일고 있는 리튬이온 전지를 신기종인 A350에 사용하지 않기로 한다는 소식도 들리고 있습니다.
그렇다면 왜 리튬 계열의 배터리는 왜 이렇게 안정성이 떨어지며, 왜 IT 업체에서는 리튬이온 배터리를 고집하고 있는 것일까요? 또 현재 리튬 계열 배터리를 대체할 만한 다른 기술은 개발되어 있지 않을 걸까요?
‘우선 리튬 계열의 배터리가 갖는 불안정성은 기본적으로 배터리를 구성하는 물질인 리튬에서 기인한다. 리튬은 알칼리 족에 속하는 화학 물질로 구성된 물질으로써, 알칼리족 원소들이 갖는 대표적인 특징인 강한 산화력 (강한 반응성) 과 강한 폭발력을 지니고 있다. 이 정도는 매우 심해서
산소1물과 닿는 즉시 리튬은 ‘폭발’ 에 가까운 반응을 보이게 된다. (그래서 알칼리족 원소는 기름 속에 보관한다)그런데 안타깝게도, 아직까지 상용화 된 기술 중에서는 리튬을 사용한 배터리가 가장 용량면에서나 수명면에서나 가장 좋은 편에 속하고, 또 그 자체의 장점 덕분에 소형 기기에 작게 만들어 넣는 것이 가능하다는 장점 때문에 리튬 배터리가 널리 쓰일 수 밖에 없다. 또 현재 개발중인 차세대 배터리의 경우에도 아직까지는 리튬의 장점을 뛰어넘고는 있으나, 리튬 계열 배터리가 가지는 ‘소형화’ 를 달성하기엔 아직은 너무 무리하게 크다.’ - (리튬 배터리 관리의 세계)
이런 이유로 최근엔 리튬 이온 배터리보다 조금 더 안정성이 높고, 용량이 크면서 소형화가 가능한 리튬 폴리머 배터리가 상대적으로 많이 보급되고 있지만 이 역시 100% 안전한 것은 아녀서 보호 회로가 내장되어 출시되고 있습니다.
다시 정리하면, 최신 애플 제품에 탑재된 리튬 폴리머 배터리는 구 기술(니켈 계열) 배터리와 비교하면 배터리 용량이 커서 한 번의 충전으로 오랜 시간 사용이 가능하며, 메모리 효과가 없고 수명이 길어 관리가 용이하며, 안정성이 떨어지지만, 리튬 이온보다는 안정성이 높고 사용자인 우리가 최대한 안전 수칙을 잘 지키고 관리를 제대로 한다면 아무런 문제 없이 오랜동안 제 몫을 다 할 수 있는 기술이라 할 수 있습니다.
맥북 배터리 수명
세상에 존재하는 모든 배터리는 어김없이 수명이 존재합니다. 애플 제품에 탑재되는 리튬 폴리머 배터리 역시 일정량 이상 사용하게 되면 수명이 다하게 되는데, 애플은 ‘충전 사이클 수’를 배터리의 수명을 판단하는 지표로 삼고 있습니다. 즉, 배터리 사이클이 일정 횟수에 이르게 되면 작동이 언제 멈추어도 이상하지 않은 상태로 보고 사용자에게 배터리 교체를 권장하고 있습니다.
‘Mac 노트북 컴퓨터 배터리의 사용은 “충전 사이클” 형식으로 누적되어 표시됩니다. 배터리가 최대 사이클 수에 도달한 후에도 배터리를 사용할 수는 있으나 배터리 수명이 줄어든 것을 알 수 있습니다. 배터리의 충전 사이클의 총 수와 배터리에 남아 있는 충전 사이클 수를 알고 있으면 배터리 교체가 필요한 시점을 파악할 수 있습니다. 최적의 성능을 얻으려면 최대 사이클 수에 도달한 배터리를 교체하십시오.’ - (Apple Inc.)
모델에 따라 이 충전 사이클 수는 차이가 있는데, 2009년 이후에 출시된 (유니바디) 맥북프로 및 맥북프로 레티나 디스플레이 모델과 2010년 이후에 출시된 맥북에어 모델은 약 1,000회이며, 그 이전에 출시된 제품은 연식 및 모델에 따라 약 300~500회가량입니다. 약 1,000번의 충전 사이클… 절대 적은 횟수가 아닙니다. 하루에 한번씩 완충/완방한다 할지라도 2년 8개월, 이틀에 한번씩 해도 5년 6개월동안 배터리 효율이 80% 이상 유지되는 것을 의미합니다.
그런데 이 충전 사이클 수에 도달한다고 해서 배터리가 갑자기 작동을 멈추는 것은 아니며, 또 이 사이클 수에 도달할 때까지 배터리 작동이 무조건 보장되는 것도 아닙니다. 배터리 사이클 수가 위 횟수에 도달한 다음에도 본체를 구동할 만큼의 전력을 공급할 수 있으며, 반대로 위 회수에 도달하기 전이라 해도 배터리 노후가 예상보다 빨리 진행되어 본체를 돌리는 데 충분한 전력을 제공하지 못할 수 있습니다.
즉, 최대 충전 사이클은 일종의 참고 지표나 가이드라인 성격을 띠고 있으며, 사용 및 충전 습관에 따라 배터리의 수명이 사용자별로 모두 다르게 나타날 수 있습니다. 이는 마치 두 대의 자동차가 똑같은 마일리지를 주행했더라도 한쪽의 사용자가 평소 급브레이크를 많이 밟는 편이고, 또 도로 사정이 좋지 않은 길을 자주 달렸을 때 다른 차량보다 타이어가 더 많이 닳아 있을 수 있고 이에 따라 교체도 더 빨리해줘야 하는 것에 비유할 수 있습니다. 또, 타이어가 생산 단계에서 불량으로 제조 돼 다른 타이어보다 수명이 더 짧을 수 있는 것처럼 하나의 배터리 파트를 구성하는 일부 부품이 고장이 나 예상보다 훨씬 빨리 작동을 멈출 수 있습니다.
배터리 사이클 계산 방식
대부분의 리튬 계열 배터리가 그렇지만 맥북에 탑재되는 배터리 역시 크게 두 단계로 충전이 진행됩니다.
맥북이 완전히 방전된 상태에서 80%까지 '급속으로' 충전이 되며 2시간 가량이 소요됩니다. 나머지 '세류 충전'이라고해 아주 느린 속도로 충전이 되며, 20%를 충전하는데 다시 2시간 가량이 시간이 소모됩니다. 이런 특성은 비단 맥북 뿐만 아니라 아이폰이나 아이팟 배터리는 등 그 크기와는 상관없이 동일하게 적용되는 사항입니다.
또한, 충전 사이클은 횟수가 아니라 배터리 충전 누적량으로 계산됩니다. 예를 들어, 맥북 배터리가 50% 남아 있는 상황에서 50%를 충전했다고 사이클이 1회 올라갈까요? 그건 아닙니다.
'충전 사이클은 배터리의 전원을 모두 사용한다는 의미입니다. 하지만 이것이 곧 1회 충전을 말하는 것은 아닙니다. 예를 들면 한 시간 또는 1일 넘게 노트북을 사용하여 배터리 전원의 반을 사용한 다음 다시 완전하게 충전할 수 있습니다. 다음 날 또 다시 배터리 전원의 반을 사용한 후 다시 충전하면 충전 사이클이 2번이 아닌 1번으로 계산되므로 사이클 1회를 완료하는 데 며칠이 걸릴 수도 있습니다.’ - (Apple Inc.)
맥북의 배터리 사이클을 확인하는 방법
- 애플 () 메뉴에서 이 매킨토시에 관하여를 선택하여 시스템 정보를 엽니다. 그런 다음 이 매킨토시에 관하여 윈도우에서 시스템 리포트를 클릭합니다.
- 아래와 같이 하드웨어 섹션 아래에 있는 콘텐츠 목록에서 전원을 클릭합니다.
- 사이클 수는 배터리 정보 섹션 아래에 나열되어 있습니다.
배터리를 오래 쓰기 위한 관리 요령
축전지 관련 문서와 애플 기술지원 페이지의 내용을 종합해 보면, 다음 두 가지 기본 수칙을 지켰을 때 오랜 기간 동안 맥북의 배터리를 최상의 상태로 사용할 수 있다는 결론에 도착합니다.
- 배터리를 아끼지 마라
- 배터리를 때때로 보정해라
1. 배터리를 아끼지 마라
배터리의 노후 요인은 크게 두 가지로 나뉩니다. 첫째로, 충전 사이클이 증가함에 따라 배터리 내부물질 사이에 화학 반응이 일어나고 피막이 두꺼워져 내부 저항이 증가하는 것이며, 둘째로 시간이 지나면서 내부 화학물질이 부식하고 침전해 전자가 원활하게 이동하지 못하는 것이 또 다른 요인입니다.
그런데 일부 사용자는 충전 사이클이 올라가는 것을 막기 위해 마치 맥북을 데스크탑 컴퓨터처럼 너무 장시간 전원 어댑터로만 사용하면서 애지중지하는 경우를 볼 수 있는데 이는 위 두 번째 과정을 촉진해, 되려 배터리 수명을 단축하는 지름길이 됩니다. 사이클이 올라가는 것을 적당히 경계하면서도 배터리를 정기적으로 사용해 주는 것이 배터리 성능을 오랫동안 유지하면서도, 배터리의 수명을 최대화하는 방법입니다.
2. 배터리를 때때로 보정(캘리브레이션)해라
배터리 보정(캘리브레이션)’은 거창한 이름과는 달리 배터리를 완전히 방전시킨 다음 다시 완전 충전시키는 생각보다 훨씬 간단한 작업입니다. 앞서 리튬 계열 배터리는 니켈 계열과 달리 메모리 효과가 없어 완방/완충을 할 필요가 없다고 말씀드렸습니다. 하지만 애플은 맥 사용자들에게 정기적으로 보정 작업을 시행하라고 하고 있습니다. 배터리의 수명을 금방 떨어뜨려 배터리 판매 수익이라고 벌려는 심산일까요?
리튬 계열의 배터리는 수시로 충전하되, 한 달 정도의 간격으로 보정(완방/완충) 작업을 시행하는 것이 권장됩니다. 이 역시 크게 두 가지 이유를 가지고 있는데, 첫째로 보정 작업을 통해 배터리의 성능과 잔여 용량을 맥북의 전원 관리 칩(SMC)이 정확히 파악하게 되고, 이를 OS X에 정확히 피드백하기 위함입니다.
‘배터리에는 충전 및 방전됨에 따른 예상 배터리 용량을 알려주는 내부 마이크로 프로세서가 있습니다. 화면에 배터리 시간 및 남은 배터리 용량 비율이 정확하게 표시되고 배터리가 최대한 효율적으로 작동할 수 있도록 가끔씩 배터리를 재보정하는 작업이 필요합니다. 컴퓨터를 처음 사용한 이후 몇 달마다 재보정을 수행해야 합니다.' - (Apple Inc.)
이에 따라 전력 사용량에 따른 배터리 사용 가능 시간이 정확하게 표시되고, 배터리가 몇 퍼센트(%) 남지 않은 상황에서 맥북의 전원이 갑자기 차단되는 문제를 막을 수 있습니다. (배터리 잔여 용량이 실제로 1%밖에 남지 않았는데, 오랫동안 보정을 하지 않아 5%~10%로 잘못 표시되고 있을 수 있습니다) 둘째로, 물이 고이면 썩듯이, 배터리 역시 그 속의 화학 물질과 전자(electron)가 장시간 고착화되면 배터리 성능을 감소시키는 원인으로 작용합니다.
애플은 맥북을 구입한 첫 주 이내에 보정 작업을 일차적으로 수행하고, 두 달에 한 번 정도 배터리 보정 작업을 수행할 것을 권장하고 있습니다. 또, 배터리 사용이 많이 사용하지 않는 사용자는 보정 작업 빈도를 한 달에 한 차례로 늘릴 것을 추천하고 있습니다.
만약 중고 장터에 똑같이 사용 기간이 3년인데 하나는 배터리 사이클이 10회 미만이고, 다른 하나는 100여 회인 맥북이 올라왔다면… 전 서슴지 않고 후자를 구매할 것입니다. 전자가 배터리 효율이 더 높다고 처음에 표시될지 몰라도 막상 배터리 보정 작업을 해보면 효율이 거의 교체 직전(80% 부근)일 확율이 상당히 높기 때문입니다.
배터리 보정 작업 절차
- 전원 어댑터를 꽂은 전원 어댑터 플러그의 LED가 녹색으로 변경되고 메뉴 막대의 배터리 아이콘이 완전 충전 상태가 될 때까지 맥북의 배터리를 완전히 충전합니다.
- 배터리가 부족해 화면에 배터리 부족 경고 대화상자가 표시될 때까지 맥북을 자유롭게 사용합니다.
- 자료 손실을 막기 위해 하던 작업을 저장해 놓습니다. 배터리가 매우 부족한 상태가 되면 맥북이 자동으로 잠자기 모드로 전환됩니다.
- 컴퓨터를 5시간 이상 잠자기 모드로 유지하거나 끕니다.
- 전원 어댑터를 연결하여 배터리가 완충 상태가 될 때까지(전원 어댑터 LED가 녹색이 될 때까지) 충전합니다.
정보: 배터리가 “없음” 상태가 되면, 컴퓨터는 강제로 잠자기 모드가 됩니다. 배터리에는 일정 시간 동안 컴퓨터를 잠자기 모드로 유지하기 위한 약간의 예비 전력이 남아 있습니다(완전히 “없는” 상태는 아님). 배터리가 실제로 모두 사용되면 컴퓨터가 강제로 종료됩니다. 이때 안전 잠자기 기능을 통해 컴퓨터의 메모리 내용이 하드 드라이브에 안전하게 저장됩니다. 전원이 복원되면 컴퓨터가 하드 드라이브의 안전 잠자기 이미지를 사용하여 잠자기 이전 상태로 돌아갑니다.
그 밖에 주의할 점
장시간 맥북을 사용하지 않을 때는 배터리를 50% 정도 충전시켜 두세요. 노트북을 여섯 달 넘게 사용하지 않을 것 같은 경우, 애플은 맥북의 배터리를 50%만 충전하여 보관하도록 권장하고 있습니다. 배터리가 완전히 방전된 상태에서 보관하면 깊은 방전 상태가 되어 충전을 못 하게 될 수도 있습니다.
배터리 외부에 충격이 가해지지 않도록 주의하세요. 리튬 계열의 배터리가 외부의 충격을 받거나 휘어져 리튬 셀이 수분에 노출되면 발화 및 폭발의 위험성이 있습니다.
뜨거운 곳에 두지 마세요. 리튬 계열의 배터리는 주변 온도가 높을수록 상태가 불안정해집니다. 한여름에 차 내부에 맥북을 두고 다니지 않도록 유념하세요.
너무 습기가 많은 곳에 두지 마세요. 전자기기가 물과 친하지 않다는 것은 상식이지만, 배터리는 특히 더 그렇습니다. 배터리가 너무 습한 곳에 있거나 물에 젖게되면 단자 접점에 합선이 발생해 순간 불이 붙거나 배터리가 폭발할 수 있습니다.
(적고 보니 거의 위기탈출 넘버원급이네요)
그 때가 오면?
배터리도 프린터의 잉크나 자동차의 타이어처럼 수명이 존재하는 소모품입니다. 배터리 수명이 다하거나 고장이 나면 메뉴 막대의 배터리 아이콘에 '교체'나 ‘수리 서비스’라는 문구가 나타납니다.
'교체' 안내는 배터리가 자연적으로 수명이 다한 것을 나타내는 것입니다. 배터리를 탈착할 수 있는 맥북 사용자는 애플 스토어나 온라인 상점에서 교체용 배터리를 구매해 직접 배터리를 교체하면 되고, 배터리 내장 모델은 애플 공인 AS 센터를 통해 배터리 교체 작업을 진행할 수 있습니다. 배터리 가격은 맥북 모델에 따라 통상 15~25만원 선입니다.
만약 구매한 지 얼마 되지 않은 맥북에 '교체' 문구가 나타나거나, 보증 기간 내(1년, 애플 캐어 적용시 3년) '배터리 수리 서비스' 문구가 뜨는 등 배터리 불량이 의심된다면 애플 공인 AS 센터를 통해 배터리 진단 서비스를 요청할 수 있습니다. (참조: OS X 내에서 애플 케어 기간을 간편하게 조회하는 방법) 애플 스토어와 애플 공인 AS 센터엔 배터리 상태를 점검할 수 있는 진단 도구가 마련되어 있는데 비교적 짧은 시간 안에 바로 배터리 이상 유무를 확인할 수 있고, 이상 판정 시 무상으로 배터리를 교체 받을 수 있습니다.
마치며
이 글을 적기에 앞서 한 가지 고민했던 부분이 있습니다. 저 스스로는 그다지 맥북프로 배터리 관리에 심혈을 기울이지 않는데, 이런 글을 적음으로써 다른 분들에게 배터리를 이렇게 관리하는 것이 정도(正道)이며, 이런 수칙을 철두철미하게 잘 지켜라 하는 압박…내지는 스트레스를 드리는 것이 아닌가 하는 점이었습니다. 하지만 리튬 배터리 관리 요령을 한 번 알아두면 오랜 기간 두고두고 써먹으실 수 있고, 또 같은 배터리를 사용하는 최신 모바일 기기에 모두 적용할 수 있어 유용하겠다는 생각이 들었습니다.
장황한 본문 내용의 핵심을 다시 정리하면 이것입니다.
맥북 배터리를 신줏단지 모시듯 너무 아껴쓰지 마시고 팍팍 쓰십시오. 오히려 그게 배터리 성능을 오랫동안 높게 유지하면서도, 배터리의 수명을 최대화하는 방법입니다. 그렇다고 충전이 완료되자마자 항상 전원 어댑터를 빼두라는 것은 아닙니다. 쓸 때는 쓰시라는 겁니다. 그리고 맥북을 중고로 구입할 때 배터리 사이클이 너무 높다고 물품 구매를 꺼리지 마세요. 오히려 첫 구매 시기에 비교해 배터리 사이클이 비정상적으로 적은 맥북이 더 골칫덩어리일 수 있습니다. 마지막으로, 때때로 배터리 보정 작업을 시행해 메뉴 막대에 표시되는 배터리 시간을 정확하게 교정해 주십시오.
참조 문헌 및 사이트
• 리튬전지 적용 타당성 평가기술 개발 - 한국원자력안전기술원
• 리튬 배터리 관리의 세계
• Apple: 리튬 이온 배터리
• Apple 노트북
• Apple: 배터리 교체 프로그램
• Apple 휴대용 컴퓨터: 최상의 성능을 위한 컴퓨터 배터리 보정
• Apple 휴대용 컴퓨터의 배터리 보정하기
관련 글
• 아난드텍 레티나 맥북프로 리뷰 - 16. 배터리 성능
• 애플 무선 입력 기기 삼인방의 배터리 상태를 한눈에 볼 수 있는 마이티 모니터(Mighty Monitor) 위젯
• 더욱 강력한 기능으로 돌아온 맥북 배터리 관리의 대명사 '코코넛 배터리(CoconutBattery)'
• 단선 걱정 없이 맥북 맥세이프(MagSafe) 케이블을 감는 요령
- 산소를 물로 정정합니다. [본문으로]
